كاربرد روش تونل كاري كم عمق براي حفاري كراس اور در خاك‌هاي ضعيف (مطالعه موردي‌: متروي شيراز)

روش هاي مختلفي براي حفر تونل‌ها ابداع و مورد استفاده قرار گرفته‌اند. اين روش‌ها به طور عام داراي نقاط مشترك بوده ولي در اجرا، هر كدام از آنها با هم تفاوت‌ داشته و ويژگي‌هاي مربوط به خود را دارا مي‌باشند. همواره با درنظر گرفتن كاهش ريسك، هزينه و زمان، بايد بهترين روش براي حفاري تونل انتخاب و اجرا گردد. انتخاب روش بهينه براي حفر تونل مستلزم شناخت كامل روش هاي حفاري و پارامترهاي  تأثيرگذار بر آنها مي باشد. از جمله پارامترهاي مهم كه بايد مورد مطالعه و ارزيابي قرار گيرد مي توان به مشخصات هندسي،  مشخصات زمين شناسي و ژئومكانيكي، شرايط پروژه و زيرساخت هاي موجود، زمان اتمام پروژه و مسائل زيست محيطي را نام برد. همچنين پيش‌بيني و كنترل نشست هم از لحاظ ايمني و هم از نقطه نظر اقتصادي از اهميت قابل توجهي در مناطق شهري برخوردار است. در سال هاي اخير، استفاده از تونل كاري در عمق كم براي حفاري فضاهاي زيرزميني از جمله ايستگاه مترو و فضاهاي مشابه در خاك‌هاي مختلف مورد توجه قرار گرفته كه به دليل عدم ايجاد خلل در ترافيك، در فضاهاي شهري مورد علاقه مي باشد.  تونل كاري در عمق كم و در خاك ضعيف، STM  نام گذاري مي شود. استفاده از اين روش در فضاهاي شهري مي‌بايست از نظر نشست در سطح زمين و اثرات آن بر سازه‌هاي روي زمين به طور دقيق  ارزيابي گردد. مطابق طرح خط 2 قطار شهري شيراز، در حد فاصل ايستگاه رحمت و دولت بين دو خط ريل اصلي مسير، يك تقاطع دو طرفه (كراس اور) ايجاد مي‌گردد. طول اين تقاطع حدود 5/136 متر و عمق روباره آن حدود 5/7 و دهانه آن حدود 22 متر مي‌باشد. اين مقاله به انتخاب روش حفاري مناسب جهت اجراي كراس اور به‌ روش كم عمق، با استفاده از مدلسازي عددي و با به‌كارگيري نرم افزار FLAC3D مي‌پردازد. هدف از مدلسازي عددي به روش سه بعدي، بررسي دقيق ميزان نشست حين اجرا و تعيين بهترين روش اجرا با كمترين ميزان نشست مي باشد. روش هاي مختلفي با تقسيم بندي‌هاي متفاوت جهت حفاري كراس اور مورد بررسي قرار گرفته و در نهايت دو روش قابل استفاده در اين مقاله ارائه و بهترين روش با كمترين ميزان نشست به‌عنوان گزينه برتر معرفي گرديد. بر اساس مدلسازي‌هاي انجام‌ شده، حداكثر ميزان نشست در سطح زمين با استفاده از گزينه برتر برابر 58/2 سانتيمتر تخمين زده شد.