Telegram-logo
Instagram-logo
تونل سازي سيري

در روش تونلسازي سپري متعارف و معمولي قطر تونل از ابتدا تا به انتها ثابت ميماند ولي با اين حال مواردي است که مانياز مند

اصول روش ناتم در تونل سازی

روش تونلسازی اتریشی (NATM)، در فاصله سالهای ۱۹۵۷ تا ۱۹۶۵ در اتریش ابداع گردید. نام این روش در سال ۱۹۶۲ در سالزبورگ و جهت تمیز

Baner-MineJobs
Baner-dictionary

https://www.mining-eng.ir/?p=707

فهرست مطالب

امروزه روشهاي مختلفي جهت حفر انواع تونل وجود دارد.برحسب شرايط اعم اززمين شناسي، نوع کاربري تونل، سطح مقطع تونل، ميزان پيشروي، ميزان سرمايه مورد نياز، مدت انجام پروژه و مهمتر ازهمه نوع سنگ در انتخاب روش موثر است.انوااع روش حفر تونل عبارتند از:

Tunneling Methods

      ●   (BLASTING) –حفر تونل به روش سنتي يا آتشباري
      ●   (TBM)–حفر تونل به کمک ماشينهاي تمام مقطع
      ●   ROAD HEADER–حفر تونل به کمک ماشينهاي بازويي
      ●   (SHIELD TUNNELING)–حفر تونل به کمک سپر
      ●   (CUT and COVER)–حفر تونل به کمک کند وپوش


◄   حفرتونل به روش سنتي(آتشباري)
براي اينکه راندمان حفر تونل را بالا ببرند، در قسمت هاي مياني جبهه کار تعدادي چال نزديک بهم وبا زواياي مخصوص حفر مي- کنند ونقشه انفجار را طوري در نظر مي گيرند که ابتدا اين چالها منفجر شود و يک جبهه کار آزاد براي ساير چالها فراهم سازد. مجموعه اين قبيل چالها به نام برش ناميده مي شود، اين برشها انواع مختلفي دارند که درزير به شرح آنها مي پردازيم.

◄   حفرتونل به روش موازي
برش هاي موازي اغلب براي تونل هاي کوچک مقطع به کار مي رونداما مي توان براي حفر تونل هاي بزگ مقطع نيزاستفاده کرد.دربرش موازي يک ياچندچال خالي به صورت افقي وبا قطرزياد(65تا175ميلي متر)موازي يکديگروعمود برسينه کارحفرکرده ودراطراف آنهاوبه فاصله10تا20سانتي متري چالهايي باقطرکم ونزديک به يکديگرو باخرج گذاري مناسب به وجود مي آورند.چال هاي قطور که خرج گذاري نمي شوند، نقش سطح آزادرابراي چال هاي کوچک دارندوچال هاي کوچک باتاخيرهاي 20تا30ميلي ثانيه آتش مي شوند .[1]
برش هاي موازي به اشکال مختلفي تحت نام هاي متفاوت صورت مي گيرند که داراي ويژگي هاي مشترکي به شرح زيرمي باشند:
چال ها باهم موازي، افقي وعمود برسينه کارهستند. چال ها به نوبت منفجرمي شوند.
برخي ازچال هاخرج گذاري نمي شوند


هنگام کاربابرش موازي نکات زير دقيقا بايدرعايت شوند:
      ●   آرايش، امتدادوخرج گذاري چال ها مطابق آنچه که مقرراست اجراگردد.
      ●   هرگونه تعديل نظيرازديادفاصله چال هاوميزان خرج،پيشروي راکم ميکند.
      ●   آتش کردن چال هاي هربرش مطابق طرح مربوطه صورت گيرد.
      ●   در6 يا 8 چال نزديک به چال خالي نبايدخرج فشرده درته چال بکاربرد.

انواع برش هاي موازي برحسب آرايش وابعاد چال هابه شرح زيرمعرفي مي گردد . [1]


1- برش شماره يک يا برش دواسپيرال: بيشترين پيشروي باين نوع برش مقدوراست.
2- برش شماره دو (TABY CUT2): حالت خاص ازروش قبلي بوده وميزان پيشروي اش ازآن کمتراست، چال زني و مکانيزاسيون حفر چال راحت تراست.
3- برش شماره سه(سه مقطعي،چهارمقطعي): بسيارزياد استعمال مي شوند و پيشروي آنهابيش ازبرش شماره دواست.
4-ب رش شماره چهار (Fagersta cut): چال هاي اين برش باپرفراتوردستي حفرمي شوند.
5- برش شماره پنج  (coromant cut): شبيه برش دواسپيرال است.
6- برش کانادايي (Burn cut): اين برش به اشکال مختلفي ديده مي شود، درمتداول ترين آنها قطرچال خالي وقطرچال انفجاري برابرهستند.
7- برش شماره هفت  Creater cut : دراين برش تغييرات ابعاد چال خطي است اگرقطر،عمق وطول خرج دوبرابرشود،حفره اي باعمق دوبرابربوجودمي ايد.
8- برش شماره هشت Benching cut

