تحلیل رفتارمچاله شوندگی توده سنگ تونل دشت ذهاب کرمانشاه

یکی از پدیده های مهمی که ممکن است باعث بروز مشکلات در عملیات تونلسازی، نگهداری و بهره برداری از تونل به خصوص در سنگ های ضعیف شود، مچاله شوندگی سنگ های مسیر آن است. مچاله شوندگی به همگرایی وابسته به زمان تونل ها در خلال حفاری گفته می شود. این پدیده هنگامی روی می دهد که تنش های القائی بوجود آمده در اثر حفاری زیرزمینی بیشتر از مقاومت برشی توده سنگ های دربرگیرنده حفره باشد. پدیده مچاله شوندگی ماهیتی وابسته به زمان دارد و شامل دو مرحله می باشد بطوریکه پس از پیشروی جبهه کار تونل، چنانچه تنش پیرامون دهانه از مقاومت توده سنگ تجاوز کند، توده سنگ بلافاصله شروع به مچاله شوندگی می نماید و به این پدیده مچاله شوندگی آنی گفته می شود. چنانچه تنش انباشته شده از مقاومت توده سنگ تجاوز نکند ولی برای ایجاد خزش کافی باشد، آن گاه موجب همگرایی به سمت داخل تونل می شود و به آن مچاله شوندگی ثانویه (خزشی) گفته می شود. این تغییرشکل ها ممکن است در خلال احداث تونل خاتمه یافته و یا برای مدت زمان طولانی ادامه یابد. مقدار همگرائی تونل، سرعت تغییرشکل و گسترش ناحیه تسلیم شده در اطراف تونل بستگی به عوامل متفاوتی دارد که هر یک به تنهایی تاثیرات بسیار زیادی بر روی نتایج می گذارد. تونل انتقال آب دشت ذهاب با طولی بالغ بر 25684 متر و قطر 6.73 متر در غرب ایران و در استان کرمانشاه واقع است. بخش اعظمی از مسیر این تونل از سنگ های آهکی به همراه شیل و مارن تشکیل شده و در آن چندین زون گسله همراه با ساختارهای تاقدیسی و ناودیسی به چشم می خورد و روباره در مسیر تونل به 998 متر می رسد. این موضوع شرایط را برای وقوع پدیده مچاله شوندگی در قسمت هایی از مسیر تونل مهیا نموده است. به همین منظور به ارزیابی و مدلسازی و تحلیل این پدیده در این تونل پرداخته شد. در این پروژه به ارزیابی پدیده مچاله شوندگی توسط روش های تجربی، نیمه تجربی، تحلیلی – تئوریک پرداخته شد و توده سنگ های واقع در سازند های 94 و 95 در مقطع های 23080 و 23340 دارای بیشترین پتانسیل وقوع پدیده مچاله شوندگی شناخته شد. سپس توسط نرم افزار های عددی تفاضل محدود پیوسته flac2d5.00 و flac3d3.00 به مدلسازی این پدیده با مدل برگر خزشی (cvisc) برای مدت یک ماه پرداخته شد. با توجه به تحلیل های انجام شده، مقطع 23080 به علت کیفیت پایین توده سنگ بحرانی تشخیص داده شد و نیازمند تجدید نظر در طراحی سیستم نگهداری برای جلوگیری از پدیده مچاله شوندگی می باشد ولی تاثیر این پدیده در مقطع 23340 مشکلی ایجاد نخواهد کرد.