بررسی و مقایسه مدل هاي پيش بينی عملكرد TBM در زمين هاي سخت (مطالعه موردي: تونل انتقال آب گلاس)

چكيده
اجرای مکانیزه تونل، پیشرفت و گسترش صنعت تونل را سرعت بخشیده است. در سال های اخیر در پروژ ههای مختلف تونل هایآب رسانی و قطارهای شهری از ماشین های حفاری مکانیزه تونل TBM در انواع مختلف استفاده شده است. با توجه به رشد بسیارسریع در این فناوری هر روز شاهد ساخت دستگاه های بزرگ تر و پیچیده تر و دارای قابلیت های بیشتر برای اجرای تونل در زمین هایمتفاوت هستیم. با توجه به نیاز به احداث تونل برای کاربردهای مختلف و احداث سریع و به صرفه آن ها چاره ای جز استفاده صحیح وآگاهانه از این فناوری وجود ندارد. تونل انتقال آب گلاس به طول حدود 16552 متر و با مقطع دایره ای به قطر تمام شده 6.6 متر باهدف انتقال بخشی از آب رودخانه لاوین که سرشاخه اصلی رودخانه گلاس می باشد، به سمت حوضه آبریز دریاچه ارومیه و دشتنقده و در زمین هایی با سنگ های سخت در حال حفاری می باشد. این تونل که به روش مکانیزه ) TBM ( حفاری خواهد شد ازبالادست مخزن سد کانی سیب آبگیری می نماید و در دامنه شمالی کوهستان بیگم قلعه، آب را وارد دشت نقده و حوضه آبریز دریاچهارومیه خواهد نمود. بدیهی است که در حفاری مکانیزه نرخ نفوذ TBM تاثیر بسزایی در مدت زمان تکمیل پروژه و در نهایت هزینهتمام شده آن خواهد داشت. لذا پیش بینی نرخ نفوذ بخش مهمی از هر پروژه حفاری مکانیزه است. مدل های پیش بینی عملکرد TBMرا می توان به دو دسته کلی مدل های تئوری و مدل های تجربی تقسیم نمود. در این مقاله مدل های موجود برای پیش بینی عملکرد شامل مدل CSM 2711 (، مدل ( NTNU 2778 (، مدل ( Qtbm 1222 و 1222 (، مدل ، 1222 (، مدل حسن پور ) 1227 (خادمی ) 1222 ( و مدل فرخ ) 1221 ( مورد بررسی قرار گرفته اند و نتایج بدست آمده از این مدل ها با داده های واقعی حاصل از حفرتونل انتقال آب گلاس مقایسه گردیده اند. همچنین با در نظر گرفتن میزان تاثیر پارامترهای موثر بر نرخ نفوذ که شامل پارامترهایمربوط به شرایط زمین شناسی )شامل پارامترهای مرتبط با خصوصیات سنگ بکر، پارامترهای مربوط به طبقه بندی توده سنگ وهمچنین خواص مقاومتی توده سنگ( و پارامترهای مربوط به TBM بوده مدل تجربی جدیدی برای پیش بینی نرخ نفوذ ارائه شدهاست. نتایج بدست آمده نشان می دهد که مدل جدید ارائه شده نسبت به مدل های پیشین از دقت بیشتری در تخمین میزان نرخ نفوذ ماشین حفاری در تونل انتقال آب گلاس برخوردار است.

واژه هاي کليدي:

TBM . CSM . Qtbm . زمین های سخت . نرخ نفوذ

سومین کنفرانس منطقه ای و دوازدهمين کنفرانس تونل ایران (1396)

بررسی و مقایسه مدل هاي پيش بينی عملكرد

بررسی و مقایسه مدل هاي پيش بينی عملكرد TBM در زمين هاي سخت (مطالعه موردي: تونل انتقال آب گلاس)

