مدلسازی هیدرولیکی توده سنگ اطراف تونل به روش عددی و روش های کنترل آن جهت تسهیل حفاری- مطالعه موردی تونل انتقال آب زاگرس (قطعه دوم)

تراوش آب زیرزمینی به درون تونل از مشکلات اساسی در روند ساخت و بهره برداری این فضای زیرزمینی است. این مسئله در مرحله حفاری از توانائی عملیاتی گروه اجرائی کاسته و سبب افزایش زمان پیشروی و در نهایت به تعویق افتادن زمان بهره برداری و نیز تخصیص هزینه های از پیش تعیین نشده می شود. چنانچه پیش بینی حجم تراوش در مراحل مختلف حفر با دید واقع بینانه ای صورت گیرد، امکان تجهیز گروه عملیاتی برای مقابله و کنترل تراوش بیشتر خواهد شد. قطعه دوم تونل انتقال آب زاگرس با طولی بالغ بر 26 کیلومتر با عبور از سازند های هیدروکربوری و توده سنگ های درزه دار بخشی از طرح انتقال آب به دشت های گرمسیری غرب کشور می باشد که به دلیل تراوش شدید آب در مراحل مختلف حفر با مشکلات عدیده ای روبرو می باشد. تخمین تراوش آب در توده سنگ درزه دار به دلیل تاثیر ویژگی های درزه نظیر جهت داری و فاصله داری، همواره با مشکلات فراوانی همراه است. در مطالعه پیش رو اصول حرکت آب در توده سنگ درزه دار بررسی شده و سپس روش های متداول تحلیلی و تجربی در محاسبه نرخ تراوش آب به درون تونل ارائه می گردد. نتایج حاصل از این روابط نشان می دهد که به دلیل فرض پیوستگی در توده سنگ، کاربرد این روابط در محیط ناپیوسته همواره با خطای قابل ملاحظه ای روبروست. در ادامه تحقیق به منظور بررسی و تخمین نرخ تراوش آب به درون تونل، به حل عددی این مسئله در محیط ناپیوسته و به روش المان مجزا پرداخته شده است. حل عددی این مسئله به کمک نرم افزار udec صورت گرفته که نتایج حاصل از آن تطابق بهتری با مقادیر تراوش مشاهده ای در تونل زاگرس دارد. با توجه به ویژگی مدل های عددی اعتبار سنجی شده، پیش بینی تراوش در مقاطع حفر نشده تونل مذکور صورت گرفت. ضمن اینکه به منظور بررسی میزان تاثیر ویژگی های درزه بر نرخ تراوش، تحلیل پارامتری انجام شدکه در این تحلیل ویژگی بازشدگی، فاصله داری و جهت داری درزه و نیز تاثیر سطح آب زیرزمینی بر تراوش مورد بررسی قرار گرفت. در پایان تحقیق ضمن بررسی انواع روش های کنترل تراوش آب در تونل و با توجه به میزان تراوش پیش بینی شده، سیستم کنترل تراوش برای تونل بلند زاگرس ارائه و پیشنهاد گردید.