تعيين فشار جبهه كار حفاري با EPB به روش‌هاي تحليلي، تجربي و عددي (مطالعه موردي: متروي تبريز)

تعيين فشار بهينه جبهه كار از مهم­ترين مسائل قابل توجه در حفاري تونل با دستگاه TBM-EPB است. اين پارامتر با نشست­هاي سطحي ناشي از تونل­سازي در ارتباط است. در اين نوشتار فشار جبهه كار تونل متروي خط 2 تبريز در بخش غربي مسير با استفاده از روش تجربي COB و روش­هاي تحليلي Atkinson، Leca، Krause و Jancsecz و مدل­سازي عددي سه بعدي در نرم­افزار المان محدود Abaqus محاسبه گرديده است. پس از آن، مقادير فشار جبهه كار محاسيه شده با روش­هاي تجربي، تحليلي و عددي با مقادير فشار جبهه كار اعمال شده در طول عمليات حفاري مقايسه شده است. خط 2 متروي تبريز در محدوده مذكور در خاك عمدتاً درشت­دانه با چسبندگي پايين و در زير سطح ايستابي حفاري شده است. نتايج اين مطالعه نشان مي­دهد در بين روش­هاي تعيين فشار جبهه كار، روش تجربي COB و روش تحليلي Krause تطابق بيشتري با آنچه كه در واقعيت روي داده است، داشته­اند. روش COB با اختلاف جزئي در جهت اطمينان عمل كرده است. روش­هاي Atkinson و Jancsecz با اختلاف محسوسي مقادير بيشتري نسبت به ساير روش­ها و واقعيت محاسبه نموده­اند و روش Leca در حالت كلي نتايجي بر خلاف اطمينان ارائه داده است. مدل­سازي­هاي سه بعدي عددي با اعمال فشار واقعي جبهه كار و تزريق، نشست­ها را به خوبي تخمين زده و مي­توان گفت در ادامه مسير با مدل­سازي در Abaqus و اعمال فشارهاي محاسبه شده به روش COB مي­توان پيش بيني بسيار نزديكي از آنچه كه در واقعيت روي خواهد داد، انجام داد.

In the present paper, results of empirical, analytical and numerical methods for determination of face support pressure in mechanized tunneling and measurements of tunneling induced surface settlements and applied face support and grout injection pressures during the construction of Tabriz underground railway line 2 (TUR2) are presented. Face pressure plays an important role in the evolution of tunneling induced-ground movements. Determination of optimum face stability pressure is a major challenge in TBM tunneling.