مطالعه رفتار تونل های مترو برای سیستم حفاری چند مرحله ای (مطالعه موردی: مترو قم)

Abstract

حفر تونل در زمین نرم شهری محدودیت های خاص خود را دارد. از مهمترین این محدودیت ها، کنترل نشست سطحی است تا از وارد شدن خسارت به سازه های سطحی جلوگیری شود. بنابراین، انتخاب بهترین روش برای حفاری تونل بسیار اهمیت دارد. در میان روش های موجود برای حفر تونل های شهری، روش های حفاری مرحله ای بسیار پرکاربرد هستند. به طور معمول این روش ها قابل مقایسه با روش حفاری مکانیزه برای تونل های طویل نیستند. اما روش های حفاری مرحله ای برای حفاری تونل های کوتاه، مقاطع بزرگ مانند ایستگاه های مترو، مقاطع غیر دایروی و سازه های پیچیده مانند تقاطع ها بکار می روند. از جمله مهم ترین بخش های اجرایی حفاری مرحله ای، طول گام حفاری و فاصله بین جبهه کارها می باشد. با وجود اینکه این ۲ پارامتر از عوامل بسیار تأثیرگذار بر جنبه های فنی و اقتصادی روش حفاری مرحله ای می باشند، ولی فرآیند منسجمی برای تعیین این دو پارمتر وجود ندارد، در این تحقیق، مراحل حفاری تونل خط A متروی شهر قم به منظور تعیین طول گام حفاری و فاصله بین جبهه کارها بررسی شده است. روش حفر این تونل، طاق و پاطاق می باشد. با استفاده از مدلسازی المان محدود سه بعدی (Plaxis 3D Tunnel) حفاری تونل در حالت های مختلف پیشروی شبیه سازی شده است. هشت حالت پیشروی برای طول گام و شش حالت برای فاصله بین جبهه کارها در نظر گرفته شده است. طول گام حفاری و فاصله بین جبهه کارها با بررسی اثر حالت های مختلف پیشروی بر نمودارهای عرضی نشست سطحی، مقادیر نشست و جابجایی خاک اطراف تونل انتخاب می شود. بررسی ها نشان می دهد که گام حفاری یکسان ۱ متر برای قسمت فوقانی و تحتانی با فاصله ۲۵ متر بین جبهه کارها (فاصله ای بیشتر از یک قطر تونل)، بهترین کارایی را برای تونلسازی دارد.