چكيده
اجرای مکانیزه تونل، پیشرفت و گسترش صنعت تونل را سرعت بخشیده است. در سال های اخیر در پروژ ههای مختلف تونل هایآب رسانی و قطارهای شهری از ماشین های حفاری مکانیزه تونل TBM در انواع مختلف استفاده شده است. با توجه به رشد بسیارسریع در این فناوری هر روز شاهد ساخت دستگاه های بزرگ تر و پیچیده تر و دارای قابلیت های بیشتر برای اجرای تونل در زمین هایمتفاوت هستیم. با توجه به نیاز به احداث تونل برای کاربردهای مختلف و احداث سریع و به صرفه آن ها چاره ای جز استفاده صحیح وآگاهانه از این فناوری وجود ندارد. تونل انتقال آب گلاس به طول حدود 16552 متر و با مقطع دایره ای به قطر تمام شده 6.6 متر باهدف انتقال بخشی از آب رودخانه لاوین که سرشاخه اصلی رودخانه گلاس می باشد، به سمت حوضه آبریز دریاچه ارومیه و دشتنقده و در زمین هایی با سنگ های سخت در حال حفاری می باشد. این تونل که به روش مکانیزه ) TBM ( حفاری خواهد شد ازبالادست مخزن سد کانی سیب آبگیری می نماید و در دامنه شمالی کوهستان بیگم قلعه، آب را وارد دشت نقده و حوضه آبریز دریاچهارومیه خواهد نمود. بدیهی است که در حفاری مکانیزه نرخ نفوذ TBM تاثیر بسزایی در مدت زمان تکمیل پروژه و در نهایت هزینهتمام شده آن خواهد داشت. لذا پیش بینی نرخ نفوذ بخش مهمی از هر پروژه حفاری مکانیزه است. مدل های پیش بینی عملکرد TBMرا می توان به دو دسته کلی مدل های تئوری و مدل های تجربی تقسیم نمود. در این مقاله مدل های موجود برای پیش بینی عملکرد TBM شامل مدل CSM 2711 (، مدل ( NTNU 2778 (، مدل ( Qtbm 1222 و 1222 (، مدل ، 1222 (، مدل حسن پور ) 1227 (خادمی ) 1222 ( و مدل فرخ ) 1221 ( مورد بررسی قرار گرفته اند و نتایج بدست آمده از این مدل ها با داده های واقعی حاصل از حفرتونل انتقال آب گلاس مقایسه گردیده اند. همچنین با در نظر گرفتن میزان تاثیر پارامترهای موثر بر نرخ نفوذ که شامل پارامترهایمربوط به شرایط زمین شناسی )شامل پارامترهای مرتبط با خصوصیات سنگ بکر، پارامترهای مربوط به طبقه بندی توده سنگ وهمچنین خواص مقاومتی توده سنگ( و پارامترهای مربوط به TBM بوده مدل تجربی جدیدی برای پیش بینی نرخ نفوذ ارائه شدهاست. نتایج بدست آمده نشان می دهد که مدل جدید ارائه شده نسبت به مدل های پیشین از دقت بیشتری در تخمین میزان نرخ نفوذ ماشین حفاری در تونل انتقال آب گلاس برخوردار است.

واژه هاي کليدي :

TBM . CSM . Qtbm . زمین های سخت . نرخ نفوذ .

دوازدهمين کنفرانس تونل ایران (1396)

پیش بینی عملکرد TBM با روش QTBM مطالعه موردی: تونل بلند انتقال آب زاگرس چین خورده

تاکنون روش های مختلفی برای پیش بینی عملکرد ماشین های حفاری تمام مقطع تونل( TBM ) از سوی محققین و مراکز تحقیقاتی پیشنهاد شد هاند. از جمله این روش ها می توان به مدل شاخص کیفی تونل سازی با TBM بارتن ( QTBM ) اشاره کرد. در این مقاله نرخ پیشروی حفاری برای 12 کیلومتر ابتدائی قطعه دوم تونل انتقال آب زاگرس چین خورده به طول تقریبی 26 کیلومتر، مقطع دایره ای، قطر حفاری 73 / 6 متر که در 60 کیلومتری شمال شهرستان سرپل ذهاب واقع شده است و با استفاده از ماشین تونل زنی سپر تلسکوپی در حال حفاری است، با استفاده از روش QTBM تخمین زده شد. سپس نتایج به دست آمده از این روش و مقادیر نرخ پیشروی واقعی واحدهای زمین شناسی مهندسی بخش مورد نظر در قطعه دوم تونل بلند انتقال آب زاگرس چین خورده با یکدیگر مقایسه شدند. نتایج به دست آمده نشان می دهند که در اغلب واحدها، نرخ پیشروی به دست آمده با روش QTBM است بیش تر از نرخ پیشروی واقعی است.

واژه های کلیدی:

تونل بلند انتقال آب زاگرس چین خورده، نرخ نفوذ، ضریب بهره وری ، نرخ پیشروی، TBM سپر تلسکوپی، روش . QTBM

نویسندگان :

هادی یعقوبی ، حمید منصوری ، محمد علی ابراهیمی فرسنگی

چهارمین کنفرانس مکانیک سنگ ایران (1390)