بررسی تأثیر متقابل حفاری تونل‌های کم‌عمق شهری و گودبرداری سازه‌های بزرگ سطحی

Abstract

در این نوشتار، به‌منظور بررسی رفتار و اثر متقابل حفاری تونل در عمق‌های متفاوت زیرزمین و گودبرداری سازه‌های سطحی از لحاظ پایداری در حین اجرا و بهره‌برداری و تغییرشکل‌ها و جابجایی‌های ایجاد شده در سطح زمین، بخش‌های شمالی خط ۱ متروی تهران )حد فاصل بین ایستگاه‌هایٓ۱R و ۱T( به‌عنوان نمونه مورد مطالعه قرار گرفته است. برای انجام تحلیل‌های عددی در این پژوهش از نرم‌افزار اجزاء محدودٓ(P‌L‌A‌X‌I‌S)ٓاستفاده شده است. مدل‌سازی شامل حفاری و اجرای تونل و گودبرداری ساختمان است. اجرای تونل به‌روش «حفاری چندمرحله‌یی مقطع» )روش نوین تونلزنی اتریشی، N‌A‌T‌M( و در سه مرحله‌ی اصلی انجام می‌گیرد. ابتدا فضای بالای تونل به دو بخش تقسیم شده و در دو مرحله حفاری شده و سیستم نگه‌دارنده نصب می‌شود، و سپس بخش پائینی تونل اجرا می‌شود. از یک پوسته‌ی شاتکریت که به‌وسیله‌ی پروفیل‌های فلزی و شبکه‌ی تور فولادی مسلح شده به‌عنوان نگه‌دارنده‌ی اولیه‌ی تونل، و از پوشش بتنی به‌ضخامت ۴۰ٓسانتی‌متر به‌عنوان نگه‌دارنده‌ی نهایی تونل استفاده شده است. گود ساختمانی نیز با دیوار دیافراگم و پشت‌بندهای افقی مدل شده و بار ناشی از ساختمان در کف گود به‌صورت باری گسترده اعمال می‌شود. در نهایت پارامترهایی از قبیل عرض و عمق گود، فاصله‌ی لبه‌ی گود از تاج تونل، عمق روباره‌ی تونل، سطح آب زیرزمینی، مشخصات نگه‌دارنده‌ی اولیه‌ی تونل و تقدم و تأخر زمانی اجرای تونل و گودبرداری ساختمان مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته و اثر آنها بر تغییر مکان افقی دیواره‌ی گود، تغییرشکل سطح زمین در بالای تاج تونل، نشست لبه‌ی گود، تغییرشکل نگه‌دارنده‌ی نهایی تونل، توزیع تنش در اطراف تونل و گود، توزیع نقاط خمیری در اطراف تونل و گود بررسی می‌شود. سپس نتایج به‌دست آمده از تحلیل‌ها از نظر میزان کنترل تغییرشکل‌ها در محیط اطراف مورد بررسی و ارزیابی قرار می‌گیرد.