Skip to main content
SUPERVISOR
Ebrahim Ghasemivarnosfaderani
ابراهيم قاسمي (استاد راهنما)
 
STUDENT
Omid Lotfi forooshani
اميد لطفي فروشاني

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 دهه‌هاي اخير، تکنولوژي‌هاي مورد استفاده براي حفر تونل در محيط‌هاي سنگي پيشرفت‌هاي‌ چشمگيري داشته است. امکان ساخت ايمن‌تر، اقتصادي‌تر و سريع‌تر فضاهاي زيرزميني از جمله نتايج اين پيشرفت‌ها مي‌باشد. بررسي‌ها نشان مي‌دهد که از منظر اقتصادي، زيست محيطي و ايمني استفاده از ماشين حفر تونل (TBM) براي حفر تونل‌هاي با مقطع دايره‌اي شکل و با طول بيشتر از 1 کيلومتر بهترين گزينه مي‌باشد. عموماً TBMها را با توجه به ميزان سختي زمين به دو نوع TBMهاي سنگ سخت (محکم) و TBMهاي زمين نرم تقسيم‌بندي مي‌کنند. براي ارزيابي چگونگي عملکرد TBMهاي سنگ سخت از شاخص‌هاي کارايي استفاده مي‌شود. مهم‌ترين اين شاخص‌ها عبارتند از: نرخ نفوذ (PR)، نرخ پيشروي (AR) و بهره‌وري (U). از ميان اين سه شاخص، بهره‌وري تأثير قابل توجهي بر مدت زمان اجراي يک پروژه و ميزان هزينه‌هاي ناشي از آن دارد. بهره‌وري بصورت درصدي از مدت زمان حفاري دستگاه به کل زمان کاري تعريف مي‌شود. مي‌توان گفت کليه‌ي عواملي که باعث ايجاد تأخير در حفاري مي‌شوند مي‌توانند باعث کاهش ميزان بهره‌وري TBM شوند. هدف اين تحقيق ارزيابي بهره‌وري TBMهاي سنگ سخت با توجه به وضعيت کيفي توده‌سنگ مي‌باشد. با توجه به اين مسأله که سيستم RMR علاوه بر سهولت محاسبه نسبت به ديگر سيستم‌هاي طبقه‌بندي مهندسي سنگ، بسياري از خصوصيات سنگ را در بر مي‌گيرد، لذا از اين سيستم به منظور ارزيابي بهره‌وري TBMهاي سنگ سخت استفاده شده است. بدين منظور با استفاده از داده‌هاي تونل انتقال آب نوسود (قطعه جنوبي ليله)، مقادير RMR و تأخيرات پروژه محاسبه شده است. با توجه به اينکه بيشترين ميزان تأخيرات اين پروژه مربوط به شرايط نامساعد زمين‌شناسي بوده است، لذا در اين تحقيق رابطه‌ي بين تأخيرات زمين‌شناسي (GRRD) و مقدار RMR با استفاده از آناليزهاي رگرسيوني در فرم‌هاي گوناگون مورد بررسي قرار گرفت. با توجه به مقادير ضريب تعيين در آناليزهاي رگرسيوني مي‌توان گفت که ارتباط معناداري بين مقدار GRRD و RMR وجود دارد. همچنين به منظور ارزيابي بهره‌وري TBM در تونل نوسود، آناليزهاي رگرسيوني در فرم‌هاي گوناگون مورد بررسي قرار گرفت. با توجه به مقادير ضريب تعيين، بهترين رابطه به منظور ارزيابي بهره‌وري در تونل نوسود (قطعه جنوبي ليله) بر اساس RMR، تابع چند جمله‌اي درجه دو بوده است. علاوه بر موارد ذکر شده، در اين تحقيق سعي بر آن بوده است تا با ايجاد يک پايگاه داده‌ بر اساس داده‌هاي چندين پروژه‌ي تونل‌سازي، يک مدل جامع‌تر به منظور ارزيابي بهره‌وري ماشين حفاري دو سپر با توجه به خصوصيات کيفي سنگ، ارائه شود. نتايج حاصل از آناليزهاي رگرسيوني در فرم‌هاي گوناگون نشان مي‌دهد که بين بهره‌وري ماشين‌هاي دو سپر و RMR رابطه‌ي معناداري وجود دارد. همچنين با توجه به مقادير ضريب تعيين، بهترين رابطه به منظور ارزيابي بهره‌وري ماشين‌هاي دو سپر بر اساس RMR، تابع چند جمله‌اي درجه دو بوده است. نتايج حاصل از پيش‌بيني نشان مي‌ دهد اين رابطه توانسته با خطاي قابل قبولي مقدار بهره‌وري را پيش‌بيني کند.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی