مقدمه:

در سالهاي اخير فضاهاي زيرزميني مخصوصاً حفر تونل در كشورمان اهميت زيادي پيدا نموده چرا كه مسئله آب به صورت يك مشكل اساسي در كشورهاي خشك و كم آب مطرح مي باشد، به طوريكه بعضي از تحليل گران، جنگهاي آينده را جنگ بر سر آب مي دانند، به همين خاطر در كشور ما نيز، مهار آبهاي سطحي سر لوحه برنامه هاي سازندگي قرار گرفته است. لذا تونلهاي انحراف و انتقال آب بسياري در حال انجام گرفتن است و يا در برنامه هاي درازمدت دولت قرار دارند.
از طرف ديگر توسعه راههاي كشور (چه اتوبانهاي داخل شهري و چه جاده هاي خارج از شهر) باعث افزايش روزافزون تونلزني در سالهاي اخير گرديده و روش حفر مكانيزه تونيل بعنوان يكي از روشهاي سريع و رايج در دنيا حائز اهميت مي باشد.
اما انتخاب غلط دستگاهها در بعضي از پروژه هاي موجود، گواه اين مطلب است كه نه تنها هيچ پارامتر كمي و كيفي درباره مشخصات اين دستگاهها، اعم از نيروي لازم و توان موردنظر و … وجود ندارد تا كارفرما بتواند براساس آن طرح موردنظر را ارزيابي كند، بلكه حتي شناخت كافي نيز از انواع دستگاهها و محدوده كاري و نحوه عملكرد آنها دردست نمي باشد.
در فصل اول به معرفي و جايگاه اين صنعت، مقايسه اين روش با ديگر روشها، تقسيم بندي دستگاهها از ديدگاههاي مختلف و معرفي دستگاههاي مهم روش حفر مكانيزه پرداخته شده است.
در فصل دوم نحوه انتخاب دستگاهها و محدوده كاري آنها و خلاصه اي راجع به چگونگي تهيه پارامترهاي با ارزش بحث گرديده است.
در فصل سوم علاوه بر آشنايي پارامترهاي مهم و اصلي دستگاه، نحوه بدست آوردن آنها بصورت بسيار ساده بيان شده است كه مشخص كردن اين پارامترها ديگر مشخصات و تجهيزات دستگاه را تعيين مي كند.
در فصل چهارم آزمايشهاي مختلفي كه در محل و يا در آزمايشگاه بايد انجام گيرد تا مشخصات و پارامترهاي مختلف زمين و دستگاه قابل محاسبه باشند از منابع مختلف جمع آوري شده اند.
و در فصل آخر يك پروژه در حال كار (تونل امامزاده هاشم) به عنوان طويل ترين تونل راه كشور ارائه گرديده است. كارفرماي اين طرح وزارت راه و ترابري، مشاور شركت ايران استن و پيمانكار موسسه حرا مي باشد و در پايان روش اجرايي تونل امامزاده هاشم و مشكلات ناشي از حفر تونل در زمين هاي سست و ريزش آن ارائه گرديده است.

 

فهرست مطالب

چكيده:……………………………………………………………………………… 1
مقدمه:……………………………………………………………………………… 2

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

فصل اول

در چندسال اخير ايجاد فضاهاي زيرزميني رشد فزاينده اي داشته است. اگر قبلاً اين فضاها فقط براي مقاصد خاصي مانند معدنكاري و يا حمل و نقل در محل هاي صعب العبور و كوهستاني استفاده مي گرديد، اما امروزه به علت زندگي شهري و توسعه شهرنشيني، مشكلات تراكم و كمبود فضاهاي سطحي، ايجاد سازه هاي زيرزميني از توجه خاصي برخوردار شده است و كاربرد اين سازه ها را در زمينه هاي مختلف گسترش داده است. تنوع كاربري و الزامات موجود، موجبات گسترش و رشد صنعت تونلسازي و احداث سازه هاي زيرزميني را فراهم آورده است.
1-1- دسته بندي فضاهاي زيرزميني:
امروزه فضاهاي زيرزميني جهت حل مشكل حمل و نقل جاده اي بيرون و درون شهري انتقال آب، خدمات آب رساني همگاني، ايجاد مراكز صنعتي مانند نيروگاهها، انبارها و پناهگاهها، سيستم فاضلاب، مترو، معدنكاري و موارد بيشمار ديگر، مورد استفاده قرار مي گيرند.
اين فضاها برحسب شيب، سطح مقطع و طول به سه دسته كلي تونلها ، چاهها و مغارها تقسيم مي شوند. در جدول شماره 1-1- دسته بندي صورت گرفته براي سه نوع فضاهاي ذكرشده بر مبناهاي مختلف آورده شده است.

دستگاه هواي فشرده با اتاقك فشار در جلوي دستگاه.

دستگاه هواي فشرده با اتاقك فشار در جلوي دستگاه.

مقدمه:…………………………………………………………………………….. 5
1-1- دسته بندي فضاهاي زيرزميني:………………………………………………. 5
1-2- مطالعات و طراحي:…………………………………………………………….. 7
1-2-1- عمليات پيوسته………………………………………………………………: 8
مزايا:………………………………………………………………………………….. 9
معايب:……………………………………………………………………………….. 9
1-4- هزينه ها……………………………………………………………………… 10
1-5-2-1- نگهداري طبيعي:………………………………………………………… 13
1-5-2-2- نگهداري مكانيكي:……………………………………………………….. 14
1-5-2-3- نگهداري با هواي فشرده………………………………………………….: 16
1-5-2-4- نگهداري دوغابي:………………………………………………………… 18
1-5-2-5- روش متعادل نمودن فشار زمين:………………………………………. 19
1-5-3- تقسيم بندي براساس سيستم حمل مواد…………………………….: 19
1-5-3-1- نوار نقاله………………………………………………………………..: 20
1-5-3-2- نقاله زنجيري:………………………………………………………… 21
1-5-3-3- نقاله مارپيچي…………………………………………………………: 21
1-5-3-4- پمپاژ:……………………………………………………………………. 22
1-6- معرفي چند دستگاه مهم………………………………………………….. 24
1-6-1- دستگاههاي تمام مقطع:…………………………………………………. 24
1-6-2- دستگاههاي حفر سنگهاي سخت:………………………………………… 24
1-6-3- سپرهاي متعادل با فشار زمين……………………………………………….. 26
1-6-4- سپرهاي تركيبي……………………………………………………………….: 26
1-7- دستگاههاي مقطعي……………………………………………………………..: 27
1-7-1- ماشينهاي حفار بازويي/ بيلهاي مكانيكي:………………………………….. 28
1-8- حفاري كم قطر…………………………………………………………………….: 30
1-8-1- دستگاههاي حفرAVN : ا……………………………………………………….30
2- دستگاههاي حفرAVT ا…………………………………………………………….: 31
1-9- تجهيزات لوله گذاري: ………………………………………………………………32

فصل دوم

از آنجايي كه ويژگيهاي زمين شناسي منطقه حفر از عمده ترين عوامل انتخاب دستگاه است، مي توان دستگاههاي حفر مكانيزه را از اين حيث به دو دسته مستقل تقسيم نمود:
1- دستگاههايي كه در زمين هاي خاكي و محيط هاي رسوبي كار مي كنند، مانند سپر متعادل با فشار زمين و سپر دوغابي
2- دستگاههايي كه در زمينهاي صخره اي و سنگي كار مي كنند، مانند ماشينهاي حفار بازويي و ماشينهاي حفار سنگهاي سخت.در تعيين دامنه كاري دستگاههاي تونلزني شايد به طور قطع نتوان محدوده مشخصي معرفي نمود چرا كه اكثر دستگاهها براساس ويژگيهاي زمين شناسي منطقه حفر طراحي و ساخته مي شود و روز به روز با پيشرفتهاي موجود و احتياجات جديد، شركتهاي تهيه كننده ماشينهاي جديدي به بازار عرضه مي كنند، اما به طور كلي مراجع مختلف و شركتهاي گوناگون تقسيم بنديهايي ارائه نموده اند كه نمونه اي از آن در شكل شماره 2-1 آمده است جهت انتخب دستگاه لازمست مشخصات زمين منطقه حفر، به طور دقيق شناخته شود، اين شناخت منوط به اجراي روشهاي استاندارد جهت تبديل مفاهيم كيفي به مقادير كمي است. به همين دليل انجام برخي آزمايشها و عمليات صحرايي ضروري است.

كليات:………………………………………………………………………………………… 34
2-1- شناسايي منطقه:……………………………………………………………………. 35
2-2- نمونه برداري (گمانه زني):…………………………………………………………… 36
2-3- رسم نقشه هاي زمين شناسي و تهيه گزارش:……………………………………. 36
2-4- انجام آزمايشها و تهيه داده هاي مربوطه:…………………………………………….. 36
2-5- انتخاب دستگاه………………………………………………………………………….. 37
2-5-1- زمينهاي خاكي و محيطهاي رسوبي:……………………………………………… 38
2-6- سپرهاي آبي……………………………………………………………………………: 40
2-7- سپرهاي دوغابي………………………………………………………………………..: 40
2-8- سپرهاي متعادل با فشار زمين:……………………………………………………….. 41
2-9- ساختار صخره اي و سنگي:…………………………………………………………… 43

فصل سوم

كليات:
در بررسيهاي نيروهاي بين دستگاه و زمين، نيروهاي موجود را به دو دسته عمده مي توان تقسيم كرد: نيروهايي كه از اطراف زمين به دستگاه وارد مي شود و نيروهايي كه از طرف دستگاه به زمين وارد مي شوند.
از طرف زمين دو دسته نيرو به دستگاهها وارد مي شود كه بايد بر آنها غلبه كرد. بعضي از اين نيروها، نيروهاي ثابتي هستند كه هميشه به دستگاه وارد مي شوند، مانند نيروي حاصل از آب طبقات بالايي زمين كه به ديواره ها و پيشاني تونل وارد مي گردد و بعضي ديگر نيروهايي هستند كه در موارد خاصي به دستگاه وارد مي شوند، مانند نيروي اصطكاك بين سپر و زمين كه در هنگام پيشروي به دستگاه وارد مي شوند.
اما در دستگاههاي تمام مقطع دو نيروي عمده از طرف دستگاه به زمين وارد مي شود كه اساس كار حفر را تشكيل مي دهد:
– نيروي فشارنده پيشاني دستگاه
– نيروي گشتاور دستگاه
3-1- نيروي فشارنده پيشاني تونل:
نيروي فشارنده دستگاه با توجه به نحوه پيشروي به طرق مختلف تأمين مي شود سه روش مختلف پيشروي وجود دارد:
 روش ديوارگير
 روش لوله گذاري
 روش اتكا به قطعات پوشش.
3-1-1- روش ديوارگيري:
در اين روش كه در دستگاه حفار سنگهاي سخت (دستگاههاي بدون سپر) استفاده مي شود. دستگاه توسط ديوارگيرها به ديواره تونل اتكا كرده و بوسيله جكهاي پيشروي به جلو مي رود. يك چرخه پيشروي دستگاه در شكل شماره 3-1 نشان داده شده است.
گام اول: شروع حفاري- ماشين توسط ديوارگيرها محكم مي شود و جك تعليق در حالت جمع شده مي باشد.
گام دوم: اتمام حفاري- ماشين همچنن توسط ديوارگيرها محكم مي باشد و پيشاني دستگاه تا جاي امكان به جلو پيشروي كره است و همچنان جك تعليق جمع مي باشد.
گام سوم: شروع براي برگشت به حالت شروع ماشين با جمع شدن ديوارگيرها رها مي گردد و جك تعليق باز مي شود تا قسمت جلوي دستگاه را معلق نگهدارد.
گام چهارم: اتمام عمليات برگشت- ماشين همچنان در حالت تعليق مي باشد جكهاي پيشروي دستگاه جمع مي شوند و ماشين براي شروع چرخه پيشروي آماده مي شود.

