Skip to main content
SUPERVISOR
Lohrasb Faramarzi,Raheb Bagherpour
لهراسب فرامرزي (استاد راهنما) راحب باقرپور (استاد راهنما)
 
STUDENT
MORTEZA KARAMI
مرتضي کرمي

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده معدن
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387

TITLE

Selection of tunnel borning machine and segment bype for Sabzkouh water transfering tunnel.
The Sabzkouh water conveyance tunnel, with approximately 11 Km length and Northern-Southern trend is studying in order to transfer of 90 million cubic meters of water per year from Sabzkouh area to Choghakhor dam, about 80 Km south of the town of Shahrekord in Chahar Mahal-e Bakhtiari province. This tunnel will provide required Water for agronomy and potable consumption of Broujen town by increase of Choghakhor dam's water level. Main purposes of this thesis are choice of proper tunnel boring machine (TBM) for excavation of Sabzkouh water conveyance tunnel and determination of segmental lining of this tunnel. With studying of Results of laboratory's tests and field observations, rock masses of tunnel route have been categorized by major classification systems (RMR, Q and GSI) and then geomechanical parameters of these rock masses have been estimated by prevalent empirical relations. Finally, three geotechnical zones with almost similar geological features and geomechanical parameters for rock masses of Sabzkouh tunnel route have been specified. Proper TBM for excavation of Sabzkouh water conveyance tunnel have been choosen by consideration of geological features and geomechanical parameters of three geotechnical zones within tunnel route and studying of properties and application conditions of hard rock TBM's. The tunnel boring machine should bore through the anticipated changing ground conditions and also should be capable of installing the segmental lining of the tunnel, therefore double shield TBM is proposed. With consideration of geomechanical properties of each zone and specifications of proposed TBM, numerical analysis has been implemented based on continuum method by FLAC 3D software. High local groundwater flow into rock tunnels is a technical and environmental problem for underground constructions. Geological features such as fault zones, open fractures and dykes can be the source of very high local inflows. Therefore each zone have been analyzed with dry and wet states. For zones that have high hydrostatic water pressure, these Analysis have been implemented by consideration of pre-grouting zone in environment of tunnel and ahead of tunnel face. Grouting is performed to provide adhesion between the precast concrete segments and the ground. The assessment of the grouting quality by pull-out tests and core sampling is destructive, time consuming and expensive. The ideas for the pre-grouting are to reduce groundwater pressure as well as to consolidate the fractured zone in rock formations.Because of high overburden and weak geomechanical properties of geotechnical zones within Sabzkouh tunnel route, these zones are susceptible for squeezing phenomena. Also it is important to accurately evaluate the load acting on a shield tunnel lining for the economical and rational design of shield tunnel lining.
تونل انتقال آب سبزکوه به طول تقريبي 11 کيلومتر در راستاي تقريباً شمالي- جنوبي از ارتفاعات کلار مشرف بر درياچه سد چغاخور در استان چهارمحال و بختياري و در حدود ?0 کيلومتري جنوب شهرکرد مي‌گذرد و هدف نهايي آن انتقال 90 ميليون متر مکعب آب در سال از حوزه سبزکوه به سد چغاخور و تأمين آب مورد نياز براي مصارف کشاورزي و شرب شهرستان بروجن از طريق افزايش ارتفاع اين سد است. هدف اصلي اين تحقيق، انتخاب يک TBM مناسب براي حفاري تونل انتقال آب سبزکوه و تعيين پوشش سگمنتي اين تونل مي باشد. با استفاده از نتايج آزمايش هاي آزمايشگاهي و برداشت هاي صحرايي، توده هاي سنگي مسير تونل مورد مطالعه بر اساس سيستم هاي طبقه بندي RMR، Q و GSI طبقه بندي شده و پارامترهاي ژئومکانيکي توده هاي سنگي با استفاده از روابط تجربي رايج، تخمين زده شده است. در نهايت سه زون ژئوتکنيکي با ويژگي هاي زمين شناسي و پارامترهاي ژئومکانيکي تقريبا مشابه براي توده هاي سنگي مسير تونل انتقال آب سبزکوه تعيين گرديده است. انتخاب TBM مناسب براي حفاري تونل انتقال آب سبزکوه با بررسي ويژگي هاي زمين شناسي و پارامترهاي ژئومکانيکي هر يک از اين سه زون و نيز مطالعه خصوصيات و شرايط کاربرد انواع TBMهاي مورد استفاده براي حفاري سنگ انجام شده است. با توجه به پارامترهاي ژئومکانيکي هر زون و خصوصيات ماشين انتخاب شده، تحليل عددي به روش پيوسته و با استفاده از نرم افزار FLAC 3D انجام شده است. شرايط تحليل براي هر کدام از زون ها به صورت شرايط خشک و شرايط همراه با آب زيرزميني بوده است و براي زون هايي که تحت فشار بالاي هيدرواستاتيک بوده اند، تحليل ها با در نظر گرفتن زون پيش تزريق انجام شده است. از آنجايي که زون هاي مسير تونل انتقال آب سبزکوه به واسطه روباره زياد و نيز خواص ژئومکانيکي ضعيف مستعد پديده مچاله شوندگي هستند، در نظر گرفتن اضافه حفاري بهينه براي TBM به منظور جلوگيري از گير کردن سپر فولادي آن و وارد شدن بارهاي فراتر از مقاومت سگمنت هاي بتني، در تمام تحليل هاي فوق ضروري است. تعيين ميزان ميلگرد فولادي لازم براي تسليح سگمنت هاي پوششي تونل بر اساس آئين نامه ACI 318 – 05 انجام گرفته است. در نهايت پس از بررسي نتايج حاصل از تحليل هاي عددي، ضخامت و ميزان تسليح فولادي بهينه پوشش سگمنتي بتني تونل تعيين شده است.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی