تحلیل پایداری و طراحی سیستم نگهداری تونل بلند سردشت

به منظور بهره برداری بهینه ازمنابع آبی کشور و تولید انرژی، استفاده ازمنابع آب رودخانه ی مرزی کلاس دراستان آذربایجان غربی شهرستان سردشت ازطریق ایجاد سد برروی رودخانه مزبور پیش بینی گردیده است. هدف ازاجرای طرح در درجه اول،تولید انرژی برق می باشد و کشاورزی و غیره در اولویت های بعدی قرار دارد. هدف تحقیق صورت گرفته، تحلیل پایداری و طراحی سیستم نگهداری تونل انتقال آب به نیروگاه با در نظر گرفتن وضعیت ناهمسانگردی، که در طول مسیر از داخل سنگ های اسلیت عبور می کند و فشار هیدروستاتیک داخلی تونل، می باشد. که برای تحلیل پایداری از روش های تجربی وعددی استفاده شده است. با استفاده از سیستم طبقه بندی مهندسی سنگ rmr)، q و (gsi اقدام به طبقه بندی مسیر تونل شده است و چهار زون ژئوتکنیکی شامل سه زون با ویژگی های تفریبا به هم مشابه و زون گسله با ویژگی متفاوت با بقیه زون مشخص شد. پارامترهای ژئومکانیکی براساس داده های آزمایشگاهی، سیستم های طبقه بندی مهندسی سنگ، روابط تجربی و قضاوت مهندسی تعیین شده است. براساس سیستم های مختلف توده سنگ مسیر تونل در کلاس خیلی ضعیف تا ضعیف قرار دارد. باتوجه به نتایج حاصل از طبقه مهندسی سنگ، برای مدل سازی عددی محیط به صورت پیوسته و از نرم افزار flac3d استفاده شده است. برای تاثیر ناهمسانگردی توده سنگ بر روی پایداری و جابجائی پیرامون تونل، زاویه های مختلف ناهمسانگردی در نظر گرفته شد برای تحلیل ها مدل رفتاری درزه فراگیر و همچنین مدل موهرکلمب مورد استفاده قرار گرفت و برای بررسی جابجائی تونل نسبت به زاویه های مختلف ناهمسانگردی تحلیلی صورت گرفته است و همچنین ضریب اطمینان برای زاویه های مختلف ناهمسانگردی تعیین گردیده است. در تحلیل های عددی تونل در دو حالت (بدون فشار داخلی و همراه با فشار هیدروستاتیک داخلی) همراه با آب زیر زمینی که به صورت هیدروستاتیک به پوشش مدل اعمال شده است، مدل گردید. با توجه به نتایج حاصل از تحلیل ها عددی بحرانی ترین حالت بدون فشار داخلی می باشد که میزان تفاوت در نیروی محوری ایجاد شده در پوشش در حالت بدون فشار داخلی بیشتر از دو برابر حالت همراه با فشار داخلی می باشد. در نهایت با اعمال فشار هیدروستاتیکی داخلی تونل و برای ضخامت های مختلف سگمنت و حفاری با استفاده از ماشین سپری مورد تحلیل قرار گرفت. در مواردی که میزان نیروهای محوری و ممان خمشی اعمالی بر روی سگمنت بیشتر از ظرفیت تحمل آن می باشد ضخامت سپر و همچنین فضای خالی که از تلسکوبی بودن پوسته ناشی می شود مدل شده است که در زون گسله با توجه بالا بودن نیروی محوری میزان دو درصد قطر تونل اضافه حفاری صورت گرفته است و با توجه به اینکه در کل تونل از یک سیستم نگهداری استفاده می شود جهت سیستم نگهداری در کل طول تونل ضخامت بهینه مورد استفاده 35 سانتیمتر پیشنهاد شده است. در طراحی سیستم تسلیح تونل مطابق با استاندارد aci-318 و با توجه به تحت فشار بودن تونل جهت کنترل عرض ترک های ایجاد شده در پوشش فاصله بندی بین آرماتورها طوری در نظر گرفته شده است که عرض ترک ها از حد استاندارد بالاتر نرود. به طور کلی در زون های که مدل رفتاری درزه فراگیر در نظر گرفته شد سه تیپ سیستم تسلیح بر اساس نیرو محوری و ممان های خمشی ایجاد شده در پوشش در نظر گرفته شد و با افزایش عمق تفاوت بین نیروی محوری ایجاد شده در دو مدل درزه فراگیر و موهر کلمب کاهش یافته است.