Skip to main content
SUPERVISOR
Raheb Bagherpour,Alireza Baghbanan
راحب باقرپور (استاد راهنما) عليرضا باغبانان (استاد راهنما)
 
STUDENT
Siamak Doostdari
سيامک دوستداري محمدآبادي

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 شهرهاي بزرگ و همچنين عواملي مانند کمبود فضاي شهري و وجود موانع طبيعي، ساخت تونل‌هاي جديدي را ايجاب مي‌کند، در اين صورت با توجه به نحوه‌ي حفر تونل، ايجاد تونل‌هاي جديد در کنار و در تقاطع با تونل قبلي، امري اجتناب ناپذير خواهد بود؛ بنابراين عکس‌العمل و تحليل پايداري بين تونل‌هاي جديد و تونل‌هاي قبلي يکي از مهم‌ترين موضوعاتي است که در هنگام ايجاد تونل‌هاي جديد به آن پرداخته مي‌شود به طوري که تونل قبلي بايد قابليت و کارايي خودش را حفظ نمايد. مسير آزادراه تهران شمال از منطقه غرب تهران و در محل تقاطع با شهيد همت شروع و در امتداد مسير خود، کوهستان البرز را با تونلي به طول تقريبي 6400 متر (از کيلومتر 800+47 الي 200+54) قطع مي‌نمايد. تونل‌هاي بزرگ البرز به صورت دوقلو از بزرگ‌ترين سازه‌هاي در دست احداث آزادراه تهران ـ شمال مي‌باشند که از شمال گچسر شروع و تا پل زنگوله در جاده کرج ـ چالوس ادامه مي‌يابند. تونل‌هاي البرز شامل دو تونل اصلي (رفت و برگشت) و يک تونل اکتشافي (بين دو تونل اصلي) است. عرض تونل اصلي البرز 04/12 متر و ارتفاع آن 07/9 متر مي‌باشد. تونل‌هاي اصلي البرز توسط تونل‌هايي تحت عنوان دستک‌هاي تهويه که به صورت شيب‌دار در فواصل تقريبي 600 متر به تونل اکتشافي که في‌مابين تونل‌هاي اصلي حفر گرديده است متصل مي‌گردد. عرض دستک‌هاي تهويه 2/5 متر و ارتفاع آن‌ها 33/5 متر مي‌باشد. به خاطر حفر تونل اکتشافي و تونل اصلي موازي در کنار آن و سپس حفر تونل دسترسي در بين آن‌ها شرايط نسبتاً پيچيده از قبيل تغييرات تنش، جابجايي و... به وجود مي‌آيد. هدف اصلي از انجام اين تحقيق بررسي عددي تأثيرات حفاري تونل‌هاي دسترسي شيب‌دار بر پايداري تونل‌هاي اصلي مي‌باشد. با توجه به وضعيت توده سنگ موجود در محل حفر تونل و فاصله‌داري کم درزه‌ها ناحيه‌ي در نظر گرفته شده به صورت يک محيط پيوسته مدل‌سازي گرديد. جهت انجام اين کار از نرم افزار FLAC 3D استفاده شد و ابعاد مناسب مش‌بندي و ابعاد بلوک با توجه به مدل‌هاي ساخته شده تعيين گرديد. پارامتر‌هاي ورودي با توجه به اطلاعات موجود تعيين و به مدل اعمال شد. مراحل حفر تونل‌ها و نصب سيستم نگهداري به اين ترتيب مي‌باشد که ابتدا در مدل‌هاي ايجاد شده تونل اکتشافي حفر و نگهداري و سپس به مدل اجازه‌ي تعادل داده شده است، سپس تونل اصلي نيز حفر و نگهداري گرديده و مجدداً به مدل اجازه‌ي تعادل داده شده است، در نهايت تونل‌هاي دسترسي شيب‌دار حفر شدند تا تاثير حفاري آنها بر تونل‌ اصلي بررسي شود. به اين ترتيب اطلاعات به دست آمده از مدل‌سازي نشان داد که تأثير حفر تونل شيب‌دار تا 5/1 برابر عرض تونل شيب‌دار از ديواره تقاطع ادامه مي‌يابد و بيشترين تأثيرات واکنشي در سيستم نگهداري تونل اصلي ناشي از حفاري تونل شيب‌دار، به ترتيب در ديواره چپ، ديواره راست و سقف تونل اتفاق مي‌افتد. همچنين، جهت حفاري تونل شيب‌دار تأثير کمي بر نيروها و گشتاورهاي القايي ناشي از حفر تونل شيب‌دار خواهد داشت ولي در هر صورت، حفر تونل شيب‌دار از سمت تونل اکتشافي به سمت تونل اصلي باعث افزايش در نيروي محوري و گشتاور محيطي خواهد شد. همچنين در اين پژوهش، عمق تونل به عنوان مهم‌ترين عامل در پايداري تقاطع‌ تعيين شد، به طوري که با افزايش عمق پايداري تقاطع به شدت تهديد مي‌شود. در نهايت با توجه به تحليل‌هاي صورت گرفته، به دليل تمرکز تنش بالا در محل تقاطع تونل شيب‌دار با تونل اصلي سيستم نگهداري جديدي پيشنهاد شد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی