تحلیل ریسک در حفاری مکانیزه تونل‌ها به روش EPB

تونل به دلیل قرارگیری در محیط خاکی و سنگی و ارتباط نزدیک سازه با زمین به عنوان محیط دربرگیرنده بیش از سازه‌های دیگر به ویژگی زمین‌شناسی و ژئوتکنیکی وابسته است. خطرات ناشی از پدیده‌های مختلف زمین‌شناسی و اثر آنها بر پیشروی تونل باید به دقت ارزیابی گردند و در زمینی مطمئن و مقاوم ایجاد شوند در حالی که شرایط درون زمین بسیار متغیر است و بر خلاف سطح زمین امکان شناسایی و دسترسی به تمام نقاط آن وجود ندارد. در بسیاری از موارد انتخاب زمین مناسب برای حفاری‌های زیرزمینی جهت احداث تونل فراهم نیست در چنین شرایطی امکان ندارد که برای دستیابی به زمین مناسب‌تر مسیر آنها را به مقدار زیادی تغییر داد. تونل کمکی کانال ابوذر یکی از انواع تونل‌هایی است که در آبرفت‌های تهران احداث شده است. در طول حفاری در رسوبات دانه‌درشت آبرفتی گشتاور بالای کاترهد، سایش بیش از حد ابزار، شکستن قطعات TBM و ناپایداری زمین به صورت نشست بالا و ریزش زمین مشاهده شد. استفاده از مدل خاک سخت‌شونده در مقابل مدل موهر - کولمب این مزیت را دارد که از آنجا که رفتار تنش - کرنش خاک بر خلاف مصالحی مانند فولاد غیر خطی است در نظر گرفتن مدول الاستیسیته ثابت برای پیش‌بینی رفتار خاک از دقت کمی برخوردار خواهد بود در حالی که در مدل پلاستیک خاک سخت‌شونده مقدار E دقت بیشتری لحاظ می‌شود. با استفاده از نتایج آزمایش‌های ژئوتکنیک پارامترهای ژئوتکنیکی مدل رفتاری خاک سخت‌شونده با دقت استخراج شده و واقع‌گرایانه‌ترین مدل ممکن برای رفتار خاک به دست آمد. پس از آن با بررسی نشست عمودی بیشینه در سطح زمین به عنوان پارامتر کنترلِ میزان صحت مدل‌سازی و مقایسه این پارامتر با تابع پروفیل نشست تجربی گوسی، کالیبراسیون لازم در مدل‌سازی دو‌بعدی و سه‌بعدی برای هر چه بیشتر منطبق شدن نتایج حاصل از مدل‌سازی با نتایج واقعی انجام شده است که در این پروسه جهت برآورد مقدار مناسب برای ∑MStage انجام شده است. با برگزیدن مقادیر مناسب نسبت تزریق M، عدد پایداری N و ∑MStage(پارامتر متناظر با میزان آزادسازی تنش) برای مدل پایه ساخته شده و بررسی‌های بعدی بر پایه آن قرار گرفته و مقایسه بین نتایج حاصل از استفاده از مدل‌های رفتاری خاک سخت‌شونده و موهر - کولمب انجام شده است و در نهایت آنالیز حساسیت بر روی پارامترهای ژئوتکنیکی خاک سخت‌شونده صورت گرفته است. ...

تحلیل ریسک در حفاری مکانیزه تونل‌ها به روش EPB