کنترل نشست ناشی ازحفاری به وسیله TBM-EPB با نگرش ADECO-RS درمحیط شهری با استفاده ازروش عددی مطالعه موردی: تونل خط Aمتروی قم

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی‌ارشد؛ گروه مهندسی معدن، دانشکده‌ فنی و مهندسی، دانشگاه کاشان

2 استادیار؛ گروه مهندسی معدن، دانشکده‌ فنی و مهندسی، دانشگاه کاشان

10.22044/tuse.2020.8097.1355

چکیده

کنترل نشست در اعماق کم و محیط‌های حساس یکی از مهم‌ترین عملیات مهندسی تونل می‌باشد. دراین تحقیق پس از تحلیل عددی نشست تونل خط A مترو قم بوسیله نرم افزار FLAC که توسط TBM-EPB حفر شده بود و به دنبال آن معرفی روش حفاری مناسبی که با توجه به امکانات موجود در داخل کشور، علاوه بر میزان نشست کم این امکان را بدهد که هزینه و زمان ساخت یک سازه زیرزمینی با درجه قابل قبولی از دقت پیش بینی گردد، روش جدید حفاری که برمبنای تحلیل تغییر شکل های کنترل شده در سنگ و خاک بنا شده است ((ADECO-RS، معرفی شد. با تحلیل عددی نشست حفاری با نگرش ADECO-RS، نتایج حاصل از روش‌ عددی و رفتار نگاری سطحی با یکدیگر مقایسه شد. مقایسه نتایج مدلسازی و نتایج حاصل از ابزاربندی بیانگر صحت روند مدلسازی می باشد.
مقدار ماکزیمم نشست درمقطع200+7 در حین حفاری با TBM-EPB در روش عددی 7/946 میلیمتر و در واقعیت 8/845 میلیمتر بدست آمد. با توجه به رویکرد ADECO-RS در کنترل هسته-جبهه کار مقدار ماکزیمم نشست 4/054 میلیمتر با کاهش تقریبا 4 میلیمتری نسبت به روش عددی حفاری با TBM-EPB بدست آمد. بوسیله پروفیل طولی، در این روش مقدار ماکزیمم نشست تقریبا در فاصله حدود 15 متری در پشت جبهه کار، که نسبت به حفاری با TBM-EPB در فاصله حدود 22/5 متری در پشت جبهه کار ثابت شدکه این کاهش 7/5 متری بوسیله روش ADECO-RS در پشت جبهه کار و همچنین کاهش 1/5متری جلوی جبهه کار نشان دهنده صحت کنترل هسته-جبهه کار و درنتیجه صحت کنترل نشست می باشد

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Control of Settlement Affected Excavation by TBM-EPB with ADECO-RS Approach in Urban Area using Numerical Analysis A Case Study: Qom Subway Line A

نویسندگان [English]

  • R. Pouryani 1
  • A. Aalianvari 2
  • M. Noorian-Bidgoli 2
1 M.Sc. Student of Mining Engineering; Faculty of Engineering, Kashan University
2 Assistant Professor; Department of Mining Engineering, Faculty of Engineering, Kashan University
چکیده [English]

Introduction
Qom Subway line A project has been excavated by an Earth Pressure Balance (EPB) machine. New Excavation Method has been introduced which is based on controlled core-face Tunnel, indeed Controlled Deformation Rocks and Soils (ADECO-RS) in Tunnel. Numerical Simulations are used to Predict Surface Settlement for the Qom tunnel by TBM-EPB with Approach ADECO-RS and without Considering it. The longitudinal and transverse and Contour surface settlements obtained by numerical analyses are compared with Each other. The obtained numerical results for Excavation with TBM-EPB have been confirmed by the monitoring data using the installed instruments on site.

Methodology and Approaches
In this study, the Flac3D software has been employed for carrying out 3D numerical modeling of Control settlement. In addition, the Mohr-Coulomb criterion has been considered for geo-mechanical behavior of soil material surrounding the tunnel. the results of numerical models have been verified by the data obtained from monitoring instruments installed in the site.

Results and Conclusions
The numerical results have shown that the maximum transverse surface settlement of Excavation by TBM-EPB with Approach ADECO-RS is around 50% of the maximum surface settlement of the Excavation by TBM-EPB, In addition longitudinal Profiles shown that maximum surface settlement Excavation by TBM-EPB with Approach ADECO-RS occurred about 15m behind face of the tunnel, leads to a decrease of 7.5m in the surface settlement without Approach ADECO-RS. The results have shown control core-face leads to control surface settlement and the Approach ADECO-RS can be used for Control of surface settlement trough induced by tunneling in the similar ground and excavation conditions as Qom subway tunnels.

کلیدواژه‌ها [English]

  • "Settlement"
  • "Mechanized Tunneling"
  • "EPB"
  • "ADECO-RS"
  • "Qom Subway Tunnel"
  • "Instruments Data"
  • "Numerical Modeling"
Chakeri. H., Ozcelik. Y., Unver.B. (2013). Effects of important factors on surface settlement prediction for metro tunnel excavated by EPB. Tunnelling and Underground Space Technology, pp 14-23.

Itasca Consulting Group Inc.(2006). Minneapolis, MN User’s Manual,Version 3.00-257.

Lunardi. P. (2008). Design and Construction of Tunnels, Analysis of Controlled Deformations in Rock and Soils (ADECO-RS), Springer.

Movahedi. F., Soltani. F., Jalalifar. H., Mohammadi. H. (2019). Investigation of Jamming Possibility of Tunnel Boring Machine (TBM) –A Case Study: Qom Metro Project. Tunneling & Underground Space Engineering.

Pardisan Consulting Engineers Institute.(2014). Excavation and monitoring data Reports of Karaj Metro Tunnel.

Qom urban railway organization.(2012). Geological and Geotechnical Report of Qom Metro Tunnel.

Rahmannejad. R., Esfandiary. M., Namazi. E., Jamshidi. H. (2013). Numerical Analysis of Longitudinal and Transverse Surface Settlement Induced by EPB Tunneling- A Case Study: Shiraz Subway Tunnels. Tunneling & Underground Space Engineering.

Suwansawat. S.(2002). PhD. Thesis. Earth pressure balance (EPB) shield tunneling in Bangkok: Ground Response and Prediction of Surface Settlements Using Artificial Neural Networks. Massachusetts Institute of Technology, Cambridge.

Sahel Consulting Engineers Institute. (2017). lining segment Report of Qom Metro Tunnel

Sahel Consulting Engineers Institute. (2018). Excavation and monitoring data Reports of Qom Metro Tunnel.

Tonon. F.(2010). Sequential excavation, NATM and ADECO: What they have in common and how they differ. Tunnelling and Underground Space Technology, pp 245-265.  

Tonon. F. (2011). Sequential excavation, ADECO full-face tunnel excavation of two 260 m2 tubes in clays with sub-horizontal jet-grouting under minimal urban cover. Tunnelling and Underground Space Technology, pp 235-266.

Tahouni. S. (2000). Geotechnical Engineering, soil mechanic.