مدلسازی و بررسی عملکرد روش چتری در تونل راه‌آهن قزوین - رشت -انزلی

هنگامیکه تونلسازی در زمین های سست و یا کم عمق انجام می‌گیرد، لازم است که توده سنگ و خاک موجود در سینه‌کار تحکیم شود. قوس چتری از جمله روش‌های پیش‌تحکیمی می‌باشد که در آن قسمتی از نگهداری مقطع، قبل از شروع حفاری و با نصب لوله‌های فولادی و تزریق درون آنها ایجاد می‌شود. در صورتیکه لوله‌ها مشبک باشند، در نتیحه تزریق دوغاب ناحیه تحکیم یافته‌ای در بین لوله‌‌ها ایجاد می‌شود. بنابراین می‌توان لوله، دوغاب و ناحیه تحکیم یافته در اطراف لوله‌ها را به عنوان اجزای روش چتری در نظر گرفت. در این مقاله چگونگی مدلسازی عددی روش چتری به صورت سه بعدی توسط نرم‌افزار تفاضل محدود FLAC 3D، با درنظرگرفتن هر سه جز روش چتری بررسی شده‌ است. قسمتی از مقطع تونل راه‌آهن قزوین - رشت به دلیل قرار گرفتن در مصالح سست و ریزشی دارای پتانسیل ریزش می‌باشد، بطوریکه عملیات تونلسازی با روشهای نگهداری موجود و متداول امکانپذیر نمی‌باشد. بدین منظور، ضرورت بکارگیری روش چتری با مقایسه سه نوع سیستم نگهداری بررسی شده است. این سه روش نگهداری شامل 1- روش سنتی (شاتکریت و قاب فولادی)، 2- روش سنتی و میل‌مهارهای جبهه‌کار و 3- روش سنتی، میل‌مهارهای جبهه‌کار و قوس چتری می‌باشد. معیار بررسی‌ها جابجایی رخ داده در تاج تونل و سطح زمین و سطوح خطر ساکورایی می‌باشد. نتایج نشان می‌دهد که روش چتری منجر به کاهش جابجایی‌های تاج تونل و سطح زمین به میزان 41% و 61% شده‌ است. همچنین استفاده از قوس چتری به میزان 31% و 41% از جابجایی تاج تونل و سطح زمین نسبت به حالتی که تنها از میل‌مهارهای جبهه‌کار (روش دو) استفاده شده، می‌کاهد. ضمنا در صورت استفاده از روش چتری مقادیر کرنش زیر سطح خطر دو ساکورایی که وضعیت ایمن در تونلسازی است، قرار می‌گیرد.