ارزیابی میزان مناسب فشار جبهه کار تونلهای مکانیزه حفاری شده در آبرفتهای دانهای مترو تبریز

کنترل جابهجایی­های ناشی از حفاری تونل در محیط­های شهری اهمیت ویژهای دارد. یکـی از دلایـل اساسـی افزایش جابهجایی­ها، عدم اعمال فشار مناسب در جبهه کار تونل است. این پارامتر بهویژه در مواردی که تونل در محیط­های شهری حفر می­شود اهمیت بیشتری پیدا می­کند. تعیین مقدار این فشار برای جلوگیری از تخریب جبهه کار و نشست زمین از یک سو و ممانعت از بالازدگی زمین از سوی دیگر بسیار مهم است. بهطورکلی روش­های تعیین فشار جبهه کار به سه دسته تجربی، تحلیلی و عددی تقسیم می­شوند. فشار نگهداری جبهه کار تونل به عوامل متعددی نظیـر نوع و مشخصات مهندسی خاک از جمله مدول الاستیسیته، چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی، شرایط آب زیرزمینی، میزان روباره و سطح مقطع تونل وابسته است که در تحقیق حاضر، با کاربرد نرمافزار المان محدود ABAQUS به بررسی تاثیر برخی از این پارامترها بر میزان مناسب فشار جبهه کار تونل­های مکانیزه میپردازیم. با تحلیل مدل­های سهبعدی و اندازه­گیری مقادیر جابهجایی­های جبهه کار تونل بهازای مقادیر متفاوت فشار جبهه کار و پارامترهای بررسی شده، مقدار مناسب فشار نگهدارنده تخمین زده شده است. صحتسنجی روند مدل­سازی بر اساس نتایج ابزاربندی پروژه خط ۲ مترو تبریز انجام یافته است. نتایج حاصل نشان­دهنده تاثیر چشمگیر مدول الاستیسیته خاک در مقدار فشار جبهه کار است و بهعنوان الگوی کلی، با افزایش مدول الاستیسیته فشار مناسب جبهه کار کاهش می­یابد. همچنین، مقادیر مناسب فشار جبهه کار بهدست آمده با روش­های تحلیلی جانکسز-استاینر، آنگونستا-کواری و روش تجربی COB مقایسه شده است که بیش­ترین تطابق با روش  COBمشاهده شده است. لازم به ذکر است با پایین رفتن تراز آب زیرزمینی و در مدول­های الاستیسیته کم (کم­تر از ۲۰ مگاپاسکال در پژوهش انجام شده)، رابطه COB فشار جبهه کار کم­تری نسبت به حالت مناسب ارائه میدهد که باید در محاسبات فشار جبهه کار در نظر گرفته شود.

کلیدواژه ها:

فشار جبهه کار ، تونلسازی مکانیزه ، مدول الاستیسیته ، خاکهای دانهای ، مدلسازی عددی