بررسي تأثير متقابل تونل‌هاي دوقلو در محيط‌هاي شهري با استفاده از مدلسازي عددي سه‌بعدي (مطالعه موردي:تونل‌هاي خط يك قطار شهري تبريز)

Evaluation of Interaction between Line 1 Twin Tunnels of Tabriz Metro Using 3D Numerical Modelling

ارزیابی برهم‌كنش بین فضای زیرزمینی جدید و فضاهای زیرزمینی موجود و ارائه راهكارهای مناسب یكی از مهم‌ترین موضوعات تونلسازی در محیط شهری است كه توجه به آن از اهمیت خاصی برخوردار است. در برخی موارد ضروری است تا تونل‌ها در مجاورت یكدیگر حفاری گردند كه این امر منجر به ایجاد تأثیرات اندركنش مهمی می‌شود. در این مقاله با مدلسازی سه‌بعدی عددی تونل‌های دوقلوی خط یك سازمان قطار شهری تبریز، پایداری حفاری تونل‌های دوقلو با استفاده از روش كرنش بحرانی ساكورائی بررسی و همچنین الگوی تغییر شكل ایجادشده در سیستم نگهداری تونل‌های سهند و سبلان تعیین می‌گردد. همچنین تأثیر حفاری این تونل‌ها روی نشست سطح زمین و ساختمان‌های مجاور بررسی می‌گردد. جهت بررسی میزان نشست سطح زمین در مسیر حفاری تونل‌های دوقلوی قطار شهری تبریز از معیار كرامر و روش عددی تفاضل محدود (نرم‌افزار FLAC3D) استفاده‌شده است. همچنین به‌منظور بررسی تأثیر متقابل تونل‌های مذكور نیروها و ممان‌های اعمال‌شده روی سیستم نگهداری تونل‌های دوقلو پایش و ضریب ایمنی آن‌ها تعیین و در نهایت پایداری پایه قرارگرفته مابین دو تونل نیز موردبررسی قرارگرفته است. نتایج نشان می‌دهند كه تونل‌های مترو تبریز در خلال حفاری پایدار خواهند بود،نشست سطح زمین تأثیر قابل‌توجهی برسازه‌های اطراف نخواهد داشت، فاكتور ایمنی سیستم نگهداری در نقاط مختلف پایش شده مابین 5 الی 10 قرار می‌گیرد وپایه قرارگرفته مابین دو تونل پایدار خواهد بود.

Evaluation of interaction between new and existing underground spaces is one of the important problems in tunneling in urban areas. In some cases it is necessary to excavate tunnels close to each other’s. This, in turn, will lead to important interaction between these tunnels. In this paper, using 3D numerical modeling of line 1 twin tunnels of Tabriz urban railway, excavation stability of these tunnels, using critical strain of Sakurai, have been studied. Also displacement pattern of lining in both twin tunnels (Sahand & Sabalan) have been investigated. In next step, effect of excavation of these tunnels on the subsidence of surface and adjacent buildings, using Cramer criteria and finite difference method (FLAC 3D), have been studied. For the purpose of study of the interaction effects between these tunnels, forces and moments that act on the segmental lining of each tunnel and their safety factor have been verified. Eventually, stability of pillar that lies between two tunnels, have also been evaluated. The results show that: 1-twin tunnels of Tabriz metro will be stable during excavation. 2-Surface subsidence due to excavation of these tunnels will have no important effect on existing structures.3-Safety factors varies between 5-10 on the different positions of segmental lining. 4- Pillar that lies between twin tunnels will be stable