Main Page

Articles Page

Article: Debris Removal

Printable Format

مهدی وجودی

دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی زلزله -  پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله

این مقاله در  نشریه ماشین یاب به چاپ رسیده است

 سوم اسفند 1382

مقدمه

هر ساله بلایای طبیعی همانند زلزله، سیل، طوفان و آتش سوزی قسمتهای مختلفی از جهان را گرفتار میکند. چنین بلایای طبیعی علاوه بر آسیبهای مستقیم جانی و مالی، با برجای گذاشتن مقادیر بسیار زیادی از آوار در محلهای حادثه دیده باعث آلودگی محیط زیست و در برخی موارد سد شدن جریان زندگی در مکانهای حادثه دیده می شوند. کشور ما ایران، یک کشور حادثه خیز میباشد که بسیاری از بلایای طبیعی در آن بوقوع می پیوندد که نادیده گرفتن مسائل مربوط به از بین بردن آثار و زباله های باقیمانده در آن، شرایط زندگی را برای ساکنان دشوار می سازد. بلایای مختلف آوارهای مختلفی برجای می گذارند که محل وقوع حادثه نیز تاثیر بسیاری در نوع مواد پسماند دارد. در مقاله حاضر پس از بررسی انواع بلایای طبیعی و نوع آوار آنها به مسئله آوار زلزله و پاکسازی محل پس از زلزله و دپو کردن مواد زاید پرداخته میشود.

بلایای طبیعی و نوع آوار

آواربرداری و حذف آن از محل حادثه دیده یکی از مهمترین اجزاء در عملیات نجات و بازسازی می باشد. بسیاری از آثار باقیمانده از بلایای طبیعی خطرناک نیستند. خاک، مصالح ساختمانی، زباله های سبز همانند درختان و بوته ها، حجم بسیار زیادی از آوار را تشکیل می دهند که بسیاری از آنها قابل بازیافت می باشند. مواد باقیمانده از طوفانها، زلزله ها، گردبادها، سیل و آتشسوزی در چند زیر مجموعه قابل تقسیم می باشد (جدول 1).

جدول 1: طبقه بندی مواد باقیمانده از بلایا

شناخت آوار زلزله

زلزله ایجاد کننده امواج لرزه ای بوده و باعث جابجائی زمین در طول گسلها می گردد. این امواج لرزه ای عامل ویرانی ساختمانها و پلها در منطقه ای محدود و آسیب رسیدن به ساختمانها و سایر سازه های دورتر می باشند. آسیبهای جانبی ناشی از آتشسوزی، انفجار و آبگرفتگی های محدود ناشی از شکستگی لوله های آب میتواند افزایش دهنده مقادیر نخاله  بوجود آمده باشد. آوار زلزله شامل مصالح ساختمانی، وسایل شخصی افراد و رسوبات ناشی از زمین لغزش می باشد. برای مثال جمع آوری و مدیریت بقایای بجامانده از زلزله نورتریچ (ژانویه 1994) در شهر لوس آنجلس تا مدتها ادامه یافت و مقدار آوار و نخاله  در پایان ماه جولای 1995 به 3 میلیون تن رسید. در طی 3 ماه عملیات نخاله برداری، مقامات شهر تصمیم به تلاش در جهت بازیافت نخاله ها در جهت صرفه جویی در ظرفیت باقیمانده دپو ها گرفتند. بسیاری از زباله ها مربوط به آوارهای ساختمانی بود که قابل بازیافت توسط شرکتهای محلی بودند. ساختمانهای مختلف انواع مختلفی از آوار را به وجود می آورند که بصورت مختصر در زیر به بررسی آنها می پردازیم:

ساختمانهای چوبی و بنایی غیر مسلح: اینگونه ساختمانها معمولا از سایر سازه ها کوچکتر بوده و مصدومان در این ساختمانها اغلب با استفاده از ابزار دستی قابل نجات و رهایی هستند. قطعات چوبی و دیوارهای بنایی قابل خرد شدن به قطعات کوچکتر و قابل حمل می باشد. لذا در اینگونه آواربرداری نیازی به ماشین آلات سنگین نیست و افراد تیم نجات با استفاده از ابزار دستی خود می توانند به نجات افراد در زیر آوار مانده بپردازند.

ساختمانهای بتنی: یک مد خرابی معمول در سازه های بتنی بهنگام زلزله، فروافتادن دال کف، تقریبا بدون شکست، بر روی کف زیرین خود میباشد. در این نوع خرابی که تحت عنوان "پن کیک" از آن یاد میشود، دالهای کف فروافتاده از دسترسی و رهایی مصدومان جلوگیری می کند و لذا مشکلات زیادی را بخصوص درصورتی که موقعیت و وضعیت قربانی نامعلوم باشد ایجاد می نماید. دال بتنی هر طبقه به ابعاد 30 متر در 30 متر و به ضخامت 10 سانتیمتر وزنی بالغ بر 250 تن دارد که از ظرفیت جرثقیلهای معمول فراتر است. لذا باید این دالهای بتنی به قطعات کوچکتر بریده شوند تا قابل حمل و جابجائی بوسیله جرثقیلهای عادی شوند.

سازه های فولادی: ساختمانهای فولادی یک طبقه معمولا دارای مقاطع فولادی کوچکی هستند که با استفاده از اره های دستی و یا برقی قابل نفوذ می باشد. حتی در ساختمانهای سنگین صنعتی نیز از این روش می توان برای بریدن قطعات سنگین به تکه های قابل حمل استفاده نمود. جک و یا کیسه های هوا نیز برای ایجاد فضای دسترسی به مصدومان قابل استفاده می باشد. سازه های چند طبقه فولادی در داشتن دالهای بتنی به عنوان اعضای سقف مانند سازه های بتنی می باشد. قسمت زیادی از آوار سنگین در ساختمانهای فولادی بدلیل تفاوت در سختی بین قابهای فولادی و دیوارهای آجری، با ریزش دیوارها حاصل می گردد. پنلهای پیش ساخته بتنی معمولا سخت ترین نوع آوار را ایجاد می کنند چرا که معمولا به هنگام افتادن تکه تکه نشده و بصورت قطعات بزرگی باقی می ماند.

پس از وقوع زلزله، بدلیل گرفتار شدن بسیاری از افراد در زیر آوار، نیاز به جابجایی سریع آوار به منظور کمک رسانی به افراد مانده در زیر آوار می باشد، از سوی دیگر پس از پایان عملیات جستجو و نجات مرحله پاکسازی و آماده سازی محل حادثه دیده برای ادامه فعالیتهای انسانی آغاز می گردد. بدلیل متفاوت بودن ماهیت این دو نوع آوار بردای مدیریت این بخشها نیز نیاز به مهارتهای مختلفی دارد و از دو منظر می توان آواربرداری پس از زلزله را مورد بررسی قرار داد: آواربرداری کوتاه مدت (امدادی) و آواربرداری بلند مدت (پاکسازی).

شکل 1: نمونه ای از خرابی ساختمان بصورت پن کیک در زلزله 1999 ایزمیت

شکل 2: آوار بصورت "پن کیک" – زلزله 1999 ایزمیت

آوار برداری کوتاه مدت

           آنچه که در آوار برداری کوتاه مدت از اهمیت بسزایی برخوردار می باشد سرعت عمل و دقت در آوار برداری است. سرعت مقوله مهم در عملیات جستجو و نجات است چرا که با توجه به جدول 2، از 24 ساعت اولیه پس از زلزله به عنوان زمان طلایی در نجات یاد می شود.

جدول 2: احتمال زنده ماندن به نسبت زمان زیر آوار ماندن [1]

بحث آواربرداری کوتاه مدت، از زیر مجموعه های مدیریت بحران بشمار می رود و نیاز به تخصص و آشنایی کافی به انواع آوار، نحوه امداد رسانی و جستجو دارد. آنچه امر آوار برداری را مشکل می کند، وجود آوار سنگین و مواد حجیم است که به سادگی قابل جابجایی بوسیله اعضای تیم نجات بدون استفاده از ابزار مکانیکی نمی باشد. برای مثال یک نمونه از آوار سنگین ممکن است یک دال بتنی به ابعاد 3 متر در 3 متر و ضخامت 15 سانتیمتر با وزن تقریبی 3 الی 4 تن می باشد. حجم و وزن زیاد باعث میشود که بدون استفاده از ماشین آلات امکان نجات وجود نداشته باشد. دالهای سقف و کف، قطعات بزرگ بتن مسلح و قطعات بتن پیش ساخته بعنوان آوار سنگین بشمار می روند.

آوار برداری بلند مدت

در آواربرداری بلندمدت که مربوط به مرحله پاک سازی محل حادثه دیده می باشد، ماشین آلات سنگین از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشند. در این مرحله شرایط بحران برطرف گردیده و باید در مسئله پاکسازی به بازدهی و بهره وری توجه خاصی شود. برای شهرهای بزرگ جهان مانند ونکوئر از هم اکنون برای مرحله پاکسازی برنامه مدونی آماده گردیده و تمهیدات ویژه ای برای مرحله بازیافت ضایعات حاصل از زلزله تهیه گردیده است. برای مثال با جداسازی و آسیاب کردن آوار ساختمانی می توان مصالح مورد نیاز برای زیرسازی جاده ها را تهیه نمود[4]. بدلیل اهمیت آواربرداری بلندمدت و مرحله پاکسازی، در مقاله ای جداگانه به این موضوع پرداخته خواهد شد.

