مخاطرات حفر تونل در زمین های حاوی گاز H2S ) مطالعه موردی تونل انتقال آب اسپر (

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه زمین شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه فردوسی مشهد.

2 استاد، گروه زمین شناسی، دانشکده علوم دانشگاه فردوسی مشهد *(مسئول مکاتبات).

3 استاد، گروه زمین شناسی، دانشکده علوم دانشگاه فردوسی مشهد.

4 استادیار دانشکده علوم، دانشگاه تهران، مهندسین مشاور ساحل، تهران.

چکیده

زمینه و هدف: یکی از مهم­ترین مخاطرات زمین­شناسی مهندسی و زیست محیطی در حفر تونل ها، مواجه شدن با برخی گازهای طبیعی مانند سولفید هیدروژن (H2S) در زمان حفاری می­باشد. حل مخاطرات و چالش­های مربوط به ورود این گاز به تونل ها بسیار دشوار و پرهزینه است. یکی از وظایف مهم در این شرایط، پیش بینی و برآورد میزان خطر گاز  H2S در فضاهای زیرزمینی و تعیین روش مناسب جهت مقابله با مشکلات مهندسی و زیست محیطی آن است. تونل انتقال آب اسپر در سازندهای حاوی منابع هیدروکربوری حفاری شده و از نمونه هایی است که در طی احداث آن با نشت گاز H2S مواجه شده­اند. دراین مقاله مخاطرات، ویژگی ها، قوانین ایمنی، منشا زمین شناسی و پیش بینی خطر گاز H2S و راهکارهای کاهش خطرات و مشکلات حفاری تونل، با توجه به تجربیات به دست آمده از تونل اسپر ارایه شده است.
روش بررسی: برای بررسی منشا گاز H2S و انتخاب بهترین روش ها جهت مقابله با خطرات و مشکلات آن، علاوه بر بررسی تجارب موجود میزان غلظت این گاز در هوا به­طور پیوسته در سه زمان شروع، وسط و پایان هر شیفت کاری اندازه گیری گردید. هم­چنین نسبت به نمونه گیری از آب و هوای آلوده و ارسال آن به آزمایشگاه های مخصوص جهت آنالیز شیمیایی نمونه ها اقدام گردید. در همان موقع غلظت گاز مذکور به صورت هم­زمان در آب و هوای تونل به صورت صحرایی اندازه گیری شد.
یافته ها: تجربیات حاصل از این پروژه نشان داد که میزان گاز موجود در تونل شرایط غیر قابل قبولی را برای کارگران ایجاد نموده است. به منظور پیش بینی خطر گاز  H2S در فضاهای زیرزمینی، می­توان از شواهدی همانند چشمه­های گوگردی، آثار مواد آلی در     رخنمون­های سنگی، شیل های آلی، تصاعد بوی گوگرد از سطح شکسته شده تازه سنگ و استشمام بوی گاز در زمان حفاری گمانه­ها استفاده نمود. نتایج آنالیزهای صورت گرفته بیانگر اینست که گاز سولفید هیدروژن غالبا به همراه آب زیرزمینی وارد تونل می­گردد و میزان قابل توجهی از آن در همان لحظات اولیه از آب آزاد می­شود. منشا این گاز با توجه به بررسی ها مرتبط با تشکیلات نفتی منطقه است.
نتیجه گیری: همواره مواجهه با این گاز را در محیط های زمین شناسی مرتبط با میدان های نفتی باید جدی گرفت. هم­چنین با توجه به این­که این گاز به صورت محلول در آب وارد تونل می­شود و به محض ورود از آن آزاد می­گردد برای کاهش خطرات و مشکلات حفاری، ناچار از روش­های کنترل ورود آب زیرزمینی به داخل تونل، رقیق­سازی غلظت گاز و آموزش کارکنان و تجهیزات کمکی استفاده گردید.

کلیدواژه‌ها


 

 

 

 

 

 

علوم و تکنولوژی محیط زیست ، دوره شانزدهم، شماره ویژه  93

 

مخاطرات حفر تونل در زمین های حاوی گاز H2S

) مطالعه موردی تونل انتقال آب اسپر (

 

 

حسین میرمحرابی[1]

محمد غفوری[2]*

Ghafoori@ferdowsi.um.ac.ir

غلامرضا لشکری پور[3]

جعفر حسن پور[4]

تاریخ دریافت:8/4/89

تاریخ پذیرش:28/7/89

 

چکیده

زمینه و هدف: یکی از مهم­ترین مخاطرات زمین­شناسی مهندسی و زیست محیطی در حفر تونل ها، مواجه شدن با برخی گازهای طبیعی مانند سولفید هیدروژن (H2S) در زمان حفاری می­باشد. حل مخاطرات و چالش­های مربوط به ورود این گاز به تونل ها بسیار دشوار و پرهزینه است. یکی از وظایف مهم در این شرایط، پیش بینی و برآورد میزان خطر گاز  H2S در فضاهای زیرزمینی و تعیین روش مناسب جهت مقابله با مشکلات مهندسی و زیست محیطی آن است. تونل انتقال آب اسپر در سازندهای حاوی منابع هیدروکربوری حفاری شده و از نمونه هایی است که در طی احداث آن با نشت گاز H2S مواجه شده­اند. دراین مقاله مخاطرات، ویژگی ها، قوانین ایمنی، منشا زمین شناسی و پیش بینی خطر گاز H2S و راهکارهای کاهش خطرات و مشکلات حفاری تونل، با توجه به تجربیات به دست آمده از تونل اسپر ارایه شده است.

روش بررسی: برای بررسی منشا گاز H2S و انتخاب بهترین روش ها جهت مقابله با خطرات و مشکلات آن، علاوه بر بررسی تجارب موجود میزان غلظت این گاز در هوا به­طور پیوسته در سه زمان شروع، وسط و پایان هر شیفت کاری اندازه گیری گردید. هم­چنین نسبت به نمونه گیری از آب و هوای آلوده و ارسال آن به آزمایشگاه های مخصوص جهت آنالیز شیمیایی نمونه ها اقدام گردید. در همان موقع غلظت گاز مذکور به صورت هم­زمان در آب و هوای تونل به صورت صحرایی اندازه گیری شد.

یافته ها: تجربیات حاصل از این پروژه نشان داد که میزان گاز موجود در تونل شرایط غیر قابل قبولی را برای کارگران ایجاد نموده است. به منظور پیش بینی خطر گاز  H2S در فضاهای زیرزمینی، می­توان از شواهدی همانند چشمه­های گوگردی، آثار مواد آلی در رخنمون­های سنگی، شیل های آلی، تصاعد بوی گوگرد از سطح شکسته شده تازه سنگ و استشمام بوی گاز در زمان حفاری گمانه­ها استفاده نمود. نتایج آنالیزهای صورت گرفته بیانگر اینست که گاز سولفید هیدروژن غالبا به همراه آب زیرزمینی وارد تونل می­گردد و میزان قابل توجهی از آن در همان لحظات اولیه از آب آزاد می­شود. منشا این گاز با توجه به بررسی ها مرتبط با تشکیلات نفتی منطقه است.

نتیجه گیری: همواره مواجهه با این گاز را در محیط های زمین شناسی مرتبط با میدان های نفتی باید جدی گرفت. هم­چنین با توجه به این­که این گاز به صورت محلول در آب وارد تونل می­شود و به محض ورود از آن آزاد می­گردد برای کاهش خطرات و مشکلات حفاری، ناچار از روش­های کنترل ورود آب زیرزمینی به داخل تونل، رقیق­سازی غلظت گاز و آموزش کارکنان و تجهیزات کمکی استفاده گردید.

 

واژه­های کلیدی: زمین­های گازدار، مخاطرات زمین­شناسی، حفاری مکانیزه، سولفید هیدروژن

 

 

مقدمه

 

ورود گاز H2S به فضاهای زیرزمینی یکی از مخاطرات مهم زمین­شناسی در پروژه­های تونل­سازی می­باشد (1).    تونل­سازی در مناطق مرتبط با هیدروکربن­ها نیازمند شیوه­ها و ملاحظات خاصی است (2). برخورد با گاز سولفید هیدروژن در محیط های شغلی و عمومی می تواند ناشی از بسیاری از صنایع شامل پتروشیمی، کشاورزی و تصفیه فاضلاب باشد (3). سولفید هیدروژن در غلظت های بالا (تا 200 میلی گرم در لیتر) در آب­های زیرزمینی شهر کویت و حومه آن در عمق های نسبتا کم گزارش شده است (4). دومین نگرانی مهم پروژه خط آهن متروی لس آنجلس مربوط به حضور طبیعی گازهای زیرسطحی مخصوصا متان و سولفید هیدروژن بوده است (1). شماری از پروژه های تونل سازی در ایالات متحده نیز موضوعات مرتبط با مواجهه با گاز H2S در زمان ساخت را اعلام نموده اند (5). در حفاری تونل های آزاد راه تهران- شمال وجود گاز H2S به دو صورت انتشار از توده سنگ خشک و تصاعد از آب های ورودی به تونل گزارش شده است (6). به­طور تجربی ثابت شده است که اگر مقدار گاز H2S در تونل بیش از 10 ppm باشد، مشکلات عدیده­ای را برای کارکنان و ماشین­آلات (به­دلیل خورندگی) موجود در تونل، ایجاد می­نماید. در این مقاله مشکلات حفاری تونل اسپر که در طی ساخت آن با مشکل نشت گاز H2S مواجه شده­اند، مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. در این تونل نشت گاز مذکور سبب توقف عملیات حفاری به مدت چندین ماه و صرف هزینه بسیار سنگین برای سازندگان تونل گردید. تجربیات به دست آمده از تونل فوق ثابت نمود که اگر قبل از حفاری تونل، خطر وجود گاز H2S در طی مطالعات زمین­شناسی مهندسی شناسایی و راهکارهای مناسب برای کاهش خطرات و مشکلات حفاری در محیط H2S لحاظ می­شد، این عمل سبب پایین آمدن خطرها و کاهش هزینه­های تونل­سازی به مقدار قابل ملاحظه­ای می­گردید.

در این مطالعه ابتدا مشخصات زمین شناسی تونل مورد بررسی قرار گرفته و در ادامه به منظور آشنایی بیشتر با گاز H2S، مشخصات، منشا زمین شناسی، اثرات آن بر سلامتی و قوانین و استاندارهای ایمنی کار در محیط گاز H2S به­طور خلاصه ارایه شده است. سپس برنامه مطالعات زمین شناسی مهندسی به منظور شناسایی خطر گاز مذکور و راهکارهای عملی برای کاهش خطرات و مشکلات حفاری تونل در محیط H2S به اختصار تشریح شده است.

تونل انتقال آب اسپر به طول بیش از 20 کیلومتر، یکی از پروژه­های بزرگ آب­رسانی کشور است که در محدوده ساختاری زاگرس در حال حفاری می­باشد. روش انتخاب شده جهت حفاری این تونل طویل، ماشین تونل­زنی[5]  یا TBM  از نوع سپر دوبل یا تلسکوپی می­باشد که در شکل شماره (1) نمایی از این ماشین در تونل مذکور نشان داده شده است. این  ماشین­ها می­توانند به­طور هم­زمان عملیات حفاری و نصب پوشش بتنی را انجام داده و در نتیجه سرعت پیشرفت عملیات اجرایی را افزایش دهند. مشکلات اصلی استفاده از این ماشین ها هزینه بالای آن و نیاز به سرمایه گذاری اولیه نسبتا بالا می باشد. ولی این مساله با توجه به سرعت بالای حفاری این روش (مخصوصا برای تونل های بلند) قابل توجیه بوده و امکان دستیابی به قیمت های تمام شده پایین تونل را میسر می­نماید. اما چنان­چه به هر دلیلی(مانند مخاطرات زمین­شناسی و سایر مشکلات) پیشروی ماشین دچار کندی زیاد یا توقف گردد، اقتصادی بودن استفاده از آن توجیه پذیر نمی­باشد. لذا شناسایی مخاطرات زمین شناسی محتمل در مسیر تونل مانند خطر برخورد به سازندهای گازدار برای جلوگیری از توقف حفاری تونل و کاهش مشکلات زیست محیطی و هزینه های تونل­سازی بسیار مهم و تعیین­کننده می­باشد.

 

 

 

 

 

شکل 1- نمایی از ماشین حفاری TBM استفاده شده در تونل


مشخصات و ویژگی­های زمین شناسی

 

تونل در محدوده ساختاری زاگرس در حال حفاری    می­باشد. در این مطالعه 5/4 کیلومتر ابتدایی آن که تا زمان نگارش این مقاله حفاری شده، مورد بررسی قرار گرفته است. برش زمین شناسی 5/4 کیلومتر ابتدایی تونل در شکل 2 ارایه شده است. بر اساس مطالعات زمین­شناسی، توده سنگ­های تشکیل دهنده مسیر تونل از سازندهای پابده و گورپی (توده سنگ­های شیلی و شیل آهکی) و سازند ایلام (توده سنگ­های آهکی) تشکیل شده است (7). بر اساس مشاهدات انجام شده در طی حفاری تونل، مقدار آب و گاز ورودی به تونل در توده سنگ­های شیلی (سازندهای گورپی و پابده) بسیار ناچیز و موضعی بوده (مقدار آن ها در شکل 2 نشان داده شده است)، اما در سنگ­های آهکی سازند ایلام، هجوم آب و گاز محلول در آن (H2S) به مقدار زیادی مشاهده گردید (با توجه به اهمیت سازند ایلام در افزایش آب و گاز ورودی به تونل در شکل شماره 3 نمایی از توده سنگ­های آهکی سازند ایلام در سینه کار تونل نشان داده شده است). همان طور که در شکل 2 مشخص است، حداکثر مقدار آب و گاز ورودی به تونل به ترتیب بیشتر از 300 لیتر بر ثانیه (در شکل 4 نمایی از ورود آب از بین درزهای پوشش بتنی نشان داده شده است) و بیشتر از 100ppm بوده است و مشکلات عدیده­ای برای حفاری تونل ایجاد نموده است. از جمله این مشکلات می­توان به توقف حفاری به مدت چندین ماه و از کار افتادن وسایل الکترونیکی دستگاه TBM به­دلیل خاصیت خورندگی گاز و نامساعد نمودن محیط کار برای کارکنان حفاری و لزوم استفاده از تجهیزات زیاد و محدود کننده ایمنی (مانند ماسک و کپسول هوا) و نیز افزایش قابل توجه هزینه حفاری، اشاره نمود.


