اثر پارامترهاي طراحي روش چتري بر حفظ پايداري سينه كار؛ مطالعه موردي تونل سبزكوه

Influence of Design Parameters of Umbrella Method on Maintaining of Face Stability; Case Study of Sabzkouh Tunnel

كاهش عارضه هاي زيست محيطي ناشي از حفر تونلهاي كم عمق در زمينهاي ضعيف يكي از مهمترين مسائل در زمان حفاري اين تونلها ميباشد. معمولاً براي حفاري تونل در شرايط ذكر شده از روشهاي پيش نگهداري استفاده ميشود. روشهاي چتري از پركاربردترين روشهاي پيش نگهداري ميباشند. با توجه به پيچيدگي و كثرت پارامترهاي موثر، شناخت مكانيزم پيش تحكيمي روشهاي چتري نيازمند بررسيهاي عددي دقيق ميباشد. در اين مطالعه، روش پايپ روفينگ و بولت هاي سينه كار براي حفظ پايداري سينه كار دهانه شمالي تونل سبزكوه با استفاده از نرم افزار FLAC 3D به صورت سه بعدي مدلسازي شده است و به ارزيابي تاثير پارامترهاي طراحي مانند زاويه نصب لوله ها، قطر و فاصله عرضي لوله ها بر جابجايي عمودي تاج تونل پرداخته شده است. نتايج نشان داد كه كاهش زاويه و فاصله عرضي بين لوله ها، افزايش قطر و ضخامت لوله ها سبب كاهش جابجايي عمودي تاج تونل ميشود. همچنين بررسيها نشان داد كه با توجه به نمودار اندركنش ممان خمشي- نيروي محوري، سيستم نگهداري اوليه در مقاطع مختلف تونل در مقابل بار وارده از استحكام كافي برخوردار ميباشد.

Reduction of environmental effects is one of the most important problems during shallow tunnel construction in weak grounds. Pre-support systems are usually used for tunnel excavation in the mentioned conditions. The Umbrella methods are considered as the most popular pre-support systems in weak grounds. Due to complexity and many affecting parameters, accurate understanding of the mechanism of these methods needs precise three dimensional numerical modeling. In this study, in order to face stability in the north portal of the Sabzkouh tunnel, pipe roofing and cable bolts system is simulated with FLAC 3D code. Also, the influence of design parameters such as, installation angle of pipes, pipes diameter and pipes cross distance, on vertical displacement at the tunnel crown is investigated. The results indicate that a decrease in the installation angle and pipes cross distance, and also an increase in pipes diameter and thickness lead to a decrease in tunnel crown displacement. Furthermore, the results revealed that, with respect to interaction diagram of bending moment - axial force, the primary support system is strong enough against the loads in different section.