ارزيابي فشار جبهه کار و نشست سطحي در تونلسازي مکانيزه در مناطق شهري(مطالعه موردي : تقاطع ايستگاه 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 توسعه‌ي شهر سازي نياز به گسترش سامانه‌ي حمل و نقل از اهميت خاصي برخوردار است و خطوط حمل و نقل زيرزميني به دليل کمبود فضاهاي سطحي به عنوان سيستم حمل‌ونقل مناسب به حساب مي‌آيد. ايجاد فضاهاي جديد زيرزميني از جمله خطوط مترو ممکن است از مجاورت و يا در تقاطع ساير سازه‌هاي زيرزميني عبور کند. قطعه‌ي شرقي-غربي خط 7متروي تهران از شهرک اميرالمؤمنين شروع شده و تا تقاطع خيابان قزوين و بزرگراه نواب ادامه مي يابد که در مجموع طولي به اندازه 12 کيلومتر دارد و توسط يک دستگاه حفارEPB به قطر 164/9 متر حفاري مي شود. يکي از چالش هاي موجود در مسير حفر تونل قطعه شرقي-غربي، عبور از محدوده‌ي ايستگاه خط ? تهران مي باشد.ايستگاه خط ? داراي مقطع مستطيلي شکل به عرض ?? متر و ارتفاع ?? متر مي باشد که داراي ? متر روباره مي باشد و به روش کند و پوش احداث مي شود. بر اساس بررسي‌هاي انجام گرفته، تونل مترو از زير ايستگاه خط ? عبور خواهد کرد. با توجه به وجود ايستگاه خط ? لازم است که پايداري ايستگاه در حين حفاري تونل مترو حفظ شود و از تغيير شکل و نشست بيش از حد آن جلوگيري شود از طرف ديگر با توجه به تقاطع غيرهمسطح بودن دو تونل بايد نشست سطحي را نيز لحاظ و زير نظر داشت. بدين منظور، لازم است که پارامترهاي دستگاه حفار مانند فشار سينه‌کار، نرخ پيشروي و فشار تزريق نسبت به شرايط ايستگاه و شرايط زمين در محدوده تقاطع دو تونل تعديل شوند. هدف اصلي از انجام اين تحقيق بررسي پايداري ايستگاه و نشست سطحي با استفاده از روش عددي مي باشد که از نرم افزار FLAC 3D استفاده شد. در ابتدا فشار مناسب سينه‌کار با استفاده از روابط تحليلي به‌دست آمده و در تحليل عددي مورد استفاده قرار گرفت. براي صحت سنجي مدل سازي نرم افزار FLAC3D از نرم افزار PLAXIS 3D TUNNEL و نتايج ابزار دقيق استفاده شده است. انطباق مقادير حاصل از مدلسازي FLAC3D با مقادير واقعي و مقادير مدلسازي PLAXIS 3D TUNNEL بيانگر اطمينان بخش بودن روش تفاضل محدود مي باشد. نتايج مدلسازي نشان مي دهد که بيشينه نشست سطحي 45/2 سانتي متر مي باشد که در محدوده مجاز مي باشد و ايستگاه خط 1 پايدار است. براي جلوگيري از نشست هاي اضافي در سطح زمين و ايستگاه خط 1 بايد با استفاده از فشار تزريق مناسب، چسبندگي و زاويه اصطکاک خاک را افزايش و نفوذپذيري آن را کاهش داد.