بررسى خطر سنگ افت در جاده‌ چالوس

توضیحات

سپاسگزارى   فراهم آوردن این بررسى در حدود دو سال به درازا کشیده و در مراحل حساس گوناگونى به یارى برخى افراد، بسیار مدیون بوده است. در اینجا نام بردن از همه سازمان ها و کسانى که در طول انجام این بررسى ما را یارى کرده اند امکان پذیر نیست. امیدواریم کسانى که نامشان برده نشده گمان نکنند که قدر یارى هایشان شناخته شده نیست.  جناب آقاى مهندس سلسبیلى رئیس وقت، معاونان وکارکنان اداره راه و ترابرى شهرستان نوشهر،  براى امکان پذیر کردن این بررسى به هنگام دشوارى ها چندان ما را یارى کرده اند که باید پیش از همه از آنان یاد کنیم. از مدیرکل، معاونین و کارشناسان اداره کل نگهدارى وابنیه راههاى سازمان حمل ونقل و پایانه هاى کشور به ویژه آقایان مالدار، معینى و لاوى و مدیرکل و معاونین اداره کل راه و ترابرى استان مازندران و تهران که  در ایجاد هماهنگى بین دستگاهى در جهت اجرا شدن این بررسى نقش موثر داشتند سپاسگزارى مى شود. آقاى مهندس کره اى معاون محترم وزیر و ریاست سازمان و آقایان دکتر سعیدى و دکتر قاسمى معاونین زمین شناسى امکان انجام این بررسى را فراهم آوردند و همواره مشوق ما بودند که از آنان سپاسگزارى مى نماییم.  از آقایان حسن افشا، فرهاد خجسته پور، علیرضا دیلمى، یوسف احمد زاده و حمید کامرانى از اداره نقلیه که با تلاش فراوان امکان کار را در جاده ناامن و خطر خیز جاده چالوس فراهم آوردند، سپاسگزاریم.     چکیده   جاده چالوس، یکى از زیباترین و پرجاذبه ترین راه هاى کوهستانى کشور، بیشترین آمد و شد بین شمال و مرکز کشور را ممکن ساخته و گاه و بیگاه به دلیل ویژگى هاى زمین شناختى و برخوردارى از زمین ساخت فعال و نبود زیر ساخت هاى کامل مهندسى، جان رهگذران خود را با سنگ افت ها، سنگریزش ها، زمین لغزش ها و دیگر ناپایدارى‌هاى دامنه اى دستخوش خطر جدى مى نماید. این گذرگاه به خودى خود از پایدارى کامل برخوردار نیست، چه رسد به زمانى که رویداد زمین لرزه اى، شتاب زیادى را به دامنه هاى ناپایدار آن وارد نماید. زمین لرزه 8 خرداد ماه 1383 یکى از این نمونه ها بود که جان چند ده نفر از هم میهنان عزیزمان را گرفت و آسیب هاى فراوانى را به کشور تحمیل نمود. در پى این رویداد و با بهره گیرى از دو روش مرسوم بررسى خطر سنگ افت در دامنه هاى سنگى به نام هاى روش امتیاز دهى خطر سنگ افت (RHRS) و طبقه بندى امتیاز دهى توده شیب (SMR) دامنه هاى این جاده بین پل زنگوله تا مرزن آباد، به طول 50 کیلومتر انجام گرفت. طبقه بندى مقدماتى RHRS در این محدوده نشان دادکه نزدیک به 20 کیلومتر از مسیر در ناحیه پرخطر C و نزدیک به 20 کیلومتر دیگر نیز در ناحیه خطر متوسط B قرار مى گیرند. از 47 شیب بررسى شده توسط طبقه بندى تفضیلى RHRS ، 7شیب امتیازى بین 400 تا500، 18 شیب امتیازى بین 500 تا 600، 14 شیب امتیازى بین 600تا700 و 6 شیب امتیازى بیش از 700 داشته اند. طبقه بندى روش SMR براى 40 دامنه سنگى انجام گرفته است. بالاترین ارزش عددى SMR در دامنه هاى سنگى سازند کهر (SMR=76) نشانگر دامنه اى پایدار مى باشد. کمترین ارزش عددى در ماسه سنگ سازند دورود (SMR=35) نشانگر دامنه اى نیازمند به سیستم نگهدارنده کامل است. به طور کلى سنگهاى بررسى شده از رده IIIb تا IIb  طبقه بندى SMR را در بر مى گیرند که رده هاى مناسب تا خوب به شمار مى آیند. در این بررسى تلاش گردیده تا دیدگاهى کاربردى در مورد ویژگى هاى خطر پذیرى شیب هاى مجاور جاده چالوس در مورد خطر سنگ افت ارائه گشته و ابزارى را براى مدیران و مهندسان فراهم آورد تا بتوانند در مورد روش‌هاى ایمن سازى،  بهسازى،  هزینه ها و غیره دیدگاهى علمى و عملى در اختیار داشته باشند. باید در نظر داشت که نتایج این بررسى ها براى حالت استاتیک اعتبار دارد وانجام بررسى هاى کاملترى در مورد هر شیب و در حالت‌هاى دینامیک، هنگام رویداد زمین لرزه هاو بارش هاى شدید ضرورى مى باشد.       مقدمه   شیب‌هاى سنگى (Rock-slopes) ناپایدار که در برش‌هاى سنگى کنار بزرگراه‌ها، راه‌آهن‌ها و جاده‌هاى مناطق کوهستانى جاى دارند از جمله خطرهاى بزرگ این شریان ها به شمار مى آیند. اطمینان از پایدارى این دامنه ها نیازمند ارزیابى ساختار سنگهاى در برگیرنده این شیب هاست. بررسى وضعیت پایدارى و ارائه طرح نگهدارنده لازم براى تثبیت آنها از آنجا اهمیت مى‌یابد که هر ساله در جهان تعداد زیادى از مردم  قربانى لغزشهاى سنگى (Rock-slides) و سنگ افت هاى (Rock-falls) روى داده در مسیر جاده‌هاى کوهستانى، مى‌گردند. گسیختگى دامنه اى بیش از آنکه به ویژگى هاى سنگ بکر منطقه وابسته باشند، از وضعیت ناپیوستگى هاى سنگ پیروى مى کنند. در بررسى هاى رایج ارزیابى شیب هاى سنگى روش هاى کاربردى و تجربى را به همراه روش‌هاى تحلیلى و ریاضى که مى توانند از روش هاى تعادل حدى تا مدل هاى پیچیده ریاضى را شامل شوند، در بر مى گیرد. چنین روش هاى کاربردى باید مهندسین و زمین شناسان را با هر درجه اى از توانایى ومهارت به طراحى و ارزیابى وضعیت پایدارى شیب هاى جاده بدون نیاز به محاسبات پیچیده، قادر سازد. این روش ها باید شامل ویژگى‌هاى زیر باشد: 1.وضعیت موجود در شیب هاى جاده را به صورت طبقه بندى هاى کمى بر اساس پارامتر هایى که به آسانى قابل اندازه گیرى بوده و کاربرد جهانى دارند، ارائه دهند. 2. توصیفى از ویژگى هاى شیب ها با توجه به پارامتر هاى خاص ارائه نمایند( که مى تواند شامل زمان خود ایستایى بدون نیاز به نگهدارنده، نگهدارنده هاى مورد نیاز، توان باربرى و آسانى کند وکاو و ... باشد). 3. بر اساس تاریخچه بررسى هاى موردى محلى و جهانى، ارتباطى منطقى بین دو مورد فوق  ایجاد نماید. روش هاى این چنینى براى حفارى هاى معدنى و تونل که کاربرد فراوان یافته اند عبار تند از: -       روش RQD  (Dear et al.,1969)     -       روش RMR   ( Bieniawski, 1984)    -       روش SRS  و Size-Strength system       (Franklin, 1983, 1986)   -       روش Q           (Barton et al., 1984) علاوه بر روش هاى گفته شده که در فضاى زیر زمینى کاربرد دارند روش هاى ویژه بررسى شیب ها نیز طراحى شده اند که شاخص ترین آنان عبارتند از: 1-   روش SMR براى شیب هاى سنگى که بر پایه روش RMR استوار است. 2-   روش امتیاز دهى خطر سنگ افت RHRS که براى ترانشه بزرگراه ها طراحى شده است. 3-   روش RHRSON که بر اساس روش امتیاز دهى خطر سنگ افت و براى ناحیه انتاریو کانادا طراحى شده است. از این روش ها دو روش SMR و RHRS  براى این مطالعه در نظر گرفته شده است که نتایج آن درفصل‌هاى آینده ارائه مى شود.         پیشگفتار   هر ساله نمونه هاى فراوانى از رویداد این پدیده را در جاده هاى کوهستانى کشور شاهد هستیم که متاسفانه باعث آسیب هاى جانى و مالى فراوان شده اند، به عنوان نمونه مى توان از جاده هراز نام برد که به علت رویداد فراوان چنین پدیده هایى از زمان بهره بردارى آن تا کنون،  از آن به نام جاده هراس نام مى برند. ناپایدارى در ترانشه هاى بدون پوشش جاده هاى کوهستانى کشور همواره نگرانى جدى به همراه داشته است، ولى فاجعه زمانى شدت مى گیرد که پدیده هاى محرکى مانند زمین لرزه، رگبارهاى شدید و دستکارى هاى انسانى این پدیده را تشدید نماید.  زمین‌لرزه جمعه هشتم خردادماه یکهزار و سیصد و هشتاد و سه در منطقه کجور و بلده استان مازندران با بزرگاى 3/6 نمونه اى از این پدیده ها است که باعث رخداد پدیده سنگ افت در دامنه‌هاى سنگى جاده چالوس گردید. شدت و وسعت ناحیه در گیر به اندازه اى بود که با ریزش سنگ در جاده و بر روى خودرو هاى در حال تردد  موجب آتش سوزى این خودرو ها و در پى آن مرگ بیست و هشت تن از هم میهنان عزیزمان و مسدود شدن شاهراه اصلى چالوس براى چند ماه گشت( این در شرایطى است که مجموع کشته شدگان این زمین لرزه در استان مازندران از سى و یک نفر بیشتر نبود). در پى این رویداد با هماهنگى وزارت راه ترابرى و اداره کل پایانه ها و حمل ونقل این وزارتخانه انجام بررسى‌هاى ویژه مهندسى سنگ و زمین شناسى مهندسى براى شناسایى و ارزیابى نوع گسیختگى‌ها و ناپایدارى هاى دامنه‌هاى سنگى و در ادامه آن ارائه راه‌حل‌هاى مناسب جهت تثبیت بلوکهاى سنگى ناپایدار و کاهش مخاطرات آتى در این مسیر پرتردد در برنامه کارى این گروه قرار گرفت که نتایج آن با همه کاستى هایى که شرایط سخت کارى در محیط محدود و پر ترافیک و خطر خیز جاده چالوس (از پل زنگوله تا مرزن آباد که محدوده نا امن جاده بود) بر اکیپ اعزامى تحمیل مى کرد به شرح زیرتقدم مى گردد . هدف 1-       شناسایى بخش هاى خطرناک جاده 2-       ارزیابى روش هاى مختلف تحلیل خطر سنگ افت و دستیابى به استاندارد این روش ها در کشور       3- ارائه روش هاى پایدار سازى و ایمن سازى جاده جهت دستیابى به این هدف ها کارهاى زیر صورت گرفت: الف- اعمال  سیستم امتیاز دهى خطر سنگ افت (RHRS) اولیه براى تمام شیبها (A, B and C)   ب- - اعمال  سیستم امتیاز دهى خطر سنگ افت (RHRS) تفضیلی  و امتیاز دهى به  شیب‌هاى خطرناک پ-   اعمال طبقه‌بندى امتیازدهى توده شیب (SMR) براى دامنه‌هاى سنگى مورد مطالعه و تعیین ارزش عددى SMR و رده آن بر پایه داده‌ها و مطالعات روزمینى انجام شده ت-    شناسایى و ارزشیابى وضعیت پایدارى و تعیین نوع گسیختگى احتمالى براى هر دامنه سنگى ث-    تعیین نوع و میزان نگهدارنده (Support) اولیه براى دامنه‌هاى سنگى که داراى احتمال گسیختگى مى‌باشند.   روند مطالعات براى دامنه هاى سنگى در مسیر جاده چالوس از محدوده پل زنگوله تا مرزن‌آباد، بررسیهاى زمین‌شناسى مهندسى و ژئومکانیکى به شرح زیر انجام گرفته است: الف- تعیین موقعیت فضایى (Dip/Dip direction) سیستم‌هاى درزه اصلى و ویژگیهاى زمین شناسى مهندسى آنها ب- انجام آزمون برجاى واگشت چکش اشمیت (Schmidt hammer test) براى توده سنگهاى دربرگیرنده دامنه‌هاى سنگى جهت تعیین مقاومت تراکم تک محورى سنگ بکر پ- تعیین نوع ناپایدارى یا گسیختگى چیره (صفحه‌اى، گوه‌اى و یا واژگونى) براى دامنه‌هاى سنگى مورد بررسى ت- تعیین و شناسایى دسته درزه اصلى مؤثر و کنترل کننده ناپایدارى ث- امتیاز دهى خطر سنگ افت (RHRS) اولیه براى تمام شیبها (A, B and C)   ج- تعیین محل رویداد و تخمین دوره تکرار سنگ افت ها چ- زمان حداکثر این سنگ افت ها ح- تخمین اندازه/ مقدار سنگ افت ها در هر ریزش خ- توصیف فیزیکى مواد درگیر ریزش د- مکان توقف سنگهاى حاصل از ریزش ذ- تاریخچه رویداد هاى گذشته ر- علت شکل گیرى سنگ افت ز- اعمال طبقه‌بندى ژئومکانیکى (RMR) براى توده سنگ دربرگیرنده دامنه سنگى س - امتیاز دهى خطر سنگ افت (RHRS) تفضیلی  و امتیاز دهى به  شیب‌هاى خطرناک ش- تعیین پارامترهاى خطرپذیرى F1 ، F2 ، F3 و F4 ص-   اعمال طبقه‌بندى امتیازدهى توده شیب ((SMR براى دامنه‌هاى سنگى مورد مطالعه ض-   تعیین نوع نگهدارنده لازم براى دامنه‌هاى سنگى ناپایدار     با در نظر گرفتن موارد یاد شده، فصلهاى دربرگیرنده این گزارش عبارتند از:   فصل1-     اقلیم ، هیدرولوژى و جغرافیا فصل2-    زمین ریخت شناسى، زمین‌شناسى، زمین ساخت و  زمین‌شناسى مهندسى فصل3-     امتیاز دهى خطر سنگ افت (RHRS) فصل4-     طبقه‌بندى امتیازدهى توده شیب ((SMR و تحلیل‌هاى آن فصل5-     نتیجه‌گیرى و پیشنهادها