SCURGEREA SI EVACUAREA APELOR

FORMULARUL 21

C) Studii hidrologice

METODOLOGIA DE REALIZARE SI ETAPIZARE

Studiul hidroglogic constă în principal în determinarea caracteristicilor surselor de apă existente, la fel cum un studiu geotehnic  constă în determinarea caracteristicilor pâmântului de fundare.

Astfel, dacă un studiu geotehnic in urma rezultatelor obtinute îţi spune în ce condiţii poţi contrui, studiile hidrogeologice îţi spun în ce condiţii poţi afla date despre nivelul apei din surse subterane sau de la suprafaţă .

Ca urmare, studiile hidrologice trebuie efectuate in paralel cu cele geologice si geotehnice si au drept scop determinarea formatiunilor acvifere, a permeabilitatii terenurilor, a regimului hidraulic si retelelor carstice, permitind definirea naturii infiltratiilor, debitului, compozitie chimica, agresivitate, dar si a masurilor posibile (drenaje, etansari, etc.).

In masivul strabatut de tunel apa se poate gasi sub diverse forme:

- apa legata chimic (apa de hidratare, in mineralele argiloase);

- apa legata fizic (apa higroscopica) retinuta de particolele solide prin forte de natura electromoleculara;

- apa capilara ce apare in porii rocilor cu dimensiuni subcapilare;

- apa subterana libera, care umple complet golurile dintre fragmentele si particulele solide ale rocilor, putind circula liber printre acestea.

- depozite de apa subterana cu nivel liber, in zonele carstice din masive calcaroase.

O importanta deosebita prezinta chimismul si agresivitatea apei subterane in special asupra captuselii tunelului.

Cel mai des apa subterana contine bioxid de carbon (CO2) care ataca toate materialele de constructie si, in special, cele ce contin calciu, cum sint mortarele si betoanele.

Sulfatii (SO3) reactioneaza cu calcarul (Ca), rezultind gipsul sau cu aluminatii de calciu, rezultind sulfoaluminatii de claciu, avind loc si o marire de volum, care conduce la distrugerea prin exfoliere a captuselii.

Agresivitatea apei se stabileste pe baza urmatoarelor criterii: compozitia chimica a apei, presiunea apei asupra constructiei, masivitatea constructiei, modul de contact cu betonul, gradul de impermeabilitate al betonului si caracteristicile cimentului utilizat.

Clasificari ale rocilor pot fi facute si dupa conditiile hidrogeologice (sarcina hidraulica, permeabilitate).

Mijloacele de investigare hidrogeologica sant similare cu cele geologice si cuprind in mare aceleasi elemente cu mici diferente.

Astfel, releveul hidrogeologic de suprafata va cuprinde:

- releveul surselor (puturi, izvoare), al zonelor de infiltratii, masurarea debitelor, urmarirea traseelor apelor subterane.

Sondajele de orice tip permit efectuarea de observatii si masuratori in situ:

- depistarea apei si a traseelor de circulatie in foraje sau carotaje;

- masurarea presiunii interstitiale si a permeabilitatii si agresivitatii

Masurarea permeabilitatii se poate face prin injectie de apa (incercarea Lugeon sau

Lefranc) sau prin pompaje.

Incercarea Lefranc consta in masurarea debitului de apa injectata in teren, printr-un foraj tubat, prevazut cu o cavitate la baza, in functie de presiunea de injectie.

Incercarea Lugeon consta in izolarea unei parti din foraj, cu un obturator si masurarea debitului de injectie a apei, necesar pentru mentinerea presiunii constante. Rezultatele sint masurate in unitati Lugeon, care reprezinta numarul de litri de apa absorbiti pe minut si pe metru liniar de foraj sub presiunea de 1MPa.

Prin incercari de pompaj (epuismente) se determina raza de actiune a pompajului, curba piezometrica si permeabilitatea.

Alegerea uneia din metodele prezentate mai sus se face in functie de:

- scopul urmarit (ex.: estimarea scurgerilor in roci, cercetarea etanseitatii unui masiv sau studiul curbei piezometrice);

- natura terenului (ex.: in roci cu fisurare omogena este indicata incercarea Lugeon);

- posibilitatile santierului.

Lucrarile de foraj se realizeaza conform unor proiecte de executie care se elaboreaza pe

baza de studii hidrologice.

