طرح تزریق و طرح بهینه اختلاط دوغاب تزریقی در عملیات حفاری تونل مکانیزه با مقایسه دوغاب های یک جزیی و دوجزیی

در جوامع امروزی با توسعه روزافزون مناطق شهری و افزایش سفرها، نیاز به احداث سامانه های جدید حمل و نقلی نظیر مترو بیش از پیش احساس می گردد. یکی از روش های ساخت تونل جهت استفاده خطوط مترو، استفاده از روش حفاری مکانیزه با دستگاه های حفاری TBM می باشد. در تونلسازی به شیوه مکانیزه، پس از نصب قطعات بتنی پیش ساخته که سگمنت نامیده می شوند، به علت یکسان نبودن قطر فضای حفاری شده با قطر خارجی رینگ های سگمنتی، فضایی خالی در پشت سگمنت های نصب شده ایجاد می شود. به این دلیل لازم است فضای خالی ایجاد شده بلافاصله با مواد مناسب پر گردد تا از مشکلات متعدد بعدی نظیر نشست و یا نشت آب به داخل تونل و عواقب پس از آن جلوگیری شود که این عملیات را اصطلاحا تزریق پرکننده نامیده اند. مواد پرکننده عموما در قالب دوغاب به پشت سگمنت های نصب شده تزریق می شوند. دوغاب معمولا از سیمان، ماسه، بنتونیت، آب و مواد دیگر با نسبتی خاص تشکیل می شود. به لحاظ اجرایی، فنی و اقتصادی دوغابی مناسب است که تمامی الزامات را به خوبی فراهم نماید. دوغاب ساخته شده می بایست با لحاظ نمودن امکانات موجود پروژه قابلیت اجرا و پیاده سازی داشته باشد. مقاومت فشاری و ویژگی های دیگر همچون آب اندازی و قابلیت پمپاژ، افت دوغاب تولید شده و روانی قابل قبول از نظر فنی بسیار حائز اهمیت است. ضمن اینکه مصرف حداقل مصالحی که تعیین کننده قیمت تمام شده دوغاب هستند، در به صرفه بودن دوغاب تهیه شده امری انکارناپذیر است. از این رو دستیابی به معیارهای فنی، اقتصادی و اجرایی نیازمند ارائه طرح اختلاط مناسب و متناسب با شرایط پروژه است. در این پژوهش، با توجه به شرایط اجرایی و زمین شناسی موجود در قطعه دوم خط ۲ مترو اصفهان، معیارهای اثرگذار بر عملکرد دوغاب شامل زمان آب انداختگی، ویسکوزیته (زمان قیف مارش)، زمان ژل شدگی و مقاومت فشاری، در ۵ طرح اختلاط مختلف شامل ۳ طرح اختلاط دو جزیی و ۲ طرح اختلاط یک جزیی، به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. دوغاب های دو جزیی بر پایه سیمان از دو جزء A شامل سیمان، ماسه، بنتونیت، آب و مواد افزودنی نظیر روان کننده و مواد دیرگیر و جزء B به عنوان زودگیر همچون سیلیکات سدیم تشکیل می شوند. این درحالی است که دوغاب های یک جزیی فقط شامل مواد جزء A می باشند. بر اساس نتایج این تحقیق طرح شماره ۴، با میزان ۱۰۹۲ کیلوگرم ماسه طبیعی، ۴۹۵ کیلوگرم پودر سنگ، ۲۰ کیلوگرم بنتونیت، ۱۳۳ کیلوگرم سیمان، ۳۳/۱ کیلوگرم روان کننده و ۳۶۰ لیتر آب جهت ساخت یک مترمکعب دوغاب یک جزیی تزریقی دارای بهترین عملکرد می باشد. بنابراین این طرح با توجه به ملاحظات فنی و اقتصادی به عنوان طرح بهینه جهت تزریق دوغاب پرکننده پشت سگمنت ها در عملیات حفاری مکانیزه تونل قطعه دوم خط ۲ مترو اصفهان مورد استفاده قرار گرفته است.

کلیدواژه ها:

طرح تزریق ، طرح بهینه اختلاط ، دوغاب تزریقی ، تونل مکانیزه ، خط ۲ مترو اصفهان.