Skip to main content
SUPERVISOR
Ebrahim Ghasemivarnosfaderani
ابراهیم قاسمی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Omid Lotfi forooshani
امید لطفی فروشانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده معدن
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394

TITLE

Evaluation of TBM Utilization Factor in Hard Rock Excavation (Case Study: Nowsoud Water Conveyance Tunnel)
In recent decades, the technology used to tunnelling in rocks have been developed. Make tunnelling operation safer, more economical, and faster tunnelling are some of this improvements. Studies show that from an economic, environmental and safety standpoint, the use of tunnel boring machines (TBMs) for excavating circle tunnels with lengths of more than 1 km is the best option. Generally, according to the hardness of the ground TBMs are classified to hard rock TBMs and soft ground TBMs. Performance parameters are used to evaluate the performance of hard rock TBMs. The most important of these parameters are penetration rate (PR), advance rate (AR) and utilization (U). Among these three parameters, utilization has a significant impact on the duration of a project and the cost of it. Utilization is defined as the portion of the time that the machine is excavating to the total time. It can be said that all factors causing delay in excavating can reduce the utilization of TBM. The purpose of this research is to evaluate the utilization of hard rock TBMs by considering the rock mass quality. RMR system is used to evaluate the utilization of hard rock TBMs by Regarding the fact that the RMR system, in addition to the ease of calculation compared to other rock engineering classification systems, incorporates many of the rock characteristics. For this purpose, by using the Nowsoud water conveyance tunnel data (Southern Leyleh section), RMR values ??and delays have been calculated. Due to the fact that the most delays in this project were due to bad geological conditions, in this study, the relationship between ground related downtimes (GRRD) and RMR was investigated by using regression analysis in various forms. By regarding the determination coefficients in regression analysis, there is a meaningful relationship between GRRD and RMR. Also, in order to evaluate the utilization of TBM in the Nowsoud tunnel, regression analysis were carried out in various forms. By regarding the determination coefficient values, the best relation to evaluate the productivity of the Nowsoud tunnel (Southern Leyleh section) based on RMR is the quadratic polynomial function. In addition to the above mentioned, in this research, it has been tried to provide a more comprehensive model in order to evaluate the utilization of double shield TBMs according to the rock mass quallty, by creating a database based on the data of several tunnelling projects. The results of regression analysis in various forms show that there is a meaningful relationship between the utilization of double shield TBMs and RMR. Also according to the values of determination coefficients, the best relation to evaluate the utilization of double shield TBMs based on RMR is a quadratic polynomial function. The results of the prediction show that this relationship could predict the utilization with acceptable error.
در دهه‌های اخیر، تکنولوژی‌های مورد استفاده برای حفر تونل در محیط‌های سنگی پیشرفت‌های‌ چشمگیری داشته است. امکان ساخت ایمن‌تر، اقتصادی‌تر و سریع‌تر فضاهای زیرزمینی از جمله نتایج این پیشرفت‌ها می‌باشد. بررسی‌ها نشان می‌دهد که از منظر اقتصادی، زیست محیطی و ایمنی استفاده از ماشین حفر تونل (TBM) برای حفر تونل‌های با مقطع دایره‌ای شکل و با طول بیشتر از 1 کیلومتر بهترین گزینه می‌باشد. عموماً TBMها را با توجه به میزان سختی زمین به دو نوع TBMهای سنگ سخت (محکم) و TBMهای زمین نرم تقسیم‌بندی می‌کنند. برای ارزیابی چگونگی عملکرد TBMهای سنگ سخت از شاخص‌های کارایی استفاده می‌شود. مهم‌ترین این شاخص‌ها عبارتند از: نرخ نفوذ (PR)، نرخ پیشروی (AR) و بهره‌وری (U). از میان این سه شاخص، بهره‌وری تأثیر قابل توجهی بر مدت زمان اجرای یک پروژه و میزان هزینه‌های ناشی از آن دارد. بهره‌وری بصورت درصدی از مدت زمان حفاری دستگاه به کل زمان کاری تعریف می‌شود. می‌توان گفت کلیه‌ی عواملی که باعث ایجاد تأخیر در حفاری می‌شوند می‌توانند باعث کاهش میزان بهره‌وری TBM شوند. هدف این تحقیق ارزیابی بهره‌وری TBMهای سنگ سخت با توجه به وضعیت کیفی توده‌سنگ می‌باشد. با توجه به این مسأله که سیستم RMR علاوه بر سهولت محاسبه نسبت به دیگر سیستم‌های طبقه‌بندی مهندسی سنگ، بسیاری از خصوصیات سنگ را در بر می‌گیرد، لذا از این سیستم به منظور ارزیابی بهره‌وری TBMهای سنگ سخت استفاده شده است. بدین منظور با استفاده از داده‌های تونل انتقال آب نوسود (قطعه جنوبی لیله)، مقادیر RMR و تأخیرات پروژه محاسبه شده است. با توجه به اینکه بیشترین میزان تأخیرات این پروژه مربوط به شرایط نامساعد زمین‌شناسی بوده است، لذا در این تحقیق رابطه‌ی بین تأخیرات زمین‌شناسی (GRRD) و مقدار RMR با استفاده از آنالیزهای رگرسیونی در فرم‌های گوناگون مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به مقادیر ضریب تعیین در آنالیزهای رگرسیونی می‌توان گفت که ارتباط معناداری بین مقدار GRRD و RMR وجود دارد. همچنین به منظور ارزیابی بهره‌وری TBM در تونل نوسود، آنالیزهای رگرسیونی در فرم‌های گوناگون مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به مقادیر ضریب تعیین، بهترین رابطه به منظور ارزیابی بهره‌وری در تونل نوسود (قطعه جنوبی لیله) بر اساس RMR، تابع چند جمله‌ای درجه دو بوده است. علاوه بر موارد ذکر شده، در این تحقیق سعی بر آن بوده است تا با ایجاد یک پایگاه داده‌ بر اساس داده‌های چندین پروژه‌ی تونل‌سازی، یک مدل جامع‌تر به منظور ارزیابی بهره‌وری ماشین حفاری دو سپر با توجه به خصوصیات کیفی سنگ، ارائه شود. نتایج حاصل از آنالیزهای رگرسیونی در فرم‌های گوناگون نشان می‌دهد که بین بهره‌وری ماشین‌های دو سپر و RMR رابطه‌ی معناداری وجود دارد. همچنین با توجه به مقادیر ضریب تعیین، بهترین رابطه به منظور ارزیابی بهره‌وری ماشین‌های دو سپر بر اساس RMR، تابع چند جمله‌ای درجه دو بوده است. نتایج حاصل از پیش‌بینی نشان می‌ دهد این رابطه توانسته با خطای قابل قبولی مقدار بهره‌وری را پیش‌بینی کند.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی