مدل سازی عددی جابه جایی خاک و نشست سطح زمین حین پیشروی گام های حفاری در روش جدید تونل سازی اتریشی

امروزه با گسترش محدوده کلان شهرها و افزایش جمعیت، حجم ترافیک درون شهری نیز رو به افزایش است. توسعه شبکه های ارتباطی زیرزمینی مانند تونل های زیرگذر و مترو به علت عدم تداخل با رفت وآمد شهروندان مناسب ترین گزینه برای حل معضلات ترافیکی در کلان شهرها است. در این خصوص روش جدید تونل سازی اتریشی (ناتم) بهترین گزینه برای حفاری تونل در مناطق کم عمق شهری و در مسافت های کوتاه است. برای اجرای موفق روش حفاری ناتم در محیط های کم عمق شهری، برآورد و کنترل جابه جایی های سقف، کف و پیرامون تونل و به تبع آن نشست سطح زمین در هر مرحله از حفاری بسیار حائز اهمیت است. در این تحقیق، برای تخمین نشست سطح زمین در قطعه T۳ تونل زیرگذر امیرکبیر در شرق تهران، از مدل سازی عددی در محیط نرم افزار پلکسیس استفاده شده است. در مدل عددی مدل رفتاری خاک سخت شونده (الاستوپلاستیک کامل) برای توده خاک اطراف تونل و مدل رفتاری الاستیک برای سیستم نگهداری شاتکریت (سیستم نگهداری اولیه تونل) و دیواره میانی تونل لحاظ شده است. بر اساس نتایج حاصل از این تحقیق، پس از پایان مرحله نهم حفاری حداکثر مقدار جابه جایی کل ۵۴ میلی متر، جابه جایی قائم سقف ۵۳ میلی متر و آماس کف تونل ۴۲ میلی متر به دست آمده است. بیشترین میزان جابه جایی ها مربوط به ناپایداری سقف و بالازدگی ها کف تونل ناشی از افزایش تنش های افقی در اعماق کم می باشد. همچنین بیشترین میزان نشست سطح زمین در پایان نه مرحله حفاری حدود ۵۲ میلی متر برآورد شده است و گودی نشست نیز در محدوده ۲ تا ۵ متری از دیواره میانی تونل در سطح زمین تشکیل شده است و به تدریج با پیشروی سینه کار به تعادل خواهد رسید. لذا کنترل جابه جایی خاک روباره در سه مرحله پایانی برای حفاری گالری میانی تونل نقش اصلی را در کنترل نشست سطح زمین خواهد داشت.

کلیدواژه ها:

نشست سطح زمین ، جابه جایی خاک ، روش عددی المان محدود ، روش جدید تونل سازی اتریشی ، تونل زیرگذر امیرکبیر