بررسی روش‌های مناسب حفاری چندمرحله‌ای ایستگاه‌های زیرزمینی عمیق - مطالعه موردی ایستگاه x7 خط هفت مترو تهران

Abstract

امروزه با توجه‌ به گسترش روز­­­­­­­­‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ افزون محیط‌های شهری، افزایش تراکم سازه‌های سطحی و کمبود فضای لازم برای حمل ­و‌‌ نقل درون ­شهری، نیاز به اجرای سازه‌های زیر‌‌زمینی نظیر تونل و ایستگاه‌های زیرزمینی مترو در محیط‌های شهری بیش از گذشته احساس می‌شود. یکی از عوامل حائز اهمیت در اجرای ایستگاه‌های عمیق مترو در محیط‌های شهری انتخاب روش مناسب حفاری است که تأثیر به سزایی در پایداری فضای اطراف تونل در­ حین حفاری، نشست‌های سطحی ناشی از حفاری و همچنین پایداری دراز­مدت محیط حفاری شده‌‌ (ایستگاه مترو) دارد. در این تحقیق با توجه به خصوصیات ژئوتکنیکی زمین و هندسه ایستگاه مورد بررسی، سه روش رایج در حفاری تونل‌های بزرگ مقطع، شامل روش‌های پیش‌نگهدارنده طاق­بتنی، گالری‌های­کناری و آلمانی جهت اجرای ایستگاه‌های­ زیر‌‌زمینی از نظر پایداری فضا، تغییر مکان‌های محیطی تونل و نشست ناشی از فرآیند حفاری مورد ارزیابی و بررسی قرار گرفته است. مدلسازی عددی روش‌های مختلف اجرای این فضا با استفاده از روش اجزای­ محدود و نرم افزار سه بعدی Plaxis 3D Tunnel انجام شده است. با توجه به نتایج، حداکثر نشست سطح زمین در روش گالری‌های­کناری بوده و حداقل آن مربوط به روش پیش‌نگهدارنده­ طاق­ بتنی می‌باشد. همچنین نشست سطح زمین در پایان اجرای طبقه اول ایستگاه در دو روش پیش‌نگهدارنده طاق ­بتنی و آلمانی مقادیر بسیار نزدیک به هم داشته و امکان استفاده از هر دو روش را در ایستگاه‌های یک طبقه نشان می‌دهد.