 

 


 

 

 

 

شکل  2- برش زمین شناسی و مقدار آب و گاز ورودی به تونل در هر یک از سازند های مسیر تونل

 

 

 

شکل 3- نمایی از توده سنگ­های آهکی سازند ایلام در سینه کار تونل در جلوی کاترهد TBM

 

 

 

 

شکل 4- نمایی از ورود آب حاوی گاز H2S از بین پوشش بتنی تونل

 

مشخصات کلی گاز  H2S: گاز H2S گازی است     بی­رنگ با بویی تند و مشخص، شبیه به تخم مرغ گندیده که چگالی آن نسبت به هوا 19/1 و سنگین تر از هوا می باشد. جرم مولکولی آن 08/34 و چگالی آن در شرایط متعارف 398/1 کیلوگرم بر مترمکعب است (8).

این گاز یک گاز خورنده و اسیدی ضعیف است که ترکیبی از کاتیون  H+ و آنیون HS  می باشد. زمانی که H2S  به صورت گاز در هوا آزاد باشد با فلز مس واکنش داده و باعث قطع و خرابی مدارها و تجهیزات الکترونیکی می شود. زمانی که این گاز به صورت اسیدسولفوریک باشد، با آلیاژهای فولادی واکنش ایجاد کرده و باعث سولفاته شدن آن ها می­گردد.     به­عنوان مثال می­توان به سولفاته شدن تجهیزات الکترونیکی دستگاه TBM تونل مورد نظر اشاره نمود که به مقدار قابل ملاحظه­ای باعث پایین آمدن مقدار بهره­وری دستگاه گردید. بنابراین مخاطرات این گاز شامل سمی بودن و تاثیر آن بر فلزات در پروژه­های تونل­سازی است. 

محلول آب و گاز H2S مانند هر محلول دیگری با آشفته کردن و تلاطم آب (ریختن، هم زدن یا تکان دادن به­وسیله افراد و ابزار)، می­تواند به افزایش سرعت آزاد شدن این گاز کمک کند. pH آب نقش مهمی در قابلیت انحلال و سرعت رها شدن آن دارد. محیط­هایی با pH پایین (اسیدی) برای افزایش سرعت آزادسازی آن نسبت به محیط­های با pH بالا (قلیایی) مساعدترند (5).   

منشا زمین شناسی گاز H2S: این ماده به صورت طبیعی به شکل گاز است. گاز H2S به­طور طبیعی در نفت خام، مخازن گاز، گازهای آتشفشان و چشمه های آب گرم وجود دارد (9). این گاز معمولا از تجزیه مواد آلی (به عنوان مثال مواد فسیل شده داخل سنگ ها) به­وجود می­آید. از جمله منابع مهم تولید گاز H2S می­توان به موارد ذیل اشاره نمود:

- سنگ­های پیریت دار

- فاضلاب­ها و مرداب­ها

- سازندهای هیدروکربوری

یکی از مواردی که در آن گاز H2S تولید می­شود، اکسیداسیون کانی­های سولفیدی نظیر پیریت است. پیریت یا سولفید آهن (FeS2) در محیط احیا ته نشین می­گردد و با حفاری تونل و قرار گیری در مجاورت هوا، اکسید شده و گاز سولفید هیدروژن را آزاد می­نماید. هم­چنین از تجزیه مواد آلی گوگرددار، در چاه ها، آبریزگاه ها، مجاری فاضلاب ها، مرداب ها و غیره نیز گاز H2S تولید می­شود. علاوه بر موارد فوق، سازندهای مرتبط با منابع هیدروکربوری نیز در تشکیل و ذخیره گاز H2S بسیار مهم می­باشند (10)، زیرا گوگرد موجود در سیال­های هیدروکربوری در شرایط احیاء در زیرزمین به H2S تبدیل می­‎گردد. قابل ذکر است که سازندهای مرتبط با منابع هیدروکربوری شامل سنگ منشا، سنگ مخزن و سنگ پوش می باشد، که در این میان سنگ مخزن نسبت به سنگ منشا و سنگ پوش قابلیت بیشتری برای ذخیره این گاز در مقادیر زیاد دارد، زیرا گازH2S معمولا به صورت محلول در آب زیرزمینی می باشد و سنگ مخزن به علت داشتن ناپیوستگی­های زیاد و ضریب هدایت هیدرولیکی بالا مکان مناسبی برای تشکیل و ذخیره آبخوان­های بزرگ است. در نتیجه در مناطقی که سنگ پوش به طور کامل بر روی سنگ مخزن وجود ندارد، گازهای سنگ مخزن از طریق ناپیوستگی های موجود به مرور خارج  می­شوند ولی در صورت وجود آبخوان در سنگ مخزن، گاز H2S در آبخوان باقی می­ماند و آب را گوگردی می­کند.

لازم به ذکر است که سنگ منشا و سنگ پوش با توجه به ویژگی های لیتولوژیکی و ساختاری خاص خود قابلیت ذخیره گاز H2S به مقدار زیاد را ندارند.

در طی حفاری تونل اسپر در سازند گورپی، نشت مواد هیدروکربوری از فاصله بین قطعات پیش ساخته بتنی به داخل تونل مشاهده گردید که در شکل 5 نشان داده شده است (11). علاوه بر آن، تراشه­های سنگی حاصل از حفاری در سازندهای پابده و ایلام نیز آغشته به مواد آلی بوده است. با توجه به  نشانه­های مذکور به نظر می­رسد که تونل فوق در سازندهای هیدروکربوری زاگرس در حال حفاری است و منشا گاز H2S آن به احتمال زیاد ناشی از منابع هیدروکربوری سازندهای مذکور می­باشد.

 

 

 

 

 

شکل 5- نشت مواد هیدروکربوری از فاصله بین قطعات پوشش بتنی به داخل تونل

 

 

اثرات بر سلامتی:سولفید هیدروژن می­تواند با حس بویایی (بوی شبیه تخم مرغ گندیده) حتی در غلظت­های خیلی کم (001/0 تا 1/0 قسمت در میلیون) در هوا شناسایی شود، با این­حال احساس بویایی اشخاص، ظرف 2 تا 25 دقیقه از بین می­رود و بعد از آن نمی­توان حضور آن ­را تشخیص داد. اثرات فیزیولوژیکی این گاز به­طور خلاصه در جدول 1 ارایه شده است. سولفید هیدروژن نه ­تنها به­وسیله تنفس بلکه بوسیله تماس پوستی با آب­های حاوی آن نیز جذب می­شود.. این گاز بین غلظت­های 3/4%(LEL) و 45%(UEL) حجمی قابل انفجار است، هم­چنین در زمان سوختن آن گاز بسیار سمی دیگری که دی­اکسید گوگرد (SO2) است تولید می­شود (5).

