بررسي تراست لازم حفاري در تونل انتقال آب بهشت آباد

Consideration of required thrust for tunnel excavation - Beheshtabad water conveyance tunnel

از چالش‌هاي اساسي در مقابل حفر تونل، عبور تونل از مناطق با پتانسيل مچاله‌شوندگي شديد است و در صورت كاربرد حفاري مكانيزه، بررسي تراست مورد نياز حفاري در اين مناطق اجتناب‌ناپذير است. تونل انتقال آب بهشت‌آباد به طول 65 كيلومتر با هدف انتقال ساليانه يك ميليارد مترمكعب آب به بخش ايران مركزي در حال بررسي است و با توجه به بررسي‌هاي زمين‌شناسي، در پهنه نوزدهم تونل، پتانسيل مچاله‌شوندگي شديد است. به همين سبب در اين مقاله روش‌هاي ارزيابي تراست لازم بررسي، و مقدار نيروي محوري لازم براي نفوذ در جبهه ‌كار محاسبه شده است. سپس نحوه شبيه‌سازي عددي به‌منظور ارزيابي تراست در پهنه مذكور، شرح داده شده و نتايج آن بررسي شده است. هم‌چنين با استفاده از روش راموني (2010) تراست لازم محاسبه و نتايج آن با شبيه‌سازي عددي مقايسه شده است. با توجه به نتايج مدل‌سازي عددي به‌منظور كاربرد ماشين‌هاي حفار تمام ‌مقطع سپردوبل در كيلومتر 31600-29030 و 34900-37490 در شرايط ژيومكانيكي بيشينه سه سانتي‌متر و در شرايط ژيومكانيكي كمينه ده سانتي‌متر اضافه‌ حفاري لازم است و تصميم‌گيري در ارتباط با كاربرد ماشين‌هاي حفار تمام مقطع در كيلومتر 31600-34900 منوط به حفر گالري اكتشافي و انجام آزمايش‌هاي تكميلي به‌منظور تعيين پارامترهاي تابع زمان سنگ است.

One of the major challenges in tunneling is the excavation in regions with the high potential of squeezing and in the case of application of full face boring machines, evaluation of the required thrust in these regions is inevitable. The Beheshtabad water conveyance tunnel with 65 km in length is considered for transition of one billion cubic water annually to the central part of Iran, and according to geological investigation there is a high potential of squeezing in the 19th section of tunnel. So in this article, the thrust evaluation methods are investigated and the required penetration force is calculated. Then the numerical procedure applicable to thrust evaluation in the 19th section is discussed and the results are analyzed. In addition, the required thrust to overcome shield skin frictional resistance using Ramoniʹs method (2010) is calculated and the outputs are compared to numerical ones. As a result of numerical simulation, in order to utilize double shield TBM for the sections of 29030-31600 km and 34900-37490 km, it is required to overcut 3 cm for the favorable geomechanical parameters and 10 cm for the unfavorable geomechanical conditions. Decision on the application of full face boring machines in the section of 31600-34900 km could be made providing long term parameters of host rock were determined via performing additional in situ tests in the exploration gallery.