ارائه یک روش به منظور کاهش نشست سطحی زمین و جلوگیری از گیر افتادن ماشین TBM-EPB – مطالعه موردی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد؛ دانشکده‌ی مهندسی علوم زمین، دانشگاه صنعتی اراک

2 دانشجوی کارشناسی؛ دانشکده‌ی مهندسی علوم زمین، دانشگاه صنعتی اراک

3 دانشیار؛ دانشکده‌ی مهندسی علوم زمین، دانشگاه صنعتی اراک

doi
10.22044/tuse.2021.2188
چکیده

 در سال‌های اخیر و همزمان با توسعه و گسترش شهرها، افزایش جمعیت و وسایل نقلیه، ساخت خطوط ریلی زیرزمینی با روش‌ تونل‌سازی مکانیزه رو به افزایش است. یکی از مشکلات رایج حفاری مکانیزه EPB-TBM در مناطق ضعیف و ناپایدار، همگرایی تونل است که موجب بروز مشکلاتی از قبیل گیرکردن سپر ماشین EPB-TBM، نشست سطح زمین و آسیب دیدن ساختمان‌های اطراف تونل در محیط‌های شهری می‌شود. به دلیل عدم‌قطعیت در مقادیر پارامترهای خاک منطقه، برآورد فشار سینه‌کار، فشار جک‌های تراست و گشتاور کله‌ی حفاری در کیلومتراژهای مختلف امری بسیار مهم برای جلوگیری از همگرایی بیش از حد تونل، گیر کردن سپر ماشین EPB-TBM و نشست سطح زمین است. به دلیل وجود عدم قطعیت در مقادیر پارامترهای سنگ و خاک، در این مقاله میزان فشار سینه‌کار، نیروی جک‌های تراست، گشتاور کله‌ حفاری و میزان نشست سطح زمین ناشی از حفاری در کیلومتراژهای مختلفی در پروژه ساخت مترو فرودگاه جدید استانبول در ترکیه با استفاده از نرم‌افزار عددی PLAXIS3D2020 مدل‌سازی شده است. نتایج حاصل از مدلسازی نشان می‌دهد در خیلی از مواقع به منظور جلوگیری از گیر افتادن سپر ماشین می‌توان فشار سینه‌کار توسط اپراتور را افزایش داد؛ همچنین علاوه بر فشار سینه‌کار می‌توان با اضافه کردن سیلندرها بین انتهای سپر و آخرین حلقه پوشش سگمنتی، باعث عبور ماشین حفاری از منطقه ریزشی شد. مطابق با نتایج بدست آمده در این مقاله، تنظیم فشار سینه‌کار، نیروی جک‌های تراست و گشتاور کله‌حفاری علاوه بر حل مشکل گیر افتادن سپر ماشین حفاری، سبب کاهش نشست سطح زمین و آسیب به سازه‌ها روی سطح زمین خواهد شد.