بخشی از مقاله
چکیده
هوای پاک و مطالعه طراحی و اجرای سیستم تهویه کنترل آلاینده های هوای داخل تونل در محیطهای حفاری، به ویژه حفاری تونلهای مکانیزه امری ضروری به حساب می آید تهویه از اصلیترین موضوعات در طراحی پروژههای تونلسازی میباشد بطوری که با طراحی و اجرای نامناسب تهویه تونل راندمان کاری پرسنل به شدت کاهش یافته و سلامت نیروی انسانی که اصلیترین سرمایه هر پروژه میباشد به خطر میافتد. علاوه بر این استهلاک ماشینآلات و بالطبع هزینههای پروژه افزایش قابل توجه و تاثیر گذاری در روند پروژه خواهد داشت.
در پروژههای حفاری مکانیزه تونل در محیطهای شهری با توجه به اهمیت ساخت و بهرهبرداری از ایستگاهها در زمانبندی نهایی پروژه ، روش اجرا عملیات حفاری تونل به دو صورت انجام میشود. در روش اول حفاری تونل بطور پیوسته و بدون توجه به موقعیت ایستگاهها انجام میشود. در این روش غالبا طول مسیر تهویه زیاد و در حد چندین کیلومتر میباشد. در روش دیگر ساخت همزمان ایستگاهها با حفاری تونل مد نظر قرار میگیرد و عبور دستگاه حفاری TBM منوط به اتمام عملیات کفسازی و احداث سازه کریدل در ایستگاه میباشد. در این روش امکان تغییر مکان محل نصب فن تهویه به هر ایستگاه وجود دارد بدین صورت طول مسیر تهویه کاهش مییابد.
در این مقاله، ابتدا به طراحی سیستم تهویه، تامین اکسیژن مورد نیاز، گرد و غبار و تمیز کردن هوا - گازهای حاصل از سوخت موتورهای احتراقی و غیره - و بهینه بازده و صرفه اقتصادی پرداخته شده است. و این مقاله پیرامون خدمات فنی برای یک مقطع خط 2 قطار شهری مشهد و تبریز، در طول حفاری تونل توسط دستگاه تی بی ام1 بحث می کند.
-1 مقدمه
تهویه تونل ها در مرحله حفاری، بعنوان تهویه فرعی بمنظور ایجاد محیط مناسب از نظر آلودگی هوا برای پرسنل داخل تونل استفاده می گردد. برای این منظور روش های مختلفی وجود دارد که متداول ترین آن ها استفاده از بادبزن و لوله تهویه می باشد. برای طراحی سیستم تهویه در مرحله حفاری لازم است مراحل زیر صورت پذیرد:
الف- انتخاب روش تهویه
ب - محاسبه مقدار هوای لازم
ج- محاسبه نشت هوا
د- محاسبه افت فشار در طول لوله
ه- انتخاب بادبزن
-2 سیستم تهویه تونل
سیستم تهویه در طی ساخت و ساز برای به دلایل زیر الزامی است:
الف- تامین اکسیژن مورد نیاز: مقدار اکسیژن در هوا نبایستی پایین تر از 20 در صد حجمی باشد. در مقادیر زیر 18 درصد حجمی تنفس غیر ممکن بوده و در این حالت حتما باید از ماسک های حفاظتی استفاده کرد.
کمبود اکسیژن ممکن است ناشی از عوامل زیر باشد:
-1 موتورهای احتراقی
-2 تنفس
-3 حل شدن مقادیر زیادی اکسیژن2 و نیتروژن3 در آبهای زیرزمینی
-4 اکسیداسیون چوب، زغال و غیره
ب- تمیز کردن هوا: برای لحاظ کردن آلودگی هوا و تاثیرات آن بر روی محیط زیست، از حداکثر غلظت مجاز4 استفاده می گردد. که ارقام بدست آمده برای 8 ساعت کاری در روز و بیش از 42 ساعت در هفته می باشد. علاوه بر آن، محدودیت های کوتاه مدتی5 که فقط در مدت کوتاهی ظاهر می گردند، و همچنین مقادیر لحظهای6 که توسعه نمی یابند، نیز وجود دارد.
جدول :1 آلودگی و MAC
تهویه همچنین با هدف خنک سازی محل کار نیز انجام می گیرد. نکته ای که باید همواره در نظر داشت گرمای ذاتی زمین است. جدای از زمین گرمایش هیدراسیون بتن نیز می تواند دیگر منبه تولید گرما باشد.
ج- دفع گرد و غبار: حفاری - مخصوصا به صورت مخلوط خشک - مقادیر زیادی گرد و غبار تولید می کنند که باید دفع گردند.
