تاثیر حفاری تونلهای کم عمق بر روی سازه های سطحی (مطالعه ی موردی متروی کرج)

در سال های اخیر در شهر های بزرگ جهان، برای رهایی از حجم سنگین سفر های شهری، راه اندازی سیستم های حمل و نقل زیرزمینی نظیر مترو و قطار های درون شهری بسیار ضروری به نظر می رسد. مشکلات فراوانی در برابر این طرح ها قرار دارد که از جمله این موانع می توان به نشست زمین اشاره کرد. چنانچه میزان جابجایی زمین از حدی تجاوز کند، باعث بروز ناپایداری در ساختمان های سطحی شده و تخریب آن ها را به دنبال خواهد داشت. بررسی رفتار خاک (زمین های غیر سنگی) در برابر احداث تونل یکی از مباحث مورد مطالعه در حوزه ئ ژئوتکنیک است که درسال های اخیر مقالات و مطالعات زیادی را به خود اختصاص داده است. از این رو در این مطالعه به محاسبه و بررسی میزان نشست سطحی زمین و تاثیر آن بر روی سازه های سطحی در یک مطالعه موردی (خط 2 متروی کرج) پرداخته شده است. در ابتدا به بررسی پارامتر های فیزیکی و مکانیکی خاک مسیر مورد مطالعه پرداخته شده است. سپس توسط نرم افزار عددی (flac 3d) میزان تغییر شکل ها و جابجایی ها در سطح زمین حاصل از حفر تونل بدست آمده است. سپس میزان حداکثر نشست سطحی در طول مسیر مورد مطالعه محاسبه شد. در برخی از مقاطع مدل شده میزان نشست سطحی بیش از حد مجاز بدست آمد. برای اطمینان از صحت مقدار نشست های بدست آمده توسط نرم افزار این نتایج با نتایج حاصل از ابزار دقیق (نشست سنج) مقایسه شد، که در نهایت مطابقت خوبی بین این نتایج وجود داشت. در ادامه برای جلوگیری و کاهش نشست زمین به بررسی روش هایی از جمله میخ کوبی، تزریق بتن در سقف تونل و فورپولینگ پرداخته شد. بررسی نتایج مدل سازی این روش ها در نرم افزار عددی نشان داد که روش کنترل جبهه حفاری و در واقع پیش نگهداری بهترین روش برای کاهش نشست سطحی زمین می باشد.