دانلود رایگان مقاله تجزیه و تحلیل عملکرد TBM در سنگ های آذرآواری: یک نمونه از تاریخچه تونل انتقال آب کرج

چکیده
تونل انتقال آب کرج (KWCT) 30 کیلومتر طول دارد و برای انتقال 16 متر مکعب بر ثانیه آب از سد امیرکبیر به شمال غرب تهران احداث شده است. محوطه ی شماره 1 این تونل طویل دارای طول 16 کیلومتر در حال ساخت با یک دستگاه TBM دو سپره می باشد و در حال حاضر حدود 7/8 کیلومتر از آن حفاری شده است. این مقاله یک مرور کلی از این پروژه را ارائه داده، بر روی عملکرد TBM تمرکز کرده و نتایج حاصل از عملکرد دستگاه را بررسی می کند. علاوه بر تجزیه و تحلیل داده های موجود از جمله اطلاعات زمین شناسی و ژئوتکنیکی ، پارامترهای عملیاتی دستگاه، نفوذ واقعی و میزان پیشرفت، مقایسه ای با عملکرد برآورد شده ی دستگاه صورت خواهد گرفت که از مدل های پیش بینی شده از جمله CSM، NTNU و QTBM بهره می-بُرد. همچنین روی نتایج این تجزیه و تحلیل جهت مرتبط کردن پارامترهای عملکرد TBM با خصوصیات توده های سنگ بحث خواهد شد که شامل تجزیه و تحلیل آماری داده های موجود به منظور توسعه ی روش های تجربی جدید است. نتایج اولیه ی این مطالعه نشان دادند که مدل های پیش بینی فعلی برای ارائه ی پیش بینی دقیق تر در شرایط زمین شناسیِ این پروژه ی خاص نیازمند برخی اصلاحات یا تغییرات است.
12. نتیجه گیری
بر اساس داده های به دست آمده از 7/8 کیلومتر از تونل در سنگ های آذرآواری و رسوبی سازندِ کرج، مقایسه ای بین سه نمونه ی شایع استفاده از روش های پیش بینی عملکرد TBM و عملکرد واقعی آن صورت پذیرفت. نتایج حاکی از آنند که این نمونه ها تنها در طیف خاصی از شرایط زمین شناسی قابل اجرا هستند و نیازمند برخی تطبیق ها یا اصلاحات می باشند تا تخمین دقیق تری از عملکرد دستگاه را در شرایط واقعی زمین شناسی ارائه دهند.
در این مطالعه، تاثیر پارامترهای مختلف زمین شناسی و ژئومکانیکی بر عملکرد TBM بررسی شده است. تجزیه و تحلیل ها نشان می دهند که در میان عوامل مختلف، برخی از پارامترهای مرکب از جمله شاخص قابلیت برش توده های سنگ (RMCI) ارتباط بهتری با پارامترهای TBM به ویژه FPI دارند.
همچنین این تجزیه و تحلیل ها اظهار می دارند که در این پروژه ی خاص، قدرت سنگ های سالم و دست نخورده با توجه به شرایط شکستگی توده سنگ ها تاثیر بیشتری روی عملکرد TBM دارد و این می تواند به دلیل رابطه ی بین خواص سنگ دست نخورده و شرایط شکستگی توده سنگ در این محل باشد.
از آنجا که معادلات ارائه شده بر اساس اطلاعات یک تونل منفرد می باشند، به شدت توصیه می شود که آنها باید با احتیاط و فقط در شرایط زمین شناسی، مشخصات TBM و روش عملیاتیِ مشابه اعمال گردند. این معادلات بر اساس داده هایی از سنگ های لایه لایه، مشترکاً بین متوسط تا زیاد از جنس آواری و رسوبی و آذرآواری می باشند که طیف وسیعی از 30 تا 150 مگاپاسکال دارند. آنها در سنگ های آذرین بسیار سفت و بزرگ و در سنگ های دگرگونی لوحی شکل یا سنگ های بسیار نازک تخت یا سنگ رست ضعیف یا سنگ های مارن لایه لایه توصیه نمی-شوند. روشن است که برای توسعه ی یک مدل جهانی (یا یک خانواده از معادلات تجربی) که امور زمین شناسی گوناگون و شرایط TBM/عملکرد را پوشش می دهد، بهبود پایگاه داده های اولیه با جمع آوری داده های بیشتر از پروژه های مختلف و تکرار تجزیه و تحلیل برای استنتاج قواعد جدید و کلی تر، لازم و ضروری است.

Abstract

Karaj Water Conveyance Tunnel (KWCT) is 30-km long and has been designed for transferring 16 m3 /s of water from Amir-Kabir dam to northwest of Tehran. Lot No. 1 of this long tunnel, with a length of 16 km, is under construction with a double shield TBM and currently about 8.7 km of the tunnel has been excavated/lined. This paper will offer an overview of the project, concentrating on the TBM operation and will review the results of field performance of the machine. In addition to analysis of the available data including geological and geotechnical information and machine operational parameters, actual penetration and advance rates will be compared to the estimated machine performance using prediction models, such as CSM, NTNU and QTBM. Also, results of analysis to correlate TBM performance parameters to rock mass characteristics will be discussed. This involves statistical analysis of the available data to develop new empirical methods. The preliminary results of this study revealed that the available prediction models need some corrections or modifications to produce a more accurate prediction in geological conditions of this particular project.

12 Conclusions

Based on data obtained from 8.7 km of tunnel in pyroclastic and sedimentary rocks of the Karaj formation, a comparison was made between results of the three most commonly used TBM performance prediction models and actual performance of TBM. The results indicate that the models are applicable in a special range of geological conditions and need some adjustments or correction factors to provide a more accurate estimate of machine performance in certain geological conditions