بخشی از مقاله
چکیده
به منطور بررسی دقیق رفتار مهندسی پروژه های مهمی نظیر تونل و سد، شناخت ویژگی های مهندسی توده سنگ های ساختگاه، از جمله کیفیت توده سنگ، ضروری به نظر می رسد. یکی از روش های رایج بررسی کیفیت توده سنگ ها، طبقه بندی مهندسی آنهاست. با طبقه بندی توده سنگ های ساختگاه در واحد های مشابه می توان اقدامات لازم را برای طراحی و نگهداری آنها فراهم نمود.
بدین منظور پارامترهای مهندسی نظیر مقاومت تراکمی تک محوره - - ucs، شاخص کیفی سنگ - - RQD و ویژگی های مکانیکی ناپیوستگی ها برای این توده سنگ ها مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس این اطلاعات، طبقه بندی های ژئومکانیکی - RMR - وکیفیت توده سنگ - - Q انجام گرفته است. نتایج حاصل از این بررسی ها نشان می دهد که بطور عمده، توده سنگ های مسیر از لحاظ طبقه بندی RMR در وضعیت ضعیف، از لحاظ طبقه بندی Q نیز ضعیف می باشد و با توجه به این شرایط روش های مناسب حفاری و نگهداری پیشنهاد شده است.
-1 مقدمه
بررسی کیفیت توده سنگ، از پارامترهای مهمی است که نقش اساسی در طراحی و ساخت مترو ایفا می کند. طبقه بندی توده سنگ ها ، یکی از روش های مرسوم برای شناسایی کیفیت آنها بوده که بطور گسترده در مهندسی سنگ و در مرحله طراحی مقدماتی استفاده می شود و ابزاری مناسب برای برآورد پایداری توده ای در هر سنگ و پیش بینی برخی خصوصیات رفتاری سنگ می باشد
استفاده از این رده بندی ها، مشخصات زمین شناسی توده سنگ های ساختگاه مورد نظر را بایستی بررسی کرد.
-2 موقعیت جغرافیایی
خط قطار شهری صفه بهارستان، با طول 14/1کیلومتر، توقفگاه صفه در انتهای جنوبی خط 1 قطار شهری اصفهان را به شهر جدید بهارستان متصل خواهد ساخت و مابین عرض جغرافیایی 30 درجه و 42 دقیقه تا 34 درجه و 30 دقیقه شمالی و طول جغرافیایی 49 درجه و 37 دقیقه تا 55 درجه و 29 دقیقه شرقی از نصف نهار گرینویچ واقع شده است. استان اصفهان در جهت های مختلف جغرافیایی با هشت استان شامل مرکزی، قم و سمنان در شمال، یزد در شرق، فارس و کهکیلویه وبویراحمد در جنوب و چهارمحال بختیاری و لرستان در غرب همسایه می باشد.
شکل-1 موقعیت پروژه و راه های دسترسی به آن
-3 زمین شناسی منطقه
گستره طرح قطار شهری صفه بهارستان از رسوبات آبرفتی دامنهای پوشیده شده، که برروی سنگ بستر شیل و ماسهسنگی گروه شمشک - مربوط به دوره لیاس - قرار گرفته است.
در بخشهای جنوبی گستره طرح، سنگ بستر نزدیک به سطح زمین بوده، در برخی نقاط، دارای رخنمون نیز میباشد. درحالیکه، در بخشهای شمالی منطقه، بر ضخامت رسوبات آبرفتی پوشاننده سنگ بستر افزوده میشود. بطوریکه در بیش از 50 درصد مسیر خط قطار شهری مورد نظر، گمانههای اکتشافی حفاری شده تا عمق 20 متر، به سنگ بستر برخورد ننموده است. ضمنا"، برابر شواهد و اطلاعات موجود، سطح سنگ بستر در منطقه بصور ناهموار و پست و بلند میباشد.
