بخشی از مقاله
خلاصه
در این مقاله محدودهی پرتال تونل دوقلوی چیتگر که محیطی خاکی است به صورت 3 بعدی، مورد تحلیل قرار گرفته است. در تحلیل انجام شده از نرمافزار FLAC3D که مناسب محیطهای خاکی است، استفاده شده است. در این طراحی، ترانشههای ایجاد شده در محل پرتال و دیوارهی پرتال به ارتفاع حدود 19 متر مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور تقویت دیواره پرتال تونل، روش میخکوبی اعمال شده و پایداری رضایتبخشی را به دنبال داشته است. ماکزیمم کنتورهای جابجایی در جهت محور z، قبل و بعد از میخکوبی در محل دیوارهی پرتال از مقدار 1/40 متر به مقدار 7 سانتیمتر تقلیل یافته و همچنین جابجاییها نیز کاهش چشمگیری داشته است. شیب دیوارهی تفکیک کنندهی دو ترانشه نیز، با ضریب ایمنی مورد بررسی قرار گرفته است.
کلمات کلیدی: پرتال تونل دوقلوی چیتگر، مدلسازی عددی، میخکوبی، نرمافزار FLAC3D
.1 مقدمه
به لحاظ هندسی پرتال تونل را میتوان محل تلاقی تونل با سطح آزاد زمین تعریف کرد. به عبارت دیگر پرتال تونل موقعیتی است که یک گشودگی زیرزمینی با سطح زمینکه معمولاً شامل ترانشههای طبیعی یا احداث شده است، تلاقی پیدا میکند و هدف اصلی از احداث آن فراهم نمودن یک راه ایمن برای عبور نفرات، مصالح و تجهیزات از سطح زمین به زیرزمین در طول عمر پروژه است .[1]معمولاً احداث پرتال مشکلترین بخش حفاریهای زیرزمینی است که عمده دلایل آن به شرح زیر است :[2]
- تودهسنگ دربرگیرنده پرتال تونل در مقایسه با دیگر بخشهای تونل از ناپیوستگیهای بالایی برخوردار بوده و بدلیل هوازدگی از کیفیت پایینتری برخوردار است.
-ایجاد یک سطح آزاد برای شروع حفاری تونل در محدوده پرتال، پایداری ترانشه طبیعی موجود و یا ترانشه ایجاد شده را در خیلی از موارد به طور جدی تحت تأثیر قرار میدهد. به عنوان نمونه پاشنه ترانشه به دلیل برداشته شدن بار وزنی جلوی آن، سست شده و تحت تأثیر بارهای دینامیکی ناشی از انفجار قرار میگیرد.
- در محدوده پرتال، تنشهای برجا متأثر از توپوگرافی و زمینشناسی سایت میتواند به صورت کاملاً غیریکنواخت باشد و اثرات آن بر روی پایداری به راحتی قابل پیشبینی نیست.
- در مواردی که از روش چالزنی و انفجار برای حفاری تونل استفاده میشود، به دلیل پایین بودن کیفیت توده-سنگ و تلاقی آن با سطوح زمین، خردشدگی بیش از حد در محدوده پرتال ایجاد میشود.
-با توجه به اینکه معمولاً پرتال تونلها اولین موقعیت برای شروع حفاری تونل است، بنابراین به کارگیری یک گروه کاری که بتواند به عنوان یک تیم، بررسیهای دقیقتری از تودهسنگ داشته باشد مشکل است.
امروزه از روشهای پایدارسازی مکانیکی زمین1 - مانند روش میخکوبی - 2 به عنوان روشی مقرون به صرفه، در پایدارسازی گودبرداریها و شیروانیهای خاکی در بسیاری از نقاط دنیا به صورت گسترده، استفاده میشود. میخکوبی دیوارهای خاکی جهت عملیات حفاری به خصوص زمانی که برشها، قائم یا نزدیک به قائم است، مورد استفاده قرار میگیرد. این روش در عملیات ساخت بزرگراهها، خاکبرداری از فونداسیون پلها به هنگام تعریض زیرگذر، تعمیر، تحکیم و بازسازی سازههای نگهبان فرسوده و همچنین پرتال تونلها بسیار موفقیتآمیز بوده است .[3]
به منظور مدلسازی عددی در حل مسائل مختلف میتوان از نرمافزار FLAC3D3 استفاده نمود. نرم افزار سه بعدی FLAC3D یک برنامه تفاضل محدود از مجموعه نرم افزار های Itasca است که برای محیطهای پیوسته به کار میرود. هدف اصلی این تحقیق تحلیل پایداری پورتال ورودی تونلهای دوقولوی چینگر است.
2.پیشینه مطالعاتی
-گروهی از مهندسین ارتش آمریکا - 1978 - گزارشی از شیوهها و دستورالعملهای طراحی پرتال ارائه دادند، - از جمله انواع پرتال، عملیات و تمهیدات لازم جهت ایجاد پرتال، پروسه حفاری پرتال و ... - .
- باریسن4 و همکاران - 1983 - روشهای ایتالیایی - مثل روش قوس چتری، دیافراگم ستونی و ... - به کار برده شده برای حفاری پرتال تونلها در زمینهای مشکل را ارائه دادند.
-پیلا و پلیزا - 2002 - 5 ضوابطی برای طراحی فنی و محیطزیستی پرتال تونلها ارائه دادند.
-کوشکار6 و آکگون - 2002 - 7 روش طراحی تونل و پرتال را در شرایط سنگی، که متشکل از سنگ آهک، شیست و فیلیت بود ارائه دادند. برای طراحی پرتال از روشهای تحلیل ساختاری و روش تعادل حدی و روش عددی استفاده کردند.
- دل گرکو و اُگری - 2004 - 8 خلاصهای از پایداری و تکینیکهای تقویت شیروانیهای سنگی بالای پرتالها را در شمال ایتالیا ارائه کردند.
-مظفری و همزه ابیازنی - 1388 - بهینه سازی روش احداث پرتال تونلهای نظامی را مورد بررسی قرار دادند.
- فی1 و چوآن - 2012 - 2 طراحی پرتال تونل از جنبهی چشمانداز و تاًثیرات آن مانند جلوگیری از خستگی سفر، سازگاری بصری، جنبههای مختلف معماری و حفاظت از محیط زیست را، مورد بحث قرار دادند.
-اُزمانی3 و همکاران - 2012 - شیروانی پرتال مغار ذخیرهسازی نفت خام در خاکهای لاتریتی را آنالیز و طراحی کردند.
- اُزگیشسِتیجه و باهتیاراونمَش - 2015 - پایداری پرتال تونل بزرگراهی در ترکیه که در تودهسنگهای درزهدار بود، به روش FEM مورد ارزیابی قرار دادند.
3. معرفی پروژه تونل چیتگر
تونل دوقلوی چیتگر در واقع ادامه بزرگراه حکیم است که در محل پارک جنگلی چیتگر به صورت تونل در نظر گرفته شده است. طول این تونل حدود 1000 متر است. عرض مفید راه 14/5 متر و شیب طولی مجاز تونل %5 در نظر گرفته شده است. پلان تونلهای دوقلوی چیتگر و محل ترانشههای پرتال شرقی و غربی در شکل 1 آمده است .[4]پارامترهای ژئوتکنیکی برای منطقه مورد مطالعه به شرح جدول 1 است. در حال حاضر سطح آب زیرزمینی پایینتر از خط پروژه بوده و در اعماق بیشتر از 80 متر قرار دارد و مشکلی برای پایداری پرتال تونل ایجاد نمیکند.