 

 


جدول 1- اثرات فیزیولوژیکی گاز H2S در غلظت­های مختلف (12)

 

غلظت(ppm)

اثرات فیزیولوژیکی

1/0 تا 1

در اثر بوی مشخص قابل تشخیص است

5

مرز مسمومیت

5 تا 100

سوزش مختصر در چشم و سیستم تنفسی، سردرد، پس از 15 دقیقه تنفس احساس بویایی نسبت به این گاز از بین می­رود

200

سوزش شدید بینی و گلو

500

التهاب شدید چشم، ترشح بینی، سرفه، تپش قلب، غش

600

سینه درد در اثر خراش سیستم تنفسی، امکان مرگ

700

افسردگی، اغما، احتمال مرگ

1000

فلج شدن سیستم عصبی، مرگ سریع

 

 


استانداردها و قوانین ایمنی کار در محیط H2S

 

قوانین ایمنی، کار کردن در محیط­هایی با مقدار بیش از ppm 10(mg/m315) را در طول شیفت کاری 8 ساعته (از یک هفته کاری 40 ساعته) قابل قبول نمی داند. اگر غلظت به  ppm20 برسد، لوازم اضافی مانند کپسول­های هوا و افزایش تهویه یا تخلیه ضروری خواهد بود. این استانداردها هم­چنین حداکثر لحظه ای  ppm 50را در کمتر از 10 دقیقه برای  یک­بار مجاز می­دانند به شرط این­که سایر حدود غیر مجاز قبلی رخ ندهد (5).

حد مجاز H2S در هوای معادن و تونل ها بر اساس استاندارد شوروی سابق 00066/0 درصد (ppm 6/6 ) و        بر اساس استاندارد آمریکا 002/0 درصد (ppm20) است.      بر اساس استاندارد سوئیس نیز حد مجاز آن همواره کمتر از ppm 10 و حداکثر 40 دقیقه برای ppm 20  است. بر اساس قوانین ایمنی در معادن ایران، مقدار استاندارد این گاز همواره کمتر از ppm 10 و برای کوتاه مدت حداکثر ppm 15 است. از آنجا که این گاز به میزان زیاد در آب حل می شود (هر لیتر آب در دمای 15 درجه و فشار یک اتمسفر قادر است 2/3  لیتر از آن را در خود حل کند)، لذا رفت و آمد در محل­هایی که گازخیز بوده و آب راکد در آن­ها وجود دارد باید با احتیاط صورت گیرد. زیرا افتادن چوب یا سنگ در این گونه آب­ها باعث تلاطم آن شده و در نتیجه ممکن است مقدار زیادی گاز H2S  از آب آزاد و باعث صدمه یا مرگ افراد شود (13).

روش­ها و یافته­ها

شکل شماره (6) نمودار مقادیر گاز H2S در تونل مورد مطالعه را در یک بازه زمانی 6 ماهه نشان می­دهد. بر اساس نتایج مندرج در شکل مذکور در طی مدت فوق همواره مقدار گاز بیشتر از ppm 10 بوده و به­جز ماه اول در بقیه ماه­ها مقدار گاز بیشتر از ppm 20 گزارش شده است. هم­چنین در بسیاری از روزها مقدار گاز از  ppm 50 نیز بیشتر بوده است. بطور کلی می­توان نتیجه گرفت که شرایط مناسب برای کار وجود نداشته و به ناچار ساعات شیفت کاری کاهش پیدا نموده و کارکنان تونل از ماسک­های ضد گاز استفاده می­کردند. در شکل شماره (7) نمایی از شرایط سخت کار همراه با ماسک نشان داده شده است. به­طور کلی تا  ppm 100 غلظت گاز مذکور می­توان از ماسک­های اشاره شده استفاده نمود، ولی برای غلظت­های بالاتر باید ماسک­های دارای فشار مثبت هوا (با کمک مخزن هوا و شیلنگ مخصوص) را به­کار برد.

 

 

 

 

 

شکل 6- نتایج اندازه­گیری مقادیر گاز H2S در تونل در یک بازه 6 ماهه

 

 

 

 

 

 

 

شکل 7- شرایط دشوار کاری برای کارکنان تونل

 

بررسی­های زمین­شناسی مهندسی در طی مطالعات: یکی از وظایف اصلی زمین­شناسان مهندس در طی مطالعات در پروژه­های تونل­سازی، شناسایی و برآورد مخاطرات زمین­شناسی محتمل ازجمله خطر وجود زمین های گازدار می­باشد. چنان­چه پتانسیل برخورد با سولفید هیدروژن در یک پروژه وجود داشته باشد، انجام مطالعات مذکور در طول مرحله طراحی ضروری است. در این رابطه وضعیت سازندهای زمین­شناسی (مرتبط به منابع هیدروکربوری) و شرایط آب­های زیرزمینی مشخص   می­شوند و نمونه­های کافی تحت آزمایش قرار می­گیرند تا میزان احتمال برخورد به گاز فوق تخمین زده شود.

این ارزیابی ها می تواند تا حد زیادی در طراحی پروژه، جزییات طرح، روش­های جایگزین برای ساخت و پتانسیل استفاده از آب­های زیرزمینی یا اصلاح آن، تاثیرگذار باشد. برنامه مطالعات می تواند شامل نمونه برداری از آب زیرزمینی، تعیین وضعیت ناپیوستگی ها، پتانسیل رهایی تنش، شسته شدن پرشدگی ها و تخمین نفوذپذیری باشد (5).

در طی مطالعات زمین­شناسی مهندسی تکمیلی تونل مذکور، گمانه­ای در سازند ایلام حفاری گردید که در طی حفاری این گمانه، تصاعد بوی سولفید هیدروژن کاملا احساس می­شد.

با توجه به وضعیت زمین شناسی ایران و وجود سازندهای نفتی فراوان با پتانسیل تولید و ذخیره انواع گازها و سیالات هیدروکربنی، توجه به خطر گاز H2S (و سایر گازهای هیدروکربوری) در فضاهای زیرزمینی که قرار است در این سازندها یا سازندهای رویی آن­ها حفر شوند (به­دلیل احتمال رابطه از طریق ناپیوستگی ها) بسیار حایز اهمیت است.    همان­طور که قبلا ذکر گردید سازندهای مرتبط به منابع هیدروکربوری که شامل سنگ منشا، سنگ مخزن و سنگ پوش می­باشند قابلیت ذخیره گاز H2S را در مقادیر مختلف دارند.  بر اساس تجربیات تونل­های موجود، جهت حفاری فضاهای زیرزمینی در سازندهای هیدروکربوری باید در مطالعات    زمین­شناسی مهندسی منطقه خطر وجود گاز مورد بررسی و ارزیابی قرار گیرد. لذا زمین­شناسان مهندس جهت برآورد خطر گاز  H2S (و سایر گازهای هیدروکربوری) برای فضاهای زیرزمینی که در سازندهای هیدروکربوری حفاری می شوند،  باید به شواهدی از جمله وجود آب ها و چشمه های گوگردی در منطقه، مشاهده آثار مواد آلی در رخنمون های سنگی و یا غارهای منطقه، وجود شیل های آلی، تصاعد بوی گوگرد از سطح شکسته شده تازه سنگ، استشمام بوی گاز در زمان حفاری گمانه ها و تونل های اکتشافی، وجود چشمه های نفتی و قیری در منطقه و ... توجه کافی و ویژه­ای داشته باشند. با توجه به تجربه عملی نگارندگان، در صورت مشخص شدن وجود خطر فوق در تونل­هایی که به­وسیله TBM حفاری می­شوند، قبل از انتخاب دستگاه باید تمهیدات مناسب از قبیل مقاوم بودن تجهیزات الکترونیکی دستگاه در مقابل گازهای خورنده، در نظر گرفتن سنسورهای کافی برای تعیین مقادیر انواع گازها در تونل، قابلیت دستگاه برای حفاری گمانه های پیشرو و عملیات پیش تزریق، تعبیه سیستم تهویه و آبکشی مناسب و به اندازه کافی قوی و ...،  برای طراحی و ساخت دستگاه TBM لحاظ گردد. هم­چنین لازم به ذکر است که در توده سنگ­های آهکی دربرگیرنده تونل انتقال آب، دو چشمه گوگردی شناسایی گردید که از جمله شواهد مربوط به وجود گاز H2S می باشد (شکل 8).

 

 

 

شکل 8- موقعیت قرارگیری چشمه های گوگردی نسبت به تونل

 


بررسی های حین اجرا

 

تعیین غلظت، نسبت و نوع گازهای نشت یافته به داخل تونل می تواند در تعیین دقیق منشأ گازها ، بسیار مفید باشد. بدین منظور با استفاده از امکانات نمونه برداری موجود در شرکت نفت، اقدام به تهیه نمونه از گازهای موجود در تونل گردید. برای نمونه برداری از کپسول های خلأ استفاده گردید (شکل 9). در مجموع تعداد 3 نمونه از نقاط مختلف تونل برداشت گردید. نمونه ها بعد از برداشت، برای انجام آنالیزهای شیمیایی به پژوهشکده اکتشاف و تولید (پژوهشگاه صنعت نفت) منتقل گردیدند. نتایج آنالیزها در جدول 2 ارایه شده است. بر اساس نتایج به دست آمده از این آنالیزها و رایزنی های انجام شده با کارشناسان پژوهشگاه صنعت نفت، این نتایج، دلیل کافی برای اثبات منشأ هیدروکربوری گازهای داخل تونل نمی باشد (14). در واقع مشابهتی از نظر ترکیب گازها با گازهای موجود در چاه­ها و حوزه­های نفتی وجود ندارد. البته این موضوع با توجه به پیچیده بودن پدیده مهاجرت گازها (از نظر جدا شدن گازهای مختلف در طول زمان و دخیل بودن پدیده­های ثانوی هم­چون دما در تغییر نسبت غلظت گازها) می­تواند طبیعی باشد. به نظر می­رسد داده های کافی برای مقایسه شرایط گازها در این تونل با موارد مشابه در دیگر نقاط ایران و جهان وجود ندارد.  


 

 


 

 

شکل 9- کپسول خلأ برای نمونه برداری از گازهای داخل تونل

 

جدول 2- نتایج آنالیز گازهای داخل تونل (برحسب mol%)

موقعیت نمونه برداری

N2

H2S

O2

محل نصب سگمنت

27/78

84/0

87/20

داخل کاترهد

48/79

16/0

36/20

اتاقک اپراتور

74/78

25/0

01/21

 

 

با توجه به این­که گاز سولفید هیدروژن به صورت محلول و محمول در آب زیرزمینی بوده و پس از ورود آب به تونل، این گاز آزاد می شود، اقدام به بررسی و برآورد میزان  H2S محلول در آب ورودی به داخل تونل گردید. جهت نیل به این هدف با همکاری آزمایشگاه شرکت آب و فاضلاب نمونه برداری از آب ورودی به تونل انجام شد.

 

نمونه برداری­ها در فواصل مختلف تونل انجام شد و آزمایش در محل و آزمایشگاه صورت گرفت. نمونه برداری از گاز H2S در پنج مکان در محل انجام گردید. نتایج این نوع نمونه برداری میزان غلظت گاز H2S بیش از 5 میلی گرم را نمایان نمی­کند. متراژهای نمونه برداری در جدول 3 ارایه شده است.

 

 


جدول 3- نتایج نمونه برداری در محل

 

شماره آزمایش

موقعیت

گاز  H2S (میلی گرم در لیتر)

1

کاترهد

بیش از  5

2

متراژ 3000

1

3

متراژ 2000

1

4

متراژ 1000

5/0

5

خروجی تونل

5/0


 

 


نحوه انجام این آزمایش در شکل 10 نشان داده شده است. نظر به آن­که نتایج آزمایشات صحرایی چشمی است بنابراین نتایج حدودی می­باشند. شکل 11 آزمایش نمونه آب کاترهد را نشان می­دهد. چنان­که ملاحظه می شود نمونه برداشت شده، تیره­تر از 5 میلی­گرم در لیتر بوده و بنابراین میزان غلظت سولفیدهیدروژن در این نمونه بیش از 5 میلی­گرم در لیتر است.

 

 

 

 

 

 

شکل 10- نمونه­برداری از آب داخل تونل


 

 

 

 

شکل 11- تشخیص مقایسه­ای غلظت در نمونه­برداری صحرایی (نمونه کاترهد)

 

 

به­علاوه، سه نمونه از آب داخل تونل در کاترهد، متراژ 2000 و خروجی تونل جهت انجام آزمایش آزمایشگاهی برداشته شد. نمونه ها در کمتر 24 ساعت و در شرایط استاندارد به آزمایشگاه آب و فاضلاب تهران انتقال داده شدند. نتایج نمونه برداری ها به شرح جدول 4 به دست آمد.

 

 

 

جدول 4- نتایج آزمایشگاهی نمونه ها

 

شماره آزمایش

موقعیت

گاز  H2S(میلی گرم در لیتر)

1

کاترهد

15

2

متراژ 3000

7/3

3

متراژ 2000

8/0

 

 

 

 

 

نتایج نمونه­برداری­های صحرایی و آزمایشگاهی با توجه به تفاوت دقت دو روش تا حد قابل قبولی با یک­دیگر تطابق دارند. نتایج فوق خروج پیوسته گاز H2S از آب را تصدیق نمودند.

ضمن آن که با توجه  به روند  خروج  گاز H2S در  آب،  نتیجه­گیری می­گردد که حجم قابل توجهی از گاز در ابتدای ورود آب به تونل از آب خارج شده و با حرکت آب به سمت خروجی تونل، میزان گاز H2S در آب کاهش می­یابد. شکل (12) تغییرات میزان سولفید هیدروژن آب در مسیر تونل را نشان می­دهد.

