بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله تحلیل پایداري قطعه شرقی – غربی تونل خط هفت متروي تهران بعد از نصب سیستم نگهداري با استفاده از نرم افزار FLAC3D مورد بررسی قرار گرفته است. این قطعه داراي 12 کیلومتر بوده و توسط یک دستگاه سپر فشار تعادلی زمین، حفاري و سگمنت گذاري خواهد شد. براي نگهداري این تونل سگمنتهاي پیش ساخته بتنی با ضخامت 35سانتی متر - ضخامت معادل 40 سانتی متر - پیشنهاد گردیده است. نتایج تحلیل هاي عددي نشان می دهد بعد از نصب سیستم نگهداري تونل پایدار است.
1 مقدمه
امروزه تونلها بخش عمده اي از سازه هاي زیر بنایی شهرهاي مدرن را تشکیل می دهند و جزو شریانهاي حیاتی مهم هر کشور محسوب می شوند. این سازه ها در موارد بسیاري مانند زیر گذرها، متروها، تونلهاي انتقال آب و موارد مشابه کاربرد وسیعی دارند. به منظور طراحی بهینه سیستم نگهداري و کاهش هزینهها در فضاي زیرزمینی سعی میشود با استفاده از روشهاي عددي و تحلیلی بهینهترین سیستم نگهداري انتخاب گردد.
در این مقاله از روش عددي براي تحلیل پایداري تونل مترو بعد از نصب سیستم نگهداري استفاده شده است. روشهاي عددي بر اساس اینکه محیط پیوسته یا ناپیوسته باشند طبقهبندي میشوند. در این تحقیق چون تحلیلها در محیط خاکی انجام شدهاند لذا محیط پیوسته است.
روش عددي در محیط پیوسته به روش تفاضل محدود، المان محدود و المان مرزي تقسیم بندي میگردد. در این تحقیق از نرم افزار FLAC3D که بر اساس روش تفاضل محدود بنا نهاده شده براي تحلیل هاي عددي استفاده شده است. تحلیلها نشان میدهد در صورتی که براي نگهداري تونل سگمنتهاي پیش ساخته با ضخامت 35 سانتیمتر نصب گردد تونل ناپایدار است.
2 معرفی طرح خط هفت متروي تهران
1-2 زمینشناسی
شهر تهران بر روي نهشتههاي آبرفتی جوان کواترنري بنا شده است. این رسوبات آبرفتی، نهشتههاي رودخانهاي– سیلابی هستند که به دنبال چرخههاي فرسایشی پلیوسن –پلیستوسن - سازند هزاردره - انباشته شدهاند. به همین دلیل، از نظر خاستگاه ویژگیهاي یکسانی دارند ولی تناوب چرخههاي آب وهوایی و حتی رخدادهاي زمین ساختی بر ویژگیهاي این آبرفتها اثر گذار بوده است.
اولین بار در سال 1995 توسط ریبن آبرفتهاي کواترنري تهران به چهار گروه تقسیم شده است. همچنین با استفاده از نتایج آزمایشهاي صحرایی و نیز آزمایشگاهی بر روي نمونههاي حاصل از حفاريها، نهشتههاي دشت تهران را از شمال به جنوب از نظر خصوصیات ژئوتکنیکی به چهار بخش متمایز تقسیم کرده است. ایشان این بخشها را با علائم D ,C ,B ,A مشخص کرده و مرز بین آنها را تقریبی مطرح می نماید .این بخشها تقریباً بصورت نوارهاي شرقی – غربی بوده که به ترتیب از شمال به جنوب تهران گسترده شده اند.
در بخشهاي شمالی، آبرفتها از نوع شن و ماسه قلوه سنگ دار با دانسیته زیاد تشکیل شده است. در بخش میانی نیز که به دو زیر بخش درشت دانه و ریزدانه تفکیک شده، مقاومت مکانیکی و دانسیته خاك نسبت به بخشهاي شمالی کمتر ذکر شده است. بر مبناي تقسیم بندي پژوهشگاه زلزله و نیز با توجه به نتایج بدست آمده از حفاري گمانه هاي مسیر تونل، محدوده مسیر تونل قطعه شرقی- غربی خط 7 مترو تهران جزء نهشته هاي - D - تقسیم بندي میشود
2-2 مسیر پروژه
خط 7 متروي تهران از شهرك امیر المومنین در شرق تهران - جنب استادیوم تختی - شروع شده است. پس از عبور از بزرگراه بسیج و امتداد یافتن در طول بزرگراه شهید محلاتی و اتصال به میدان قیام و گسترش آن در امتداد خیابان مولوي و هلال احمر به بزرگراه نواب صفوي - قطعه شرقی – غربی خط - 7 متصل میگردد و سپس مسیر آن در امتداد شمالی – جنوبی و در طول بزرگراه نواب تغییر مییابد، با قطع بزرگراه جلال آل احمد مسیر این خط در امتداد خیابان نصر امتداد یافته و پس از اتصال به میدان صنعت در امتداد بلوار شهید پاکنژاد و عبور از میدان سرو، مسیر تونل در امتداد سرو غربی تغییر یافته و تا میدان کاج ادامه مییابد - قطعه شمالی – جنوبی - .
این تونل به دوقطعه شمالی- جنوبی و شرقی – غربی تقسیم شده است. این خط در حدود 26/7 کیلومتر بوده و شامل 25 ایستگاه میباشد که تمامی آنها زیرزمینی است. طبق مطالعات انجام شده، براي شبکه ریلی شهر تهران 13 خط ریلی به صورت 9 خط عادي و 4 خط سریع السیر لحاظ شده است.
یکی از خطوط اصلی در این شبکه، خط 7 مترو میباشد که تقریباً به صورت شرقی – غربی و شمالی – جنوبی می باشد که در شبکه مسیر ریلی از اهمیت والائی برخوردار است. قطعه شرقی –غربی آن که موضوع این مقاله است، داراي طولی حدود 12 کیلومتر است. این مسیر از تونل توسط یک دستگاه ماشین سپر فشار تعادلی زمین، حفاري و سگمنت گذاري شده است
شکل 1 موقعیت مسیر تونل بر روي نقشه تهران را نشان میدهد
شکل -1 موقعیت مسیر تونل خط هفت متروي تهران
