مقدمه

در سالهای اخیرصنعت حفاری نیز همانند سایر صنایع دستخوش تحولات تکنیکی و کاربردی فراوانی گردید که خوشبختانه نتایج حاصل از آن در ابعاد مختلف این صنعت گسترده بسیار مثبت و مفید بوده و عملیات اجرایی بسیاری از پروژه های بزرگ را که تا چندی پیش انجام آن غیر ممکن میرسید،آسان نموده است. گرچه موضوع حفاری ریشه در تاریخ کهنسال جهان دارد ، ولی فلسفه استفاده از این گونه ماشین آلات عمدتا در یک قرن اخیر و خصوصا بعد از جنگ جهانی دوم شدیدا مورد توجه کارشناسان و مسئولین پروژه های بزرگ عمرانی یزرگ قرار گرفته.
یقینا تمامی کارشناسان و متخصصینی که به طریقی در ارتباط مستقیم و مداوم با صنعت حفاری می باشند، بخوبی از حجم دشواری ها، سنگینی و بعضا مخاطرات موجود در این حرفه آگاه می باشد. بنابراین به همین دلیل است که طراحان و سازندگان این گونه ماشین آلات کوشیده اند تا از همفکری و مساعدت کارشناسان و پیمانکاران حرفه ای استفاده نموده و کوشش نماید تا کارهای بهتری جهت کاهش معضلات و مخاطرات موجود در این حرفه دشوار را یافته و با استفاده از تکنیک ها و ابزارهای جدید نسبت به طراحی وساخت ماشبن آلات مدرن اقدام نمایند. خوشبختانه حاصل این تلاشها مستمر اثرات بسیارمطلوب و مفیدی در پی داشته که تحولات چشمگیرتکنیکی امروزی در این صنعت را میتوان مرهون این هماهنگی ها دانست.

در حقیقت دوران توسعه و شکوفایی این صنعت از دهه 1900 آغازگردیده که دستیابی به اهداف زیر را میتوان از دلایل مهم قابل ذکر برای روی آوری کارشناسان و مسئولین پروژهای بزرگ به این تحولات تکنیکی محسوب نمود:
1- سرعت بخشیدن به عملیات اجرائی پروژه های کلان.
2- کاهش قیمت های تمام شده در سطح پروژه های کلان.
3- کاهش حجم زمان های تلف شده و معضلات موجود در این حرفه.
4- ایمن سازی محیط عملیات حفاری تا سطح استانداردهای پذیرفته شده جهانی .
5- سهولت در راهبری دستگاه ها و ارائه خدمات سریع و قابل اطمینان به آنها.
6- کاهش ضریب خطا در مراحل محاسباتی و اجرائی.
این گزارش با هدف بحث و بررسی بر روی آخرین دستاورد های تکنیکی و سیستمهای طراحی شده برای ماشین آلات موجود در صنعت حفاری تنظیم گردیده که امید است مورد عنایت و استفاده علاقه مندان واقع گردد.

تعریف حفاری: در یک تعریف ساده حفاری را باید دخالت انسان در طبیعت ساختاری لایه های زمین به منظور دستیابی به اهداف ذیل دانست:

1- جمعع آوری اطلاعات زمین شناسی و مشخص نمودن مشخصات فیزیکی ویا شیمیایی لایه های تحت الارضی از طریق انجام حفاری های تحقیقاتی و اکتشافی.
2- دستیابی به ذخائر و منابع آبهای تحت الارضی از طریق حفر و تجهیز چاه های عمیق و نیمه عمیق .
3- دستیابی به ذخائرو منابع عظیم انرژی زا تحت الارضی از طریق حفر و تجهیز چاهای فوق العاده عمیق نفت و گاز.
4- حفاری و احداث انواع تونل ها به منظور کوتاه و ایمن نمودن راه ها در صنعت حمل و نقل زمینی و همچنین انتقال آب حوزه های مجاوریکدیگر با حجم های فوق العاده زیاد برای مصارف شرب ،صنعت و کشاورزی.
5- حفاری و احداث انواع شافت های بسیار قطوروعمیق به منظورتهویه فضاهای زیر زمینی یا انتقال مواد معدنی از عمق به سطح.
6- حفاری محل پایه ها به منظور فضا سازی مناسب برای پی ریزی انواع سازی های سنگین.
7- حفاری انواع گمانه های تزریق به منظور تحکیم و تثبیت لایه های سست زمین.
یقینا در طول تاریخ اقوام و ملیت ها از ابزار و روشهای خاصی جهت دستیابی به اهداف فوق الذکر استفاده مینمودنند، ولی طراحی وساختمان تکنیکی اغلب ماشبن آلات و تحهیزات امروزی بسیار متفاوت با مشابهات قبلی آنها می باشد. بدیهی است تلاش گردیده تا موضوع اصلی گزارش بر توضیحات مربوط به آخرین تحولات تکنیکی این گونه ماشین آلان استوار گردد.

فهرست مطالب

چکیده………………………………………………………………………………………………….1
مقدمه ……………………………………………………………………………………………….. 2
تاریخچه ……………………………………………………………………………………………… 4

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

1- فصل اول: سازه های زیرزمینی

ماشین های حفاری مکانیزه تمام مقطع، با توجه به قابلیت ها و سرعت بالای حفاری در هر پروژه ای به عنوان یک گزینه مطرح می باشند. در ابتدا تنها قابلیت ابزار حفاری مکانیزه، حفاری بوده است (شکل 1-1). با گذشت زمان و احساس نیاز به سرعت عمل در حفاری و پیشروی قابلیت های جانبی چون انتقال مواد حاصل از حفاری به بیرون، نگهداری موقت و دائمی فضای حفر شده و … افزوده شده است. در سال 1986 اولین ماشین تمام مقطع حفر تونل با توانایی انتقال مواد حفر شده به پشت دستگاه در فرانسه ساخته شد. هدف از ساخت این دستگاه حفر تونل ارتباطی به انگلستان بود (شکل 1-1). در این بخش دستگاه ها و اجزای تشکیل دهنده آن ها معرفی خواهد شد.
1-1- قسمت های مختلف ماشین
صرف نظر از مدل و سیستم ماشین، در شکل 1-2 بخش های تشکیل دهنده ماشین تمام مقطع نشان داده شده است. البته سازندگان این ماشین آلات با توجه به تکنولوژی در اختیار و نوع کاربرد ماشین، تغییراتی را در جزئیات این ابزار ایجاد می نمایند.

شکل 1-1 تصویر TBM اولیه

شکل 1-2- قسمت های مختلف ماشین تمام مقطع
1-1-1- بدنه
بدنه ماشین، محور اصلی دستگاه را تشکیل می دهد که تمام قسمت ها مثل صفحه حفار، الکتروموتورها، سیستم هیدرولیک و نظایر آن ها بر روی آن نصب شده اند. بسته به نوع ماشین، اجزای بدنه متفاوت است ولی در حالت کلی، مجموعه ای از اجزای فولادی می باشد. موتورهای محرکه دستگاه، انرژی لازم برای چرخش صفحه حفار را تامین می کنند. البته بین الکتروموتور اصلی و صفحه حفار، سیستم جعبه دنده وجود دارد که به کمک آن می توان سرعت ها و گشتاورهای مختلفی را برای صفحه حفار تامین کرد. در بعضی ماشین ها الکتروموتورها در کنار صفحه حفار قرار دارد و در برخی دیگر، موتور محرکه در عقب دستگاه واقع شده و حرکت چرخشی به وسیله محوری که در امتداد محور ماشین تعبیه شده است، به صفحه حفار منتقل می شود.

صفحه حفار با ابزار برش مجزا

صفحه حفار با ابزار برش مجزا

• انواع حفریات زیرزمینی …………………………………………………………………………. 8
• طراحی تونل ……………………………………………………………………………………… 19
• روش های حفر تونل ……………………………………………………………………………. 25

– فصل دوم:ماشین های حفاری تمام مقطع (TBM)

مغار
این گروه از سازه های زیرزمینی برای مصارف صنعتی و یا نظامی احداث می شوند. شکل این سازه ها علاوه بر مسائل پایداری منطقه به کاربری آن نیز بستگی دارد. برای حفر مغار ابتدا باید بوسیله حفر یکی سازه ترابری به ناحیه دسترسی پیدا کرد. از این رو برای احداث مغار ناگزیر باید سازه های دیگری نیز حفر شوند.
از مغارهای صنعتی در مواردی چون: کمبود فضای سطحی، نزدیک بودن به مواد اولیه و انرژی، در امان ماندن از تغییرات جوی، دفن مواد خطرناک و… استفاده می شود. در موارد نظامی نیز از این رو سازه ها اغلب به دلیل قابلیت بالای استتار و ایمنی به عنوان پناهگاه، دپو و یا واحد تولیدی استفاده می شود.
– تونل
برای تونل تعاریف زیادی ارائه شده است. در این کتاب مقصود از تونل راهرو زیرزمینی افقی یا تقریبا افقی است که حداقل از یک سمت به هوای آزاد راه دارد.
احتمالا اولیت تونل ها در عصر حجر برای توسعه خانه ها حفر شد. این امر نشانگر ایجاد حفریات به منظور بهبود شرایط زندگی بوده است. پیش از تمدن روم باستان، در مصر، یونان، هند و خاور دور و ایتالیای شمالی، تماما تکنیک های تونل سازی دستی مورد استفاده قرار می گرفت که در اغلب آن ها نیز از فرآیند های مرتبط با آتش برای حفر تونل های نظامی، انتقال آب و مقبره ها کمک گرفته شده است. در ایران نیز از چند هزار سال پیش، به منظور استفاده از آب های زیرزمینی تونل هایی برای اتصال چاه قنات ها به یکدیگر حفر شده است. طول بعضی از این تونل ها به 70 کیلومتر نیز می رسد. تعداد قنات های ایران بالغ بر 50000 رشته برآورد شده است. جالب توجه است که این قنات های متعدد، طویل و عمیق با وسایل بسیار ابتدایی حفر شده اند.
رومی ها نیز در ساخت قنات ها و همچنین در حفاری تونل های راه پرکار بوده اند. آن ها در ضمن اولین دوربین های مهندسی اولیه را در برای کنترل تراز و حفاری تونل ها به کار بردند.
اهمیت احداث تونل ها در دوران های قدیم، تا بدین جاست که کارشناسان، نشانه های احداث تونل در آن دوران را نشانگر رشد فرهنگ و به ویژه رشد تکنیکی و توان اقتصادی آن جامعه دانسته اند. تمدن های اولیه به سرعت به اهمیت تونل ها، به عنوان راه های دسترسی به کانی ها و مواد طبیعی نظیر سنگ چخماق پی بردند. کاربرد تونل ها دامنه گسترده ای از طاق زدن بر روی قبرها تا انتقال آب و یا گذرگاه هایی جهت رفت و آمد را شامل می شد. کاربرد نظامی تونل ها، به ویژه از جهت بالا بردن توان گریز یا راه هایی جهت یورش به قرارگاه ها و قلعه های دشمن، از دیگر جنبه های مهم کاربرد تونل ها در تمدن های اولیه بوده است.

رودهدر کله مخروطی

رودهدر کله مخروطی

• قسمت های مختلف ماشین ……………………………………………………………… 33
• انواع ماشین های حفار تمام مقطع …………………………………………………….. 39
• انتخاب نوع ماشین ……………………………………………………………………… 42

3- فصل سوم : مکانیک سنگ

تمامی سنگ ها صرفه نظر از خصوصیات فیزیکی و ساختمانی و انواع رسوبی، آذرین و دگرگونی، دارای شکستگی ها ساختاری یا فیزیکی می باشند. این ساختار ها در تونل زنی نقش به سزایی ایفا می نمایند. در اصطلاح مهندسی به سنگ فاقد ناپیوستگی سنگ بکر و به سنگ های محتوی ناپیوستگی توده سنگ اطلاق می شود. هر یک از موارد مذکور روابط مکانیک سنگی مختص به خود را دارا می باشند.
ناپیوستگی ها به طور کلی به دو دسته عمده تقسیم می شوند. گروهی که در سطح سنگ حادث شده و فاقد جا به جایی می باشند و درزه خوانده می شوند. وچود درزه در لایه های که بایستی تونل در آن ها حفر شود، علاوه بر ایجاد ناپایداری های موضعی، به صورت مسیرهای مئینی جهت عبور آب به داخل تونل عمل می کنند.
گروه دوم ناپیوستگی ها موسوم به گسل می باشند. در طول این نوع از ناپیوستگی ها جا به جایی های قابل توجهی حادث می شود. این جا به جایی ها ممکن است در جهت افقی، قائم و یا مورب صورت گیرد. از آنجایی که نیروی لازم برای ایجاد جا به جایی در گسل ها از قدرت بالایی برخوردار هستند، خسارات ناشی از جا به جایی گسل ها قابل توجه و در برخی موارد غیر قابل جبران می باشد.
پیش از انجام هر فرآیندی در محیط های سنگی بایستی شناختی جامع از محیط مورد نظر به دست آورد. به دلیل پیچیدگی شرایط زمین و تنوع ساختاری جهت یکسان شدن درک از شرایط حاکم بر محیط پارامترهای در رابطه با خواص سنگ ها تعریف شده اند. در ادامه برخی از این پارامترها معرفی خواهند شد.
3-1- خواص فیزیکی سنگ ها
سنگ ها عمدتا ترکیبی از سه فاز جامد، مایع و گاز می باشند. این ترکیب به ترتیب شامل کانی ها، آب و هوا می باشد که دو مورد اخیر در فضای خالی موجود در بین کانی ها جا گرفته و مفهوم پوکی (و تخلخل) را ایجاد می کنند. رابطه بین فازهای سه گانه را از طریق روابط 3-1 الی 3-10 بیان می شود.

• خواص فیزیکی سنگ ها ……………………………………………………………. 47
• خواص مکانیکی سنگ ها ………………………………………………………….. 49
• تنش های طبیعی و القایی …………………………………………………………… 49
• طبقه بندی مهندسی سنگ ها ……………………………………………………… 51

– فصل چهارم :پیشروی و بهره برداری TBM

در این فصل ابتدا به معرفی مفاهیمی چون بهره وری، پیشروی، نرخ نفوذ، شاخص های تونل زنی و دستگاه و برخی از پارامترهای ذخیل پرداخته خواهد شد. سپس سه مدل از روش های مرسوم و نوین تحلیل روند پیشروی TBMها را مد نظر قرار داده و به جزئیات آن ها اشاره خواهد شد.
در کتاب حاضر نرخ پیشروی عبارت است از: میزان طولی از تونل که در واحد زمان برای بهره برداری آماده شده است. به عبارت دیگر طولی از سازه زیرزمینی است که کلیه عملیات های حفاری، نگهداری و روسازی و… در آن در واحد زمان صورت گرفته است. بنابراین دیمانسیون این پارامتر از جنس سرعت بوده و بر حسب متر در هفته و یا متر در ماه بیان می شود. در اینجا این پارامتر با AR بیان می شود. از نظر ریاضی این شاخص به صورت حاصلضرب نرخ نفوذ در بهره وری بیان می شود.
با توجه به تعریف ارائه شده ضروری است ابتدا با نرخ نفوذ و روابط ارائه شده در ارتباط با آن آشنا شد.

• نرخ نفوذ ……………………………………………………………………………… 75
• پیشروی ………………………………………………………………………………. 86
• بهره بری ……………………………………………………………………………. 114
• مقایسه روش ها ……………………………………………………………………. 133

– فصل پنجم: عمر مفید ابزار برش دستگاهTBM

ابزار برش یکی از پر مصرف ترین و حساس ترین ابزارهای حفاری می باشند. اطلاع از چگونگی عملکرد دیسک ها و زمان مفید استفاده از آن ها در هر پروژه ای می تواند حائز اهمیت باشد. عمر دیسک ها علاوه بر مسائل فنی کوتاه مدت و هزینه، در بهره وری کل پروژه نیز دخیل بوده و می توانند سهم بسزایی در نتیجه عملیات داشته باشند. روش های مختلفی برای محاسبه این پارامتر ارائه شده است.
5-1- ابزار برش
ابزارهای برش به گروه های مختلفی چون برنده های تک دیسکی، چند دیسکی، برنده های نوع توت فرنگی و برنده های چند ردیفی تقسیم می شوند (شکل 5-1). محدوده استفاده از این ابزارها از سنگ های متوسط تا بسیار قوی را شامل می شود.
ابزارهای برشی چند دیسکی و توت فرنیگ در سنگ های بسیار سخت و مواقعی که فاصله دیسک ها باید از هم کم باشد و یا مواردی که تعویض دیسک ها به دلیل محدودیت دسترسی به سینه کار به سختی صورت می گیرد، بکار می روند. هندسه دیسک های برسی به وسیله قطر و پروفیل لبه آن ها مشخص می شوند. عمق نفوذ دیسک های برشی در داخل سنگ (P) به ازای هر دور دوران کاترهد و فاصله دیسک های برشی (S) هندسه برش توده سنگ را مشخص می کنند (شکل 5-1).

5

• ابزار برش ………………………………………………………………………….. 141
• محاسبه عمر ابزار برش به روش CMS ………ا………………………………. 146
• محاسبه عمر ابزار برش به روش RMI ……..ا……………………………….. 149

6- فصل ششم : کلیات طرح قمرود

طرح ملی انتقال آب از سرشاخه های دز به قمرود با هدف تامین نیاز آب شرب دراز مدت شهر های گلپایگان ، خمین ، محلات ، دلیجان ، قم و همچنین تخصیص مقداری از آب مورد نیاز بخش صنعت ، طراحی شده که در قبل از حفر تونل نیاز آبی شهر های مذکور از منابع زیرزمینی و سد پانزده خرداد تامین می شد .
طرح به طور کلی شامل سه قسمت، تونل های انتقال آب آبگیر ها ، سد کوچری و خط لوله آبرسانی میباشد. تونلهای انتقال شامل پنج قطعه تونل مجزا بین رودخانه های دره لکو ، دره دزدان، دره داییو انوج بوده که وظیفه این تونل ها ، هدایت آب از سرشاخه های دز به پایین دست سد گلپایگان می باشد . با توجه به تصمیم دولت برای سرعت بخشیدن به روند اجرایی آبرسانی به شهرها ی هر قسمت از طرح به طور مستقل به مناقصه گذاشته شد . همان طور که گفته شد ، تونل مزبور جهت اجرا به پنج قطعه تقسیم شده است و پیمانکاران اولیه زیر پس از انجام مناقصه انتخاب شده اند.
1- قطعه اول به طول تقریبی 9 کیلومتر توسط شرکت پیماب
2- قطعه دوم به طول تقریبی 9 کیلومتر توسط شرکت استراتوس
3- قطعه سوم و چهارم به طول 18 کیلومتر توسط قرارگاه سازندگی خاتم الانبیاء (ص) – قرب قائم- موسسه فاطر
4- قطعه پنجم به طول 9 کیلومتر توسط قرارگاه سازندگی خاتم الانبیاء(ص) – قرب قائم – موسسه فاطر

مشخصات تونل های سیستم انتقال آب ازرود خانه های فوق الذکر به حوضه قمرود در جدول ( 1-1 ) آورده شده است. در سال 1383 مرحله اجرایی تونل اصلی انوج به قمرود که تقریبا ” به طول 36 کیلومتر می باشد ، آغاز شده است .

• معرفی طرح ……………………………………………………………………………. 154
• موقعیت جغرافیایی و حدود منطقه مورد مطالعه …………………………………. 155
• هدف از انجام طرح انتقال آب قمرود ………………………………………………. 156
• سابقه مطالعه ……………………………………………………………………….. 156

فصل هفتم : مطالعات زمین شناسی منطقه

مقدمه
بی شک یکی از پارامتر های اصلی و اساسی در طراحی و اجرای طرح ها و پروژه های کوچک و بزگ بررسی های زمین شناسی می باشد . این امر به این دلیل است که کلیه سازه های مهندسی به نوعی با زمین زیر پی و اطراف خود در ارتباط هستند و ویژگی های زمین تاثیر مستقیم بر نوع سازه ( از نظر شکل سازه ،اندازه سازه، جنس مصالح به کار رفته و …) دارد .
انجام مطالعات زمین شناسی معمولا هزینه چندانی ندارد ولی نتایج آن می تواند از عواقب بسیار خطر ناک جلوگیری کند . چه بسیار سازه هایی که در نقاط مختلف دنیا و از جمله کشور ما ایران طراحی و احداث شده اند و در آنها مطالعات زمین شناسی نادیده گرفته شده و بعدا دچار مشلات اساسی شده اند. از جمله نمونه های بارز این مدعا می توان به تونل کندوان ،تونل امامزاده هاشم و سد لار اشاره کرد . در این بخش سعی می شود شرایط زمین شنای در راستای وضعیت هیدروژئولوژی منطقه مورد بررسی قرار گرفته و ویژگی های عمومی “زمین شناسی ناحیه ای ” وضعیت چینه شناسی و به ویژه زمین شناسی ساختمانی منطقه تشریح گردد.

نقشه مورفو تکتونیک بخش شمال شرقی منطقه که نشان گر کار سازی گسله های کواترنر در ناحیه است

نقشه مورفو تکتونیک بخش شمال شرقی منطقه که نشان گر کار سازی گسله های کواترنر در ناحیه است

• مطالعات زمین شناسی عمومی ……………………………………………………. 158
• مطالعات زمین شناسی ساختمانی ………………………………………………… 163
8- فصل هشتم : انتخاب روش و دستگاه مناسب حفاری تونل قمرود
• شرایط زمین شناسی مسیر تونل ………………………………………………… 169
• انتخاب روش حفاری مناسب ………………………………………………………. 170
• نحوه انتخاب ماشین حفار ………………………………………………………… 170
• تهیه مشخصات فنی و انتخاب سازنده دستگاه ……………………………….. 179
• جمع بندی ……………………………………………………………………………. 180

فصل نهم :شرایط محدود کننده تونل زنی با TBM در قمرود

امروزه استفاده از روشهای حفر مکانیزه تونل کاربرد گسترده ای در سطح جهان یافته است. در کشور ما نیز تجربه های محدود و بعضاً ناموفقی در استفاده از این روشها بوده است. با توجه به روند رو به افزایش تونلهای در حال مطالعه و یا در حال اجرا با کاربردهایی همانند انتقال آب، متروی شهری و راه، در داخل کشور و همچنین اهمیت مدت زمان اجرا در این پروژه ها، استفاده از روشهای مکانیزهاهمیت ویژه ای یافته است. به کارگیری صحیح این ماشین آلات، تنها در سایه انتخاب درست نوع ماشین، انتقال تکنولوژی، مدیریت صحیح و با توجه به شرایط پروژه میسر می باشد.
8-1- شرایط زمین شناسی مسیر تونل

حدود 17 کیلومتر از 18 کیلومتر قطعات سوم و چهارم تونل قمرود، از درون سنگهای دگرگونه ژوراسیک که از نظر لیتولوژیکی متشکل از شیل، اسلیت، فیلیت و شیست می باشد، عبور می کند و یک کیلومتر باقیمانده از سنگهای آهکی کرتاسه می گذرد. بخش آهکی به لحاظ لیتولوژیکی از آهکهای توده ای میکریتی که بعضا دولومیتی هستند و آهکهای ماسه ای لایه ای تشکیل شده و موقعیت قرارگیری آن در پروفیل طولی مسیر، در فاصله تقریبا دو کیلومتری از دهانه خروجی تونل است. ضخامت روباره در بخش آهکی حدود 500 متر و در سایر بخشهای دیگر مسیر تونل بین 250 تا 300 متر می باشد. در طول مسیر تونل در بخشهای آهکی و غیر آهکی گسل های متعددی(بین 20 تا 30 گسل کوچک و بزرگ در فواصل حدود یک کیلومتری از هم) شناسایی شده که هر کدام دارای یک زون خرد شده می باشد. پیش بینی می شود که پهنای زون خرد شده اطراف گسلها در سنگهای آهکی حدود 20 متر و در سنگهای دگرگونه حدود 50 متر باشد.

• شرایط محدود کننده زمین شناسی در تونل زنی با TBMدر قمرود ………….. 184
• تمهیدات در نظر گرفته شده به منظور مواجه شدن با شرایط دشوار زمین شناسی 191

– فصل دهم :پیش بینی سرعت نفوز TBMدر تونل قمرود

• روش کار ………………………………………………………………………………… 197
• مدل NTH ……ا………………………………………………………………………… 198
• شرایط زمین شناسی مسیر تونل ……………………………………………………. 203
• بررسی عملکرد ماشین حفر تمام مقطع در تونل قمرود توسط مدل NTH 204
• بحث و تفسیر نتایج …………………………………………………………………… 207

1- فصل یازدهم: محاسبه نرخ مصرف دیسک های برشی دستگاه TBM در پروژه قمرود

• انواع دیسکهای برشی ………………………………………………………….. 210
• محاسبه نرخ مصرف دیسک برشی تونل انتقال آب قمرود ………………….. 210
• نتیجه گیری ……………………………………………………………………… 213
12- فصل دوازدهم : نگهداری تونل قمرود
• مقدمه …………………………………………………………………………………. 216
• تونل انتقال آب قمرود ……………………………………………………………….. 216
• روش کار …………………………………………………………………………….. 217
• سیستم طبقه بندی اندیس توده سنگ ………………………………………… 217
• مدلسازی با نرم افزار UDEC ……..ا……………………………………………. 218
• خلاصه و نتیجه گیری …………………………………………………………….. 223
13- فصل سیزدهم :شاتکریت و بتن الیافی وامکان کاربرد آن برای نگهداری تونل قمرود
• مقدمه ……………………………………………………………………………. 225
• تولید سگمنت مسلح شده با آرماتور در کارخانه …………………………….. 225
• تولید آزمایشی سگمنت با الیاف فولادی ……………………………………… 228
• بررسی نتایج آزمایش ……………………………………………………………. 230
• جمع بندی و نتیجه گیری ………………………………………………………. 233

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

فهرست نمودار ها

مودار 1-1- منحنی دانه بندی – تراوایی……………………………………………………………………………. 19
نمودار 3-1- رابطه زمان خودایستایی دهانه حفریات زیرزمینی بدون نگهداری با سیستم RMR ……ا……… 54
نمودار 3-2- ارتباط ضریب تعدیل RSR و قطر تونل …………………………………………………………………… 60
نمودار 4-1- تغییرات سرعت نفوذ ماشین نسبت به مقاومت سنگ …………………………………………….. 77
نمودار 4-2- رابطه بین نرخ نفوذ و نیروی اعمال شده از کاترهد ………………………………………………….. 79
نمودار 4-3- اطلاعات مربوط به سرعت متوسط نفوذ برای 7 پروژه حفر تونل با TBM در نروژ ……………….. 81
نمودار 4-4- شاخص نفوذ در محل در چهار تونل حفر شده در سنگ سخت و ارتباط آن با …………………. 81
نمودار 4-5- شباهت سرعت نفوذ TBM (متر بر ساعت) با سرعت چالزنی ضربه ای (متر بر دقیقه) و فاصله داری
درزه در سنگ آهک ………………………………………………………………………………………………….. 83
نمودار 4-6- مقادیر پیشنهاد شده برای CLI و پارامترهای مربوط به آن ……………………………………….. 91
نمودار 4-7- رابطه بین DRI Sj………………ا……………………………………………………………………… .92
نمودار 4-8- رابطه بین AVs و Sj …………..ا………………………………………………………………………. .92
نمودار 4-9- رابطه CLI و AVs …………ا……………………………………………………………………………… 92
نمودار 4-10- رابطه بین Sj و CLI ………..ا………………………………………………………………………… .92
نمودار 4-11- طبق بندی دسته درزه ها…………………………………………………………………………… 104
نمودار 4-12- همبستگی بین Ks و …………………………………………………………………………………. 106
نمودار 4-13- ضریب تصحیح قطر تیغه …………………………………………………………………………….. 110
نمودار 4-14- ضریب تصحیح فاصله داری تیغه……………………………………………………………………… 111
.نمودار 4-15- رابطه بین نرخ نفوذ پایه، فاکتور درزه داری TBM و نیروی معادل رانش ابزار برش …………….. 111
نمودار 4-16- رابطه میان پیشروی و نرخ نفوذ……………………………………………………………………… 122
نمودار 4-17- اطلاعات جمع آوری شده از 145 تونل در سال 1999 …………………………………………….. 124 .
نمودار 4-18- رابطه میان شاخص کیفی تونل زنی در سنگ و ضریب کاهش بهره وری ………………………. 125
نمودار 4-19- رابطه میان شاخص کیفیت تونل زنی در سنگ و ضریب کاهش بهره وری ……………………… 125
نمودار 4-20- زمان های مصرفی TBM، سیستم پشتیبانی و متفرقه …………………………………………. 132
نمودار 4-21- مقایسه نتایج یک مطالعه موردی ………………………………………………………………….. 138
نمودار5-1- رابطه بین شاخص سرشار و درصد کوارتز محتوی در توده سنگ ………………………………… 148
نمودار 5-2- رابطه بین مقاومت فشاری تک محوره سنگ و شاخص سرشار …………………………………. 149

فهرست اشکال

شکل 1-1 تصویر TBM اولیه ……………………………………………………………………………………….. 8
شکل 1-2- قسمت های مختلف ماشین تمام مقطع …………………………………………………………. 9
شکل 1-3- دستگاه TBM با صفحه حفار پر …………………………………………………………………….. 10
شکل 1-4- صفحه حفار ستاره ای مورد استفاده در تونل مترو زوریخ ……………………………………….. 10
شکل 1-5- صفحه حفار با ابزار برش مجزا ……………………………………………………………………… 10
شکل 1-6- برنده های دیسکی …………………………………………………………………………………. 12
شکل 1-7- آرایه ابزار برش در صفحه کار ……………………………………………………………………….. 13
شکل 1-8- ساختمان ماشین و چنگ زن ها ………………………………………………………………….. 15
شکل 1-9- تصویر سپر گل ……………………………………………………………………………………… 17
شکل 1-11- تصویر سپر EPB …….ا…………………………………………………………………………….. 18
شکل 1-12- تصویر دستگاه TBM تک سپره …………………………………………………………………. 20
شکل 1-13- فلوچارت کلی سیکل پیشروی ماشین TBM باز ……………………………………………… 22
شکل 1-14- فلوچارت کلی سیکل پیشروی ماشین TBM تک سپره ……………………………………… 24
شکل 1-15- فلوچارت کلی سیکل پیشروی ماشین TBM با سپر تلسکوپی …………………………….. 25
شکل 2-1- رودهدر کله مخروطی ………………………………………………………………………………. 44
شکل 2-2- رودهدر کله گاوی …………………………………………………………………………………… 45
شکل 4-1- فراوانی درزه، مقاومت سنگ و مقدار Q و ارتباط مفهومی آن ا با سرعت حفاری و یا چالزنی ……………. 82
شکل 4-2- تصویر آزمایش های سه گانه – الف: آزمون تردی …………………………………………………. 85
شکل 4-2- تصویر آزمایش های سه گانه – ب: آزمون چالخوری ………………………………………………. 85
شکل 4-2- تصویر آزمایش های سه گانه – ج: آزمون سایش (AV) ……ا……………………………………… 85
شکل 4-3- زاویه بین سطح ناپیوستگی و جبهه کار (ß) ………..ا…………………………………………….. 88
شکل 4-4- چگونگی توزیع فشار در سنگ و ایجاد چیپس ……………………………………………………. 95
شکل 4-5- اندرکنش میان و ……………………………………………………………………………………. 96
شکل 4-6- فلوشیت روی RMI …ا…………………………………………………………………………….. 103
شکل 4-7- وقوع ریزش در پشت کاترهد ……………………………………………………………………… 119
شکل 4-8- وقوع ریزش در بالای کاترهد ………………………………………………………………………… 119
شکل 4-9- وقوع ریزش در جلوی کاترهد و نحوه کنترل آن …………………………………………………… 119
شکل 4-10- تحکیم به روش انجماد ……………………………………………………………………………… 120
شکل 4-11- تحکیم به شیوه پری بولت ………………………………………………………………………… 120
شکل 4-12- پیشروی با استفاده از حفر تونل پایلوت …………………………………………………………… 121
شکل 5-1- هندسه برش ایجاد شده توسط دیسک های برشی ………………………………………….. 142
شکل 5-2- فرسوده شدن رینگ خارجی ………………………………………………………………………… 144
شکل 5-3- اشکال مختلف استهلاک دیسک های برشی …………………………………………………… 145
شکل 5-4- نرخ مصرف دیسک برشی یا توجه به موقعیت آن ها بر روی کاترهد ……………………………. 146
شکل 5-5- افزایش تنش لازم برای شکست سنگ به دلیل افزایش تنش محصور کننده …………………… 147
شکل 6-1: معرفی طرح انتقال آب قمرود(مهاب قدس -1380 ) ……………………………………………….. 155
شکل 7-1 : واحد های مهم زمین شناسی و ساختمانی ایران(نبوی-1355 ) ………………………………. 159
شکل 7-2 : نقشه مورفو تکتونیک بخش شمال شرقی منطقه که نشان گر کار سازی گسله های کواترنر در ناحیه است
(مشاورین ساحل- 1382 ) ………………………………………………………………………………………….. 162
شکل 7-3: نمونه ای از چین های کشیده که در فرا دیواره گسل کمر بسته تشکیل شده است و نشانه سازوکار معکوس
رتندگی در امتداد گسله های شمال غرب –جنوب شرقی منطقه است ……………………………………… . 165
شکل 7-4 : نمودار گل سرخی رگه های کوارتزی و لایه های کوارتزیتی برداشت شده در سراسر منطقه ……….. 167
شکل 7-5 : نمودار گل سرخی گسله های برداشت شده در منطقه و عناصر وابسته به آن ……………………….. 167
شکل 8-1-محدوده کاری ماشینهای حفر تونل در سنگ(askilsrud 1996 ) …….ا………….. ……………………… 171
شکل 8-2- سیکل کامل حفاری open tbm از نوع دو کفشه ((askilsrud 1996 ………..ا……………………….. 172
شکل – 8-3- سیکل کامل حفاری (Askilsrud,1996)Single Shield TBM …….ا…………………………………… 173
شکل 8-4- سیکل کامل حفاری D.S.TBM در زمینهای نیمه خرد شده یا مناسب
( 1996، Askilsrud) ……اا…………………………………………………………………………………………………. 176
شکل 8-5-سیکل کامل حفاریD.S.TBMدر زمینهای بسیار خرد شده و ریزشی
(1996Askilsrud) …………ا……………………………………………………………………………………………. 177
شکل 8-6- نمایی از ماشین پروژه قمرود پس از ساخت و نصب نهایی آن در کارخانه ………………………… 182
شکل 10-1: نمودار تعریف DRI …………ا…………………………………………………………………………… 199
شکل 10-2 : میزان نیروی محوری اعمالی بر هر برش دهنده بر اساس قطر برش دهنده و تونل ……………. 200
شکل 10-3 : ضریب درزه داری به صورت تابعی از فاصله داری ناپیوستگی ها برای
، نمودار بالا …………………………………………………………………………………………………………… 201
شکل 10-4 : رابطه سرعت چرخش پیشانی برشی با قطر ماشین و قطر برش دهنده …………………… 201
شکل 10-5: سرعت نفوذ پایه برای قطر برش دهنده برابر 483 میلی متر و فاصله داری برش دهنده های
برابر 70 میلی مت ………………………………………………………………………………………………….. 202
شکل 10-6 : ضریب تصحیح برای قطر برش دهنده مخالف 483 میلی متر …………………………………… 203
شکل 10-7: ضریب تصحیح برای میانگین فاصله داری برش دهنده ها مخالف 70 میلی متر …………….. 203
شکل 10-8 : هیستوگرام پیش بینی تغییرات سرعت نفوذ TBM بر حسب متر بر ساعت ………………….. 206
شکل 10-9 : هیستوگرام پیش بینی تغییرات سرعت پیشروی TBM بر حسب متر در روز بر اساس مدل TH..ا 206
شکل 11-1- انواع مختلفی از دیسک های برشی ……………………………………………………………….. 210
شکل 1-12: جابجایی برشی در توده سنگ اطراف تونل در مدل 2 ……………………………………………… 220
شکل 2-12: جابجایی برشی در توده سنگ اطراف تونل در مدل 1 …………………………………………….. 220
شکل 3-12: جابجایی قائم و افقی در فواصل صفر، 0.5، 1، 1.5، 3، 5 متری به ترتیب از مرکز سقف و دیواره 220
شکل 3-12: رفتار برشی توده سنگ اطراف تونل ………………………………………………………………… 221
شکل 13-1: نحوه آرایش سگمنت های بتنی در تونل قمرود…………………………………………………… 225
شکل 13-2 : سبدهای آرماتور برای تولید سگمنت………………………………………………………………. 227
شکل 13-3: عمل آوری سگمنت در سیستم بخار………………………………………………………………. 228
شکل 13-4: اتمام فرآیند عمل آوری و خارج کردن سگمنت ها از قالب و حمل و چیدمان آن ها داخل کارخانه 228
شکل 13-5: شبکه آرماتور و سگمنت تولید شده با میلگرد و الیاف فولاد…………………………………………. 230
شکل 13-6 : بتن ریزی قالب با بتن الیافی و سگمنت های تولید شده با الیاف………………………………….. 232
شکل 13-8 : نمونه مکعبی در آزمایش فشاری و نمونه استوانه ای در آزمایش برزیلی ……………………….. 233



  مقطع کارشناسی ارشد

بلافاصله بعد از پرداخت به ایمیلی که در مرحله بعد وارد میکنید ارسال میشود.


فایل pdf غیر قابل ویرایش

قیمت25000تومان

خرید فایل word

قیمت35000تومان