تحلیل عددی روش پیش طاق با تزریق پرفشار در حفاری تونل ها

به طور کلی یکی از مباحث مهم درباره احداث تونل، مبحث پایدار سازی بخش بالایی تونل وتقویت آن است. خاک بالای تونل به علت از بین رفتن تنش قائم در بالای تونل به شدت ناپایدار میشود و این ناپایداری موجب برهم خوردن تعادل خاک اطراف تونل می شود که نتیجه آن، گسیختگی بخش بالایی تاج تونل است. به منظور جلوگیری از وقوع این شرایط، روش هایی تحت عنوان روش های پایدارسازی ابداع شدند. از بین این روشها، روشهای پیش طاق یا چتری (umbrella method) بیشترین بازدهی و کاربرد را داشته و بهترین نتایج را موجب شده اند. در این پایان نامه هدف، بررسی این روش ها و تاثیر آنها بر پایدارسازی خاک اطراف تونل می باشد. دراینجا با در نظر گرفتن شرایط موجود بر زمین محل احداث تونل متروی aescher و پارامترهای موجود، سعی بر این است تا کاربرد این روش ها و تاثیرات آنها بر پارامترهای خاک موجود و بهینه بودن یا نبودن این روشها مورد بررسی قرار بگیرد. روشهای تزریق پرفشار یکی از پرکاربردترین این روشهاست که ما با انتخاب روش لوله گذاری سقفی در تونل aescher به بررسی موارد بالا پرداختیم: روش پیش طاق به ستون های روش تزریق پرفشار نیمه افقی از گسیختگی شیب و یا زمین لغزش جلوگیری می کند، همچنین موجب افزایش پایداری جبهه کار تونل ومحدود کردن نشست سطح زمین می شود. نشست تا 40% کاهش می یابد، تغییر مکان شعاعی تونل در فاصله حدود 5/2 برابر قطر تونل در جلوی جبهه کار تونل آغاز می شود که تا حدود 3/1 مقدار نهایی کاهش می یابد، تغییر قطر فورپولهای طولی که با تغییر سختی آنها همراه است نقش بسزایی در کاهش یا افزایش پایداری تونل دارند. قطر بهینه لوله های تسلیح کننده بین 05/0 تا 1/0 برابر قطر تونل می باشد که در این حالت کمترین نشست اتفاق می افتد. هرچه تعداد ستون های تزریق پرفشار نیمه افقی کاهش یابد بعلت کاهش سختی سازه پیش طاق، نشست و پلاستیک شدگی افزایش یافته و بازدهی این روش را زیر سوال می برد.