امکان سنجی عملکرد TBM در تونل های عمیق شهری (خط 3 قطار شهری مشهد)

امروزه با پیشرفت تکنولوژی، تونل سازی مکانیزه سپری با استفاده از دستگاه ماشین حفار EPB در سرتاسر دنیا گسترش یافته است. فشار لازم برای نگهداری سینه کار یکی از مهم ترین عوامل در راندمان حفاری ماشین سپر فشار تعادلی در نواحی شهری به شمار می رود. مقدار این فشار با استفاده از روش های تحلیلی، تجربی و عددی برآورد می شود. با توجهبه قابلیت حفاری TBM مورداستفاده در پروژه خط 3 قطار شهری مشهد، در طیف وسیعی از خاک ها شامل ماسه سیلتی و رسی، رس، سیلت، شن و سنگدانه های با حداکثر قطر 60 سانتی متر، به نظر می رسد محدودیت حفاری با سربار 25 متری که در دستورالعمل دستگاه حفار قید شده است با توجه به بدترین شرایط خاک محل حفاری تعیین شده است. برایخاک های سست با چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی پایین، کاهش تاثیر پدیده قوس زدگی ( Arching) که عامل اصلی در پایداری حفاری های عمیق است، موجب افزایش فشار ستون خاک شده و در نتیجه تغییر شکل های افقی سینه حفاری و نشست سطحی به شکل قابل ملاحظه ای افزایش می یابد. در این پژوهش، به منظور بررسی پارامترهای محدودکنندهماشین حفاری مکانیزه، مطالعات در ابتدا بر روی احداث تونل با سربارهای مختلف در محدوده ی میدان شهدا و سپس بر خاک های سست صورت گرفته است. در نهایت، پایداری خاک، میزان تغییر شکلها و مقاومت شیلد کنترل شده اند. مدل سازی های انجام گرفته نشان می دهد حفاری در عمق 40 متری (سربار 35 متری) در محدوده میدان شهدا با توجه بهمشخصات لایه های خاک و حداکثر فشار EPB مجاز 4 بار، با ضریب اطمینان قابل قبولی امکان پذیر است. بر پایه این پژوهش امکان حفاری در عمق های بیش از محدودیت های ذکرشده در مشخصات فنی دستگاه حفاری مکانیزه، قابل دستیابی است.

کلیدواژه ها:

تونل ، حفاری ، تغییر شکل ، تحلیل عددی ، قوس زدگی