 

 

 

 

 

شکل 12- تغییرات میزان سولفید هیدروژن در آب در موقعیت های مختلف تونل

 

 

در شکل (13) میزان سولفید هیدروژن در کاترهد و شیلد بر حسب ppm  و دبی آب ورودی به تونل نمایش داده شده است. چنان­که ملاحظه می­شود با کاهش دبی ورودی به تونل میزان غلظت گاز  H2S در هوای داخل تونل نیز کاهش می­یابد که موید آن است که گاز H2S همراه با آب وارد تونل می­گردد.

 

 

 

 

 

شکل 13- تغییرات آب خروجی از تونل و سولفید هیدروژن اندازه گیری شده در تونل نسبت به زمان

 

در شکل شماره (14) رگرسیون خطی آب ورودی به تونل و میزان H2S در هوا نشان داده شده است. این شکل برای بازه زمانی نیمه اسفند تا نیمه اردیبهشت ارایه شده است. داده­های پراکنده از نیمه اسفند روندی یکسان یافته است. بنابراین جهت ترسیم رگرسیون از این تاریخ استفاده شده است. همبستگی دبی آب بالا و همبستگی H2S کمتر می­باشد. این مطلب    می­تواند به شرایط تهویه تونل و سایر عوامل دخیل در هنگام اندازه­گیری مرتبط باشد. با این­وجود روند کلی دو نمودار مشابه می­باشد.

 

 

 

 

 

 

شکل 14- روند ورود آب و گاز به تونل برای یک دوره زمانی انتخابی

 

 

غلظت گاز H2Sدر آب ورودی به تونل 15 میلی گرم در لیتر می باشد که با در نظر گرفتن 100 لیتر در ثانیه آب ورودی به تونل، میزان 5/1 گرم H2S همراه با آب وارد تونل می­شود. اگر فرض شود تمامی گاز محلول در آب وارد هوا   می­شود. جرم مولکولی H2S برابر با 34 است. بنابراین هر یک مول گرم H2S در شرایط متعارفی برابر با 4/22 لیتر است. از طرفی یک مول H2S برابر 4/22 لیتر می­باشد. بنابراین برای محاسبه حجم H2S آزاد شده در هوای تونل به ازای دبی 100 لیتر در ثانیه می­توان نوشت:

15 milligram/liter × 100 liter = 1.5 gram

(1.5 gram / 34 gram) × 22.4 liter/mol = 0.988 liter ≈ 1 liter

بنابراین به ازای 100 لیتر بر ثانیه آب ورودی به تونل، در هر ثانیه حدود یک لیتر گاز H2S  در شرایط نرمال وارد هوای تونل می­گردد. بدیهی است با تغییر دبی ورودی به تونل میزان حجم گاز متصاعد شده از تونل نیز تغییر می یابد. بنابراین میزان تهویه باید به حدی باشد که میزان گاز متصاعد شده را همواره در حد استانداردها نگه دارد.

 

راهکارهای عملی حین اجرا

علاوه بر آموزش کارکنان تونل و استفاده از تجهیزات کمکی مفید، روش­های متعددی ممکن است جهت کاهش غلظت H2S یا کاهش سرعت تصاعد آن در فضاهای زیرزمینی مورد بررسی قرار گیرد که این روش­ها در یکی از سه شاخه کلی زیر قرار می گیرند (5):

الف- جلوگیری از ورود آب زیرزمینی و گاز محلول در آن به داخل تونل

ب- روش های مبتنی بر رقیق سازی غلظت گاز بلافاصله پس از ورود آن به هوا

ج- روش های مبتنی بر تبدیل H2S به مواد بی خطر

د- جلوگیری از ورود آب زیرزمینی و گاز محلول در آن به داخل تونل

همان­طور که ذکر گردید، در اغلب موارد گاز H2S      به­وسیله آب­های زیرزمینی به ­درون فضاهای زیرزمینی راه   می­یابد. بنابراین اثرات آن را می­توان با کاهش ورود آب کنترل نمود. چندین روش که می­توانند منجر به دست­یابی به هدف مذکور شوند شامل پیش­زهکشی[6]، تزریق[7]، صفحه و پوشش­گذاری[8]، سیستم جمع­آوری آب[9]، برقراری تعادل فشاری[10]      به­وسیله هوای فشرده و نصب پوشش[11] آب­بند همزمان با حفاری می­باشند. روش های مذکور به طور خلاصه در ذیل تشریح شده اند. شایان ذکر است که در تونل دسترسی البرز روش هایی از قبیل پیش زهکشی، تزریق و تقویت تهویه برای بهبود شرایط گازی H2S استفاده شده است (6). در تونل اسپر نیز از    روش­های تقویت تهویه، ایجاد خط هوای فشرده جدید برای قسمت های حساس به گاز(مانندکابین اپراتور و تابلوهای برق و کامپیوتر)، نصب پمپ های اضافی و خط لوله سه کیلومتری جهت جمع آوری و انتقال آب های گازدار در محیط بسته به بیرون تونل، استفاده از ترکیب مناسب شامل زودگیر برای درزگیری و بند کشی درز بین سگمنت ها به­منظور جلوگیری از ورود آب به تونل و ... جهت مقابله با مشکلات موجود بهره گرفته شده است.

عملیات پیش­زهکشی به منظور کاهش فشار هیدروستاتیک می­تواند یک راه­حل فنی و عملی باشد اما کاربرد آن بدلیل اثرات منفی آن یا هزینه­هایی مانند نشست سطح زمین، تخلیه منابع آبی مجاور یا تغییر رژیم جریان آب زیرزمینی منطقه، محدودیت­هایی به همراه دارد. هزینه­های این­کار نیز در طول یک تونل بلند برای یک دوره نسبتا طولانی می­تواند بسیار سنگین باشد، تاحدی که سایر روش­ها دارای ترجیح شوند. در این روش باتوجه به H2S دار بودن آب­ها، نحوه و محل رهاسازی آن­ها نیز دارای محدودیت می­باشد (5).

تزریق سیمان یا مواد شیمیایی در درز­ها و شکستگی­های آب­بر توده سنگی، جریان را از طریق آن­ها کاهش می­دهد یا با تاخیر همراه می­سازد. این روش معمولا در شرایط خیلی مناسب نیز جریان آب را کاملا قطع نمی­کند، بلکه آن­را کاهش می­دهد. بنابراین این روش در جایی که غلظت گاز در آب کم و حجم آب ورودی به تونل زیاد است (در مقایسه با مواردی که غلظت H2S در آب زیادتر و حجم آب کمتر است) مناسب­تر می­باشد. موفقیت این روش پس از حفاری تونل[12] بسیار مشکل و در بسیاری موارد ناکارآمد است. در اتخاذ این روش باید مواردی مانند رهایی تنش یا شسته شدگی ناپیوستگی­ها پس از حفاری تونل را درنظر گرفت. در ضمن علاوه بر هزینه خود تزریق، تاخیر در پیشروی تونل نیز هزینه دیگری است که به پروژه تحمیل می­گردد. این هزینه وابسته به روش حفاری تونل (به عنوان مثال انفجاری، TBM یا سایر روش­های مکانیکی) است، مخصوصا در حفاری با TBM هزینه تاخیرات می­تواند به اندازه­ای زیاد باشد که بررسی سایر روش­های ممکن را ضروری نماید (5).