با توجه به شرایط چینهشناسی زیرسطحی مسیر طرح، درصورتیکه عمق کف تونل و بستر پی ایستگاهها 10 متر فرض گردد، حدود یک سوم از مسیر خط برروی سنگبستر عمدتا" شیلی منطقه قرار گرفته، مابقی مسیر و پی سازه ایستگاه ها برروی رسوبات آبرفتی دامنهای قرار خواهد گرفت.[2]===
رسوبات آبرفتی منطقه اغلب درشتدانه و نشأت گرفته از بلندی های پیرامون دشت است، که با نزدیک شدن به نقاط پستتر و هموارتر، با رسوبات ریزدانه جایگزین میگردد. اجزای دانهای تشکیل دهنده رسوبات آبرفتی اغلب از قطعات ماسه سنگ ژوراسیک و سنگ آهک کرتاسه تشکیل یافته، که در بخش شمالی مسیر بیشتر بصورت گوشهدار - Angular - بوده، با نزدیک شدن به شهر جدید بهارستان، به تدریج به شکل نیمه گوشهدار
-4 طبقه بندی مهندسی توده سنگ های مسیر مترو
سیستم های RMR و Q در ابتدا با هدف برآورد سیستم تگهداری تونل ها مطرح و به تدریج تکمیل گردیدند ولی بعدها به منظور برآورد خصوصیات توده سنگ از قبیل مدول تغییرشکل پذیری، تفسیر سرعت های لرزه ای و کمک به تفسیر نتایج رفتارسنجی حین ساخت نیز بکار گرفته شدند.
این سیستم ها بهترین کارایی در زمان برنامه ریزی پروژه های تونل سازی و در هنگامی دارند که برآورد اولیه نیاز های سیستم نگهداری بر اساس مطالعات اولیه مغزه ها، برداشت های زمین شناسی و مطالعات لرزه خیزی مورد ارزیابی قرار گیرد. در حین ساخت، کاربرد این سیستم ها ضروری می باشد و گروه نگهداری - بر اساس طبقه بندی ها - باید همواره با افزایش اطلاعات و به صورت روزانه تدقیق گردد. مطرح نمودن اینکه سیستم های طبقه بندی در زمان ساخت یا طراحی نهایی نقشی ندارند، یک ادعای اشتباه می باشد.
علیرغم تمامی حقایقی که در مورد این دو روش وجود دارد و به اثبات رسیده، ولی هنوز ابهامات و سوءبرداشت هایی در استفاده از این دو روش وجود دارد که به عنوان نمونه می توان به مقاله های گودمن - - 2006 و پلز و برتازی - 2007 - اشاره نمود .[5] به منظور جلوگیری از سوءتفسیر در درک مفاهیم این سیستم، آقای بنیاوسکی در مقاله ای 10 اصل اساسی در استفاده از این سیستم را یادآور شده است .
سنگ بستر در مسیر تونل از شیل و ماسه سنگ سازند شمشک و آبرفت می باشد. به منظور ارزیابی کیفیت توده سنگ در مسیر پروژه و تخمین سیستم نگهداری مورد نیاز، از روش های تجربی طبقه بندی مهندسی توده سنگ RMR و Q استفاده شده است.
برای بررسی دقیق درزه ها و برآورد اثر آنها بر پارامترهای مقاومتی توده سنگ مشخصه های درزه ها شامل بازشدگی، مواد پرکننده، تداوم، فاصله داری، و زبری سطوح درزه مورد ارزیابی قرار گرفت. در جدول - 1 - مشخصات درزه های مسیر مترو ، ارائه شده است. در طبقه بندی های مهندسی توده سنگ ها از مجموع اطلاعات حاصل از گمانه های محدوده مسیر پروژه و نتایج آزمون های آزمایشگاهی و بررسی های صحرایی در مورد وضعیت درزه ها و شرایط آنها در سطح و عمق استفاده شده است.
جدول -1 شیب و جهت شیب دسته درزه های مربوط به توده سنگ های منطقه
-5 طبقه بندی مهندسی توده سنگ های مسیر مترو به روش RMR
یکی از مهمترین و متداول ترین روش های طبقه بندی، سیستم طبقه بندی RMR بنیاوسکی می باشد. این روش طبقه بندی توده سنگی توسط بنیاوسکی در سال 1974 ارائه شد. در طی چند سالی که از عمر این طبقه بندی گدشته، بنیاوسکی تغییرات قابل توجه و مهمی را در روند امتیازات تخصصی به پارامترهای مختلف، انجام داده است. این طبقه بندی شش پارامتر را مورد ارزیابی قرار می دهد - جدول . - 2 با توجه به راستای تونل این طبقه بندی بر اساس نسخه سال 1989 انجام شده است. برای کاربرد این روش توده سنگ محدوده، مقدار جهت یابی ناپیوستگی ها - -2 - - - -5 - پیشنهاد شده است.
