اختيار نظام نزح المياه لأعمال البناء

كيف يتم اختيار نظام نزح المياه لأعمال البناء؟

نزح المياه هو عملية إزالة المياه الجوفية والمياه السطحية من موقع البناء. وعادة، يتم تنفيذ هذا الإجراء قبل الحفريات، أو لخفض منسوب المياه الجوفية في الموقع. حيث يمكن أن تستخدم طرق نزح المياه المضخات أو التبخر. كما تُعد إزالة المياه من مواقع البناء أمرًا مهمًا لحماية المواد والحفاظ على مكان عمل آمن. وتتطلب معظم مواقع البناء نزح المياه، بسبب تراكم المياه في الخنادق والحفريات.

هناك عدد من خيارات نزح المياه المتاحة للحفريات لتسهيل أنشطة البناء. حيث أن اختيار أفضل وأنسب نظام نزح المياه يحقق الاقتصاد في أنشطة البناء. ولهذا، من الضروري أن يكون لديك معرفة بأنظمة نزح المياه المختلفة وكل سِمة من سماتها بالتفصيل. حيث يتم اختيار أفضل نظام من أنظمة مختلفة مجمعة. كما يعتمد اختيار نظام نزح المياه لحالة الموقع بشكل أساسي على:

• ميزات الموقع والموقع.

• نوع وحجم وعمق الحفريات المخطط لها.

• سُمك ونوع التقسيم الطبقي.

• نفاذية روح الأساس التي تقع تحت منسوب المياه الجوفية.

• مستوى منسوب المياه في المنطقة ، حيث يتم إجراء نزح المياه.

• الضرر المحتمل الذي يكون نظام نزح المياه عرضة له.

• تكلفة تركيب وتشغيل نظام نزح المياه.

العوامل المؤثرة على تكلفة نظام نزح المياه:

تعتمد التكلفة المستثمرة لِنظام نزح المياه أَو طريقة نزح المياه على أربعة عوامل رئيسية، وهم:

• نوع المشروع وحجمه. وهذا يشمل متطلبات الضخ لنزح المياه.

• نوع الطاقة وتوافرها.

• موارد العمل.

• الفترة الزمنية للضخ.

ساعدت طريقة الجدران المقطوعة بالطين في التحكم في المياه الجوفية ، والتي بدورها قللت من كمية الضخ. حيث يمكن لتلك المشاريع التي تتطلب ضخًا عاليًا الاستفادة من الجدران الحاجزة مثل الجدران المقطوعة من الطين.

العوامل المؤثرة في اختيار نظام نزح المياه:

إذا كان المشروع ينطوي على بناء الأساس في مستوى الأرض تحت منسوب المياه لهذا الموقع، فمن الضروري الخضوع لنزع المياه من خلال طرق مثل نظام نقطة البئر أو نظام الآبار العميقة. بينما لا يمكن حل هذه المشكلة بطرق مثل حفر الخنادق أو ضخ الأحواض. حيث يمكن أن تؤدي عمليات المعدات أو انزلاق أو انزلاق المنحدرات الجانبية إلى تلف الأساس.

يمكن تقليل هذه التأثيرات على الأساس عن طريق أنظمة نزح المياه. ولا يتطلب نظام الآبار العميقة ونقاط الآبار أي تحليل أو تصميم مفصل قبل التنفيذ في موقع لا يجلب تقلبات ضغط هائلة تحت الأرض. هنا يمكن استخدام نظام نزح المياه التقليدي. ولكن حيثما يكون هناك تخفيف غير عادي للضغط، يُنصح بالحصول على تصميم مفصل أعده المهندس لإجراء نزح المياه.

يجب تحديد هذه التفاصيل بالتفصيل من قبل المهندس في مستندات العقد أيضًا. كما يجب أن يتم تحديد استخدام معدات نزح المياه بشكل غير عادي من قبل المهندس قبل القيام بأنشطة البناء. حيث يتم شرح العوامل الرئيسية التي تؤثر على اختيار نظام نزح المياه بالتفصيل أدناه:

• نوع الحفريات.

• الظروف الجيولوجية والتربة.

• متطلبات الموثوقية.

• العمق الذي تنخفض إليه المياه الجوفية.

• معدل الضخ.

• الضخ المتقطع.

• تأثر الهياكل المجاورة بانخفاض المياه الجوفية.

• نزح المياه مقارنة مع الإجراءات الأخرى.

1. نوع الحفر:

يتم العثور على نظام نقاط البئر التقليدي اقتصاديًا وآمنًا عندما يتعين إجراء نزح المياه في منطقة أرضية حيث يكون مستوى منسوب المياه الجوفية عند عمق أقل. حيث يتطلب خفض منسوب منسوب المياه الجوفية إلى عمق 20 أو 30 قدمًا نظام بئر عميق أو مدربين نفاثين لإجراء عملية نزح المياه.

بالنسبة للحفريات التي تحيط بها السدود، يمكن استخدام نظام نقاط البئر أو نظام الآبار العميقة أو كليهما معًا لنزع المياه. حيث يُعد نظام الآبار العميقة أو نظام نقطة البئر النفاثة خيارًا أفضل لنزح المياه الذي يتطلب اختراقًا في حقل التربة أو الصخور السابقة.

يتم تنفيذ هذه في الغالب لبناء ممرات عميقة أو أنفاق أو قيسونات. كما يعتمد الاختيار بين الاثنين على تكوين التربة في المنطقة ومعدل الضخ المطلوب. حيث تشمل العوامل الأخرى ذات الصلة ما يلي:

• تداخل نظام نزح المياه مع عمليات البناء الجارية.

• المساحة المتاحة لتشمل نظام نزح المياه.

• مدة نزح المياه.

• تكلفة التركيب والتشغيل.

2. الظروف الجيولوجية:

من الأفضل تحديد نوع نظام نزح المياه ونظام الصرف في منطقة ما بناءً على التربة والظروف الجيولوجية للمنطقة. حيث يمكن استخدام نظام البئر التقليدي أو نظام نقاط البئر إذا كانت التربة الموجودة أسفل منسوب المياه في المنطقة عميقة وخالية من الرمل المجفف ومتجانسة في طبيعتها.

إذا كانت التربة ذات طبقات عالية وتوجد طبقة غير منفذة من الصخور أو الصخر الزيتي أو الطين، فيمكن استخدام أنظمة نقاط البئر التي يتم تثبيتها عن كثب في الفضاء. حيثما تكون التربة في حاجة لتخفيف الضغط الارتوازي، يمكن تركيب نقاط آبار عميقة أو نفاثات نفاثة بأعداد قليلة.

3. عمق التراجع:

يُعَد حجم العمق الذي يجب إجراء السحب من خلاله أحد العوامل الأساسية التي يتم على أساسها اختيار نوع نظام نزح المياه. وإذا كان التراجع الذي سيتم إجراؤه عميقًا جدًا، فسيتم استخدام نظام نزح المياه من البئر العميق أو نقاط البئر النفاثة. حيث يتطلب نظام نقاط الآبار التقليدية العديد من مراحل التراجع لعمق واحد للحفر.

يمكن تلبية مجموعة متنوعة من التدفقات باستخدام نظام الآبار العميقة بالنظر إلى أنه يجب اختيار المضخات المناسبة حسب التدفق. وهذا النوع من المرونة غير متوفر لنظام نقاط البئر النفثية. كما يتم استخدام مضخات المروحة النفاثة بشكل أكبر حيث يكون التدفق صغيرًا كما هو الحال في حالة الطمي للعثور على صناديق الرمل.

4. متطلبات الموثوقية:

يتأثر تصميم مضخات نزح المياه المختارة والطاقة الاحتياطية والمعدات ومصدر الطاقة بشكل كبير بموثوقية التحكم في المياه الجوفية لمشروع معين. على سبيل المثال، إذا كانت المشكلة التي يتم مواجهتها أثناء نزح المياه هي تخفيف الضغط الارتوازي بحيث يتم منع الانفجار أثناء حفر القاع. بينما يؤثر هذا الموقف على اختيار نظام تخفيف الضغط الذي تم اختياره والحاجة إلى معدات احتياطية مع توفير النقل التلقائي للطاقة.

