خانه » پروژه » عمران » دانلود پروژه تونل سازی
دانلود پروژه تونل سازی

دانلود پروژه تونل سازی

تونل سازی

فهرست مطالب
فصل اول ۱
تونلسازی درزمینهای سست غیر ریزشی ( سخت ) و تونلسازی بخشی ۱
مقدمه ۲
تونلسازی در زمینه های سست غیر ریزشی (سخت) ۲
تونلسازی درزمینهای سست غیر ریزشی ( سخت ) و تونلسازی بخشی ۳
روش های کلاسیک یا سنتی ۳
نشست سقف و ول شدن سنگ بالای فضا ۴
: قسمت بالائی (سقف) ، قسمت میانی ( مغز) و قسمت کف ۵
روش انگلیسی ۹
روش اتریشی ۱۳
روش های سنتی چند مرحله ای ۱۴
روش بلژیکی ۱۷
روش آلمانی ۲۲
روش های تونلسازی  : شرایط زمینهای نرم ۲۵
مقدمه ۲۵
سپرباز : ویژگیهای ساختاری اصلی ۲۹
. ۳۱
دنباله سپر ۳۲
لبه برشی ۳۲
سپرهای بسته و نیم بسته ۳۶
جنبه های خاص تونلسازی سپری ۳۶
سپرهای تونلسازی مرسوم ۴۳
روش های تونلسازی سپری خاص ۴۵
لوله گذاری ۴۹
کاربرد ها ۴۹
عملیات اصلی ۵۰
جمع بند ی و ملاحضات نهائی ۵۳
ماشینهای سنتی ۵۵
نوع : سپر باز با حفر دستی ۵۵
نوع : سپر نیمه مکانیزه ۵۶
نوع : سپر مکانیزه ۵۶
ماشینهای خاص ۵۷
نوع  : سپرهای دو غابی ۵۷
نوع : سپر تعالی با فشار زمین ( EPB) 58
نوع : سپر دو غالبی چگالی بالای تعادلی با فشار زمین ۵۹
فصل دوم ۶۰
روشهای تونلسازی : شرایط سنگ برای کاربرد ماشینهای حفار ۶۰
مقدمه ۶۱
ماشینهای حفار بازوئی : عمل و تجربه تونلسازی ۶۳
سیستم برش نوع مخروطی – ۶۵
سیستم برش نوع طبلکی ۶۸
آنجشانهای فشار بالا – ۶۹
سرمته های برشی ۷۰
سرمته های مخروطی – ۷۰
سرمته های شعاعی بزرگ ۷۱
سرمته های جلو بر ۷۱
کنترل ماشینهای حفار بازوئی . ۷۴
ماشینهای حفار بازوئی : انعطاف پذیری و سازگاری با شرایط تونلسازی ۷۵
سپرهای دارای بازوهای حفار ۷۵
(شکل ۲-۱ ) . ۷۶
ماشینهای حفار دو بازویه– ۷۷
تونل روز بنرگ : حفار چند بازویه – ۷۸
تأثیر ویژگیهای حفر سنگ بر عملکرد ماشین حفار بازوئی ۷۸
۸۶
ضریب تغییر شکل : ۸۷
انرژی ویژه ۸۷
نرخ حفر یا برش : ۸۷
۵- شکلهای چهارگانه برش (حرکات بازو : ۸۹
طراحی ، کنترل و هدایت پیشرفته ماشینهای حفار بازوئی ۹۰
مزایای استفاده از چنین سیستمی به شرح زیر بیان شده است : ۹۱
حفر تونل با چکشهای ضربه ای هیدرولیک ۹۱
ماشینهای حفار بازوئی : عملکرد در شرایط مختلف زمین شناسی ۹۴
ملاحظات و اظهار نظرهای نهائی ۹۵
مقایسه رود هدرهای تاج حفارمخروطی وتاج حفار طبلکی ‌(۱۰) ۹۷
تحلیل بردارهای سرعت بیت ۹۸
لغزش ماشین در اثر نیروهای عکس العمل ۹۸
مقایسه تفاوتهای عملیاتی رودهدرهای تاج طبلکی و تاج مخروطی ۱۰۰
جدول ۲-۶ –مشخصات دونوع رودهدر تاج مخروطی و تاج طبلکی ۱۰۰
مقایسه عددی مشخصات مکانیکی : ۱۰۱
مقایسه عملکرد کارگاهی ۱۰۳
توان حفر ۱۰۳
کیفیت بارگیری سنگهای خرد شده ۱۰۴
شکل دهی مقطع طولی تونل ۱۰۵
تولید گرد  و غبار ۱۰۵
حفاری در سینه کارهای دارای لایه بندی ۱۰۶
آبفشان (Water  get) 107
نسل اول آبفشان کم فشار ۱۰۷
نسل اول  آبفشان ، آبفشانهای کم فشار با دو افشانه (Nozzel) 108
نسل دوم آبفشان فشار متوسط ۱۰۸
نسل دوم آبفشان ، آبفشان های فشار متوسط با شیر قطع و وصل ضربه ای ۱۰۸
نسل سوم ، آبفشان فشار قوی : ۱۰۹
تشریح عملکرد آبفشان ۱۱۲
تاثیر آبفشان درتقلیل نیروی پشت بیت ۱۱۳
فصل سوم ۱۱۷
روشهای تونلسازی: شرایط سنگی برای استفاده از ماشین های حفر تونل (TBM) 117
مقدمه ۱۱۸
۱۱۸
TBM ها : پیشرفت و تجربه ۱۲۰
حفر با ماشین در سنگهای سخت : . ۱۲۱
عملکرد اصلی TBM 124
شرایط سنگ- ۱۲۶
برش دهنده های دیسکی ۱۲۷
برش دهنده های غلتشی ۱۲۸
پیشای برشی یا تاج حفار ۱۲۹
برش دهنده های لبه ای ۱۳۰
عملکرد TBM و ویژگیهای زمین ۱۳۱
زمان حفر تونل یا زمان حفر TBM : 132
عمر برش دهنده ۱۳۴
تونلهای قطر کوچک : حفر با TBM 135
کاربرد TBM در معادن زغالسنگ ۱۳۹
عملکرد TBMها در سنگ ۱۴۱
۱۴۴
تونل زیر دریائی Nova  Scdia  – ۱۴۵
افزایش پتانسیل اجرائی برش دهنده های دیسکی : ۱۴۸
مطالعات انجام گرفته در مورد عملکرد برش دهنده دیسکی ۱۴۹
نتایج عملکرد برش دیسک : ماسه سنگ با مقاومت متوسط ۱۵۱
تاثیر نفوذ: ۱۵۲
تاثیر زاویه لبه دیسک : ۱۵۲
تاثیر فاصله داری دیسک : ۱۵۳
عملکرد برش دیسک : سنگهای آذرین و رسوبی ۱۵۵
ویژگی های تونل مورد استفاده در حفر تونل Channel : 159
جمع بندی و ملاحضات نهائی ۱۶۱
۱- اندازه تونل و قابلیت تغییر : ۱۶۱
تذکرات : ۱۶۲
۳- شرایط سنگ سخت ۱۶۲
۵- بهبود عملکرد حفر : ۱۶۳
۷- ماشینهای کوچک و جمع و جور : ۱۶۴
۹- دامنه گسترده کاربرد : ۱۶۵
۱۱- انتخاب پیشانی برشی : ۱۶۵
۱۳- برش دهنده های دیسکی : ۱۶۶
۸- قابل اعتماد بودن TBM ها : ۱۶۷
مقدمه
تونلسازی در زمینه های سست غیر ریزشی (سخت)
با توجه به زمان انتشار کتاب مرجع ، ترجمه سه فصل اول آن ارائه شده است ، و پیشرفتهای فرآینده
در تکنولوژی سپرها و روش های حفر تونل ، مؤلف این کتاب بحث را در فصل چهارم با تونلسازی درزمینه های سست و روش های تونلسازی سپری ادامه داده است . به بیانی دیگر ، مولف عمر روشهای کلاسیک را پایان یافته تلقی کرده و کاربرد آنها را منسوخ دانسته است .
در اینجا به منظور آگاهی دانشجویان از روش های کلاسیک و سنتی تونل سازی بویژه تونل سازی بخشی سنتی با عنایت به مشاهبت این روش ها با تونل های معدنی از بعضی جنبه ها و طی یک روال منطقی در بیان توسعه هنر تونل سازی ، به اختصار اشاره ای به این روش ها می شود . منابع مورد استفاده در این قسمت عبارتند از :
۱-k.SZECHY.The  Art  of Tunnling .  Hungeri   Academy  of  scierce . Budapest .                                                                                                                ۱۹۶۶٫
۲- ژاک ماتیوا و ژان فرانسوا بوگارد (مولفین ) ؛ ابوالحسن و کامبیز هنبیا ( مترجمین ) ؛ روش های کلی اجزا ، بنا های زیر زمینی ، جلد سوم ؛ انتشارات دانشگاه تهران ؛ ۱۳۶۸ .
تونلسازی درزمینهای سست غیر ریزشی ( سخت ) و تونلسازی بخشی
به طور کلی مهمترین خطر در تونلسازی در زنمینهای نرم ، تنش زدائی زمینهای بالای قسمت حفاری شده است که با شکم دادن سقف و دیواره های جانبی تونل همراه است . این امر موجب ریزشهای موضعی یا حتی تخریب کامل فضای حفر شده می شود و ایمنی عملیات را فتهل می سازد . این پدیده در صورت وجود آب شدت بیش تری پیدا می کند
در صورت عدم کنترل این پدیده ، علاوه بر مشکلات ایمنی در حین احداث ، می تواند موجب نشست در سطح زمین و در نتیجه وارد آمدن خسارت به تأسیسات ، تسهیلات و ساختمانهای سطحی شود .
روش های کلاسیک یا سنتی
واضح است که فضاهای زیر زمینی با ابعاد کوچکتر ، خطرات کمتر ی در حین حفر دارند و زمان ایستائی یا خود ایستائی آنها طولانی تر است . در نتیجه حفر یکباره تمام رخ مقطع تونل معمول نیست و سطح مقطع تونل با حفر تونل های پیشر و قسمتها و یا حبهبه کارهای کوچکتر تقسیم می شود . ترتیب و مراحل این تونلهای پیشرو یا حبهبه کارها همیشه باید با عملیات لازم برای اجرای آنها ( حفر،نصب و احداث وسایل نگهداری موقت و پوشش دائمی و …) همراه باشد و بسته به طبیعت سنگ و همچنین شرایط فشار سنگ این مراحل با آنها مطابقت داشته باشد .
شایان ذکر است که احداث تونل به صورت چند بخشی ، مستلزم نصب ، باز کردن و با نمودنهای مکرر و پی درپی وسایل نگهداری موقت مختلف می باشد . دراین روش نه تنها کار زیاد و صرف بسیار زیاد و قابل ملاحظه ای از وسائل نگهداری الزامی است ، بلکه نشست بیشتر سقف و ول شدن مکرر سنگ بالای فضا و در نتیجه افزایش فشار سنگ را نیز موجب می شوند .
نشست سقف و ول شدن سنگ بالای فضا
، رفتارلانیفک و غیر قابل اجتناب و در هر باز کردن و تغییر و تعویض وسایل نگهداری موقت هستند (شکل ۱-۱ )
۱- لغزش بر اثر فرو ریختن یا ارزه دارشدن .
۲- خزش تیرهای سقف
۳- مقاومت نامناسب خالی
تذکر : ۶و۳ بر اثر سست تر شدن سنگ ناشی از وجود آب و آتشباری ، افزایش می یابند
۴- تونل یا جبهه پیشرو کف  ؛ ۲- تونل یا جبهه پیشرو بالائی ؛۳- تعریض تونل بالائی ؛ ۴- تعریض تونل پائینی .
شکل ۱-۱-  تغییرات و نشست سقف بر اثر نصب و باز کردن های مکرر وسائل نگهداری موقت در روش اتریشی
با توجه به این محایب ، رو بروز از کار برد روشهای تونلسازی بخشی ( به طورمعمول تونلسازی سنتی یا روش های معدنکاری نامیده می شود ) کاسته می شود  و کار تونلسازی امروزه از آن فاصله زیادی گرفته است .
در این روش ها سطح مقطع تونل به تعداد سطح مقطع های کوچکتر تقسیم می شوند و در طول تونل به صورت تونلهای پیشرو و با فاصله ای نسبت به هم جلو می روند . تونلهای پیشرو و با دویلهای بالا رو یا پائین رو به هم وصل می شوند . سطح مقطع تونل به سه بخش اصلی تقسیم می شوند
قسمت بالائی (سقف) ، قسمت میانی ( مغز) و قسمت کف
شکل ۱-۲- تونل پیشرو بالائی و تاقی قوسی در قسمت بالئی ، دیواره های جانبی در قسمت میانی ، و تونل پیشرو و کف بند درقسمت کف قرار می گیرند .
۱- قسمت بالائی
۲- تونل پیشرو بالائی
۳- تاق قوسی
۴- قسمت میانی
۵- دیواره جانبی
۶- تونل پیشرو و پائین دیواره
۷- تونل پیشرو و بالای دیواره
۸- قسمت کف
۹- کف بند قوسی
۱۰- تونل پیشرو و کف
حفر تونل های با  مقطع نعل اسبی ، طبق الگوی نشان داده شده در شکل ۳ ، اجرا می شود . روش ها به دو دسته کلی از جنبه یکپارچه یا منقطع اجرا کردن پوشش تقسیم می شوند . در حالتی که حلقه تمام مقطع حفر شده یکباره و دو یک طرف بتن ریزی می شود ، تونل به یکی از روشهای زیر ایجاد می گردد :
الف- روش غالب ایجاد یک دویل بالا رو بین تونل پیشرو و کف و بالائی و حفر تمام مقطع درپیک یک طول از قبل تعیین شده است . حفر و تعویض طبق الگوی نشان داده شده در شکل ۱- ۳- a از بالا به پایین صورت می گیرد که باربری ( درتونل ۱) و حفر( از تونل ۲شروع می شود ) می تواند به طور مستقل یا همزمان انجام گیرد . وقتی حفر یک حلقه در این مرحله تمام شد ، پوشش از کف تا سقف به صورت پی درپی و برای تمام طول حلقه حفر شده صورت می گیرد .
مزیت این روش گذشته از تأمین شرایط خوب حمل و نقل ، امکان داشتن جبهه کارهای متعدد و در نتیجه سرعت بالای پیشروی می باشد . عیب روش عدم تهویه یا تهویه نامناسب  سینه کارهای پیشروی است .
ب- روش دیگری که اغلب مورد استفاده قرار می گیرد ، روش پله ای با حفر زیر پائی یا رو به پائین طبق مراحل نشان داده شده درشکل ۳- ب می باشد . در این حالت نیز پوشش از کف به سمت بالا در یک حلقه تمام حفر شده اجرا می شود . در این روش ، باربری و حفر نمی تواند به طور کامل جدا از هم صورت بگیرد ( به بیانی دیگر ، حفر و باربری جدا از هم و یکی پس از دیگری انجام می شود و در نتیجه از سرعت پیشروی کاسته می شود ، ولی شرایط تحویه خوب است .
ج – آخرین و سومین روش از دسته اول ، حفر رو به بالا ازکف به سمت سقف طبق مراحل نشان داده شده در(شکل ۱-۳) می باشد . این روش را می توان درسنگ های متوسط سخت که سقف نیازی به نگهداری ندارد ، به کارگرفت . احداث پوشش مشابه روش های قبل از پائین به بالا و یکباره برای یک حلقه حفر شده صورت می گیرد .
در روش های دسته دوم ، انجام حفر و احداث پوشش درمراحل متناوب و یک درمیان اجرا می گردد .
الف – یکی از روشها حفر قسمت بالائی ( بلژیکی) است که در آن قسمت بالائی تونل با شروع یک تونل پیشرو بالائی در یک طول ازقبل تعیین شده حفر می شود . پس از آن طرفین تاق یا تونل پیشرو و بالائی در همان طول تعریض و سپس تاق تونل با استفاده از سنگ چینی یا دیوار چینی نگهداری می شود . عملیات با حفر یک برش مرکزی تا تراز کف ادامه می یابد و از داخل این برش میانبر یا دستکهائی به فواصل مشخص از هم به سمت دو دیواره به صورت برشهائی باریک حفر می شوند . از داخل دستکها ، ابتدا زیر تاق به صورت گود کنی و شبه ستونی کنده می شود و سپس گود کنی در طول پایه و دیواره ادامه می یابد (شکل ۱- ۳)
ب- در صورتی که زمین از استحکام کافی برخوردار نباشد تا تاق را نگهداری کند ، ابتدا دیواره های جانبی حفر و نگهداری می شوند . این کار با حفر تونل های پیشرو و در هر دو دیواره قبلا” صورت گرفته است (مانند روش آلمانی ) قسمت میانی فقط پس از تکمیل وآماده شدن مقطع تونل برداشته می شود.
ج- در زمینهای بسیار سست ، حفر از قسمت پائینی و تونل پیشرو و پائینی شروع و سپس دو طرف آن برداشته و نگهداری دو دیواره کف تأمین می شود ( مانند روش ایتالیائی ) .تونل پیشرو و مرکزی به فاصله بسیار کمی قسمت ۲درکف شروع و سپس دیواره هاا حفر می شود . با حفر مرحله به مرحله دیواره ها ،نگهداری آنها نیز انجام می گیرد .
حفر و ایجاد مرحله به مرحله قسمت بالائی یعنی ابتدا تونل پیشرو و بالائی و سپس دو طرف آن ، تاق قوسی تونل را تکمیل می کند .
روش انگلیسی
در روش انگلیسی مقاطعی به طول ۳تا۶متر در تمام مقطع از بالا به پائین حفر می شوند و سپس اجرای پوشش در تمام مقطع از پائین به بالا صورت می گیرد . کار با حفر تونل پیشرو و کف (باربری ) شروع می شود و هر ۵۰ تا ۶۰ متر دویل بالا روئی حفر می گردد تا از داخل آنها امکان حفر تونل پیشرو و بالائی را در نقاط متعدد فراهم می آورد . ابعاد تونل پیشرو بالائی نسبتا” کوچک است (۵/۱متر عرض و ۸/۱ متر ارتفاع ) و افقی که این تونل در آن قرار می گیرد بگونه ای است که سقف تونل پس از حفر با لبه بالائی تاج تونل پس از پوشش تقریبا” منطبق باشد . پس از این که سطح مقطع تونل بطور کامل حفر شد به فواصل ۳ تا ۶ متر طول مقطع حفر شده ، پوشش اجرا می شود . این طول به خواص مکانیکی زمین بستگی دارد ، هر چه زمین سست تر باشد طول حلقه ای که باید پوشش شود ، کوچکتر می باشد ( شکل ۱– ۴- a )
