ارزیابی زمین شناسی مهندسی آبرفتهای خط 3 مترو تهران و مخاطرات زمین شناسی مسیر تونل (مقطع شمال- شمال شرق)

چکیده شهر تهران بعنوان پرجمعیت ترین شهر کشور، برای رفع مشکلات ترافیکی نیازمند احداث و توسعه تونل های درون شهری (مترو) است. پروژه خط 3 مترو تهران با طولی حدود 30 کیلومتر به صورت زیرزمینی و روزمینی می باشد. این خط دارای 28 ایستگاه و روند جنوب غربی- شمال شرقی می باشد که در تحقیق حاضر به مطالعه بخش شمال شرقی آن پرداخته شده است. در این تحقیق سعی گردید زمین شناسی و خواص مهندسی آبرفت های درشت دانه به هم ربط داده شود و اهداف اصلی شامل: مطالعه خصوصیات زمین شناسی مهندسی و ژئوتکنیکی مسیر مترو و بررسی خطرات و مشکلات احتمالی زمین شناسی در مسیر تونل دنبال گردد. برای رسیدن به اهداف فوق از نتایج حفاری های اکتشافی و آزمایش های برجا و آزمایشگاهی انجام شده در محدوده مورد مطالعه استفاده شده است. بر اساس این مطالعات رسوبات آبرفتی مسیر تونل از نوع درشت دانه با دانه بندی غالب gc و sc همراه با عدسی های رسی بوده و قطعات سنگ در آن یافت می شود. رسوبات آبرفتی مذکور دارای نفوذپذیری 8-10 تا 5-10 متر بر ثانیه هستند. از نظر مقاومتی رسوبات ریز دانه در رده خیلی سفت تا سخت و رسوبات درشت دانه در رده متوسط تا خیلی متراکم قرار می گیرند. وجود ساختار (سیمانی شدن) در آبرفت های درشت دانه تهران سبب شده تا مقادیر چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی بدست آمده از آزمایش برش مستقیم برجا بیشتر از نتایج آزمایشگاهی این آزمون باشد. همچنین مقایسه نتایج بدست آمده از آزمایش های پرسیومتری و بارگذاری صفحه ای در اعماق و لایه های یکسان نشان می دهد که مدول تغییر شکل پذیری حاصل از آزمایش بارگذاری صفحه ای حدود 4/1 برابر مدول تغییر شکل پذیری در آزمایش پرسیومتری است. این پارامتر در آزمایش لرزه ای درون گمانه ای چندین برابر مدول پرسیومتری است. علت این تفاوت ها به یکسان نبودن سطح کرنش در آزمون ها نسبت داده شده است. در مطالعات ژئوتکنیک و زمین شناسی مهندسی، انجام آزمایش های برجا بدلیل مشکلات اجرایی برای پروژه ها در مراحل اولیه مطالعات مقرون به صرفه نیست. از این رو طی این تحقیق سعی شد با مقایسه آزمایش های برجا و آزمایشگاهی، روابطی با ضریب همبستگی مناسب جهت تخمین پارامترهای مهندسی آزمون های برجا بر اساس نتایج آزمون های آزمایشگاهی ارائه گردد. در این صورت با انجام آزمایش های ساده و ارزان و با اتکا به روابط تجربی ارائه شده در این تحقیق، پارامترهای ژئوتکنیکی آبرفت های درشت دانه تهران و مصالح مشابه قابل استخراج است. مهمترین مخاطره زمین شناسی حفر تونل در آبرفت های درشت دانه تهران، برخورد با قطعات بزرگ سنگی است. بر همین اساس و در نظر گرفتن فاکتورهای دیگر، استفاده از ماشین حفاری slurry نسبت به ماشین epb ارجحیت داده شده است. واژه های کلیدی: زمین شناسی مهندسی، آبرفت، تهران، مترو، مخاطرات زمین شناسی، مدول تغییرشکل، آزمایش پرسیومتری، آزمایش بارگذاری صفحه ای، آزمایش لرزه ای درون گمانه ای.