- 1- 2 ضرورت تهویه درحفاری تونل ها
از اهداف این امر می توان به کاهش آلاینده های مضر سمی حاصل از کارکرد دیزل و پاکسازی هوای داخل تونل و در نتیجه تامین سلامتی افراد داخل تونل و تامین اکسیژن مورد نیاز جهت احتراق کامل سوخت و جلوگیری از خفه شدن دیزل اشاره کرد.
از طرفی فقدان سیستم تهویه تونل های طویل باعث حوادث و خسارات زیادی مانند مرگ افراد در داخل تونل بر اثر خفگی در اثر تجمع دود را به دنبال دارد. در این راستا، مشکلاتی از قبیل مسمومیت و خطرات جانبی برای پرسنل تونل را می توان نام برد. همچنین کاهش بازدهی کار لوکوموتیو و موتورها و حتی خاموش شدن آنها به علت کمبود هوا از دیگر مشکلات است. و لازم به یادآوری است که وجود مسائل فوق باعث خسارات مالی شده و متوقف شدن حفاری تونل را به دنبال خواهد داشت.
- 3 انتخاب روش تهویه
روشهای تهویه تونل از نظر نحوه انتقال هوای تمیز به داخل تونل به دو روش تهویه مکشی و دمشی تقسیمبندی میگردد. در روش دهشی هوای تمیز از طریق کانال یا مسیر خاص، هدایت شده و پس از رسیدن به سینهکار و رقیق کردن آلودگی، در مسیر تونل باز می-گردد و از دهانه تونل خارج میشود.لذا مزایای این روش عبارتست از:
✓ هوای سینهکار همیشه تمیز است.
✓ هوای تمیز و بدون رطوبت و گردوخاک وارد بادبزن میگردد.
✓ بادبزن در بیرون تونل در یک محل ثابت قرار گرفته و سرویس دهی آن سادهتر خواهد بود.
✓ آلودگی صوتی درون تونل وجود نخواهد داشت.
با توجه به مزایای روش لوله تهویه به شیوه دهشی و همچنین تجارب مربوط به تونل های در حال حفاری مشابه، این روش در مترو خط 2 تبریز انتخاب گردیده است.
-4 تونلهای خط 2 قطار شهری تبریز و مشهد
خط 2 قطار شهری تبریز با طول مسیر 22/4 کیلومتر از شمال غرب به شرق شهر مشهد امتداد یافته است.
شکل :1 موقعیت مسیر تونل و ایستگاه ها خط 2 قطار شهری تبریز.
و خط 2 قطار شهری مشهد نیز با طول مسیر 14/3 کیلومتر از شمال شرقی به جنوب شهر مشهد امتداد یافته است.
شکل :2 موقعیت مسیر تونل و ایستگاه ها خط 2 قطار شهری مشهد.
-1-4 مشخصات تونل خط 2 قطار شهری تبریز
خط 2 قطار شهری تبریز از منطقه قراملک در غرب تبریز شروع شده و بعد از گذاشتن از خیابانهای قرهآغاج، جمهوری، میدان دانشسرا، خیابان عباسی به منطقه رشدیه میرسد. در ادامه به سمت شرق امتداد یافته و در حوالی نمایشگاه بینالمللی تبریز خاتمه مییابد. طول کل این خط حدود 22/4 کیلومتر است. در این گزارش به بررسی مسیر از شفت غربی تا ایستگاه C2 پرداخته شده است.
جدول:2 مشخصات تونل خط 2 قطار شهری تبریز
جدول :3 طول ایستگاهها و میانگین شیب تونل قطار شهری تبریز
لازم به ذکر است در این تحقیق تنها تا ایستگاه S08 مطالعات تهویه ای در خط 2 تبریز انجام گرفته است.
- 2- 4 مشخصات تونل خط 2 قطار شهری مشهد
در موقعیت جاری، شروع شفت شمالی بوسیله TBM اول در فاصله 432 متر قبل از ایستگاه A2 می باشد. و از این ایستگاه وارد می شود و از نزدیکی ایستگاه F2 بیرون می آید. ساختار طراحی ایستگاه F2 بگونه ای است که هر دو دستگاه TBM تونل شمالی و جنوبی از آنجا خارج شوند. ایستگاه F2 قبل از حفاری مکانیزه تونل ساخته خواهد شد و از این ایستگاه برای سرویس خدمات کنترل میانی تونل استفاده می شود. و طول این ایستگاه 100 متر است.
همچنین طول شفت شمالی تا ایستگاه F2 حدود 6243 متر می باشد - بدون طول ایستگاه . - F2 طول تونل شفت جنوبی تا ایستگاه F2 برابر 7697 متر است - بدون طول ایستگاه . - F2 و سایر مشخصات در جدول 4 بیان شده است.
جدول:4 مشخصات تونل خط 2 قطار شهری مشهد
-5 فرضیات اساسی
-1-5 فرضیات اساسی تونل خط 2 مترو تبریز
جدول :6 فرضیات اساسی تونل خط 2 متروتبریز ماکسیمم طول تونل مسیر
