بررسي تاثير عوامل زمين شناسي و خصوصيات ژيومكانيكي توده سنگ بر انتخاب ماشين حفاري تمام مقطع در تونل انتقال آب سبزكوه

The Influence of Geological Features and Geomechanical Properties of Rock Mass on TBM Selection for Sabzkouh Water Conveyance Tunnel

پروژه تونل انتقال آب سبزكوه، به‌طول تقريبي ?? كيلومتر به‌منظور انتقال 90 ميليون مترمكعب آب در سال از حوزه سبزكوه به سد چغاخور در استان چهارمحال و بختياري و در حدود ?0 كيلومتري جنوب شهركرد در حال بررسي است. با توجه به‌طول زياد تونل و لزوم اجراي هرچه سريع تر و ايمن اين طرح و با عنايت به ميزان اندك تونل‌سازي با روش هاي سنتي، استفاده از روش حفاري مكانيزه در اولويت كار قرار گرفته است. به‌علت محدوديت دامنه كاربرد TBMها در شرايط پيچيده و نامطلوب زمين شناسي، انتخاب اين ماشين‌ها با بررسي‌هاي دقيق دستگاه و شرايط محيط انجام مي‌شود. شرايط زمين شناسي و خصوصيات ژيومكانيكي توده سنگ از جمله مهم‌ترين پارامترهايي است كه همواره اجراي تونل ها را تحت‌الشعاع قرار داده و مي‌تواند در انتخاب نوع TBM مناسب، نقش به‌سزايي داشته باشد. در اين تحقيق با تعيين مهم‌ترين خواص ژيومكانيكي و شرايط زمين شناسي توده سنگ منطقه بررسي شده، و تفسير نتايج حاصل از گمانه‌هاي ژيوتكنيكي، آزمايش هاي آزمايشگاهي و صحرايي و تدقيق آن‌ها با مشاهدات و برداشت-هاي صحرايي، توده سنگي مسير تونل به‌وسيله سه سيستم طبقه بندي مهندسي RMR، Q و GSI به سه زون ژيوتكنيكي تفكيك شد. سپس عمل‌كرد انواع TBM هاي باز، تك سپري و دوسپري براي حفاري در سنگ، بر اساس مقاومت ماده‌سنگ، خصوصيات كمي و كيفي درزه‌ها، عرض نواحي برشي و گسله، سطح آب زيرزميني و نيز شدت مچاله‌شوندگي توده‌هاي سنگي در هر زون بررسي شد و در نهايت TBM دو سپري به‌عنوان مناسب‌ترين دستگاه براي حفاري تونل سبزكوه پيشنهاد شد.

The Sabzkouh water conveyance tunnel, with a length of approximately 11 km to transferr 90 million cubic meters of water per year from the Sabzkouh area to Choghakhor dam, about 80 km south of Shahrekord in Chahar Mahal-e Bakhtiari province is under study. Because of the long length of this tunnel and also low rate excavation by traditional tunneling methods, the Tunnel Boring Machine has been a priority. Due to limitations of TBMs in complex and unfavorable geological conditions, based on the precise study performed, the machine was selected. The geological features and the geomechanical properties of rock masses play an important role to choose the proper TBM. In this paper, by estimation the most important geomechanical properties and geological conditions of the rock masses, with the interpretations of geotechnical logs and the laboratory test results combined with field observations, the rock mass of the Sabzkouh tunnel, based on the three common engineering systems of RMR, Q and GSI was classified. According to classification systems, the rock masses are divided into three geotechnical zones. Based on the uniaxial strength of intact rock, the properties of discontinuities, fault thickness and shear zones, the underground water level and the squeezing intensity the performance of hard rock TBMs was performed. Finally, double shield TBM for the excavation of Sabzkouh tunnel is proposed