Studii hidrogeologice se compun în mare din următoarele elemente principale:

executarea, după caz, de puţuri de apă prin foraje de mică, medie şi mare adâncime;

cercetări efectuate prin foraje şi pompări;

inventarierea surselor de apă subterană cu caracteristicile hidrologice respective;

evaluarea stării stratelor acvifere;

determinarea nivelului hidrostatic;

determinarea nivelului hidrodinamic;

determinarea denivelării;

evaluarea razei de influenţă a puţurilor de apă;

determinarea debitelor optime de exploatare;

identificarea stării fizice a puţurilor existente (pentru coloana filtrantă, pompe,

tubulatură);

analize chimice (amoniac, nitriţi, nitraţi, substanţe organice, turbiditate, duritate,

cloruri, pH, conductivitate, clor rezidual, etc.), analize bacteriologice.

Măsurătorile şi observaţiile la foraje hidrogeologice de observaţie oferă următoarele informaţii:

cunoaşterea resurselor de apă prin reţeaua de observaţii;

monitoringul cantitativ şi calitativ al apelor;

urmărirea poluării ȋn jurul zonelor industriale;

caracterizarea corpurilor de apă prin cunoaşterea parametrilor cantitativi si calitativi

pe baza datelor ce se obţin din reţeaua hidrogeologică cu un număr ales de foraje,

pentru măsuratori de nivel şi indicatori fizico-chimici;

executarea de foraje piezometrice pentru observarea nivelului hidrostatic.

Studiile hidrologice pentru forajele cu apa sunt de trei feluri:

- studiul hidrologic preliminar;

- studiul hidrologic definitiv;

- studiul hidrologic prin foraje.

Studiul hidrologic preliminar este studiul care se elaboreaza pe baza materialului documentar existent, completat cu cercetari geologice, geomorfologice si hidrogeologice sumare in zona respectiva.

Studiul hidrologic preliminar are scopul de a concretiza posibilitatile de rezolvare a necesitatii prezente sau viitoare in conditiile aferente de zona consumatorului sau in alte zone. Studiul hidrologic preliminar cuprinde: memoriul tehnic, piesele desenate, buletinele de analize.

Ce cuprinde memoriul tehnic din studiul hidrologic preliminar :

- tema studiului primita de la beneficiar sau stabilita cu beneficiarul ;

- amplasamentul obiectivuli de alimentat cu apa ;

- geomorfologia zonei ;

- geologia zonei ;

- hidrogeologia zonei (intervalul surselor de apa subterana cu caracteristicile hidrologice

respective, instlatiile de captare, stratificatia, litologia, calitatea fzico-chimica si

bacteriologica a apei existente in zona a unor eventuale surse de poluare a apei din

subteran ;

- concluzia privind modul de rezolvare;

- planul de situatie scara 1 : 25000 cu amplasarea lucrarilor de foraj din zona ;

- profilele litologice ;

- sectiunile geologice ;

- schita cu amplasamentul obiectivului de alimentat si zona in care se propune

amplasarea forajului sau forajelor

Se vor realiza buletine de analiza fizico-chimice si bacteriologice pentru apa recoltata din puturile forate si fantanile din zona.

Daca datele furnizate de documentatia existenta sunt suficiente si pe baza lor se poate proiecta sursa (forajul) pentru apa care prin executie sa va rezolve integral tema data, studiul hidrogeologic preliminar poate sa fie luat ca atare si sa se proiecteze si sa se execute lucrarea sau lucrarile pe baza lui, scotanduse ca un studiu hidrologic definitiv.

Studiul hidrologic definitiv

Studiul hidrologic definitiv este studiul care aprofundeaza materialul din studiul preliminar si il completeaza cu date si rezultate din lucrarile de studiu executate pe baza studiului preliminar.

Tema studiului hidrologic definitiv se elaboreaza de unitatea care face studiul si proiectarea si este necesar sa dea toate raspunsurile la problemele puse de preliminar.

Este alcatuit din : memoriu tehnic, buletinele de analiza. Buletinele de analiza sunt copii dupa buletinele de naliza fizicochimice , bacteriologice si biologice ale apei.

Studiul hidrogeologic prin foraje de studiu

In zonele in care studiul hidrologic preliminar concluzioneaza ca sunt date documentare suficiente pentru a stabili o solutie de rezolvare a temei data de beneficiar, este posibil sa se recomande executarea unui foraj sau a mai multor foraje de studiu si de observatie in vederea stabilirii solutiei de urmat.

Forajele se executa pe baza unui program de studiu pentru determinarea experimentala a unor parametrii hidrologici ca:- permeabilitate ;- debit ;- raza de influenta.

FORMULARUL 20

PREZENTAREA PROPUNERII TEHNICE

Acelasi lucru se pune si la punctual 5 din propunerea tehnica

(5. ACTIVITATEA DE PROIECTARE)5.5. COLECTAREA SI EVACUAREA APELOR PLUVIALE (PREZENTAREA PROPUNERII TEHNICE)

Poblema colectarii si evacuarii apei de pe ampriza lucrarilor este mai complexa in cazul tunelurilor, deoarece abordarea sistemului de colectare si scurgere a apelor trebuie studiat atat din perspectiva apelor de suprafata, provenite din precipitatii cat si apele provenite din infiltratii.

Infiltraţiile de apă, atât în timpul construcţiei cât şi după terminarea tunelului, in timpul exploatarii, pun probleme grele, care trebuie rezolvate cu precădere. In terenurile argiloase, infiltraţiile de apă înmoaie pământul şi înlesnesc producerea de tasări, care în unele cazuri se termină cu prăbuşiri.

De cele mai multe ori tasările la inelele în susţinere aduc pierderi de profil şi presiuni mari, cu muşcături de lemn sau striviri. Lucrările de remediere sunt greoaie, cer timp şi prelungesc programul de lucru. La tunelele terminate, infiltraţiile de apă spală mortarul, iar pietrele pot rămâne fără legătură.

Tratarea infiltraţiilor de apă la tunelele de munte consta in colectarea infiltraţiilor de apă si canalizarea lor, astfel ca ele să poată fi scurse în afara tunelului.

In timpul executiei lucrarilor de tunel, la transeea de executie se vor realiza a urmatoarele etape:

urmărirea nivelului apei subterane, a presiunii apei din pori ;

determinarea efectelor epuismentelor fată de starea terenului şi influenţa lor asupra

construcţiilor existente şi a celor ȋn curs de execuţie (de exemplu dacă se doreşte

reducerea efectelor pânzei freatice asupra parcărilor subterane);

interpretarea datelor obţinute pe perioade de timp scurte şi lungi;

realizarea unui studiu hidrogeologic pe amplasamentul forajelor de epuisment.

Epuismentul reprezintă cea mai utilizată metodă de captare şi evacuarea gravitatională a apei subterane.

O formă speciala de drenaj este cea întretinuta prin sifonare, atunci când înăltimea maximă de aspiratie nu depăşeşte cca. 7.00m.

In cadrul Studiului de Fezabilitate, in calitate de Prestator, se vor analiza cel putin doua optiuni de scurgere a apelor, functie de rezultatele date de variantele de traseu stabilite, de

configuratia terenului, de stuctura constructiva a drumului precum si de reteaua geografica si hidrografica a zonei.

In varianta 1 se va studia solutia prin care apele se vor colecta in interiorul tunelului prin santuri si rigole la capetele drumului de o parte si alta (stanga/dreapta) iar evacuare se va face gravitational in emisar natural.

In varianta 2 se va analiza solutia de colectare a apei prin santuri laterale care vor fi conduse gravitational sub carosabilul drumului prin colectoare transversal intr-un drenaj longitudinal. Acesta va descarca apele intr-un put colector dotat cu pompe submersibile.

Pentru evacuare se întrebuinţează de multe ori pompe submersibile automate, care intră în funcţiune imediat ce apa din puţ a ajuns la un anumit nivel. Când apele de infiltraţie au multe materiale în suspensie, se mai execută un puţ de decantare, pentru a nu se defecta pompa. Din acest puţ apa trece printr-un deversor în puţul în care este instalată pompa.

La alegerea soluţiilor de colectare si scurgere a apelor se vor avea în vedere:

- aspectele tehnice (spaţiu disponibil, infrastructura subterană din zonă, constrângerile climatice respectiv episoadele pluviale, topografia sitului, permeabilitatea solului, posibilitatea de descărcare în mediul receptor, poziţia straturilor de apă subterană),

- aspecte legate de mediu (biodiversitatea şi calitatea aerului, calitatea apelor de şiroire şi riscurile de poluare accidentală, soluţiile de depoluare posibile);

– decantare, filtrare, fitoameliorare;

- aspecte economice (costuri de investiţie, de întreţinere);

- aspecte sociale, culturale (atitudini pentru o dezvoltare durabilă);

- aspecte legate de condiţionările determinante în alegerea soluţiilor (ierarhizare acţiuni posibile, studierea atentă in context, compatibilitate cu apele uzate).

