ارزیابی فشار جبهه کار و نشست سطحی در تونلسازی مکانیزه در مناطق شهری(مطالعه موردی : تقاطع ایستگاه خط 1 با خط 7 مترو تهران)

STUDENT

DEGREE

YEAR

Nowadays in response to the development of big cities, the exapansion of traortation system is very vital. Due to the shortage of free ground space, traortation system is inevitable. The construction of new underground openings such as metro tunnels could probably pass near or crossing of other tunnels. The east-west part of Line 7 in Tehran Metro begins from Amir-al-momenin district and continues to the cross section of Qazvin street and Navab Highway. The length of this part is about 12 Km and is excavated by EPB shield which has 9/164 meter diameter. One of the challenges in metro tunnel excavation at the east-west rout is its cross passing beneath station line1 of Tehran Metro. Station Line1 with rectangular cross section has 18 meter width, 12 meter height and 2 meter overburden and is constructed by cut and cover method. According to available studies the metro tunnel is crossed the station line1. According to station line1 the stability of station is significant an the deformation of tunnel lining must be as low as possible. Besides, according to cross section of two unlevel two tummels ground settlement must consider. Therefore, requirement parameters of machine excavation such as face pressure, advance rate and grouting pressure should adjust in relation to station and ground condition regarding cross section of both tunnel. The main aim of this study is to investigate stability station and ground settlement by numerical methods. The software was used FLAC3D. At the first stage, the appropriate face pressure is obtained using analytical methods and applied is numerical analysis. For validation of FLAC3D modeling, PLAXIS 3D TUNNEL is used and assessed with instrumentation results.The comparison of values by modeling FLAC3D with actual values and modeling values PLAXIS 3D TUNNEL expresses reassurance finite difference method.The modeling results show maximum ground settlement is 2/45 centimeter as within the allowable range and station Line1 is stable. To avoid additional settlement at ground face and the station Line 1, the suitable grouting pressure should use cohesion and friction angle should increase and soil permeability decrease.

امروزه با توسعه‌ی شهر سازی نیاز به گسترش سامانه‌ی حمل و نقل از اهمیت خاصی برخوردار است و خطوط حمل و نقل زیرزمینی به دلیل کمبود فضاهای سطحی به عنوان سیستم حمل‌ونقل مناسب به حساب می‌آید. ایجاد فضاهای جدید زیرزمینی از جمله خطوط مترو ممکن است از مجاورت و یا در تقاطع سایر سازه‌های زیرزمینی عبور کند. قطعه‌ی شرقی-غربی خط 7متروی تهران از شهرک امیرالمؤمنین شروع شده و تا تقاطع خیابان قزوین و بزرگراه نواب ادامه می یابد که در مجموع طولی به اندازه 12 کیلومتر دارد و توسط یک دستگاه حفارEPB به قطر 164/9 متر حفاری می شود. یکی از چالش های موجود در مسیر حفر تونل قطعه شرقی-غربی، عبور از محدوده‌ی ایستگاه خط ? تهران می باشد.ایستگاه خط ? دارای مقطع مستطیلی شکل به عرض ?? متر و ارتفاع ?? متر می باشد که دارای ? متر روباره می باشد و به روش کند و پوش احداث می شود. بر اساس بررسی‌های انجام گرفته، تونل مترو از زیر ایستگاه خط ? عبور خواهد کرد. با توجه به وجود ایستگاه خط ? لازم است که پایداری ایستگاه در حین حفاری تونل مترو حفظ شود و از تغییر شکل و نشست بیش از حد آن جلوگیری شود از طرف دیگر با توجه به تقاطع غیرهمسطح بودن دو تونل باید نشست سطحی را نیز لحاظ و زیر نظر داشت. بدین منظور، لازم است که پارامترهای دستگاه حفار مانند فشار سینه‌کار، نرخ پیشروی و فشار تزریق نسبت به شرایط ایستگاه و شرایط زمین در محدوده تقاطع دو تونل تعدیل شوند. هدف اصلی از انجام این تحقیق بررسی پایداری ایستگاه و نشست سطحی با استفاده از روش عددی می باشد که از نرم افزار FLAC 3D استفاده شد. در ابتدا فشار مناسب سینه‌کار با استفاده از روابط تحلیلی به‌دست آمده و در تحلیل عددی مورد استفاده قرار گرفت. برای صحت سنجی مدل سازی نرم افزار FLAC3D از نرم افزار PLAXIS 3D TUNNEL و نتایج ابزار دقیق استفاده شده است. انطباق مقادیر حاصل از مدلسازی FLAC3D با مقادیر واقعی و مقادیر مدلسازی PLAXIS 3D TUNNEL بیانگر اطمینان بخش بودن روش تفاضل محدود می باشد. نتایج مدلسازی نشان می دهد که بیشینه نشست سطحی 45/2 سانتی متر می باشد که در محدوده مجاز می باشد و ایستگاه خط 1 پایدار است. برای جلوگیری از نشست های اضافی در سطح زمین و ایستگاه خط 1 باید با استفاده از فشار تزریق مناسب، چسبندگی و زاویه اصطکاک خاک را افزایش و نفوذپذیری آن را کاهش داد.