بررسی آزمایشگاهی چسبناکی و خطر انسداد سنگها و خاک های رسی در حفاری های مکانیزه محدوده شهر تبریز

روند رو به رشد استفاده از حفاری مکانیزه برای احداث خطوط ریلی و فضاهای زیرزمینی در مناطق شهری، بهویژه با پیشروی در خاکها و سنگهای ریزدانه با برخی مشکلات مواجه میگردد، که بررسی مخاطرات زمین شناسی و ژئوتکنیکی را اجتناب ناپذیر کرده است. انسداد دستگاه حفار تونل، ابزارهای برش و سیستم نوار نقاله (سیستم حمل و نقل خاک) یکی از مهمترین مشکلات تونل زنی مکانیزه در سنگ های نرم و خاک های ریز مانند خاک رس، مارن و گل سنگ است. خطر گل گرفتگی میتواند در درجات مختلفی، از انسداد بخشی از اتاقک حفار و ابزارهای برشی و یا انسداد کامل دستگاه رخ دهد، که این شرایط به نوبه خود میتواند منجر به تاخیر در زمان حفاری و افزایش هزینه گردد. پدیده انسداد و گل گرفتگی نتیجه انسجام ذرات خاک رس به یکدیگر و چسبناکی ذرات رس در سطح فلز یا ابزار برش میباشد. پارامترهای تاثیرگذار بر پدیده گلگرفتگی عبارتند از: ترکیب کانی شناسی، پارامترهای مکانیکی خاک ومیزان آب. به عنوان مثال حضور کانیهای متورم شونده مانند ایلیت مونتموریلونیت چسبناکی و چسبندگی را بیش از 10برابر افزایش میدهند. هدف این مطالعه ارزیابی خطر انسداد و گل گرفتگی در خاک و سنگهای نرم مانند مارن و رس مسیر خطوط 2، 3 و 4 متروی تبریز با استفاده از آزمایش های آزمایشگاهی است میباشد. به منظور دستیابی به این هدف، آزمون برش مستقیم، آزمون برش پره، آزمون جدایش پیستون مورد استفاده قرار گرفت. انتظار میرود که چسبندگی با افزایش میزان رطوبت نمونه ها روندکاهشی داشته و مقاومت برشی افزایش یابد. بررسی نتایج آزمون برش مستقیم و برش مستقیم بین فولاد و خاک با تغییرات درصد رطوبت نشان داد روند خوبی بین پارامترهای چسبندگی و چسبناکی وجود دارد. مقایسه نتایج با آزمون جدایش پیستون حاکی از عدم همخوانی چسبناکی در دو حالت مماسی و قائم میباشد و روند مشابهی بین این نتایج وجود ندارد. نتایج چسبناکی خاک به سطح فلز در برش مستقیم با تغییر درصد رطوبت نشان داد برای 60 درصد نمونه ها چسبناکی با افزایش رطوبت تا نزدیک به حد روانی، روند افزایشی داشته و پس از آن، از میزان چسبناکی کاسته میشود.

کلیدواژه ها:

انسداد و گل گرفتگی ، سنگهای مارنی ، آزمون جدایش پیستون ، حفاری مکانیزه تونل ، آزمونهای آزمایشگاهی