پیش بینی میزان نشست سطح و ارزیابی تاثیر طول گام حفاری بر میزان نشست سطح زمین ناشی از تونلسازی (مطالعه موردی تونل مترو قم)

تونل سازی در نواحی کم عمق شهری و در زمین های نرم همواره با مخاطراتی همراه است که نادیده گرفتن آنها می تواند نتایج ناخوشایندی در بر داشته باشد. مطالعات نشان می دهد که عوامل مختلفی مانند نوع و جنس زمین، عمق نسبی تونل، شرایط و حالت های تنش های موجود روش حفاری تونل، نوع سیستم نگهداری و ... بر میزان نشست سطح زمین در اثر حفر تونل ها اثر می گذارند. به طور کلی حفر تونل و دیگر سازه های زیرزمینی منجر به حذف توده ای از خاک و سنگ محل و بروز تغیرات قابل توجه در وضعیت تنش اطراف انها می گردد. از جمله پدیده مهم ناشی از این دست خوردگی وقوع نشست هایی در سطح زمین است که این امر به ویژه در مورد تونل های کم عمق حفر شده در مناطق شهری و به خصوص به هنگام عبور از زیر مناطق مسکونی شهرها از اهمیت خاصی برخوردار است. بنابراین برای جلوگیری از خسارت های وارده ناشی از حفر تونل بر روی سازه های سطحی و یرزمینی میزان نشست باید پیش بینی شود. در این تحقیق به بررسی این موضوع در مترو قم پرداخته شده است. خط A قطار شهری قم با طول حدود 14700 متر و تعداد 14 ایستگاه بوده که حفر ایستگاه های A14 تا A3 با ماشین تونل زنی (TBM) پیش بینی و ایستگاه های A3 تا A1 به روش تونلسازی مرحله ای (سنتی) اجرا شده است با توجه به دو روش حفاری مورد استفاده در تونل خط A مترو قم؛ در این تحقیق به بررسی موضوع نشست در حد فاصل ایستگاه A3 (ولیعصر) تا A2 (بقیه الله) که با روش سنتی اجرا شده پرداخته شده است.در ادامه منحنی نشست عرضی مربوطه بررسی شده است و سپس تاثیر حفر بخش پایینی تونل (bench) بر بخش بالایی تونل (top) بررسی گردید که افزایش حدود 1/1 سانتی متری در نشست سطح زمین مشاهده شد. به منظور تعیین طول بهینه گام حفاری تحلیل هایی با طول گام های حفاری 0/5، 0/7، 0/9، 1/1، 1/3، 1/5 و 1/7 متری انجام شده است. برای این منظور از نرم افزار FLAC3D و مدل رفتاری موهر-کولمب استفاده شده است. نتایج نشان می دهد با افزایش طول گام حفاری میزان نشست ها در سطح زمین افزایش پیدا می کند و نیز اینکه تونل در طول گام های 0/5 تا 1/5 متری پایدار بوده و در طول گام های بیشتر پتانسیل ناپایداری زیاد است.

Keywords:

نشست , گام حفاری , مرو قم , نرم افزار FLAC3D