تعریض دو طرف تونل پیشرو بالائی با عمیق تر کردن آنها نیز همراه است ، در نتیجه ستونها و حیلهای نگهداری موقت نیز باید به طور پیوسته با ستونها و حایلهای طویلتر جایگزین شوند ، ( شکل ۱-۴- b) . وقتی کف تعریض شده قسمت بالائی به حد بالائی قسمت میانی رسید، کلیه پایه ها با ستونهای مایل نصب شده درتمام عرض قسمت بالائی جدید و تعویض شده می باشند ( شکل ۱-۴-c ) پس از تکمیل قسمت قوس تاق ، دیواره های دو طرف تونل پیشرو کف رو به پائین برداشته می شود ( شکل ۱-۴-d  ) و در حقیقت حفر مقطع تکمیل می گردد .
پس از تکمیل حفر تمام مقطع اجرای پوشش با سنگ چینی کف  بند و در غیر این صورت با قالب بندی و بتن ریزی دیواره های جانبی شروع می شود . امکان سنگ چینی دیواره های جانبی نیز وجود دارد و این سنگ چینی تا اجرای پوشش سقف ادامه می یابد ( شکل ۱-۴-e ) در حین اجرای پوشش ، چوب بستها پی در پی برداشته می شوند و برای اجرای پوشش در حلقه  بعدی و نگهداری موقت به جلو منتقل می گردند .
یک طرف حلقه پوشش ایجاد شده جدید از جلو به حلقه پوشش قبلی واز عقب به سیستمهای نگهداری موقت وصل می شود . در شکل ۵ یک تصویر سه بعدی ازروش انگلیسی نشان داده شده است .
روش چوب بستکاری درروش انگلیسی ، علیرغم این که شرایط کاری خوب و سرعت پیشروی بالائی را به دست می دهد . برای سنگهای محکم مناسبتر است ، چون در زمینهای سست ، چوب بستهای تاج تونل قادر به مقاومت دربرابر فشارهای سنگ بیشتر نیستند ، در نتیجه برای این چوب بستهای تاج بتوانند در برابر فشارهای بالاتر مقاومت کنند باید فاصله داری حایلهای تاج و ستونها را کاهش داد یا طول مقاطع را کم کرد .
کاهش فاصله داری یا طول مقاطع هر دو هزینه و مصرف چوب را افزایش می دهد .
مزیت روش تونلسازی سهولت عملیات حفر، چوب بستکاری . بارگیری و نصب و ایجاد پوشش است .
و این عملیات از نظر زمان و فضا تداخل ندارند و مشکلی از این جنبه ها برای هم درست نمی کنند عیب این روش ضرورت حفر سطح مقطعی بزرگتر از سطح مقطع لازم پس از ایجاد پوشش است و این امر ناشی در نظر گرفتن فضاهای لازم برای نصب کلاهک ، بغل بندها لا ستونها و لارده ها می باشد . تخریب گهگاه چوب بستها موجب تخریب دیواره و در نتیجه نشست و افزایش فشار می شود .
روش اتریشی
ترتیبات چوب بستکاری این روش در (شکل ۱-۷) نشان داده شده است در (شکل ۱-۷) نیز مراحل و گامهای حفر آورده شده است  . کار در این روش نیز با حفر تونل پیشرو و پائینی که به فاصله هر ۵۰ تا ۱۰۰ متر دویلی از آن به تونل پیشرو و بالائی حفر می شود . مانند روش انگلیسی قسمت بالائی تونل از داخل تونل پیشرو و بالائی تعریض و در عین حال عمیق می شود ، البته در این روش بر خلاف روش انگلیسی که لارده ها سقف عمود بر محور تونل است ، به موازات محور تونل قرار داده می شوند و تعریض نیز در طول های کوتاهی انجام می شود و برشها از بالا به پائین و مرحله به مرحله تا خاکبرداری تمام سطح مقطع برداشته می شوند ( شکل ۱-۷ ) .
بعد از حفر کف و ایجاد کف بند ، پوشش یا بتن ریزی از پائین یعنی از دیواره ها شروع و تا تاق در یک مرحله ادامه می یابد . مراحل و گامهای عملیاتی در (شکل ۱-۸) و (شکل ۱-۹)  آورده شده و نشان داده شده اند .
روش های سنتی چند مرحله ای
در میان روش های سنتی احداث تونل یا روش های معدنی ، روش هائی که پوشش نهائی آنها به صورت مقطع و در چند مرحله ایجاد می شود ، عبارتند از :
الف – روش گود کنی یا روش بلژیکی       ب – روش جا گذاری میانی یا روش آلمانی
ج- روش کف بند قوسی یا روش ایتالیائی   د- روشهای احداث ترکیبی ، که ترکیبی از روش های فوق انتخاب و ترکیب برخی از مشخصات اجرائی آنها است .
این روش هابه طور کلی در زمینها ی نرم به کار برده می شوند و عامل مهم در انتخاب آنها ، پایدار بودن زمین به شرح زیر است .
الف – روش بلژیکی به کار برده می شود که زمین واقع درزیر پایه های تاق قوسی به حد کافی پایدار باشد که به طور موقت تمام وزن قوسی که توسط فشار سقف بار گذاری شده است را بدون نشست تحمل کند .
ب- در زمینهائی که تحمل یا ظرفیت تحمل بار کمتری دارند ، ولی پایداری کافی برای تحمل بار ناشی از فشار سقف بدون جابه جائی و نشست عمده را افق پائین یا کف تونل ( دیواره های جانبی ) داشته باشند ، روش آلمانی مورد استفاده  قرار می گیرد .
ج- در زمینهای نرمتر که لازم است به منظور انتقال ایمن بارها تمام عرض تونل بارگذاری شوند ، از روش ایتالیائی استفاده می شود .
روش بلژیکی
این روش شبیه روش انگلیسی است ولی کم هزینه تر از آن است و فقط می تواند در زمینهای نسبتا” سخت به کار گرفته شود . تفاوت اصلی آن با روش انگلیسی آن است که درروش انگلیسی آن است که در روش انگلیسی قبل از شروع ایجاد پوشش ، تمام سطح مقطع تونل به طور کامل حفر می شود ، درحالی که در روش بلژیکی حفر و نصب یا ایجاد پوشش به تناوب صورت می گیرد . این روش به دو صورت اجرا می شود : با یک تونل پیشرو یا دو تونل پیشرو . حفر تونل پیشرو و در قسمت بالائی در سنگ های خشک و فقط برای تونل های کوتاه منطقی است .
دراین روش عملیات با حفر تونل پیشرو بالائی شروع  می شود . تعریض دو طرف و گود کردن دو طرف تا تکمیل حفر تاق صورت می گیرد .
ستونهای چوبی نگهدارنده سقف بر سنگ قسمت میانی تکیه داده می شوند . بتن ریزی یا پوشش تاق قوسی انجام می شود ( شکل ۱-۱۰ ) پس از تکمیل حفر و ایجاد پوشش تاق ، حفر و ایجاد پوشش در بقیه قسمتهای تونل به صورت های مختلف ادامه می یابد :
۱- با حفر گودال هائی به عرض ۲تا۳ متر در دیواره ها و تا کف تونل و با آرایشی مطابق شکل ۱۱ – الف ، بتن ریزی پایه های کناری به طور منطقع و طبق آرایش گودالهای حفر شده انجام می شود ، مراحل حفر و بتن ریزی نشان داده شده درشکل ۱۰ – الف در این روش، یک آرایش تخته شطرنجی را نشان می دهد . باید دقت کرد که به طور همزمان در یک مقطع دو طرف یا دو پایه راست و چپ حفر نگرند .
گرده میانی باقیمانده را می توان پس از بتن ریزی دیواره در تمام طول تونل یا به طور همزمان با ایجاد پوشش پایه ها با یک فاصله منطقی ، به نحوی که از سخت شدن و صلب شدن  پوشش پایه ها اطمینان حاصل شود ، به صورت گود کنی برداشت .
بدیهی است حفر همزمان قسمت میانی با عملیات گودکنی و ایجاد پوشش درپایه های کناری سرعت حفریا پیشروی را افزایش خواهد داد .
۲- برای سهولت حمل و نقل مواد و مصالح و شرایط کاری ارحج است که ترانشه ای مرکزی در قسمت میانی تا کف تونل حفر گردد . در این حالت دیواره های اطمینانی در زیر تاق و در دو طرف دیواره تونل هر کدام به عرض ۵/۱ تا ۲ متر به منظور نگهداری تاق استخراج نشده باقی گذاشته می شود . ازداخل این ترانشه دستکهائی باریک به سمت دیواره و با آرایشی شطرنجی حفر می شود . پس از حفر دسکتها ، پایه های کناری از داخل آنها بتن ریزی می شوند . ریل گذاری در کف ترانشه صورت می گیرد که با این وجود عملیات بارگیری و باربری سهبولت تحقق می پذیرد.
این روش فقط قابل به کارگیری در زمینهای سخت تا متوسط است ( شکل ۱-۱۱ )
گود کنی زیر تاق کار بسیار حساسی است و دسکتهای ایجاده شده نباید همزمان در کنار هم باشند و در حقیقت باید در مقاطع متناوب که بین هرکدام حداقل پایه ای از زمین به طور موقت با عرض ۲تا۳ متر باقی گذاشته شده است ، ایجاد شود . دقت خاصی در زمان بتن ریزی پایه ها در دو مقطع مجاور هم باید اعمال شود ، زیرا در ایجاد تراکم بین دو قسمت بتن ریزی مشکلاتی بروز خواهد کرد . به همین علت ، برای ایجاد صلیبیت لازم در پوشش ، باید اقدام به تزریق دو غالب سیمان در مراحل بعدی کرد .
پس از کندن دیواره و بتن ریزی پایه های کناری ، در صورت لزوم عملیات کف کنی و نصب کف بند قوسی صورت می گیرد .
۳- دیواره های جانبی را می توان با عملیا ت پیوسته متناوب احداث کرد . برای این کار جهبه کار پیشرو ی در دیواره ها و قسمت میانی به طور پیوسته در طول ۳تا۴ متر جلو برده می شود( شکل ۱-۱۱ ) . در این مورد ، نگهداری موقت کافی زیر تاق ها در دیوارهها از مهمترین کارهائی است که باید انجام شود و برای این کار معمولا” از تیر آهن استفاده می شود . گذشته از نصب تیر آهن ها به طور قائم ، تیر آهن هایی نیز به طور مایل از زیر تاق بتن ریزی شده تا کف بند به منظور جلوگیری از جابجائی دیواره های جانبی نصب می شود . این روش امکان نصب کف بند یا بتن ریزی سریع کف را بلافاصله بعد از احداث دیواره ها فراهم می سازد . در صورتی  که ارتفاع دیواره های جانبی بیش از سه متر باشد ، عملیات گود کنی بایستی در مراحل مختلف صورت گیرد .

(شکل ۱-۱۰) روش بلژیکی با شروع از تونل پیشرو بالائی

(شکل ۱-۱۱) حالتهای مختلف احداث دیوارهای جانبی

روش اصلاح شده بلژیکی ، از دو تونل پیشرو و بالائی و کف استفاده می کند که جهبه کار تونل پیشرو کف جلوتراز بالائی است . فاصله دو جهبه کار پیشروی این دو تونل از یکدیگر فقط ۲۵ تا ۳۰ متر است .
این دو تونل توسط دویلهائی که به فواصل مشخص از هم حفر می شوند ، به یکدیگر ارتباط دارند . وجود تونل پائینی مشکلات حمل و نقل ، بارگیری و آبکشی را حل می کند ، در عین حال عملیات حفر و احداث دیوارهای تونل می تواند بدون هیچ گونه تداخلی با عملیات حمل و بارگیری و آبکشی به طور همزمان انجام شود ( شکل ۱-۱۲) .
پس از حفر و تعویض قسمت بالائی و نصب سیستمهای نگهداری  موقت ، قالب بندی و بتن ریزی اتاق انجام می گیرد .
سپس عملیات با عمیق کردن ادامه می یابد و تونل پائینی می تواند در برداشت دیواره بنحو مفیدی مورد استفاده قرار گیرد .
روش آلمانی
در این روش ابتدا دو تونل پیشرو کف در دو طرف دیواره های جانبی احداث می شود . این دو تونل به طول مشخصی حفر و قالب بندی و بتن ریزی می شوند . ویژگیهای بتن ریزی و پر کردن قسمتی از فضای باقیمانده این دو تونل که بتن ریزی آنها ضرورتی ندارد ، توسط خرده سنگها در مرحله برداشت قسمت میانی ، همراه با آن برداشته می شوند . در حقیقت در طول مورد نظر تونل ، تونلهای پیشرو کف حفرو چوب بستکاری می شوند و از انتها به سمت ابتدای آنها بتن ریزی تونلها انجام می گردد ( شکل۱-۱۴ ) در صورتی که ارتفاع دیواره های جانبی بلند باشد ، امکان احداث دو تونل پیشرو میانی بر روی دو تونل پیشرو کف نیز وجود دارد ( شکل۱-۱۴ )
پس از احداث دیواره های جانبی ، تونل پیشرو و بالائی حفر می گردد . عملیات تعریض و حفر دو طرف تونل پیشرو بالائی مشابه به روش بلژیکی انجام می شود . پس از تعزیض سیستم نگهداری موقت نصب می گردد.
قالب بندی و بتن ریزی سقف یا اتاق ادامه عملیات را تشکیل می دهد . بعد از بتن ریزی سقف برداشت یا حفر قسمت میانی تا رسیدن به کف بند ادامه می یابد . بتن ریزی کف بنده نیز همزمان با رسیدن به کف شروع می شود . در نهایت و در صورت لزوم و به منظور تقویت پوشش ایجاد شده می توان از پوشش های بهسازی نظر سیمان کاری استفاده نمود . ( شکل ۱-۱۵ )
یکی از گزینه های روش آلمانی ، عبارت است از حفر دو تونل پیشروی کف در دو دیواره ، بتن ریزی ، دیواره ها ، حفر تونل پیشرو بالائی ، توسعه و تعریض اطراف قسمت تونل بالائی تا رسیدن به دو تونل کف ، ایجاد پوشش سقف ، برداشتن قسمت میانی ( شکل ۱-۱۶ ) .
روش های تونلسازی  : شرایط زمینهای نرم
در گذشته روش های تونل سازی محدود بودند . به طور کلی چالزنی و آتشباری روش غالب بود . البته در زمینهای نرم روشهای حفر دستی به کار برده می شد . ماشینهای تونل سازی بنحو زیادی جایگزین چالزنی و آتشباری شده اند ، با این وجود روش چالزنی و آتشباری هنوز تنها روش عملی مورد کاربرد در زمینهای بسیار سخت می باشد . حفر با روش های دستی در زمینهای نرم نیز در حد گسترده ای به کار گرفته می شود .
مقدمه
انجام روش تونلسازی متأثر از عوامل متعددی بشرح زیر می باشد :
۱- شرایط زمین – شرایط زمین عامل اصلی است زیرا نه تنها بر انتخاب روش تأثیری می گذارد ، بلکه می تواند محدودیتهایی عمده ای برای برخی از روش های خاص ایجاد نماید .
(الف) زمینهای نرم – رسها – شنها ، ماسه ها و سنگهای هوازده در حالی که دستکها ی مختلف به طور کلی به عنوان مصالحی که برای حفر ، بویژه با روشهای دستی ، آسان هستند ، طبقه بندی می شوند البته موقعیت آنها در ارتباط با سطح ایستائی آبهای زیر زمینی و وجود مقادیر زیاد آب ممکن است آنها را به گل یا مصالح غیر مستحکم دارای شرایط جریان یافتگی تبدیل نماید که برای حفر تونل و کنترل زمین مشکلات به وجود می آورند .
ب) شرایط سنگ – مقاومت سنگها دامنه گسترده ای را از سنگهای رسوبی ضعیف ( نسبتا” ) با مقاومت ۱۰ الی ۴۰ مگا پاسگال تا سنگ های آذرین سخت با مقاومت ۱۵۰ تا ۳۰۰ مگا پاسگال ، در بر می گیرد . سنگهای با مقاومت پائین ممکن است از جهت سهولت حفر دارای مزیت باشند ، ولی مستلزم ملاحضات خاص نگهداری هستند بر عکس سنگهای دارای مقاومت بالا از جنبه حفر مشکلات بیشتری دارند ، ولی به حداقل نگهداری موقت نیازمند هستند .
(ج) شرایط جبهه کارهای مختلط – تونلسازی در سنگهای لایه ای اغلب مواجه با جبهه کارهائی است که در بالاترین قسمت جبهه کار خاک یا سنگهای بشدت هوازده و در پایین ترین قسمت آن سنگ وجود دارد ؛ این شرایط مشکلاتی را برای ماشینهای تونلسازی و تأمین و انتخاب وسائل موقت و مؤثر نگهداری به وجود می آورد .
۲- اندازه تونل – کلیه انواع تونلها از تونلهای کوچک مقطع با قطر کمتر از ۹/۰ متر تا تونلهای بزرگ مقطع با قطرهای بزرگتر از ۱۲ متر که توسط TBM  حفر می شوند ، مستلزم یک ارزیابی جامع و فراگیر از شرایط زمین می باشند . افزایش اندازه تونل تغییراتی در مشکلات عمده خاص تونلسازی ایجاد می کند .
