نوع مقاله: علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه تربیت مدرس

2 دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران جنوبmohamadali

3 دانشگاه صنعتی شاهرود

چکیده

حفر یک تونل سبب ایجاد تغییرات تمرکز تنش و بروز جابجایی‌هایی احتمالی در اطراف فضای حفاری شده می -شود. در فرآیند حفر تونل، بحرانی‌ترین مرحله،‌ حفر بخش تاج تونل می‌باشد و چنانچه حفر این بخش  بطور صحیح انجام نشود، احتمال ناپایداری افزایش می‌یابد. در عملیات تونلسازی به روش مرحله‌ای تاج و پله، گسترش ناحیه پلاستیک علاوه بر خصوصیات ژئومکانیکی به شکل و نحوه اجرای عملیات وابسته می‌باشد. بر این اساس، گام حفاری تاج و کف تاثیر بسزائی در پایداری تونل دارند. برای محاسبه این دو پارامتر می‌توان از روشهای عددی و تجربی بهره برد. امروزه روشهای عددی بطور موثری در مسائل تحلیل پایداری تونلها به کار گرفته می شوند و برای این منظور، روشهای عددی سه بعدی برای مدلسازی حرکات جلو و اطراف سینه کار تونل و همچنین تاثیر آن بر سیستم نگهداری، نتایج دقیق‌تری ارائه  می نمایند.  در این مقاله، پایداری یک تونل که حفر آن به روش مرحله‌ای با گام حفاری 1 متر برای تاج و 5/2 متر برای کف می‌باشد، مورد بررسی قرار گرفته است. جهت تحلیل پایداری نرم افزار  بکارگیری و نتایج بدست آمده با روشهای تجربی RMR و Q مقایسه گردید. بر این اساس، جهت جلوگیری از ناپایداری و کاهش فشار بر سیستم نگهداری، گام مناسب برای حفاری تاج و کف تونل 5/0 متر بدست آمد. با اجرای نتایج بدست آمده در تونل مطالعه موردی، میزان جابجایی ها و اثرات تخریبی وارد بر سیستم نگهداری بطور قابل ملاحظه‌ای کاهش یافت.
 
       
 

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Determination of Optimized Excavation Pattern and Execution of Tunnel Support in the Weak Rocks (A Case Study)

نویسندگان [English]

  • M Monjezi 1
  • M.A Tahmasebi 2
  • S.R Torabi 3

1 Tarbiat Modares University

2 Islamic Azad University, Tehran South Branch,

3 Shahroud University of Technology

چکیده [English]

Excavation of a tunnel can cause changing stress concentration and development of probable displacements in the surroundings of excavated area. In the excavation process, excavation of tunnel head is the most critical step and if excavation of this part is not performed properly, then possibility of instability will be increased. In the Top-heading and Bench operation of tunneling, in addition to geo-mechanical properties, extension of plastic zone depends upon the operation circumstance. In this regard, advance rate of the tunnel head and bottom are very effective in the tunnel stability. To determine these parameters, numerical and experimental approaches can be employed. At present, numerical methods are successfully utilized in the stability analysis of the tunnels and for this purpose, three dimensional numerical modeling has given more realistic results in simulation of tunnel face and its effect on the support system. In this paper, stability analysis is performed for a tunnel which is excavated with Top-heading and Bench method having advance rate of 1 m and 2.5 m for the tunnel head and bottom, respectively.  Software was employed for stability analysis and the results are compared to the experimental methods RMR and Q. On the basis of the obtained results, it was concluded that for preventing instability and reducing pressure on the support systems, it is necessary to consider advance rate of 0.5 m for both the tunnel head and bottom. Considering the obtained results, it was practically observed that the amount of displacements and destructive effects on the support systems were noticeably reduced in the case study tunnel.
 
 
 
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Top-heading and Bench
  • experimental methods RMR and Q