پیش‌بینی جابجایی‌های زمین اطراف تونل در اثر حفاری با ماشین‌های EPB (مطالعه موردی: خط 3 متروی تهران)

Abstract

رشد و توسعه شهرهای بزرگ نیازمند استفاده از شبکه‌های زیرزمینی در ایجاد زیرساخت‌ها و تسهیلات حمل و نقل شهری است. ساخت تونل در زمین‌های نرم معمولاً جابجایی خاک را به دنبال دارد که می‌تواند تاثیر جدی در پایداری و سلامت سازه‌های موجود داشته باشد. به منظور کاهش این جابجایی‌ها به ویژه در نواحی شهری، مجریان در ساخت تونل‌ها بیش از پیش از ماشین‌های حفر تونل (TBM) استفاده می‌کنند. از اینرو در نواحی شهری، پیش‌بینی جابجایی‌های زمین ناشی از حفر تونل چالش بزرگ مهندسی به شمار می‌رود. در این مقاله به منظور پیش‌بینی جابجایی‌های خاک که در حین ساخت بخشی از تونل خط 3 متروی تهران با استفاده از ماشین حفاری EPB (فشار تعادلی زمین) ایجاد می‌شوند، از یک مدل عددی سه بعدی و نرم افزار ABAQUS استفاده شده است. این بررسی شامل اکثر مؤلفه‌های تونل‌سازی سپری مانند فشار سینه کار، فشار تزریق، ماشین حفاری و تماس اصطکاکی سپر و خاک است. نتایج نشان می دهد که نشست سطحی ماکزیمم در این قسمت 5/2 سانتیمتر است که 5/0 سانتیمتر از حد مجاز آن بیشتر می‌باشد. همزمان با نشست‌های سطحی جابجایی‌های افقی در داخل توده خاک به وجود می‌آیند، که در دو جهت افقی شکل متفاوتی داشته و با افزایش عمق افزایش پیدا می‌کنند.