تحلیل و مقایسه روشهای طراحی الگوی آتشباری سینه کارهای تونلی

امروزه با وجود مزایای روشهای حفر مکانیزه، استفاده از روش چالزنی و آتشباری در حفر تونلها، به ویژه در سنگهای سخت به دلایل مختلف از جمله انعطاف پذیری بالای این روش، اولویت نخست می باشد. کارایی موثر روش چالزنی و آتشباری مستلزم طراحی الگوی آتشباری مناسب می باشد که به دو صورت برشهای موازی و زاویه ای انجام می شود. مدلهای گوناگونی برای طراحی الگوی آتشباری در هر دو روش موازی و زاویه ای ارائه شده است. در این مدلها بر مبنای خصوصیات ژئومکانیکی و زمین شناسی سنگ و مواد منفجره مصرفی و مشخصات هندسی سینه کار و چالهای آتشباری، طی فرایندی زمانبر توصیه شده توسط هر مدل با انتخاب قطر چال پارامترهای الگوی آتشباری برای بخشهای مختلف سطح مقطع تونل طراحی شود. در این تحقیق، با هدف انتخاب مدل آتشباری و قطر چال مناسب، از میان 9 مدلی که در حال حاضر بیشترین کاربرد را در سینه کارهای تونلی دارند و قطر چالهای رایج، مقادیر و توابع مشخصه های کلیدی برای این تصمیم گیری یعنی خرج ویژه و حفاری ویژه همراه با تعداد چالهای مورد نیاز و تعداد چال بر واحد سطح تونل برای قطر چالها و سطح مقطعهای گوناگون محاسبه شده است. با در اختیار داشتن هزینه واحد خرج مصرفی و چال حفر شده، مدل طراحی الگو و قطر چال مناسب می تواند بر مبنای کمینه سازی مجموع هزینه های آتشباری و چالزنی انتخاب شود. برای تسریع در انجام محاسبات، نرم افزاری تهیه شده است که برای هر مدل بر اساس مفروضاتی ثابت و با تغییر سطح مقطع تونل از 9 تا 110 متر مربع و قطر چال انفجاری از 22 تا 64 میلیمتر پارامترهای مورد نظر در طراحی الگوی آتشباری را محاسبه می کند، سپس این داده ها بر اساس قطر چال و سطح مقطع تونل توسط نرم افزار اکسل به صورت توابع و نمودارهایی مدلسازی شده است. به طور کلی از جنبه مقایسه مقادیر مشخصه ها، نتایج نشان داده است که مقدار حفاری ویژه در بازه تغییرات یاد شده برای قطر چال و سطح مقطع تونل برای روشهای موازی از 5/0 تا 2/6 متر بر مترمکعب و خرج ویژه از 88/0 تا 75/2 کیلوگرم بر متر مکعب و برای روشهای زاویه ای حفاری ویژه از 48/0 تا 61/4 متر بر متر مکعب و خرج ویژه از 8/0 تا 98/1 کیلوگرم بر متر مکعب تغییر کرده است. همچنین به لحاظ مقایسه روشهای موازی و زاویه ای با بررسی روند تغییرات پارامترهای خروجی برای سطح مقطعها و قطر چالهای مختلف، به طور کلی حفاری ویژه اغلب برای روشهای زاویه ای مقداری بیشتر و در مورد پارامتر خرج ویژه مقدار کمتری نسبت به روشهای موازی معادل خود نشان داده است.