◄   حفرتونل به روش غيرموازي (زاويه اي)
دربرش غيرموازي حفره اي که درابتداي انفجارو مرکزتونل بوجودمي ايد شکل مخروط دارد و نتيجه انفجارچال هايي است که افقي اند، باامتدادتونل موازي نيستندو برسينه کارتونل عمود نمي باشند. اين برش رادرجايي بکارمي برندکه سطح مقطع تونل زيادباشد زيراح فرچال درامتدادي غيرموازي بامحورتونل مستلزم وجودفضاي کافي براي استقراردستگاه چالزني مي باشد.[1]


1 -برش گوه اي V cut : براي سنگهاي متورق و شکاف دارمناسب است.چال هاافقي ومايل با محورتونل حفرمي شون و دراثرانفجارشکل گوه اي مانند ايجادمي شود


2- برش بادبزني Fan cut : براي سنگ هاي متورق مانندشيل مناسب بوده و بيشترين موارداستعمال اين روش درحفظ تاسيسات مثل چوب بست ازاصابت سنگ درنزديک سينه کاراست.


3- برش هرمي(مرکزي) Pyramid cut,cernter cut,diamond cut : اين نوع برش براي حفر تونل درسنگ هاي سخت بکار مي رود. ازمعايب اين روش مي توان به مصرف زياد ماده منفجره، لرزش زيادهواوگردوخاک ونيازداشتن به مهارت بالا جهت حفر چاه نام برد.


مزايا و معايب برش موازي وزاويه اي درحفرتونل:
      ●   حفرچال موازي ساده ترازچال غيرموازي است. — ميزان خردشدن سنگ درچال موازي بيش اززاويه اي است.
      ●   درموازي،چال هاي برش حتمابايدموازي يکديگروعمودبرسينه کارباشد(درغيراين صورت پيشروي کم وطول ته چال زياد خواهدبود).
      ●   دربرش زاويه اي بايدانتهاي چال بهم نزديک باشد(درغيراين صورت پيشروي کم است).

◄    حفر تونل به کمک ماشينهاي تمام مقطع (TBM)
با توجه به تنوع شرايط زمين شناسي و ترکيبات خاک و سنگ موجود در مسير يک توتل بسته به شرايط انواع مختلفي از ماشين حفار تمام مقطع ساخته شده است.
در سال 1980 (ISRM) تعريف انجمن بين المللي مکانيک سنک  :[2]
در مورد سنگ سخت، مقاومت بيش از 50تا 100 مگا پاسکال و در مورد سنگ هاي نرم کمتر از 50 مگا پاسکال
ماشين هاي حفر تونل در سه گروه عمده زير دسته بندي مي شوند  : [3]
الف) دستگاههاي حفر تمام مقطع باز ب) دستگاههاي حفر تمام مقطع تک سپري ج) دستگاههاي حفر تمام مقطع سپر تلسکوپي
 

الف) دستگاههاي حفر تمام مقطع باز  (Open TBM)
ماشين هاي مقطع باز در مواردي که توده سنگ درون گير تونل از مقاومت کافي جهت تحمل ريزشي نداشته باشد، بهترين گزينه هستند. اين ماشين ها طراحي متفاوتي دارند ولي در کل دو سيستم دوکفشکه و تک کفشکه، داراي عموميت بيشتري در ميان سازندگان اين نوع ماشين ها مي باشد.
 ب) دستگاههاي حفر تمام مقطع تک سپري  (Single Shield TBM)
اين ماشين ها در شرايطي به کار مي روند که توسط سنگ درون گير تونل به قدري سست باشد که امکان استفاده از کفشک براي تامين نيروي پيشروي وجود نداشته باشد. نصب قطعات بتني در داخل سپر از ريزش ديواره ها جلوگيري کرده ومحيط مناسب براي فعاليت کارگران فراهم مي نمايد. سرعت پيشروي اين ماشين ها در زمين هاي سست و احياناً ريزشي، محدود به سرعت نصب قطعات بتني مي باشد. ماشين هاي تک سپري به صورت استوانه داراي پوشش بوده که در قسمت جلوي آن کله حفاري و در قسمت عقب دستگاه نصب سگمنت و جکهاي پيشران قرار گرفته اند.[3]


 ج) دستگاههاي حفر تمام مقطع سپر تلسکوپي  (Double Shield TBM)
براي اولين بار اين نوع ماشين با هدف کار در زمين هاي با شرايط مناسب به عرصه مهندسي تونل معرفي گرديد. اين ماشين علاوه بر دو سر جلو و عقب مجهز به جک هاي پيشران همانند ماشين تک سپري و کفشک، همانند ماشينهاي باز مي باشد. بنابراين اين ماشين توانايي کار در زمين هاي با مقاومت مناسب و همچنين شرايط ضعيف را دارا مي باشد. در حالتي که زمين مقاومت مناسب براي حفاري به کمک کفشک را دارد. ماشين مي تواند به حفاري و سگمنت گذاري مستقل از هم و همزمان با هم بپردازد و به همين دليل سرعت حفاري ماشين هاي سپر تلسکوپي به طورتئوريک دو برابر ماشين هايتک سپري و در عمل 30-40 درصدبيشتر از آن است. [3]


◄    حفرتونل به کمک سپرها  shield tunneling
حفرتونل درزمينهاي سست وريزشي، معمولابااستفاده ازسپرهاي فولادي انجام ميگيرد.اين سپرها غالبا مقطع دايره اي دارندوفضاي تونلد ممکن است طي شرايط هواي آزادياتحت تاثير هواي فشرده باشد .وجودسپرسبب مي شودکه بتوان حفاري رادرشرايط ايمن انجام داد و سيستم نگهداري اوليه رابرپاساخت ونشست زمين راکنترل کرد .[4]

شرايط استفاده ازسيستم سپر:
1-خاکهاي ضعيف وغيرچسبنده     2-خاکهاي رسي ضعيف وخميري    3-خاکهايي که تحت فشارآب قراردارند

انواع سپر
1-سپرهاي بازکه از سه قسمت بدنه،دنباله ولبه حفار تشکيل شده است.ازاين سپردرزمينهايي بکار مي برندکه به اندازه کافي سفت ومحکم هستندکه درجلوسپر ريزش نکنند.
2-سپر بسته که درمورد زمينهاي خيلي سست مثل بعضي ازرسهاوسيلتهاونيز ماسه هاي ريز روان استفاده مي شود.
3-نيم سپرهاکه به هنگام حفرتونل درزمينهاي خشک ياآبکشي شده،ازسپرهاي بامقطع نيم دايره يانيم بيضي براي نگهداري سقف تونل استفاده مي شودکه به آنهانيم سپر مي گوينداين شيوه درموردتونلهايي که درعمق کم حفر مي شوند نيز بکار مي رود.

◄    حفر تونل به وسيله ماشينهاي بازويي
درماشينهاي بازويي،يک يا چندبازوي حفاروجودداردکه سطح مقطع آن به مراتب کمترازسطح مقطع تونل است وباجابجاکردن آن درنقاط مختلف مقطع،تونل راحفاري مي کنند .[4]


شيوه حفاري به وسيله ماشين بازويي
حفرسنگ به وسيله ماشين بازويي طي يکي ازدومکانيسم پودرکردن و وتراشه کردن انجام مي گيرد. [4]
1-حفاري به روش پودرکردن:دراين شيوه، محوردوران سرمته درامتدادمحوربازوي دستگاه است.سرمته نيزحالت مخروطي داردوبتدريج بانفوذ سرمته به داخل سنگ ، تعدادبيشتري از ناخنها درحفر درگير مي شوند و برين ترتيب، سنگ تا عمق مورد نظر حفر مي شودوبا تغيير موقييت سرمته، اين عمل در نقاط مختلف مقطع تونل انجام مي شود.اين شيوه حفر سبب مي شود که دستگاه براي حفرسنگهاي محکم ونيز حفاري در شرايط دشوار زمين شناختي، مناسب باشد.


2-حفاري به روش تراشه کردن: اين شيوه حفاري عمدتا درماشينهاي حفار پيوسته وبراي حفر سنگهاي نرم وضعيف بکار مي رود ويکي از موارد کاربرد آن ، حفر لايه هاي زغال وسنگهاي رسوبي اطراف آن است.


مزاياومعايب دستگاه هاي بازويي
الف-مزايا
*ازآنجا که در اين دستگاهها عمليات حفاري، بارگيري مواد حفرشده وتخليه آنها همزمان انجام ميگيرد لذا درمقايسه با روشهاي سنتي،باصرفه ترند.
*درزمينهاي نرم ونيمه سخت، سرعت پيشروي زياد است. *پرسنل مورد نياز محدود است.
*با هدايت صحيح بازو مي توان مقطع تونل را مطابق شکل از قبل تعيين شده حفرکرد و بدين ترتيب،ازاضافه حفاري جلوگيري کرد.
ب-معايب
*هزينه هاي سرمايه گذاري اوليه زياد است. *پرسنل موجود بايد مهارت هاي ويژه اي داشته باشد.
*ماشين به هنگام حفر،گردوغبار زيادي توليد ميکند. *هزينه حمل قطعات وسوارکدن ماشين نسبتا زياد است.

◄    احداث تونل به روش کند و پوش
اين روش در مواردي امکان پذير است که در محل مرد نظر، سازه هاي سطحي وجود نداشته باشد ويا تخريب آنها امکان پذير باشد مهمترين موارد کاربرد روش کندن وپوش به شرح زيراست :[5]
الف- در تونلهاي زير سطح ايستابي به منظور احداث ناحيه حد واسط بين ترانشه اوليه وتونل اصلي
ب-دهانه تونل هايي که در نواحي کوهستاني احداث مي شوند.

ج-مناطق شهري


روشهاي اجرا
بسته وضعيت زمين وشرايط موجود در محل، از روشهاي مختلفي استفاده مي شود که مهمترين آنها عبارتند از:
–روش گود برداري با ديواره شيرواني،که دراين روش ديوارهاي ترانشه به صودرت شيرواني يعني با ديواره هاي کم شيب احداث مي شود ونيازي به سيستم نگهداري ندارد.
— روش ميخ کوبي ديواره که درآن ديواره پر شيب ترانشه را بوسيله ميله هاي فولادي به طول چندين متر، ميخ کوبي مي کنند
— روش نگهداري ديواره با سپر فولادي — روش استفاده از پايه هاي فولادي
— روش ديوار سازي بتني که در اين روش،قبل از عمليات گود برداري، ديوار قائمي به ضخامت 50 تا80 سانتي متر در دو طرف ديواره ترانشه مورد نظر احداث مي شود که نقش ديواره حائل وپرده آب بندي را بر عهده دارد.
— روش استفاده از ديوار پيش ساخته که در اين روش نيز عمليات مقدماتي يعني حفر گودال، به همان روشهاي قبلي انجام مي گيرد و پس از آنکه گودال تا عمق مورد نظر حفاري شد، قطعات پيش ساخته بتني رادر داخل آن قرار مي دهند.[5]

جدیدترین مطالب رو در ایمیل خود دریافت کنید

این مطلب را با دوستان خود به اشتراک بگذارید

اشتراک گذاری در telegram
اشتراک گذاری در whatsapp
اشتراک گذاری در facebook
اشتراک گذاری در twitter
اشتراک گذاری در linkedin
اشتراک در
اطلاع از
guest
0 نظرات
بازخورد (Feedback) های اینلاین
View all comments

فرم گزارش

خواهشمند است، فرم را تکمیل و ارسال نمایید.

راهنمای دانلود

  • اگر نرم‌افزار مدیریت دانلود ندارید، قبل از دانلود هرگونه فایلی، یک نرم افزار مدیریت دانلود مانند IDM و یا FlashGet نصب کنید.
  • برای دانلود، به روی عبارت “دانلود” کلیک کنید و منتظر بمانید تا پنجره مربوطه ظاهر شود سپس محل ذخیره شدن فایل را انتخاب کنید و منتظر بمانید تا دانلود تمام شود.
  • در صورت بروز مشکل در دانلود فایل‌ها تنها کافی است در آخر لینک دانلود فایل یک علامت سوال ? قرار دهید تا فایل به راحتی دانلود شود.
  • فایل های قرار داده شده برای دانلود به منظور کاهش حجم و دریافت سریعتر فشرده شده‌اند، برای خارج سازی فایل‌ها از حالت فشرده از نرم‌افزار Winrar و یا مشابه آن استفاده کنید.
  • چنانچه در مقابل لینک دانلود عبارت بخش اول، دوم و … مشاهده کردید تمام بخش‌ها می‌بایستی حتماً دانلود شود تا فایل قابل استفاده باشد.
  • کلمه رمز جهت بازگشایی فایل فشرده عبارت www.mining-eng.ir می‌باشد. تمامی حروف را می بایستی به صورت کوچک تایپ کنید و در هنگام تایپ به وضعیت EN/FA کیبورد خود توجه داشته باشید همچنین بهتر است کلمه رمز را تایپ کنید و از Copy-Paste آن بپرهیزید.
  • چنانچه در هنگام خارج سازی فایل از حالت فشرده با پیغام CRC مواجه شدید، در صورتی که کلمه رمز را درست وارد کرده باشید. فایل به صورت خراب دانلود شده است و می‌بایستی مجدداً آن را دانلود کنید.