عبور دستگاه TBM از ایستگاه ساخته‌شده با استفاده از روش تکیه‌گاه سگمنتی

نوع مقاله: یادداشت فنی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد؛ گروه مهندسی معدن، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران

2 استادیار؛ گروه مهندسی معدن، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران

3 دانشیار؛ گروه مهندسی معدن، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران

4 کارشناس؛ شرکت مهندسی آهاب، تهران

چکیده

یکی از فعالیت‌های مهم تونلسازی مکانیزه در اجرای خطوط مترو روش عبور از ایستگاه ساخته شده است. در این مقاله با توجه به مشکلات و سختی‌های استفاده از سازه تکیه‌گاهی در عبور ماشین TBM از ایستگاه ساخته شده و شروع مجدد حفاری، روشی مبتنی بر استفاده از رینگ‌های با قطعات بتنی پیش‌ساخته مورد بررسی قرارگرفته است. در این روش به منظور ایجاد تکیه‌گاهی جهت اعمال نیروی پیشران ماشین از الگویی متفاوت از نصب رینگ‌های ناقص استفاده شده است به نحوی که علاوه بر بهره‌بردن از مزایای استفاده از تکیه‌گاه سگمنتی به گونه‌ای اجرا شود که رینگ کاملی در فضای باز اجرا نشود. الگوی پیشنهادی به گونه‌ای است که از سه عدد قطعه بتنی پیش‌ساخته کف تا فاصله‌ حدود 5 تا 6 رینگ از سینه کار استفاده شود تا به این صورت دستگاه حفار از طول ایستگاه عبور کند. پس از آن، در چند رینگ تعداد قطعات بتنی پیش‌ساخته به 4 و سپس 5 قطعه بتنی پیش‌ساخته در هر رینگ افزایش می‌یابد تا اینکه کله حفار به محل حفاری می‌رسد و از این مرحله به بعد حفاری تونل با نصب رینگ‌های ناقص پنج تایی و شش تایی ادامه داشته تا جایی که دستگاه بطور کامل داخل تونل قرارگیرد بطوریکه اولین رینگ کامل در ابتدای دهانه تونل نصب شود. بررسی‌ها نشان می‌دهد که با استفاده از 5 و 6 قطعه بتنی پیش‌ساخته می‌توان حفاری را شروع کرد اما تا حدودی 6 قطعه بتنی پیش‌ساخته نسبت به 5 قطعه بتنی پیش‌ساخته برتری دارد. الگوی پیشنهادی در ایستگاه‌هایی از خط 6 مترو تهران مورد ارزیابی قرار گرفته و نتایج نشان می‌دهد که علاوه بر کارآمد بودن این روش انحرافی بیش از حد مجاز اتفاق نیافتاده است. بنابراین روش پیشنهادی را می‌توان با اطمینان مورد استفاده قرار داد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

TBM Crossing of Metro Station Using Semi-Ring Support

نویسندگان [English]

  • M. Bastami 1
  • M. Eftekhari 2
  • K. Ahangari 3
  • Gh.H. Sahami 4
1 Department of Mining Engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran.
2 Assistant Professor, Department of mining engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
3 Department of mining engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
4 Ahab Construction Company, Tehran, Iran.
چکیده [English]

Summary
In this paper, a novel method based on a semi-ring support has been developed and proposed to facilitate TBM passing the station and restarting the excavation. The results show that the proposed method can be safely used.

Introduction
Crossing of station is one of the most challenging problems in construction of metro lines. Given the difficulties and problems of using the push frame in the TBM passing station and restarting excavation, this study presents a method based on the use of segmental rings that has been developed for use in underground stations.

Methodology and Approaches
In this method, in order to create a support for applying the force of TBM thrust, a different pattern of the installation of the incomplete rings has been used so that in addition to utilizing the advantages of using the semi-ring support in such a way that any complete ring is not installed in the space of the station. The proposed pattern is such that three floor segments are used to a distance of about 5 to 6 rings to the end of station; so that TBM will pass through the length of the station. Thereafter, in a few rings, the number of segments increases to 4 and then 5 segments per ring until the cutter head reaches the end of the station. From this stage, the tunnel excavation continues with the installation of the semi-rings of 5 and 6 segments, until the boring machine is completely inserted into the tunnel so that the first complete ring is installed at the beginning of the tunnel.

Results and Conclusions
The results show that excavation can begin using the 5 and 6 segments, but semi-ring of 6 segments is somewhat superior to 5 segments. The proposed model has been evaluated at some stations of line 6 of Tehran metro and the results show that, in addition to the effectiveness of this method, any over-the-counter deviation has not occurred. Therefore, the proposed method can be safely used.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Metro Station
  • Tunnel Boring machine
  • Segment
  • Semi-Ring Support
  • Push Frame
Ahab, c. c. (2016). Technical reports of Tehran metro line 6.

Alamir, P., Izadi, A. R., Jamshidi, H., Sotoode, A., & Khosrowtash, M. (2006). A new transit method of shield TBMs from excavated space (Case Study: Metro Shiraz). 7th Iranian Tunnelling Conference.

Changi, K., Ghasabiyan, E., & Mardanshah, A. (2007). Comparison of Semi-ring support and push frame for starting excavation in mechanized excavation - case study the 2nd line of subway in Mashhad. Research consulting engineers.

El-Nahhas, F. M., Abdel-Rahman, M. T., & Iskander, G. M. (2006). Utilization of grouting techniques for construction of underground structures in urban areas.

Feng-yuan, L. (2009). Application of shield station-passing construction technology. Construction Mechanization, 2, 041.     

Gharouni-nik, M., Zaeimi-feshani, M., & Fakhri, B. (2013). Technical and economic studies of station excavation and passing metro tunnels in urban areas. third International Conference on Recent Advances in Railway Engineering.          

Giuseppe, l., Mancinelli, L., & Massimiliano, A. (2013). Milan M5 metro extension–the construction of Lotto station. Tunnelling in Mediterranean Region, Croatia.     

Khosrowtash, M., Khosrowtash, M., Katebi, S., & Nabiree, N. (2009). Comparing deferent method for starting excavation with shield TBM. 8th Iranian Tunnelling Conference, Tehran, Iran.

Le Van, C., Leoutsakos, G., & Doulakis, I. (2009). Athens Metro–Elliniko Extension TBM Tunnel Construction. BHM Berg-und Hüttenmännische Monatshefte, 154(10), 450.             

Liu, W., Luo, F., & Mei, J. (2000). A new construction method for a metro station in Beijing. Tunnelling and Underground Space Technology, 15(4), 409-413.            

Mike, K., Ivor, T., & Andy, S. (2017). Crossrail project: machine-driven tunnels on the Elizabeth line, London. Proceedings of the Institution of Civil Engineers-Civil Engineering.

Oldenhave, A. (2014). Starting a large diameter TBM from surface: Feasibility study for the Netherlands, Technical University of Delft, Netherlands .

Pöllath, K., Haehnig, F., & Glückert, J. (2007). Deep Diaphragm Wall Activities at RandstadRail Project in Rotterdam, The Netherlands. DFI Journal-The Journal of the Deep Foundations Institute, 1(1), 19-27.     

Vittorio, G., Piergiorgio, G., Ashraf, M., & Shulin, X. (2008). Mechanized tunnelling in urban areas: design methodology and construction control: CRC Press.

Wang, X., Yang, B., & Liu, W.-b. (2007). Construction Technique on Station-crossing Movement for Shield Machine. Tunnel Construction, 4, 013.         

Yanjun, X. (2012). Technologies for Local Semi-ring Assembly Shield Passing through Intermediate Ventilation Tunnel. Tunnel Construction, S1.               

Yun, B., Zhiren, D., & Huiming, W. (2010). Analysis on Adaptability of Shield Machine for Passing through Metro Station. Chinese Journal of Underground Space and Engineering, 1, 028.        

Zhu, W., Weng, C., & Chen, J. (2012). Station-crossing Technologies of Open TBM: Case Study on No. 6 Line of Chongqing MRT. Tunnel Construction, 5, 028.