دانلود رایگان مقاله مشاهدات حرکات زمین هنگام ساخت تونل به روش سپر دوغابی

چکیده
این مقاله نتایج بازرسی حرکات زمین به دلیل تونل زنی با روش سپر دوغابی در گسترش لیوشام، راه-آهن داکلند را شرح می دهد (از این پس با DLR عنوان می شود). تونل های DLR (تونل های دوقلو) از ایستگاهِ بوستان های جزیره تا ایستگاه گرینویچ در شرق لندن امتداد می یابند، از زیر رودخانه ی تایمز می گذرند و فاصله ای در حدود 2/4 کیلومتر دارند. ساختمان تونل ها که در عمق کمی واقع شده بودند نیاز به ارزیابی گسترده ای از آسیب های بالقوه ی ناشی از رانش زمین به سمت ساخت و ساز پوشاننده و مکانیسم های زیرزمینی داشتند. بنابراین، برای به حداقل رساندن حرکات زمین به طور موثر، از یک دستگاه سپر دوغابی با قطر 85/5 متر استفاده شد. در طول ساخت تونل کنترل دقیقی از حفاری انجام شد. در نتیجه، روش تونل زنی با سپر دوغابی در وولویچ و ریدینگ بِدز با نظارت بهتر و موفقیت به پایان رسید که به کاهش اتلاف حجم به اندازه ی کمتر از 1% منجر شد. این مقاله بر روی حرکات سطح زمین، به ویژه مقاطع فرونشست طولی و عرضی و اتلاف حجم در طول ساخت تونل تمرکز می کند که با شرایط زمین ارتباط دارد. بر اساس نتایج نظارت به همراه نتایج آزمون قبلی مدل سانتریفیوژ و دیگر داده های نظارت بر زمین، روش عملی پیش بینی مناسب حرکات زمین که توسط تونل زنی با سپر ایجاد شده، ارائه گردیده است.
نتیجه گیری
نتایج زیر را می توان از داده های ارائه شده در این مقاله گرفت:
روش تونل زنی با سپر مکانیزه ی دوغابی پیشرفته در WRB بر روی پروژه ی DLR با پیش-بینی های قبلی، موفق بوده است.
حداکثر اندازه ی فرورفتگی های به دست آمده ی سطح زمین (Smax) در همه ی بخش های نظارت 15 میلی متر و مقدار میانگین آن تقریبا 7 میلی متر اعلام شد که یک دستاورد بسیار عالی بود. این رقم بسیار کوچکتر از گزارش گذشته و حال در تاریخ موارد سپر دوغاب ژاپن بود و مفتخر به کنترل عالی بر روی حرکات زمین گشت.
فرورفتگی های عرضی به طور منطقی توسط منحنی های توزیع گاوسی نشان داده شدند. با این حال مقادیر نقاط عطف i بزرگتر از آنهایی بودند که قبلا پیش بینی شده بود. بنابراین، فرورفتگی های عرضی گسترده تر و پهن تر بودند. این مورد ممکن است به دلیل این واقعیت باشد که اندازه گیری های برخی از فرورفتگی ها بر روی ساختمان ها انجام شده بود و استحکام آنها تاثیر قابل توجهی بر روی فرورفتگی ها داشت.
وضعیت فرورفتگی های سطحی بخش های نظارت حتی می توانست با شرایط ناهمگون نما تداخل کند، مانند زمانی که تونل ها اکثرا در خاک های رسِ WRB ساخته می شود.
دو نوع طراحی کاربردی به منظور پیش بینی مناسب فرورفتگی های عرضی سطحی به دلیل سپر تونل زنی برای شرایط زمین از جمله خاک رس، ماسه و شن پیشنهاد شده اند که از این قرارند:
(الف) تابع خط عمق: i=K_z0
خاک رس: K=0/5
ماسه و شن: K=0/35
(ب) تابع قدرت C/D: (2i⁄D)=∝((C)⁄〖D)〗^β
خاک رس: ∝=1.5,β=0.8
ماسه و شن: ∝=1.0,β=0.7
معادله ی (الف) برای اکثر تونل ها مناسب است، چرا که مِیر و تیلور (1997) به این نتیجه رسیدند. معادله (ب) نیز برای تونل هایی با قطر زیاد است.
اهمیت حیاتی شرایط زمین و یک دانش دقیق تر از روند ساخت و ساز برای ارزیابی حرکات زمین بار دیگر اثبات گردید.
در مقایسه با داده های سربسته ی قبلی از سپر، هردو فرورفتگی بالای نمای تونل و فرورفتگی ناشی از فقدان دنباله به اندازه قابل توجهی کاهش یافتند.
میانگین فرورفتگی سطح به طور مستقیم در بالای تونل به اندازه ی Smax14/0 بود. مقدار اصلی فرورفتگی طولیِ قبل و بعد از تونل می توانست به طور منطقی با انتقال منحنی احتمال تجمعی بر اساس اَتوِل و وودمن (1982) برآورد شود، همانطور که مِیر و تیلور (1997) توصیه کرده بودند.
کنترل خوب بر حفاری تونل زمانی بهتر نتیجه می دهد که تلفات حجم به طور رضایت بخشی در اندازه ی %7/0 و در تمام نقاط کمتر از %0/1 باشد.

Abstract

This paper describes monitoring results of ground movements due to slurry shield tunnelling on the Docklands Light Railway Lewisham Extension (hereinafter referred to as DLR). The DLR tunnels (twin bored tunnels) run from Island Gardens Station to Greenwich Station in East London, passing under the River Thames, a distance of around 4.2 km. The construction of the tunnels, which were at shallow depth, needed an extensive appraisal of the potential damage induced by ground movements to the overlying and underground structures. Therefore, in order to effectively minimize the ground movements, a slurry shield machine with a diameter of 5.85 m was employed. Careful control of excavation was carried out during shield tunnel construction. As a result, the slurry shield tunnelling method in Woolwich and Reading Beds by well controlled monitoring was successfully conducted, leading to volume losses less than 1.0%. This paper focuses on the ground surface movements, particularly the transverse and longitudinal settlement profiles, and volume losses during shield tunnel construction, in relation to the ground conditions. Based on the monitoring results, combined with previous centrifuge model test results and other field monitoring data, practical methods to appropriately predict ground movements due to shield tunnelling are proposed.