تاثیر ذرات شن نخودی در انتقال بار بر روی سگمنت در تونلسازی مکانیزه

در حفاری مکانیزه تونل با TBM های سپردار به منظور نگهداری دائم از قطعات پیش ساخته بتن آرمه به نام سگمنت استفاده می شود . در این روش حفاریف یک فضای خالی حلقوی مابین جدار خارجی سگمنت و محیط درونگیر تونل ایجاد می شود . ضخامت فضای حلقوی به ضخامت اضافه حفاری، زاویه شیب سپر، دنباله سپر و طراحی آب بند بستگی دارد و محدوده آن بین 13 تا 18 سانتی متر متغیر است. به منظور توزیع یکنواخت بار وارد از سازند بر روی پوشش سگمنت ، فضای خالی حلقوی بین این قطعات و توده سنگ در برگیرنده ، بسته به محیط درونگیر با تزریق شن نخودی و دوغاب پر می شود. عموما در محیط های سنگی این عملیات شامل دو مرحله تزریق شن نخودی و سپس ترزیق دوغال می باشد ولی در محیط خاکی تنها از تزریق دوغاب برای پس آکند استفاده می شود. عملیات لازم برای پرکردن این فضا پس آکند نامیده می شود. در محیط های سنگی با توجه به مشکلات اجرایی موجود عمدتا مرحله تزریق دوغاب بسته به شرایط در فاصله صد و پنجاه تا سیصد متری (و گاها بیشتر) تزریق شن نخودی اجرا می شود. حال چنانچه در این فاصله زمانی توده سنگ اطراف تونل تمایل به حرکت به سمت این فضای خالی را به صورت غیر یکنواخت داشته باشد باعث اعمال بار غیر یکنواخت و نقطه ای بر روی سگمنت بتنی خواهد شد. در این مقاله هدف انست که با استفاده از شبیه سازی عددی تاثیر تزریق ذرات شن نخودی را قبل از تزریق دوغال بر تنش و جابجایی ایجاد شده در پوشش بتنی سگمنت و توزیع بار بر روی آن را در شرایط بارگذاری غیر یکنواخت بررسی کرد. با توجه به ماهیت مسئله و قابلیت نرم افزارها نرم افزار UDEC برای انجام این شبیه سازی مناسب ترین نرم افزار دیده شد. نتایج شبیه سازی عددی نشان می دهد در شرایط اعمال بار غیر یکنواخت بر روی سگمنت می توان ذرات شن نخودی را به صورت بالشتی در نظر گرفت که با اعمال بار غیر یکنواخت از یک جهت امکان جابجایی ذرات پی گراول وجود خواهد داشت و از اعمال بارهای نقطه ای بر روی پوشش بتنی سگمنت جلوگیری به عمل خواهد آورد و این بار غیر یکنواخت با حرکت ذرات پی گراول و انتقال آن در محدوده فضای خالی حلقوی به صورت یکنواخت تری توزیع خواهد شد.

Keywords:

حفاری مکانیزه , پوشش سگمنت , فضای خالی حلقوی , شن نخودی , پس آکند , شبیه سازی عددی