صفحه و پوشش­گذاری روی سطح توده سنگ به همراه یک سیستم بسته جمع آوری و دفع آب می­تواند تلاطم جریان آب و در نتیجه تصاعد H2S به هوا را به­حداقل برساند. این روش در تونل­های کوتاه و مواردی که غلظت گاز در آب نسبتا پایین است، امکان­پذیر می­باشد. در تونل­های بلند سیستم جمع­آوری آب، طی گذشت زمان ممکن است توسط مواد جامد پمپ شده مسدود گردد.

روش دیگر کاهش جریان آب ورودی به تونل، نصب پوشش نهایی آب­بند هم­زمان با پیشروی است. این روش به صورت گسترده­ای در پروژه­های عمرانی شهر نیویورک مورد استفاده قرار گرفته است(5). مهم­ترین مزایای این روش، این است که با فاصله کمی پس از حفاری تونل پوشش­گذاری انجام می­شود و آب­بندی واقعی را به­وجود می­آورد. بنابراین تلاش­ها برروی کاهش و کنترل سطح گاز متصاعد شده از مناطق جلوتر از پوشش، متمرکز خواهد گردید (به­وسیله تزریق در موارد جریان­های بسیار زیاد، جمع آوری آب بدرون سیستم بسته در حداقل زمان ممکن و یا به­وسیله سیستم تهویه).

-  رقیقسازی گاز در هوای تونل

معمولا هزینه تغییرات در سیستم تهویه نسبت به کل هزینه پروژه، نسبتا کم می­باشد. طراحی یک سیستم تهویه مناسب که قوانین و استانداردهای ایمنی را پوشش دهد،     می­تواند با استفاده از اطلاعات به دست آمده از اکتشافات زیرسطحی (یعنی مقدار گاز محلول در آب زیرزمینی) همراه با یک ارزیابی محتاطانه از پیش­بینی مقدار جریان آب ورودی به تونل و یک تخمین منطقی از درصد آزادسازی H2S، انجام پذیرد (5).

کفایت یک سیستم تهویه برای حل مشکل گاز، با دو عامل محدودکننده روبه­رو است: یکی حداکثر اندازه کیسه هوایی (داکت) که می­تواند در داخل تونل نصب شود و دیگری حداکثر سرعت هوایی که بتواند توسط کارگران تحمل شود. در این روش باید در نظر داشت که افت هد در سیستم تهویه سرعت بالا، می­تواند پرهزینه باشد و آن­را ناکارآمد کند. به­منظور کاهش دادن افت هد، کیسه هوای بزرگ­تری مورد نیاز خواهد بود و تونل باید به اندازه کافی بزرگ باشد که کیسه هوای مذکور را در خود جای دهد و برای عبور کارکنان، تجهیزات و سیستم نخاله به اندازه کافی فضا باقی بماند. در دوره­های هوای خیلی سرد یا گرم، حداکثر سرعت هوا که می تواند به­راحتی از داخل تونل عبور نماید باید 400 فوت بر دقیقه باشد. زیرا سرعت­های بیشتر هوا می­تواند بر کارایی کارگران تاثیر بگذارد، هرچند در موارد خاص سرعت تا 800 فوت بر دقیقه نیز     می­تواند تحمل شود (5). لازم به ذکر است که در پروژه فوق، پس از برخورد به گاز سولفید هیدروژن جت فن های تهویه تونل تعویض و بجای جت فن های 120 از دو جت فن 240 به صورت سری استفاده گردید.

- راهکار تبدیل H2S به مواد بی خطر

مواد شیمیایی اکسیدکننده خاص مانند پراکسیدهیدروژن  یا هیپرکلرید سدیم  می توانند با H2S واکنش داده و موادی با سمیت کمتر یا غیرسمی تولید نمایند. سایر مواد شیمیایی مانند هیدروکسیدسدیم ، pH آب را افزایش داده و در نتیجه آزادسازی سولفیدهیدروژن را کاهش می­دهند یا آن­را متوقف می­سازند. با این­حال این مواد نیازمند استفاده در مقادیر نسبتا زیاد هستند تا موثر واقع شوند. بنابراین، این روش می­تواند پرهزینه بوده و هم­چنین برحسب نوع مواد شیمیایی مورد استفاده، آب ممکن است به­دلیل رنگ یا کدورت زیاد برای تخلیه نامناسب گردد. هم­چنین کار با این مواد در محیط یک تونل و در مواجهه با هجوم آب به­درون آن مشکل و پیچیده خواهد بود. با توجه به سه دلیل فوق، این روش تنها در جایی اجرایی می­شود که غلظت گاز زیاد اما جریان آب نسبتا کم باشد. موارد کمی وجود دارد که این روش برای حل مشکل فوق استفاده شده باشد، اما بعضی مواقع استفاده ترکیبی از مواد کاهش دهنده pH و مواد اکسیدکننده ممکن است نتایج بهتری در پی داشته باشد. قابل ذکر است که این روش در تونل دربورن میشیگان  مورد استفاده قرار گرفته و نتایج مناسبی به همراه داشته است (5).

نتیجه گیری

وجود گاز سولفید هیدروژن در حین حفاری در تونل انتقال آب اسپر به­دلیل از کار انداختن وسایل الکترونیکی دستگاه TBM (به­دلیل خاصیت خورندگی آن) و نامساعد نمودن محیط کاری برای کارکنان حفاری و لزوم استفاده از تجهیزات ایمنی زیاد و محدودکننده (مانند ماسک و کپسول اکسیژن) و ...، هزینه ها و مزاحمت های زیادی به وجود آورد. تجربیات حاصل از حفر این تونل در ایران نشان داد که وظایف زمین­شناسان مهندس در شناخت این پدیده بسیار مهم و حساس است. لذا ضروری است که در مطالعات تونل و فضاهای زیرزمینی در نقاط با پتانسیل تولید گاز سولفید هیدروژن، مواردی مانند وجود تشکیلات حاوی مواد آلی و وجود آثار چشمه ها و آب­های گوگردی مورد توجه قرار گیرد. علاوه براین لازم است در حین اجرای پروژه نیز نشت بسیار جزئی گاز در تونل، شکایت کارگران از وجود بوی نامطبوع گاز در قسمت های مختلف، مشاهده آثار جزیی مواد نفتی در مصالح حفاری شده و ... با دقت زیاد بررسی شوند. زیرا با شناسایی دقیق پروژه های تونلی که دارای این پتانسیل هستند قبل از اجرا می توان ضمن کاهش خطر، از خطرات مهندسی و زیست محیطی ناشی از خروج این گاز جلوگیری نمود. با توجه به تجربه تونل اسپر باید در حفاری تونل ها در رشته کوه های زاگرس یا سایر مناطق دارای پتانسیل نفتی ایران از نظر وجود گازهای خطرناک و مزاحم، از جمله H2S توجه ویژه مبذول گردد. با شناسایی پروژه های دارای پتانسیل برخورد با مشکل این گاز می توان در زمان طراحی با برآورد مناسب از ابعاد خطر در جزییات مهمی از طراحی سازه ازجمله روش حفاری، قدرت و نوع تهویه، ظرفیت پمپاژ و تخلیه آب و نوع پوشش تونل و زمان نصب آن تغییرات مناسب ایجاد نمود. این پیش بینی ها در هزینه ها و زمان اتمام پروژه نیز تاثیر شایانی خواهد داشت.

به­طور کلی جهت مقابله با مشکلات موجود در تونل اسپر از روش های تقویت تهویه، ایجاد خط هوای فشرده جدید برای قسمت های حساس به گاز (مانندکابین اپراتور و تابلوهای برق و کامپیوتر)، نصب پمپ های اضافی و خط لوله سه کیلومتری جهت جمع آوری و انتقال آب های گازدار در محیط بسته به بیرون تونل، استفاده از ترکیب مناسب شامل زودگیر برای درزگیری و بند کشی درز بین سگمنت ها به­منظور جلوگیری از ورود آب وگاز به تونل و ... بهره گیری شد.

 

تشکر و قدردانی

نویسندگان این مقاله بر خود لازم می­دانند تا از مجموعه مهندسین مشاور ساحل که همکاری صمیمانه­ای در ارایه   داده­های مورد نیاز در این تحقیق داشته اند، تشکر و قدردانی نمایند.

منابع

  1. Proctor, R.J. & Monsees, J.E., 1985. Metro rail project design issues related to gassy ground. Proceedings of the Rapid Excavation and Tunneling Conference, ASCE/AIME, NY, 1: 488-505.
  2. Proctor, R.J., 2002. The San Fernando Tunnel explosion, California. Eng Geol, 67:1-3.
  3. Lambert, TW., Goodwin, VM., Stefani, D. & Strosher, L., 2006. Hydrogen sulfide (H2S) and sour gas effects on the eye. A historical perspective. Sci Total Environ, 367:1-22.
  4. Mukhopadhyay, A., Al-Haddad, A. & Al-Senafy, M., 2007. Occurrence of hydrogen sulfide in the ground water of Kuwait. Environ Geol, 52:1151-1161.
  5. Naeemi, A.H., Essex, R.J. & Giberson, K.A., 2000. The effects of Hydrogen sulfide during underground construction, North American Tunneling, Balkema, Rotterdam.
  6. Wenner, D. & Wannenmacher, H., 2009. Alborz Service Tunnel in Iran: TBM Tunnelling in Difficult Ground Conditions and its Solutions, 1st Regional and 8th Iranian Tunneling Conference.
  7. مهندسین مشاور ساحل، 1385. مطالعات زمین شناسی مهندسی پروژه دشت ذهاب.
    1. Blunden, J. & Anaja, V., 2006. Characterizing ammonia & hydrogen sulfide emission from a swing waste treatment lagoon in north Carolina, North Carolina State University.
    2. Government of Alberta, Imployment and Immigration, 2009. CH029-Hydrogen Sulphide, Workplace Health and Safety Bulletin.
    3. Stirbys, A.F., Radwanski, Z.R., Proctor, R.J. & Escandon, R.F., 1999. Los Angeles metro rail project – geologic and geotechnical design and construction constraints. Eng Geol, 51: 203-224.
    4. Mirmehrabi, H., Hassanpour, J., Morsali, M. & Tarighazali, S., 2008. Experiences gained from gas and water inflow toward the tunnel, case study: Aspar anticline, Kermanshah, Iran, Proceedings of 5th Asian Rock Mechanics Symposium (ARMS); Nov. 24-26, 2008; Tehran, Iran.
    5. McPherson, M.J., 1993. Subsurface ventilation and environmental engineering, Chapman and Hall.
    6. مدنی، ح.، 1382. تونلسازی، جلد دوم: خدمات فنی. دانشگاه امیرکبیر.
    7. مهندسین مشاور ساحل، 1387. گزارش مخاطرات آب و گاز پروژه دشت ذهاب.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 



1- دانشجوی دکتری، گروه زمین شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه فردوسی مشهد.

2- استاد، گروه زمین شناسی، دانشکده علوم دانشگاه فردوسی مشهد *(مسئول مکاتبات).

[3]- استاد، گروه زمین شناسی، دانشکده علوم دانشگاه فردوسی مشهد.

[4]- استادیار دانشکده علوم، دانشگاه تهران، مهندسین مشاور ساحل، تهران.

[5]-Tunnel Boring Machine

 

[6]-predrainage

[7]-grouting

[8]-panning/sheeting

[9]-groundwater collection conduits

[10]-pressure equalization

[11]- lining

[12]- post grouting

  1. Proctor, R.J. & Monsees, J.E., 1985. Metro rail project design issues related to gassy ground. Proceedings of the Rapid Excavation and Tunneling Conference, ASCE/AIME, NY, 1: 488-505.
  2. Proctor, R.J., 2002. The San Fernando Tunnel explosion, California. Eng Geol, 67:1-3.
  3. Lambert, TW., Goodwin, VM., Stefani, D. & Strosher, L., 2006. Hydrogen sulfide (H2S) and sour gas effects on the eye. A historical perspective. Sci Total Environ, 367:1-22.
  4. Mukhopadhyay, A., Al-Haddad, A. & Al-Senafy, M., 2007. Occurrence of hydrogen sulfide in the ground water of Kuwait. Environ Geol, 52:1151-1161.
  5. Naeemi, A.H., Essex, R.J. & Giberson, K.A., 2000. The effects of Hydrogen sulfide during underground construction, North American Tunneling, Balkema, Rotterdam.
  6. Wenner, D. & Wannenmacher, H., 2009. Alborz Service Tunnel in Iran: TBM Tunnelling in Difficult Ground Conditions and its Solutions, 1st Regional and 8th Iranian Tunneling Conference.
  7. مهندسین مشاور ساحل، 1385. مطالعات زمین شناسی مهندسی پروژه دشت ذهاب.
    1. Blunden, J. & Anaja, V., 2006. Characterizing ammonia & hydrogen sulfide emission from a swing waste treatment lagoon in north Carolina, North Carolina State University.
    2. Government of Alberta, Imployment and Immigration, 2009. CH029-Hydrogen Sulphide, Workplace Health and Safety Bulletin.
    3. Stirbys, A.F., Radwanski, Z.R., Proctor, R.J. & Escandon, R.F., 1999. Los Angeles metro rail project – geologic and geotechnical design and construction constraints. Eng Geol, 51: 203-224.
    4. Mirmehrabi, H., Hassanpour, J., Morsali, M. & Tarighazali, S., 2008. Experiences gained from gas and water inflow toward the tunnel, case study: Aspar anticline, Kermanshah, Iran, Proceedings of 5th Asian Rock Mechanics Symposium (ARMS); Nov. 24-26, 2008; Tehran, Iran.
    5. McPherson, M.J., 1993. Subsurface ventilation and environmental engineering, Chapman and Hall.
    6. مدنی، ح.، 1382. تونلسازی، جلد دوم: خدمات فنی. دانشگاه امیرکبیر.
    7. مهندسین مشاور ساحل، 1387. گزارش مخاطرات آب و گاز پروژه دشت ذهاب.