5. معدل الضخ المطلوب:

يتراوح معدل الضخ المطلوب للخضوع لنزح المياه لحفر ما بين 5 إلى 50000 جالون في الدقيقة أو أعلى. حيث يتأثر اختيار الجدران ونظام الأنابيب والمضخات بالتدفق إلى نظام الصرف. وبالنسبة لنظام نزح المياه من الآبار العميقة، تتوفر المضخات بأحجام 3 (ro14) بوصة بسعة تتراوح من 500 إلى 5000 جالون في الدقيقة. وهذه لها قيمة رأس تصل إلى 500 قدم.

تتراوح أحجام المضخات المستخدمة في نظام نقاط البئر من 6 إلى 12 بوصة بسعات تتراوح من 500 إلى 5000 جالون في الدقيقة. هذا يعتمد على الفراغ ورؤوس التفريغ. كما تتمتع المضخات النفاثة بقدرة ضخ من 3 إلى 20 جالونًا في الدقيقة ترفع حتى 100 قدم. بينما يتأثر معدل الضخ بشكل كبير بما يلي:

• المسافة إلى مصدر التسرب.

• سُمك طبقة المياه الجوفية.

• انتشار طبقة المياه الجوفية.

• مقدار السحب أو تخفيف الضغط المطلوب.

6. إجراء الضخ المتقطع:

إنّ وجود نوبات عمل فردية أو مزدوجة لنزع المياه يوميًا يؤدي إلى انخفاض تكلفة العمالة. ولا يمكن اتباع هذا المبدأ حيثما كان عمق نزح المياه كبيرًا جدًا، فالتربة التحتية سابقة ومتجانسة. حيث أنه في ظل هذه الحالات، يمكن تشغيل نظام الضخ بحيث يتم إجراء عمليات سحب كبيرة خلال نوبات فردية أو مزدوجة.

7. تأثير إجراءات السحب على المنشآت والآبار المجاورة:

يتم تحميل تربة الأساس التي تقع تحت منسوب المياه الجوفية بشكل إضافي عندما يتم خفض منسوب المياه الجوفية للمنطقة من خلال نظام نزح المياه. حيث يؤدي تطبيق الحمل الإضافي إلى توحيد التربة. كما ينتج عن هذا الدمج تسوية الهياكل التي تم إنشاؤها بالفعل داخل دائرة نصف قطرها من التأثير.

قبل تطبيق أي نظام نزح ماء على موقع ما، يوصى بالتحقق من الإمكانية المذكورة مسبقًا لتسوية الهياكل النشطة حولها. حيث يجب ملاحظة مستوى منسوب المياه الجوفية في الآبار القريبة قبل وبعد نزح المياه. وإذا تم رفع أي مطالبات بسبب إجراء نزح المياه، فإنّ هذه الملاحظات هي الأساس الذي يتم على أساسه إجراء التقييم.

8. نزح المياه مقارنة مع الإجراءات الأخرى:

يمكن التحكم في المياه أثناء الحفر على أفضل وجه اقتصاديًا من خلال عملية نزح المياه. ولكن بالنسبة لبعض التطبيقات مثل الجانب المبلل من سد أو غواص، يتم عمل ختم (tremie) على الجانب السفلي من الحفر. حيث يتم استخدام أي طريقة أخرى مثل الجدران المقطوعة بالطين أو إجراءات نزح المياه الأخرى.

يتم اختيار التقنيات الأخرى بناءً على الملاءمة مثل استخدام تقنيات التجميد ويمكن استخدام آلات الحفر الدوارة التي يتم إجراؤها دون خفض منسوب المياه الجوفية. ومن الأمثلة الأخرى استخدام الجدران المقطوعة من الخرسانة في الخندق المدعوم بالطين.