Skip to main content
SUPERVISOR
Raheb Bagherpour,Alireza Baghbanan
راحب باقرپور (استاد راهنما) علیرضا باغبانان (استاد راهنما)
 
STUDENT
Siamak Doostdari
سیامک دوستداری محمدآبادی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده معدن
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389

TITLE

Numerical analysis of the effect of inclined - tunneling on the stability of main tunnels in Tehran - Shomal highway
Development of traortation in large cities and the need for rapid transit systems, due to the shortage of urban space, natural barriers require the construction of new tunnels. According to how construction of tunnel, creating the new tunnels near the intersection with the previous tunnel, would be necessary there for the stability analysis of new and previous tunnels is one of the most important topics that will be addressed during the construction of new tunnels, it should be done in the way that the previous tunnels maintain its efficiency. Tehran-Shomal (North) highway in the West of Tehran, starts from Shahid Hemmat crossing and at own path crosses along the Alborz mountain tunnel with a length of approximately 6400 meters (from km 47+800 to 54+200). Great Alborz twin tunnels is one of the largest structures that are constructed in Tehran-Shomal (North) highway. These tunneles begin from Gachsar to the Zangole bridge in Karaj-Chalos Road. Alborz Tunnel consists of two main tunnels (there and back) and an exploration tunnel (between the two main tunnels). Dimensions of width and height of Alborz tunnel are 12.04 and 9.07 meters, respectively. The main tunnels of Alborz are connected to exploration tunnels by the access tunnels. The distance of these access tunnels are approximately 600 m. Dimensions of width and height of access tunnels are 5.2 and 5.33 meters, respectively. complex conditions such as stress and displacement variation due to excavation of exploration tunnel, the main tunnel in parallel with exploration tunnel and access tunnel between exploration tunnel and main tunnel, creates. The main purposes of this study is investigation of the effects of inclined access tunnels excavation on the main tunnels stability and proposition of the new maintenance system due to high stress concentration at the junction. Also, this study showed that the effect of inclined tunnels excavation is 1.5 times of inclined tunnels width from the center of junction. Also, these results indicate that direction of inclined tunnel excavation was affected on main tunnel lining and excavation of inclined tunnel from the main tunnel toward exploration tunnel causes axial forces and bending moments in the lining of the main tunnel to increase.
گسترش حمل و نقل در شهرهای بزرگ و همچنین عواملی مانند کمبود فضای شهری و وجود موانع طبیعی، ساخت تونل‌های جدیدی را ایجاب می‌کند، در این صورت با توجه به نحوه‌ی حفر تونل، ایجاد تونل‌های جدید در کنار و در تقاطع با تونل قبلی، امری اجتناب ناپذیر خواهد بود؛ بنابراین عکس‌العمل و تحلیل پایداری بین تونل‌های جدید و تونل‌های قبلی یکی از مهم‌ترین موضوعاتی است که در هنگام ایجاد تونل‌های جدید به آن پرداخته می‌شود به طوری که تونل قبلی باید قابلیت و کارایی خودش را حفظ نماید. مسیر آزادراه تهران شمال از منطقه غرب تهران و در محل تقاطع با شهید همت شروع و در امتداد مسیر خود، کوهستان البرز را با تونلی به طول تقریبی 6400 متر (از کیلومتر 800+47 الی 200+54) قطع می‌نماید. تونل‌های بزرگ البرز به صورت دوقلو از بزرگ‌ترین سازه‌های در دست احداث آزادراه تهران ـ شمال می‌باشند که از شمال گچسر شروع و تا پل زنگوله در جاده کرج ـ چالوس ادامه می‌یابند. تونل‌های البرز شامل دو تونل اصلی (رفت و برگشت) و یک تونل اکتشافی (بین دو تونل اصلی) است. عرض تونل اصلی البرز 04/12 متر و ارتفاع آن 07/9 متر می‌باشد. تونل‌های اصلی البرز توسط تونل‌هایی تحت عنوان دستک‌های تهویه که به صورت شیب‌دار در فواصل تقریبی 600 متر به تونل اکتشافی که فی‌مابین تونل‌های اصلی حفر گردیده است متصل می‌گردد. عرض دستک‌های تهویه 2/5 متر و ارتفاع آن‌ها 33/5 متر می‌باشد. به خاطر حفر تونل اکتشافی و تونل اصلی موازی در کنار آن و سپس حفر تونل دسترسی در بین آن‌ها شرایط نسبتاً پیچیده از قبیل تغییرات تنش، جابجایی و... به وجود می‌آید. هدف اصلی از انجام این تحقیق بررسی عددی تأثیرات حفاری تونل‌های دسترسی شیب‌دار بر پایداری تونل‌های اصلی می‌باشد. با توجه به وضعیت توده سنگ موجود در محل حفر تونل و فاصله‌داری کم درزه‌ها ناحیه‌ی در نظر گرفته شده به صورت یک محیط پیوسته مدل‌سازی گردید. جهت انجام این کار از نرم افزار FLAC 3D استفاده شد و ابعاد مناسب مش‌بندی و ابعاد بلوک با توجه به مدل‌های ساخته شده تعیین گردید. پارامتر‌های ورودی با توجه به اطلاعات موجود تعیین و به مدل اعمال شد. مراحل حفر تونل‌ها و نصب سیستم نگهداری به این ترتیب می‌باشد که ابتدا در مدل‌های ایجاد شده تونل اکتشافی حفر و نگهداری و سپس به مدل اجازه‌ی تعادل داده شده است، سپس تونل اصلی نیز حفر و نگهداری گردیده و مجدداً به مدل اجازه‌ی تعادل داده شده است، در نهایت تونل‌های دسترسی شیب‌دار حفر شدند تا تاثیر حفاری آنها بر تونل‌ اصلی بررسی شود. به این ترتیب اطلاعات به دست آمده از مدل‌سازی نشان داد که تأثیر حفر تونل شیب‌دار تا 5/1 برابر عرض تونل شیب‌دار از دیواره تقاطع ادامه می‌یابد و بیشترین تأثیرات واکنشی در سیستم نگهداری تونل اصلی ناشی از حفاری تونل شیب‌دار، به ترتیب در دیواره چپ، دیواره راست و سقف تونل اتفاق می‌افتد. همچنین، جهت حفاری تونل شیب‌دار تأثیر کمی بر نیروها و گشتاورهای القایی ناشی از حفر تونل شیب‌دار خواهد داشت ولی در هر صورت، حفر تونل شیب‌دار از سمت تونل اکتشافی به سمت تونل اصلی باعث افزایش در نیروی محوری و گشتاور محیطی خواهد شد. همچنین در این پژوهش، عمق تونل به عنوان مهم‌ترین عامل در پایداری تقاطع‌ تعیین شد، به طوری که با افزایش عمق پایداری تقاطع به شدت تهدید می‌شود. در نهایت با توجه به تحلیل‌های صورت گرفته، به دلیل تمرکز تنش بالا در محل تقاطع تونل شیب‌دار با تونل اصلی سیستم نگهداری جدیدی پیشنهاد شد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی