ارزیابی کیفیت نصب پوشش بتنی در حفاری مکانیزه مطالعه‌ی موردی: قطعه‌ی دوم تونل انتقال آب کرج-تهران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد زمین‌شناسی مهندسی؛ موسسه‌ی مهندسین مشاور ساحل

2 Post Doc fellow; Dept. of Energy and Mineral Eng.; Penn State University

3 کارشناس ارشد مکانیک سنگ؛ موسسه‌ی مهندسین مشاور ساحل

چکیده

در تونل‌هایی که با D.S.TBM ساخته می‌شوند، حفاری و سگمنت‌گذاری به صورت همزمان انجام می‌شود. از مهم‌ترین فواید این نوع پوشش می‌توان به کنترل کیفیت بتن در کارخانه‌ی تولید سگمنت و نصب سریع و دقیق رینگ توسط TBM اشاره نمود؛ اما باید در نظر داشت که خرابی‌های زمان ساخت و همچنین لب‌پریدگی (Stepping) و پله‌شدگی (Spalling) که از نقایص زمان نصب هستند، سبب کاهش کیفیت نصب پوشش نهایی تونل می‌شود. بررسی علل و شناخت مکانیزم وقوع این نواقص در بالا بردن کیفیت پوشش بتنی پیش‌ساخته‌ی تونل‌ها از اهمیت زیادی برخوردار است. قطعه‌ی دوم تونل انتقال آب کرج-تهران با طول تقریبی 14 کیلومتر با استفاده از D.S.TBM احداث و نصب قطعات بتنی پیش‌ساخته (سگمنت) همزمان با حفاری انجام شده است. در این تونل 1+5 سگمنت با ابعاد متفاوت و از نوع یونیورسال یک رینگ را تشکیل می‌دهند. در این مقاله نقایص زمان نصب سگمنت با توجه به انحرافات حفاری، نیروی وارده از طرف جک‌ها به سگمنت‌ها و دقت نصب مورد بررسی قرار گرفته است. ارزیابی کیفی میزان پله‌شدگی و لب‌پریدگی سگمنت‌ها در 10242 رینگ نشان می‌دهد بیش‌ترین تعداد لب‌پریدگی در سگمنت‌های مجاور کلید و کمترین مقدار آن در سگمنت کلید رخ داده است. همچنین پله‌شدگی در سگمنت‌های مجاور کلید بیشتر از سایر سگمنت‌ها دیده شده است. ارزیابی شرایط سگمنت‌گذاری و میزان انحراف مسیر ماشین حفاری نشان می‌دهد در محدوده‌ی قوس، کیفیت سگمنت‌گذاری به شدت کاهش یافته و تعداد پله‌شدگی و مساحت لب‌پریدگی‌ها افزایش یافته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مراجع

[1]     Maidl, B., Schmid, L., Ritz, W.,  & Herrenknecht, M. (2008). Hardrock Tunnel Boring Machines. Berlin: Ernst & Sohn. ISBN: 9783433016763. http://dx.doi.org/10.1002/9783433600122.
[2]     Frough, O., Torabi, S. R., Tajik, M. (2012). Evaluation of TBM Utilization Using Rock Mass Rating System: A Case Study of Karaj-Tehran Water Conveyance Tunnel (Lots 1 and 2). Journal of Mining and Environment, 3(2),  89-98. http://jme.shahroodut.ac.ir/article_86_11.html.
[3]     Wittaker, B. N., & Frith, R. C. (1990). Tunnelling: Design, Stability and Construction. London: Institution of Mining and Metallurgy. ISBN: 1870706196.
[4]     فرخ، ا. (1386). قطعات بتنی پیش‌ساخته. تهران: جهاد دانشگاهی (دانشگاه صنعتی امیرکبیر). شابک: 7-83-8737-964-978.
[5]     Kolic, D., & Mayerhofer, A. (2009). Segmental Lining Tolerances and Imperfections. ITA-AITES World Tunnel Congress: Safe Tunnelling for the City and Environment. http://www.ctta.org/FileUpload/ita/2009/papers/O-09/O-09-03.pdf.
[6]     Herrenknecht, M., & bappler, K. (2003). Segmental Concrete Lining Design and Installation. Soft Ground and Hard Rock Mechanical Tunneling Technology Seminar. Colorado School of Mines. http://emi.mines.edu/UserFiles/File/earthMechanics/seminar/06_segmental_concrete_lining_design_and_installation.pdf.
[7]     Sugimoto, M. (2006). Causes of Shield Segment Damages during Construction. International Symposium on Underground Excavation and Tunnelling: Effect of Groundwater on Tunnel Stability (pp. 67–74). Thailand.
[8]     Blom, C. B. M., van der Horst, E. J., & Jovanovic, P. S. (1999). Three-Dimensional Structural Analyses of the Shield Driven “Green Heart” Tunnel of the High-Speed Line South. Tunnelling and Underground Space Technology, 14(2), 217-224. http://dx.doi.org/10.1016/S0886-7798(99)00035-8.
[9]     Mahajan. R. (2010). 3 Dimensional Structural Modelling of Segmental Tunnel Lining Using Finite Element Software. Australasian Tunneling Society. http://www.ats.org.au/papers/Ritesh%20Mahajan_paper2010.pdf.
[10]  موسسه‌ی مهندسین مشاور ساحل. (1388). گزارش طراحی مسیر قطعه‌ی دوم تونل انتقال آب کرج-تهران (قطعه‌ی K''-BR).
[11]  AFTES: French Association of Tunnelling and Underground Space. (2005). The Design, Sizing and Construction of Precast Concrete Segments Installed at The Rear of a Tunnel Boring Machine (TBM). Recommendations on TBM, Shields, and Segments. Reference: GT18R1A1.
[12]  DAUB: German Committee for Underground Construction. (2000). Concrete Linings for Tunnel Built by Underground Construction. http://www.daub-ita.de/fileadmin/media/daub/gtcrec08e.pdf.
[13]  موسسه‌ی مهندسین مشاور ساحل. (1388). گزارش طرح هندسی قطعات بتنی پیش‌ساخته در قطعه‌ی دوم تونل انتقال آب کرج-تهران.
[14]  Guglielmetti, V., Grasso, P., Mahtab, A., & Xu, S. (2007). Mechanized Tunnellingin Urban Areas. CRC Press. ISBN: 9780415420105.
[15]  Gruebl. F. (2006). Segmental Rings-Critical Loads and Damage Prevention. International Symposium on Underground Excavation and Tunnelling: Effect of Groundwater on Tunnel Stability (pp. 9-19). Thailand.
[16]  Kasper, T., & Meschke, G. (2004). A 3D Finite Element Simulation Model for TBM Tunnelling in Soft Ground. International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, 28(14), 1441-1460. http://dx.doi.org/10.1002/nag.395.
[17]   VMT GmbH. (2004). Operators Manual SLS-T APD Guidance System in Segmental Lining.
[18]  Chen. J. S., & Mo. H. H. (2006). Study on Effect of Segments Erection Tolerance and Wedge-Shaped Segment on Segment Ring in Shield. Journal of Zhejiang University SCIENCE A, 7(11), 1864-1869. http://dx.doi.org/10.1631/jzus.2006.A1864.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار