ارزيابي تاثير فشار تزريق بر نشست سطح زمين در حفاري با دستگاه EPB (مطالعه موردي: خط 2 متروي تبريز)

Evaluation of the effect of injection pressure on Surface Settlement in Excavation with Earth Pressure Balanced Shield Machine (Case study: Tabriz Metro Line 2)

با توجه به حساسيت فضاي شهري، حفر تونل با عمق كم، به دقت و توجه بسياري نيازمند است. از مهم ترين نكات قابل توجه در حفر اين فضاها مي توان به نشست سطحي ناشي از حفر تونل اشاره كرد. در اين مطالعه، به پيشبيني نشست خط 2 متروي تبريز با روش هاي تجربي، تحليلي و عددي پرداخته شده است. بر اساس نتايج بدست آمده، ميزان نشست بيشينه در روش تجربي پك 23/8، روش تحليلي لاگاناتان و پولوس 14/9 و روش عددي تفاضل محدود با نرم افزار FLAC3D، 17/2 ميلي متر بدست آمده كه با توجه به ميزان نشست قرايت شده از ابزاربندي (كه برابر 16ميلي متر است) دقت نسبي روش هاي عددي و تحليلي مشخص ميگردد. سپس به تاثير تغييرات فشار تزريق بر روي نشست سطحي زمين با روش مدلسازي عددي پرداخته شده است. نتايج حاصل نشان داد كه ميزان تغيير شكل ناشي از فشار تزريق، بسيار ناچيز بوده و هدف اصلي آن، كمك به پر شدن فضاهاي ايجاد شده است. با بررسي ساير پارامتر هاي تاثيرگذار بر نشست سطحي مي توان دريافت كه با افزايش فشار روباره و چگالي، ميزان جابجايي قايم افزايش و با افزايش فشار جبهه كار، چسبندگي و زاويه اصطكاك، مقدار جابجايي قايم كاهش مي يابد. همچنين در ادامه با بررسي پارامتريك ميزان نشست سطحي و فشار روباره، چگالي و چسبندگي، نمودارها و روابطي ارايه شد كه بر اين اساس، ميزان نشست پيشبيني شده را در مدل مذكور بيان مي كند.

Earth Pressure Balance Machines (EPB) were used to excavate the Tabriz metro line 2. A critical section of the tunnel Has modeled in this study. The model has been verified by the monitoring data using the installed instruments on site. In addition, some crucial operational parameters of the Earth Pressure Balance Tunnel Boring Machine (EPBM) have also been studied to determine their effect on ground deformation and subsidence during tunnel excavation. Tunneling in shallow urban areas and on soft ground is always associated with risks that can have unpleasant consequences if ignored. Tunnel excavation removes a mass of soil and rock, leading to significant changes in strength around them, and causing the Earth to move. The tunnel has been excavated in a shallow soil environment; these effects will transfer to the ground. An earth pressure balance shield (EPB) is one of the most suitable methods to control the pressure in the tunnel front, decreasing the surface subsidence by controlling this pressure. The study applied three-dimensional (3D) numerical modeling to study the effects of TBM-EPB operating parameters on the deformation and subsidence of soft soils using FlAC3D software. According to the obtained numerical results, it seems that these slurry injection pressures did not have a significant effect on the improvement of stresses. The study investigated the influence of overburden pressure, cohesion, density, and diameter on injection pressure. The results indicate that decreasing or increasing the injection pressure in environments with different parameters has little effect on vertical displacement. To investigate how geomechanical factors of the environment influence deformation of the Earth's surface, models were constructed by keeping all the parameters constant according to which, with increasing cohesion and internal friction angle, the rate of subsidence decreases. While increasing the specific gravity of the soil, the amount of vertical displacements increases