Stabilirea solutiei finale de scurgere a apelor se va face pe baza unei analize multicriteriale conform Ordinului 1215/2008 privind aprobarea normativului tehnic NTLH-001 "Criterii şi principii pentru evaluarea şi selectarea soluţiilor tehnice de proiectare şi realizare a lucrărilor hidrotehnice de amenajare/reamenajare a cursurilor de apă, pentru atingerea obiectivelor de mediu din domeniul apelor" din 06/10/2008 publicat in Monitorul Oficial, Partea I nr. 744 din 04/11/2008.

Aplicarea metodei analizei multicriteriale permite compararea optiunilor de sisteme de scurgere a apelor proiectate, în baza criteriilor reprezentative şi relevante pentru proiect.

Finalitatea metodei constă în alegerea şi recomandarea alternativei care respectă cât mai riguros şi complet cerinţele impuse prin tema de proiectare si Caietul de sarcini.

Concepţia generală de alcătuire a construcţiilor pentru scurgerea apelor trebuie să respecte criteriile care minimizează afectarea echilibrului ecologic, dintre care se pot enumera:

a) obiectivul prioritar să fie protejarea mediului şi conservarea biodiversităţii, avându-se în vedere conservarea şi protejarea habitatelor şi speciilor de interes comunitar;

b) să fie lucrări de tip "elastic", capabile să suporte deformaţii mari, diferenţiate;

c) să permită scurgerea liberă, naturală a apelor in regim gravitational;

d) să fie fundate corespunzător în terenul natural, pentru a se evita deteriorările provocate prin avansarea eroziunilor sub corpul construcţiei;

f) să permită realizarea etapizată a lucrărilor, cu asigurarea urmăririi în timp a proceselor morfologice şi a parametrilor de performanţă ai proiectului.

Criteriul principal la proiectarea sistemului de drenare a fost conducerea apelor, gravitational, la emisari. În cazurile cand terenul nu permite conducerea apelor prin gravitaţie se vor prevadea şanţuri şi bazine (dimensionate conform debitului de calcul de apă) cu rolul de stocare si evapoarea a apei).

In interiorul tunelului, sistemul de scurgere a apelor provenit din infiltratii va fi asigurat de santuri/rigole la marginea drumului (lateral stanga/dreapta) care vor fi directionate central sub calea de mijloc a drumului la un dren longitudinal, care vor fi stocate in rezervoare si evacuate gravitational prin canale in emisar natural sau in bazine. Inainte de evacuare in emisarul natural apele vor fi curatite prin statii de preepurare sau separatoare de hidrocarburi.

La stabilirea solutiilor tehnice pentru evacuarea apelor colectate s-a tinut seama de urmatoarele elemente:

conditii specifice de curgere a apei: debit, viteza maxima, panta hidraulica, rugozitate; configuratia albiei: ingusta sau larga, limitata de constructii sau obstacole naturale; traseul tunelului, sinuos sau rectiliniu si stabilitatea lui; natura terenurilor ; tehnologia de realizare; posibilitatile de aprovizionare locala cu material si utilitati; caracterul dupa durata de exploatare - definitiv; mentinerea unei curgeri optime din punct de vedere hidraulic.

Sistemele de preluare a apelor provenite din scurgerile meteorice vor cuprinde (după caz) următoarele elemente funcţionale:

receptori; rigole, şanţuri ; cămine/bazine de colectare; racorduri şi canale de transport; separatoare de impurităţi; staţii de pompare (daca este cazul); construcţii de descărcare în emisari

FORMULARUL 23

ASUMAREA RISCULUI

Riscurile în cazul construcţiilor subterane sunt mai mari decât la construcţiile de suprafaţă, astfel că asumarea acestora este foarte importanta.

In cadrul Studiului de fezabilitate, proiectele (livrabile), ofertele şi contractele trebuie să ţină cont de toate categoriile de risc posibile, cum ar fi:

Riscuri financiare, cum ar fi depăşirea costului sau obţinerea unei rate de recuperare a capitalului mai mică;

Riscul schimbării condiţiilor de teren, sau infiltraţii de apă mai mari decât cele aşteptate;

Riscul ca facilitatea publică să nu fie acceptată sau utilizată de public la gradul anticipat;

Riscuri contractuale, cum ar fi lucrări adiţionale neacoperite, termene nerespectate,

Dispute şi revendicări; Riscuri de construcţie, cum ar fi căderea unor echipamente, prăbuşiri sau

infiltraţii puternice de apă; Riscuri de mediu, cum ar fi afectarea calităţii apei subterane, periclitarea

construcţiilor de la suprafaţă; Riscuri în exploatare în special la tunelele pe căi de comunicaţii.