انتخاب دستگاه حفاری در تونل‌های با شرایط متنوع زمین شناسی )مطالعه موردی تونل متوسلیان(

نوع مقاله: یادداشت پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته دکتری، سازمان مشاور فنی و مهندسی شهر تهران، ایران

2 استادیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشکده فنی دانشگاه تهران، تهران، ایران

3 دانش آموخته کارشناسی، مدیر گروه تونل سازمان مشاور فنی و مهندسی شهر تهران، ایران

چکیده

یکی از مهمترین مسائل تونلسازی مکانیزه در محیط­های شهری، انتخاب ماشین حفاری مناسب است. عواملی مانند شرایط زمین شناسی و ژئوتکنیکی مسیر تونل، وضعیت سطح آب زیرزمینی، هزینه های تمام شده و عوامل فنی و محیطی موارد مهمی هستند که برانتخاب ماشین و روش اجرای تونلهای شهری مؤثر هستند. تونل متوسلیان به طول حدود 10 کیلومتر در ادامه بزرگراه صیاد، از شمال میدان سپاه تا بزرگراه آزادگان پیش­بینی شده است. با توجه به امتداد شمالی- جنوبی مسیر  تونل، طیف متنوعی از واحدهای زمین­شناسی شناسایی شده است. مسیر تونل با توجه به شرایط زمین­شناسی به سه بخش شمالی، میانی و جنوبی تقسیم شده که شرایط متفاوتی را در ارتباط با نوع ماشین حفار دارند. این امر منجر به بروز پیچیدگی هایی جهت انتخاب نوع دستگاه شده است. در این مقاله سعی شده با بررسی شرایط زمین شناسی و ژئوتکنیکی و لحاظ نمودن سایر عوامل مؤثر بر کارکرد ماشینهای حفر تونل، بر اساس روشها و دستورالعملهای انتخاب ماشین، مناسبترین دستگاه حفاری برای حفر تونل پیشنهاد شود. لذا با استفاده از معیار تصمیم گیری چند متغیره، آنالیزهایی در سناریوهای مختلف انجام و در مجموع برای کل مسیر تونل، با احتساب عامل هزینه و عوامل
 فنی- محیطی، ماشین EPB با برتری اندکی نسبت به ماشین Slurry انتخاب شد.
 
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

(Technical Note) Selection of TBM Type in Tunnels with Diverse Geological Conditions, Case Study of Motevaselian Tunnel

نویسندگان [English]

  • K. Rowshanbakht 1
  • K. Aghabayk 2
  • F. Bakyassa 3
1 Ph.D. Grad., Tehran Engineering Technical Consulting Organization, Tehran, Iran
2 Assistant Professor, School of Civil Engineering, Faculty of Engineering University of Tehran, Tehran, Iran
3 B.Sc., Grad., Tehran Engineering Technical Consulting Organization, Tehran, Iran
چکیده [English]

Selecting a suitable tunnel boring machine is one of the most important issues in mechanized tunneling in urban environments. Factors such as geological and geotechnical conditions of the tunnel route, groundwater condition, costs, technical and environmental factors are important factors affecting the selection of TBM in urban tunnels. The Motevaselian tunnel with a length about 10 km is located along the Sayyad Highway from the north of the Sepah Sq. to Azadegan highway. Due to the north-south direction of the tunnel route, in terms of geological and geological conditions, there are a wide variety of geological units. According to the geological conditions, the tunnel route is divided into three parts: north, middle and south, which have different conditions for TBM selection. This has caused some complexities in the choice of TBM type. In this paper, it is tried to investigate geological and geotechnical conditions and also consider other factors affecting the operation of tunneling machines and then to propose the most suitable TBM for tunneling based on the methods and guidelines for selection of the machine. Therefore, using multivariate decision making criteria, analyzes in different scenarios were performed. For the whole tunnel route, in addition to the geotechnical aspects, regarding the cost factor and environmental-technical factors, EPB machine was selected slightly well than Slurry machine.
 
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Urban Tunneling
  • Selection of TBM
  • EPB
  • Geological Conditions
  • Multivariate Decision Making Criteria

AFTES, French National Tunnelling Association, (2005), “Choosing mechanized tunnelling techniques”. Paris. 

-Anagnostou, G. and Rizos, D. (2009), “Geotechnical and contractual aspects of urban tunneling with closed shields”. In: ITA-AITES World Tunnel Congress: Safe Tunelling for the City and Environment. City: Budapest, Hungary. 

-BTS, British Tunnelling Society in association with the Institution of Civil Engineers. (2005), “Closed-Face Tunnelling Machines and GroundStability: A guideline for best practice”. Thomas Telford Ltd, London, pp.77. 

-DAUB, ÖGG & FGU (2000), “Recommendations for Design and Operation of Shield Machines. Tunnel, 6/00, pp.54-76. 

-Diponio, M., Chapman, D., Bournes, C. (2007), “EPB tunnel boring machine design for boulder conditions, in Proceedings of the Rapid Excavation and Tunneling Conference”, chapter 20 – Difficult Ground Conditions II, pp.14.

-Edalat, K., Vahdatirad, M., Ghodrat, H., Firouzianbandpey, S., Barari, A. (2010), “Choosing TBM for Tabriz Subway using Multi Criteria Method”. Journal of Civil Engineering and Management. 16(4), pp.531-539.

-Erickson, L., Raleigh, P., Romero, V. (2008), Geotechnical conditions and TBM selection for the Bay tunnel, in Proceedings North American Tunneling 2008, pp.389–398.

-Jerome B. O’Carroll, (2005), “A Guide to Planning, Constructing, and Supervising Earth Pressure Balance TBM Tunneling”. Parsons Brinckerhoff Inc, pp.146.

-KhademiHamidi, J., Shahriar, K., Rezai, B., Rostami, J., Bejari, H. (2009). Risk assessment based selection of rock TBM for adverse geologicalconditions using Fuzzy-AHP, Bulletin of Engineering Geology and the Environment.

-Lovat R. P. (2006), “TBM Design Considerations: Selection of Earth Pressure Balance or Slurry Pressure Balance Tunnel Boring Machines”, International symposium on utilization of underground space in urban areas, Egypt.

-Marinos, P. G., Novack, M., Benissi, M., Panteliadou, M., Papouli, D., Stoumpos, G., Marinos, V., Korkaris, K. (2008). Ground information and selection of TBM for the Thessaloniki metro, Environmental and Engineering Geoscience 14(1): pp.17–30.

-Tarigh Azali, S., Ghafoori, M., Lashkaripour, G., Hassanpour, J. (2013), “Engineering geological investigations of mechanized tunneling in soft ground: A case study, East–West lot of line 7”, Tehran Metro, Iran, Engineering Geology.

-Yazdani-Chamzini, A., Haji Yakhchali, S. (2012), “Tunnel Boring Machine (TBM) selection using fuzzy multicriteria decision making methods”, Tunnelling and Underground Space Technology, pp.194-204.

-Lehner, K., Hartmann, D. (2007), “Using knowledge-based Fuzzy Logic components in the design of underground engineering structures”, in ECCOMAS Thematic Conference on Computational Methods in Tunneling (EURO: TUN), Vienna, Austria, August 27–29,
pp.1–13.

-Kalamaras, G., Brino, L., Carrieri, G., Pline, C., Grasso, P. (2001), “Application of multicriteria analysis to select the best highway alignment, Tunnelling and Underground Space Technology” 15(4), pp.415–420.

-Fahimdanesh, S., Hafezi Moghadas, N., (2014), “Tunneling machine selection model based on geologic parameters using AHP method case study: NOSOUD water tunnel”. Indian J. Sci. Res. 9 (1):
pp. 137-145.

-Thewes, M., & Burger, W. (2004), “Clogging risks for TBM drives in clay”. Tunnels & Tunneling International, pp. 28-31.

-Thewes M. (2007), “TBM tunneling challenges redefining the state of the art”. Keynote lecture ITAAITES WTC, PRAGUE.