تحلیل زیست محیطی و عددی اثرات تغییرات تراز آب زیرزمینی بر پایداری جبهه حفاری در تونل سازی با روشTBM-EPB : تاثیرات قطر تونل و فشار وارد بر ماشین حفاری

مقدمه: امروزه روش های مختلفی جهت حفر تونل در محیط های شهری وجود دارد. عواملی چون سطح مقطع تونل، میزان پیشروی، میزان سرمایه مورد نیاز، مدت انجام پروژه و مهم تر از همه نوع خاک و سنگ و وضعیت آب زیرزمینی، نقش اساسی در انتخاب روش حفاری در محیط های شهری را دارند. بر این اساس، هدف از پژوهش حاضر بررسی عددی میزان تاثیر تغییرات تراز سطح آب زیرزمینی بر فشار وارد بر جبهه حفاری با تغییر قطر حفاری تونل ها می باشد.

مواد و روش ها: در این مطالعه سه حالت کلی مورد بررسی قرار گرفته است در حالت اول فقط یک تونل اجرا گردیده و تونل¬ها در نزدیکی پاشنه شمع اجرا گردیده است. در حالت دوم دو تونل اجرا گردیده و موقعیت تونل¬ها در نزدیکی پاشنه شمع می¬باشد و در نهایت در حالت سوم هر دو تونل در نزدیکی وسط شمع اجرا گردیده است. به همین منظور در این مطالعه میزان تغییرات نشست در خاک ناشی از اجرای تونل¬های دوقلو در سه حالت ذکر شده مورد بررسی قرار گرفته است.

نتایج و بحث: نتایج تحقیق نشان داد که شدت افزایش بیشینه نشست به میزان قابل توجهی به قطر حفاری وابسته است. به گونه ای که در حفاری با قطر ۵ متر، بیشینه نشست حدود ۱۱ میلی متر است و این مقدار با افزایش ۹ درصدی به ۱۲ میلی متر در قطر حفاری ۷ متر می رسد. اگر تونل با قطر ۱۲ متر حفاری شود، بیشینه نشست نسبت به حالت حفاری با قطر ۵ متر، حدود ۴۴ درصد افزایش یافته و به ۱۶ میلی متر می رسد.

نتیجه گیری: در تمامی حالت های مدل سازی، با نزدیک شدن تراز آب زیرزمینی به سطح زمین، بیشینه نشست کاهش می یابد. در صورتی که تراز آب زیرزمینی در کف مدل باشد، افزایش قطر حفاری باعث تغییر محل بیشینه نشست در راستای عمق نخواهد شد و این نشست در تاج تونل باقی خواهد ماند. در نهایت، با افزایش قطر حفاری، نیاز به فشار بیشتر برای پایداری جبهه حفاری تونل نیز افزایش می یابد. نکته مهمی که در این پژوهش قابل مشاهده است، این است که نشست طولی در فاصله ای برابر با مجموع سربار و قطر تونل، از جبهه حفاری به کمتر از یک میلی متر می رسد و می توان نتیجه گرفت که طول ناحیه تحت تاثیر حفاری تونل به سطح تراز آب زیرزمینی و قطر حفاری وابسته نیست.

کلیدواژه ها:

تغییرات تراز آب زیرزمینی ، فشار جبهه حفاری ، تغییر قطر حفاری ، نرم افزار آباکوس ، بررسی زیست محیطی