۳- جنبه های زیست محیطی – عملیات چالزنی و آتشباری برای حفر تونل در مناطق شهری محدود شده و در بسیاری موارد ممنوع شده است . فعالیتهای تونل سازی می تواند سطح ایستائی آبها و شبکه زهکشی ها را تغییر دهد و بر سطح زمین تأثیر بگذارد . مشکل دیگری که وجود دارد مواحبه متناوب یا مستمر با بیرون زدن آب یا گاز در نزدیکی تونل یا حتی درطول مسیر تونل است . عوامل دیگری نظیر حرارت ، رطوبت و تأ ثیرات فشار اتمسفر ( ازجمله تأثیرات هوای فشرده ) می تواند اثرات عمده ای در انتخاب روش تونلسازی بگذارد .
۴- شرایط متغیر محلی – دسترسی به نیروی انسانی ماهر ، موقعیت فیزیکی ساختگاه تأسیسات و تسهیلات زیر بنائی محلی و غیری ، عواملی هستند که می توانند بر انتخاب روش تأثیر بگذارند .
در زمینهای نرم به طور کلی از سپرها به عنوان یک روش و عمل استاندارد و به منظور تأمین ایمنی برای افرادی که در تونل کار می کنند و برای دستیابی به راندمان بالاتر و مؤثر تر حفر استفاده می کنند .
سپرها تونلسازی مطابق با روش به کار گرفته شده تغییر می کنند وطراحی می شوند ، ولی کاراصلی آنها بدون تغییر مانده است . برخی از تونلهای کوچک در زمینهای نرم بسیاری از تونل ها ی معدنی و تونلهائی که در سنگهای سخت حفر می شوند ، بدون استفاده از سپر حفر می گردند ، زیرا در چنین شرایط تونلسازی استفاده از سپرها ضرورتی ندارد .
فعالیتهای اصلی تونلسازی عبارتند از حفر زمین همراه با کنترل فوری جهبه کار تونل و زمین اطراف محیط تونل با وسایل نگهداری موقت و در پی آن جایی کردن و انتقال مواد کنده شده و نصب سیستم نگهداری دائمی .
تونلهای سپری – روشهای تونلسازی سپری به واسطه موفقیتی که این روش ها در حفر تونلهای زیر آبی و یا تونلهایی که در محیط های آبدار حفر هستند ، به دست می آوردند ، رواج یافت . حفر تونل در زمینهای
جدول ۴-۱ شرایط زمین در ارتباط با تونلسازی  سپری
ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
دسته بندی اصلی خاک              توضیحات
ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
۱- خاک های ضعیف غیر چسبنده
ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
۱- خاک ها ی فاقد چسبندگی مشکلات عمده ای از جنبه ایمنی و راندمان حفر با استفاده از روش های معمولی تونلسازی در زمینهای نرم ایجاد می کنند .
۲- کاربرد سپر در هوای آزاد امری معمول است .
۳- سپرها امکان کنترل بهتری را بر روی فضاهائی که بعد از حفر تونل در بالای آن ایجاد می شود فراهم می آورند .
۴- این نوع خاک ها ماسه های رونده ، شنهای سست و سیلت را شامل می شوند .
ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
۲- خاکهای ضعیف پلاستیک              ۱- کار با سپرها امکان اعمال بهترین کنترل
را بر روی خاک هائی که حاوی آب زیاد
هستند وبسهولت در موقع کارسیلان پیدا می
کنند ، فراهم می آورند .
۲- کاربرد سپردر هوای آزاد امری عادی است
، هر چند در موارد خاص نیز هوای فشرده
به کار گرفته شده است .
۳- از جمله این نوع خاکها می توان رسهای
پلاستیک نرم را برشمرد .
۳-خاکهای واقع در زیر سطح ایستائی آب
۱- خاکهای واقع در زیر سطح ایستایی و خاک
هایی  که تحت تأثیر فشار آب قرار دارند ،
موجب بروز مشکلات خاصی می شوند .
تونلسازی سپری روشی پیشرفته برای حفر
موفقیت آمیز تحت چنین شرایطی است .
۲- حفر تونل در زیر سطح ایستائی معمولا”
مستلزم کاربرد سپر است ، مگر این که زمین
با تزریق دو غالب مناسب صلبیت کافی یافته     باشد یا سطح آب پائیین برده شده باشد .
۳- برای احداث تونل در زیر آبهای آزاد ،
تونلسازی سپری با هوای فشرده امری معمول
است ؛ با این وجود استثنائی وجود دارد و آن
موقعی است که بین تونل و آزاد ( سطح
زمین ) .
سپرباز : ویژگیهای ساختاری اصلی
اجزای اصلی ساختمان یک سپر باز را می توان در سه قسمت تشریح نمود : بدنه سپر، دنباله سپر ، و دندانه یا لبه برشی ، سپرها به گونه ای ساخته می شوند که شکلی مشابه سطح مقطع تونل اندکی بزرگتر می باشد . شکل دایره معمولترین شکل سپرها است و براحتی اجازه نصب قطعات نرم با استفاده از سپر توسط Marc Brunel  به عنوان روشی جهت دستیابی به ایمنی مناسب در جریان حفرو نصب پوشش و آستربندی ، صورت گرفت . اولین سپر توسط Bnnel ابداع و در احداث تونل تایمز در سالهای ۴۵-۱۸۲۵ به کارگرفته شد. این اولین کار سپر در تونلسازی در شرایط زیر آبی بدون استفاده از هوای فشرده بود .
دستاورد مهمی در تونلسازی سپری ، طراحی اولین سپر مدور ، دایره ای درسال ۱۸۹۶ توسط Great head  بود که با موفقیت در جریان حفر دومین تونل در زیر رودخانه تایمز به کار گرفته شد . این تونل نیز بدون استفاده از هوای فشرده حفر شد . سپر  Great  head  منبای سپرهای بعدی و مشابه آنهائی است که امروزه به کار گرفته می شوند .

