Skip to main content
SUPERVISOR
Saeed Mahdavi,Alireza Baghbanan,Raheb Bagherpour
سعید مهدوی (استاد مشاور) علیرضا باغبانان (استاد راهنما) راحب باقرپور (استاد راهنما)
 
STUDENT
Ahmad Reza Javadi Nezhad
احمدرضا جوادی نژاد

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده معدن
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390

TITLE

Comparison of Excavation Methods and Contrivances in Weak and Watery Rock, Case Study of Tunnel Kouhrang No3
Tunneling in weak ground has been one of the challenges of engineering technology. Try and error was given valuable information to technicians. Generally temporary support and passing through dangerous and difficult zones is major purpose in designing and building structures in unstable conditions. Koohrang tunnel 3 in the area of Zar'ab fault has been a good example for testing engineering skills and available technology. Weak and faulty ground with high amount of overburden and tunnel existing under high pressure of water makes a condition that necessity of research study is clear before performing project. In this thesis has been tried by using new advances in computer science and recent softwares, to model Zar'ab fault and check efficiency of artificial ground freezing method that is comparatively new and less known. Simiulation of frosty ground condition require recognition of frozen soil and rock and changes during freezing. There are good laboratory facilities in some developed countries for sampling and exraction of geomechanical properties. By recording information in laboratory , weak and strongly unstable zone simulated in numerical model and step by step excavation accomplished. As for high overburden, ground improvement by freezing around of tunnel is not efficient and safe solely by merging steel liner and ground stabilization before excavation by this method, finally can reach to an specific state, in the beginning freezing pipes has been located around tunnel profile and after reching specified temperature by cooling, tunnel digging started in certain advance. There are a lot of variants in simulation of condition of ground and material that need sensitivity analysis and choosing optimum values for realization of conjugate influence. Compared variants were temperature of frozen material, resistance of steel liner, length of freezing pipes, length of support rings , excavation advances and support order that is a exploitation subject. The final state that is result of this analyses suggests -5 c? for freezing temperature, 12 meters for pipes length and support in advance of 1 meter in first 11 meters of tunnel, by purpose of reducing expenses and boosting progress. Specifications of steel liner that appliqued have been attached.
احداث تونل در زمین های سست از گذشته تا حال، از چالش های علم مهندسی بوده است. سعی و خطاهای انجام گرفته در طول تاریخ اطلاعات ارزشمندی در اختیار اهل این فن قرار داده است. به طور کلی پایدارسازی موقت و گذر از نواحی حادثه خیز و مشکل ساز هدف اصلی در طراحی و اجرای سازه ها در شرایط غیر خودایستا زمین است. تونل کوهرنگ 3 در ناحیه گسل زرآب، نمونه ای بارز از محک زدن توانایی های مهندسی و تکنولوژی موجود بوده است. سست و گسله بودن زمین در کنار وجود روباره زیاد و قرار گیری تونل زیر سطح تراز آب های زیرزمینی، وضعیتی ایجاد کرده است که لزوم انجام تحقیقات و مطالعات پیش از اجرا، شدیدا احساس می شود. در این پایان نامه، سعی شده است با کمک پیشرفت های حاصل شده در علوم کامپیوتر و به کار گیری به روز ترین نرم افزارها، روش انجماد مصنوعی زمین که نسبتا جدید و کمتر شناخته شده است در ناحیه گسل زرآب مدل سازی شود و کارایی آن مورد بررسی قرار گیرد. شبیه سازی شرایط زمین یخ زده نیاز به شناخت از خاک و سنگ یخ زده و تغییرات زمین در طی انجماد دارد. امکانات آزمایشگاهی خوبی در بعضی کشورهای پیشرفته برای نمونه گیری و استخراج خصوصیات ژئومکانیکی وجود دارد. با کمک اطلاعات بدست آمده در آزمایشگاه ، زمین سست و به شدت ناپایدار منطقه در مدل عددی شبیه سازی شد وحفاری گام به گام در آن صورت گرفت. با توجه به روباره زیاد ، بهسازی زمین با استفاده از انجماد در اطراف تونل به تنهایی کارآمد نبوده و ایمنی را تضمین نمی کند. با ترکیب قاب فولادی و تحکیم زمین قبل از حفر با روش گفته شده، در نهایت به حالتی خاص از مدل می توان رسید که در آن ابتدا اطراف پروفیل تونل لوله های انجماد قرار داده شده و پس از خنک سازی و رسیدن به دمای تعیین شده، حفر تونل در گام مشخص آغاز می شود. متغیرهای بسیاری در شبیه سازی شرایط زمین ومصالح به کار گرفته شده وجود دارد که درک تاثیر توامان آنها نیازمند آنالیز حساسیت و انتخاب مقادیر بهینه از میان آنهاست. متغییر هایی همچون: دمای انجماد، مقاومت قاب فولادی، طول لوله های انجماد و گام حفاری و نگه داری و ترتیب حفر و نگهداری که در اصول استخراج می گنجد مورد مقایسه و بررسی قرار گرفته اند. حالت نهایی که به عنوان نتیجه این تحلیل از آن یاد می شود، پیشنهاد می کند، در راستای کاهش هزینه های اجرا و سرعت بخشیدن به پیش روی، از انجماد در دمای 5- درجه سانتی گراد استفاده شود، همچنین طول لوله های انجماد 12 متر بوده و حفاری و نگهداری در گام های 1 متر از ابتدا تا انتهای متراژ 11 متر اجرا شود. مشخصات قاب فولادی مورد استفاده نیز ضمیمه شده است.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی