ارزیابی تاثیر تغییرات پیشبینی نشده زمین شناسی بر راندمان حفاریو عملکرد ماشین آلات نیمه مکانیزه (مطالعه موردی: تونل مترو کرمانشاه)

تنوع شرایط زمین شناسی و تغییرات غیرقابل پیش بینی توده سنگ در طول مسیر تونل باعث کاهش راندمان و بعضا توقف حفاری به روش نیمه مکانیزه می گردد. از جمله این عوامل می توان به تغییرات ناگهانی مقاومت سنگ، تناوب لایه های سخت و نرم، درصد بالای کوارتز در سنگ و وجود آب زیرزمینی اشاره کرد. عمق کم گمانه ها، نمونه برداری ناکافی و تعداد کم آزمایش های ژئوتکنیکی موجب نتایج غیر واقعی مطالعات اکتشافی مسیر تونل مترو کرمانشاه گردیده است. بطوری که بر اساس نتایج برداشت های زمین شناسی صورت گرفته و مطالعات آزمایشگاهی و برجا، مسیر تونل از لحاظ زمین شناسی مهندسی از ۵ زون متفاوت تشکیل شده است. عمده مشکلات مربوط به سینه کار مختلط زون ۴ و ۵ تونل متشکل از ماتریکس ماسه سنگ و کنگلومرای سیلیسی و رس و سیلت ریزشیهمراه با آب داری بسیار زیاد می باشد. با توجه به نتایج مطالعات زمین شناسی تونل مترو کرمانشاه، پارامترهای ژئومکانیکی توده دربرگیرنده تونل، شرایط موجود شامل سینه کار مختلط و شکل مقطع، حفاری سینه کار تونل به صورت ترکیبی از ماشین آلات نیمه-مکانیزه شامل درام کاتر، چکش هیدرولیکی و رودهدر انجام گردید. یکی از عوامل اصلی کاهش راندمان حفاری تونل مترو کرمانشاهوجود سینه کار مختلط با تناوب لایه های نرم و سخت می باشد که وجود آب موجب گل شدگی کف تونل و فرو رفتن ماشین آلات سنگین وزن در گل شده است. در مقاطع دارای مقاومت بالا عملیات حفاری به صورت ترکیبی با چکش هیدرولیکی و رودهدر انجام می شود. بنابراین از رودهدر دارای وزن سبک با انعطاف پذیری نسبتا بالایی استفاده شد. جهت بررسی پارامترهای موثر بر راندمان حفاری و عملکرد ماشین آلات نیمه مکانیزه، اقدام به نمونه برداری و انجام آزمایش های متعدد از قبیل تعیین مقاومت فشاری تک محوره، تعیین درصد سیلیس و دوام و وارفتگی شد. مقاومت فشاری تک محوره محدوده زون ۵ طبق نتایج چکش اشمیت و آزمایش UCS بین ۸۰ تا ۱۲۰ مگاپاسکال حاصل شد. مقدار مصرف مته به ازای هر متر پیشروی تونل توسط رودهدر و وابسته به مقاومت سنگ برابر ۱۴ تا ۲۲ مته بر متر حاصل گردید. برای مقاومت بیش از ۱۰۰ مگاپاسکال استهلاک سرمته دستگاه حفاری بشدت افزایش یافته و کارآیی دستگاه رودهدر بشدت کاهش می یابد. همچنین توان حفاری دستگاه رودهدر به ترتیب به ۱ تا ۶ مترمکعب بر ساعت و ۳ تا ۹ مترمکعب بر ساعت رسید که نشان دهنده راندمان بسیار پایین حفاری در این نواحی می باشد

کلیدواژه ها:

مطالعات ژئوتکنیکی ، نیمه مکانیزه ، رودهدر ، راندمان حفاری ، استهلاک