استفاده از ماشین آلات در آوار برداری کوتاه مدت

نقش ماشین آلات در آواربرداری پس از زلزله با توجه به نوع آوارهای ایجاد شده تعیین می شود و برای انواع مختلف آوار ابزار متفاوتی مورد استفاده قرار می گیرد. البته باید توجه نمود که در مرحله امداد رسانی (آواربرداری کوتاه مدت) با وجود اهمیت مقوله سرعت، معمولا استفاده از ماشین آلات سنگین بدلایل زیر توصیه نمی شود:

1.   عدم دقت کافی

2.  امکان آسیب رسیدن به افرادی که زیر آوار مانده اند بدلیل سنگینی ماشین آلات

3.  عدم امکان شنیده شدن صدای قربانیان زیر آوار به دلیل صدای ناشی از کارکرد ماشین آلات

با وجود مشکلات فوق استفاده از ماشین آلات در برخی موارد امری ضروری است، مخصوصا در زلزله های شهری که بیشتر ساختمانها بصورت بتنی و فولادی بوده و بدلیل ایجاد آوارهای سنگین نیاز به ماشین آلات برای جابجائی آوار سنگین وجود دارد. جرثقیل بهترین وسیله در آواربرداری های شهری است و در مرحله بعد بیل مکانیکی برای انجام خاکبرداریهای محدود مورد استفاده قرار می گیرد این درحالی است که استفاده از لودر در آوار برداری بهیچ عنوان توصیه نمی شود. با وجود این اغلب توصیه می شود که تا پنج روز بعد از وقوع زلزله از انتقال ماشین آلات سنگین به محل حادثه دیده جلوگیری شود و در صورتی که نیاز به کارکرد ماشین آلات غیر قابل انکار باشد، باید بهنگام کارکرد ماشین آلات از زمانهای سکوت ( بمنظور شنیدن صدای احتمالی قربانیان ) استفاده شود.

ابزار جدیدی که در عملیات امداد و نجات استفاده میشود جکهای دستی و کیسه های هوا برای ایجاد فضای لازم بمنظور خارج کردن افراد حبس شده در زیر آوار است.

در ضمن بهنگام عملیات جستجو و نجات باید به این نکته توجه نمود که آوار یک توده سه بعدی است و از هر شش وجه آن میتوان وارد عمل شد. بطور سنتی در کشور ما خاکبرداری از بالا و جوانب مرسوم بوده و از توجه به ابعاد دیگر مانند نقب زدن از پایین غفلت میشود (شکل 3).

شکل 3: دسترسی به زیر آوار از طریق حفر نقب

خلاصه و نتیجه گیری

ایران، یک کشور زلزله خیز بوده و هر از چندی شاهد حوادث ناگواری در گوشه و کنار کشور هستیم. ولی آنچه که باید بدان توجه نمود این است که تا بحال در کشور ما زلزله شهری بوقوع نپیوسته و تقریبا تمام زلزله های کشور در مناطق روستایی و یا با بافت قدیمی بوده اند ( زلزله های طبس، آوج، بم ... ) این بدان معنی است که ما تابحال با آواربرداری ساختمانهای بنایی مواجه بوده ایم ولی آنچه که مشهود است آواربرداری شهری تفاوت چشم گیری با آواربرداری های بعمل آمده در کشور دارد. در یک زلزله شهری نمیتوان یک دال بتنی مسلح را با لودر جابجا کرد و یا نمیتوان تلی از تیرآهن را با آن بلند نمود و مصدومان احتمالی را از زیر آوار نجات داد. در آواربرداریهای شهری جرثقیلها نقش اصلی را در آواربرداری بر عهده دارند. از سوی دیگر همواره شاهد بوده ایم که بلافاصله بعد از زلزله آمار لودرهای ارسال شده به مناطق زلزله زده در صدر اخبار می باشد درحالی که لودر مرگبارترین وسیله در عملیات امداد و نجات بشمار می رود. آواربرداری یک عملیات کاملا مهندسی بوده و نیاز به تجربه و دید علمی دارد لذا از هم اکنون باید در تربیت افراد متخصص در امر آوار برداری علمی اقدامات عملی صورت بگیرد.

شکل 4: آوار برداری با استفاده از بیل مکانیکی در زلزله 1999 ایزمیت

 مراجع:

[1] عشقی، ساسان (1382)، گزارش نهایی پروژه تحقیقی بررسی خرابی ساختمانها و مدیریت آواربرداری در زلزله های بزرگ، تهران، موسسه علمی کاربردی هلال، آذرماه 1382

[2] گزارش مقدماتی شناسایی زلزله 5 دی  ماه 1382 بم، پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله

[3] Earthquake Damaged Buildings: An Overview of heavy debris and Victim Extrication, FEMA 158/ September 1988

[4] Post-earthquake solid waste management strategy (for the City of Vancouver and the surrounding area) Wojtarowicz, Margaret, Atwater, James W.