برای خرید اطلاعات خود را وارد کنید
  • کلیه پرداخت های سایت از طریق درگاه بانک سامان انجام می گیرد.هر مرحله از خرید می توانید مشکل خود را با پشتیبان و فرم تماس با ما در جریان بگذارید در سریعترین زمان ممکن مشکل برطرف خواهد شد
  • پس از پرداخت وجه ، فایل محصول هم قابل دانلود می باشد و هم به ایمیل شما ارسال می گردد .
  • آدرس ایمیل را بدون www وارد نمایید و در صورت نداشتن ایمیل فایل به تلگرام شما ارسال خواهد شد .
  • در صورت داشتن هرگونه سوال و مشکل در پروسه خرید می توانید با پشتیبانی سایت تماس بگیرید.
  • پشتیبان سایت با شماره 09383646575 در هر لحظه همراه و پاسخگوی شماست
  • اشتراک گذاری مطلب

    راهنما

    » فراموش نکنید! بخش پشتیبانی مقاله آنلاین ، در همه ساعات همراه شماست

    اطلاعات ارتباطی ما پست الکترونیکی: Article.university@gmail.com

    تماس با پشتیبانی+ ایدی تلگرام 09383646575

    برای سفارشتان از سایت ما کمال تشکر را داریم.

    از اینکه ما را انتخاب نمودید متشکریم.

    معادله فوق را حل نمایید *

    تمام حقوق مادی , معنوی , مطالب و طرح قالب برای این سایت محفوظ است