نوع مقاله: علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 هیات علمی

2 کارشناس استخراج معدن

3 کارشناس

چکیده

تخمین فشار سینه‌کار و نیروی تراست ماشین‌های حفاری تونل از ملزومات اساسی در حفاری مکانیزه می‌باشد. در صورت تخمین نادرست آن‌ها احتمال ناپایداری سینه‌کار، جمع شدگی سپر و گیر افتادن ماشین وجود دارد که منجر به افزایش هزینه‌ها و طولانی شدن زمان اتمام پروژه می‌شود. تونل کانی سیب از دو بخش سنگی و آبرفتی تشکیل شده است. با توجه به وجود آب زیرزمینی، پائین بودن پارامترهای مکانیک سنگی و روباره زیاد در بخش آبرفت، این بخش جز نقاط پرمخاطره در مسیر این تونل می‏ باشد. به همین دلیل در این مقاله به تخمین فشار سینه‌کار و نیروی تراست در حفاری مکانیزه بخش آبرفت پرداخته شده است. برای انجام این کار ابتدا فشار سینه‌کار مورد نیاز برای نگهداری به روش تحلیلی محاسبه گردید و به کمک مدل عددی صحت سنجی شد. پس از بررسی صحت فشار انتخابی، فشار وارده بر سپر و نیروی تراست که شامل نیروی اعمال شونده از طرف سینه‌کار، نیروی اصطکاک سپر، نیروی دیسک کاتر و نیروی کشنده سپر دنباله است، تعیین گردید.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Determine of face pressure and thrust force TBM in alluvial deep tunnel

نویسندگان [English]

  • Ferydoon Khosravi 1
  • vali safari 2
  • mohsen karimi 3

1 Academic staff

2 engineering mine

3 engineering mine

چکیده [English]

Estimation Face pressure and Thrust force of TBM are one of the basic requirements in mechanized boring. In case of incorrect estimation, there is a possibility of face instability, shrinkage of shield and machine stuck, which leads to costs increasing and prolonged completion time of project. The Kani Sib tunnel consist of two sections of rock and alluvium. Due to the presence of underground water, low mechanics rock parameters and high overburden on alluvial section, this section is one of the most dangerous parts of the tunnel. For that reason, in this paper, estimation of face pressure and trust strength in mechanized excavation of the alluvial section has been studied. At first, in order to do this, required face pressure for maintenance was calculated by analytical method and verified by numerical method. After checking the accuracy of selected pressure, the pressure on the shield and thrust force, which includes force applied from face, shield fraction force, disc cutter force and tension force of the shield, was determined.

کلیدواژه‌ها [English]

  • face pressure
  • Thrust force
  • Mechanize boring
  • Kani Sib and Alluvial

منابع
1. Guglielmetti, V., Grasso, P., Mahtab, A., & Xu, S. (Eds.). (2008). mechanized tunneling in urban areas: design methodology and construction control. CRC Press.
2. Terzaghi, K. (1943). Theoretical soil mechanics. John Wiley & Sons, New York. Theoretical soil mechanics. John Wiley & Sons, New York.
3. Takano, Y. H. (2000). Guidelines for the design of shield tunnel lining. Tunneling and Underground Space Technology, 15(3), 303-331.
4. Russo, G. (2003). Evaluating the required face-support pressure in EPBS advance mode. Gallerie e grandi Opera Sotterrananee, 71, 1-6.
» مهندسی معدن « ولی صفری، فریدون خسروی، محسن کریمی نشریه علمی پژوهشی
51
5. Katebi, H., Rezaei, A. H., Hajialilue-Bonab, M., & Tarifard, A. (2015). Assessment the influence of ground stratification, tunnel and surface buildings specifications on shield tunnel lining loads (by FEM). Tunneling and Underground Space Technology, 49, 67-78.
6. Leca, E., & Dormieux, L. (1990). Upper and lower bound solutions for the face stability of shallow circular tunnels in frictional material. Geotechnique, 40(4), 581-606.
7. Broms, B. B., & Bennermark, H. (1967). Stability of clay at vertical openings. Journal of Soil Mechanics & Foundations Div.
8. Atkinson, J. H., & Potts, D. M. (1977). Stability of a shallow circular tunnel in cohesion less soil. Geotechnique, 27(2), 203-215.
9. Anagnostou, G., & Kovari, K. (1996). Face stability conditions with earth-pressure-balanced shields. Tunneling and underground space technology, 11(2), 165-173.
10. Anagnostou, G., & Kovari, K. (1997). Face stabilization in closed shield tunneling. In 1997 Rapid Excavation and Tunneling Conference. Proceedings (pp. 549-558). Society for Mining, Metallurgy, and Exploration.
11. Jancsecz, S., & Steiner, W. (1994). Face support for a large mix-shield in heterogeneous ground conditions. In Tunnelling’94 (pp. 531-550). Springer, Boston, MA.
12. Thewes, M. (1998). Face Stability and Annular Grouting. ITI/AITES-Training Course Tunnel Engineering.
13. Toan, N. D. (2006). TBM and lining-essential interfaces. Post Graduate Ms. Thesis, Politecnico Di Torino.
14. Davis, E. H., Gunn, M. J., Mair, R. J., &
Seneviratne, H. N. (1980). The stability of shallow tunnels and underground openings in cohesive material. Geotechnique, 30(4), 397-416.
15. Broere, W. (2001). Tunnel face stability & new CPT applications (Doctoral dissertation, TU Delft, Delft University of Technology).
16. Carranza-Torres, C. (2004). Computation of factor of safety for shallow tunnels using Caquot’s lower bound solution. Turin: Geodata, 2004a.
17. Willis, P. (2010). Collapse of headrace tunnel after ground opening - Tunnel Talk.
18. Vliet. C, van der et al. (2009). Shield Tail Deformations: Experience, Mechanics and Lessons - In Proceedings of the ITA-AITES World Tunnel Congress, Safe Tunneling for the City and For the Environment, Budapest.
19. Maidl, B., Herrenknecht, M., Maidl, U., & Wehrmeyer, G. (2013). Mechanized shield tunneling. John Wiley & Sons.
20. Gatti, M., Lunardi, P., & Cassani, G. (2011). The largest TBM-EPB machine in the world, designed to the Apennines. The experience of the Sparvo Tunnel. 1st Int. SEE Con. «Using underground space», Dubrovnik.
21. Gehring, K. H. (1996). Design criteria for TBM’s with respect to real rock pressure. Tunnel boring machines—trends in design & construction of mechanized tunneling, International lecture series TBM tunneling trends, Hagenberg. AA Balkema, Rotterdam, 43-53.
22. Imensazan. (2017). Engineering Geology Report on kani sib Tunnel. (In Persian).
23. Imensazan. (2017). Report the results of pumping Test MLP4 and plate loading test on kani sib Tunnel. (In Persian).