میلاد معصومی اقدم، مهدی حسینی،
جلد 12، شماره 5 - ( 10-1397 )
چکیده
عوامل مؤثر در نشست سطح زمین در روش حفاری مکانیزه را می‌توان عمدتاً به چهار دسته عوامل هندسی، عوامل ژئومکانیکی، پارامترهای کاری ماشین حفاری و پارامترهای مدیریتی و اجرایی تقسیم‌بندی کرد. عوامل هندسی شامل عمق و قطر تونل هستند پارامترهای کاری ماشین شامل فشار وارد بر جبهه حفاری، فشار تزریق در پشت سگمنت‌ها و نیز میزان تغییر قطر (کاهش قطر دستگاه در طول) دستگاه است و پارامترهای ژئومکانیکی شامل مشخصات مکانیکی لایه‌های خاک بین تونل تا سطح زمین است. در تونل‌های مناطق شهری که بیش‌تر در عمق کم و در بستر خاکی حفر می‌شوند، فشار جبهه کار می‌تواند یکی از عوامل پیش‌گیری کنندۀ نشست سطح زمین باشد. در پروژۀ خطA مترو قم، تونل با ماشین حفاری مکانیزه از نوع متعادل کنندۀ فشار زمین (EPB) حفر می‌شود. در این تحقیق با تمرکز روی پنج مقطع از این تونل، تأثیر فشار جبهه کار بر نشست سطح زمین تحلیل شده است. این پنج مقطع در کیلومترهای مختلف تونل در مکان‌هایی انتخاب شدند که در سطح زمین پین‌های نشست سنجی نصب شده‌اند و نتایج مدل‌سازی عددی قابل صحت‌سنجی هستند. برای بررسی اثر فشار سینه‌کار روی حداکثر نشست سطح زمین، چهار سطح فشار 100، 150، 200 و 400 کیلوپاسکال بررسی شد. این فشارها به‌ترتیب 1، 5/1، 2، و 4 برابر فشار اولیه جبهۀ کار بودند. نشست سطح زمین در این چهار سطح فشار با استفاده از نرم‌افزار اجزا محدود PLAXIS 3D TUNNEL ارزیابی شده است. اعتبارسنجی نتایج با استفاده از ابزاربندی در سطح زمین (پین‌های نشست سنجی) و روی تمامی این مقاطع انجام شده است. اعتبارسنجی انجام شده نشان داد که نتایج مدل‌سازی تطابق خوبی با نتایج پین‌های نشست‌سنجی دارد. مقایسۀ نتایج نشان می‌دهد افزایش 4 برابری فشار جبهۀ کار، حداکثر سبب کاهش 4.45 میلی متری نشست بیشینه می‌شود. بنابراین افزایش فشار جبهۀ کار، میزان نشست را کاهش می‌دهد اما این مقدار بسیار ناچیز است. هم‌چنین مشخص شد که افزایش بیش از اندازۀ فشار سینۀ کار (بیش از 200 کیلوپاسکال) نه‌تنها حداکثر نشست سطح زمین را کاهش نمی‌دهد بلکه باعث ایجاد شکست غیرفعال (Passive failure) یا همان بالازدگی در جلوی سپر روی سطح زمین زمین می‌شود.