نحوه پيشروي دستگاه به روش اتكا به قطعات پوشش

نحوه پيشروي دستگاه به روش اتكا به قطعات پوشش

كليات:……………………………………………………………………………………………….. 46
3-1- نيروي فشارنده پيشاني تونل……………………………………………………………….: 46
3-1-1- روش ديوارگيري:…………………………………………………………………………….. 47
3-1-2- روش لوله گذاري……………………………………………………………………………: 49
3-1-3- اتكا به قطعات پوشش…………………………………………………………………….: 49
3-2- نيروي گشتاور دستگاه:……………………………………………………………………….. 49
3-3- محاسبه نيروهاي وارد بر دستگاه حفار:…………………………………………………….. 51
3-3-1- نيروهاي وارد بر دستگاه در زمينهاي خاكي:………………………………………………. 51
3-3-1-2- نيروي حاصل از وزن طبقات و آب موجود:…………………………………………………. 57
3-3-1-3- نيروي اصطكاك بين سپر و زمين………………………………………………………….. 59
3-3-1-4- نيروي اصطكاك بين سپر و قطعات پيش ساخته پوشش………………………………….. 60
3-3-1-5- نيروي مقاوم لبه برنده سپر………………………………………………………………… 61
3-3-1-6- نيروي مقاوم برش دهنده ها………………………………………………………………. 62
3-3-2- نيروهاي وارد بر دستگاه، در زمينهاي سنگي و صخره اي:………………………………. 63
3-3-2-1- برش دهنده هاي قلمي………………………………………………………………….. 68
3-3-2-2- نيروهاي وارد بر برش دهنده ها:………………………………………………………… 69
3-3-2-3- عوامل مؤثر در عملكرد برش دهنده هاي قلمي:……………………………………….. 71
3-3-2-4- عمق نفوذ…………………………………………………………………………………..: 72
3-3-2-5- زاويه تمايل به جلو:………………………………………………………………………… 73
3-3-2-6- سرعت برش:……………………………………………………………………………….. 74
3-3-27- فاصله برش دهنده:………………………………………………………………………….. 74
3-3-2-8- محاسبه نيروها:…………………………………………………………………………….. 75
3-3-3- برش دهنده هاي ديسكي…………………………………………………………………. 80
3-3-3-1- عوامل مؤثر در عملكرد برش دهنده هاي ديسكي:……………………………………. 81
3-3-3-2- عمق نفوذ:………………………………………………………………………………….. 82
3-3-3-3- زاويه لبه برش دهنده هاي ديسكي………………………………………………………: 82
3-3-4-3- قطر برش دهنده هاي ديسكي………………………………………………………….. : 85
3-37- محدوده كاري برش دهنده هاي ديسكي……………………………………………………… 85
3-3-4- سرعت…………………………………………………………………………………………….: 86
3-3-5- فاصله بين برش دهنده ها:………………………………………………………………………. 86
2-3-6- محاسبه نيروها:…………………………………………………………………………………… 88

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

فصل چهارم

كليات:
شناخت ساختار زمين شناسي منطقه حفاري، در انتخاب، طراحي و راهبري دستگاههاي مكانيزه حفاري از اهميت خاصي برخوردار است. لذا بررسي كيفي و كمي منطقه حفاري از نظر زمين شناسي جزء اقدامات مقدمات جهت حفاري است. نتايج اين بررسي در انتخاب روش حفاري، نوع ماشين حفاري و تعيين امكانات و تجهيزات جانبي دستگاه مستقيماً به كار گرفته مي شود.
آنچه در اين قسمت مي خوانيد بخشي از مفاهيم مربوط به خاك و سنگ، آشنايي با آزمايش هاي كاربردي و مقادير كمي جهت شناخت كلي از مكانيك خاك و سنگ است.
از آنجا كه جنس پوسته زمين متشكل از دو دسته مواد است: خاك و سنگ، لذا فصل اول اختصاص به خاك و فصل دوم به تشريح آزمايشهاي سنگ دارد.

4-1- خاك
4-1-1- تعاريف كلي خاك:
الف- خاك
سنگدانه هاي غيرسيماني از ذرات معدني و مواد آلي فاسد و ذرات جامدي تعريف شده اند كه فضاي خالي بين ذرات جامد را مايع يا گاز پر كرده است.
ب- ضريب نفوذپذيري:
ضريب نفوذپذيري خاك با دانه بندي و تراكم خاك و ميزان آن ارتباط مستقيم دارد. با ريزشدن دانه هاي نفوذپذيري خاك نيز كاهش پيدا مي كند و با متراكم شدن خاك نيز اين پارامتر كاهش مي يابد اما هرچه ميزان اشباع خاك بيشتر باشد، ميزان نفوذپذيري k افزايش مي يابد.

كليات:………………………………………………………………………………………………………. 91
4-1- خاك ……………………………………………………………………………………………………..92
4-1-1- تعاريف كلي خاك…………………………………………………………………………………: 92
4-1-3- آزمايشهاي خاك……………………………………………………………………………………. 96
4-2- سنگ…………………………………………………………………………………………………. 104
4-2-1- تعاريف كلي سنگ………………………………………………………………………………..: 104
4-2-2- مغزه گيري از سنگ………………………………………………………………………………. 106
4-2-3- طبقه بندي سنگها …………………………………………………………………………………107
4-2-4- آزمايشهاي سنگ………………………………………………………………………………… 113
مطالعه پروژه امامزاده هاشم:…………………………………………………………………………… 120
5-1- آتشباري……………………………………………………………………………………………..: 120
5-1-2- دستگاه حفار:……………………………………………………………………………………… 121
5-1-3- روش اجرشده جهت بازگشايي تونل در دهانه ورودي…………………………………………. 121
5-1-4- روش اجراي fore poling (پيش لوله گذاري) ………………………………………………………..122
5-2- روش اجرا:……………………………………………………………………………………………….. 122
5-2-1- روش پلكاني:………………………………………………………………………………………… 122
5-2-2- روش مستقيم:……………………………………………………………………………………… 123
5-3- مشخصات كلي سيستم حفار و لوله ها:…………………………………………………………. 124
5-5-1- چينه شناسي…………………………………………………………………………………….. 125
5-5-1-1- سازند شمشك:……………………………………………………………………………….. 126
5-5-1-2- سازند اليكا:……………………………………………………………………………………. 127
5-5-1-4- سازندهاي جيرود لالون:………………………………………………………………………. 127
5-5-2- زمين ساخت……………………………………………………………………………………..: 127
5-5-2-1- گسله شمالي (قره داغ)……………………………………………………………………. 128
5-5-2-2- گسله جنوبي (مشا)……………………………………………………………………….. 128
5-6- توضيحاتي پيرامون پروژه:……………………………………………………………………… 129
5-6-1- مشكلات زمين شناسي………………………………………………………………………: 129
5-6-2- ريزش هاي بوقوع پيوسته و تمهيدات……………………………………………………….. 130
5-6-4- خلاصه اي از ريزش هاي بوقوع پيوسته در دهانه خروجي………………………………..: 132
5-6-5- تمهيدات انجام گرفته جهت مهار ريزش:……………………………………………………… 133
5-7- ايجاد دال بتني……………………………………………………………………………………… 135
5-8- احداث تونل دسترسي (Adit)ا……………………………………………………………………. 135
منابع………………………………………………………………………………………………………..137



  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