عمل آوری به عنوان راهکاری در مدیریت مخاطرات زمین شناسی در حفاری تونل با ماشین های EPB (مطالعه موردی: توسعه جنوبی خط ۶ متروی تهران)

امروزه با توجه به پیشرفت تکنولوژی و همچنین به صرفه بودن اقتصادی، فناوری EPB در زمین های درشت دانه و حتی همه انواع سنگ ها نیز با موفقیت اجرا می شود. عملکرد ماشین های EPB، چه در خاک و چه در سنگ، به طور چشمگیری به عمل آوری مناسب مواد حفاری شده بستگی دارد. در مسیر حفر تونل، ماشین های EPB-TBM با مخاطرات بسیاری همانند نبود یا کمبود ریزدانه در لایه های سنگی و خاکی تحت حفاری، انسداد، حد بالای نفوذپذیری مصالح حفاری شده، سایش و خورندگی روبرو خواهد شد. در این مقاله به معرفی این مخاطرات در بخش توسعه جنوبی خط ۶ متروی تهران و به بررسی رفع آنها پرداخته شده است. با توجه به آزمایش های انجام شده، مشخص شد که حدود ۵ درصد از خاک های مسیر این تونل در محدوده خطر انسداد کم،۵۰ درصد در محدوده خطر متوسط، ۳۵ درصد در محدوده خطر زیاد و ۱۰ درصد از خاک های مسیر نیز میل به رفتار کلوخه شدن دارند. در متراژهای ۵۰۰ تا ۶۵۰ و ۱۸۵۰ تا ۲۱۰۰ تونل، لایه های حفر شده با کمترین مقادیر پارامتر درصد عبوری از الک ۲۰۰ در مقطع تونل همراه بوده است. ۶۸% از واحدهای خاکی تشکیل دهنده مسیر تونل، دارای نفوذپذیری کمتر ازm/sec ۱× ۱۰-۰۷ هستند که شرایط ایده آلی برای حفاری با ماشین EPB است. مقدار شاخص سرشار بین ۹۶/۱ تا ۹۸/۳ به دست آمده است که در رده سنگ های خیلی ساینده یا نزدیک به آن قرار می گیرند. مصالح حفاری شده در اتاقک فشار با استفاده از دوغاب آهک با دانسیته بالا، پرکننده ها و پلیمر عمل آوری شدند که موجب افزایش محتوای ذرات ریزدانه، بهبود قوام مصالح و کاهش نفوذپذیری و سایش مصالح در نقاله مارپیچ گردید. نتایج نشان داد که دوغاب آهک با غلظت ۵۰ تا ۷۰ درصد وزنی پودر سنگ آهک و نسبت تزریق۱۰ تا ۴۰ درصد، بسته به ویژگی های مصالح حفاری شده، عملکرد مناسبی در عمل آوری ایجاد می کند. همچنین، قوام بهینه مصالح عمل آوری شده با اسلامپ هدف در محدوده ۱۵ تا ۲۲ سانتی متر حاصل گردید.

کلیدواژه ها:

عمل آوری ، ریزدانه ، انسداد ، نفوذپذیری ، سایش