بررسی امکان سنجی حفر ایستگاه متروی میدان نقش جهان به روش زیرزمینی

در سال های اخیر، با توجه به گسترش روزافزون استفاده از فضاهای شهری، حفر فضاهای زیرزمینی مورد توجه قرار گرفته است. یکی از موارد چالش برانگیز در حفر فضاهای زیرزمینی بزرگ، حفر ایستگاه های مترو در شرایط زمین ضعیف و عمق کم می باشد. ایستگاه های مترو از جمله فضاهای زیرزمینی هستند، که در توسعه حمل و نقل شهری مورد توجه قرار گرفته اند. با توجه به حفر این فضاهای زیرزمینی در مناطق شهری و در زمین های ضعیف، تحلیل پایداری و انتخاب نوع نگهداری در مراحل مختلف ساخت و در دراز مدت حائز اهمیت می باشد. در این پایان نامه ایستگاه میدان نقش جهان اصفهان با استفاده از روش عددی (روش تفاضل محدود) به وسیله نرم افزار flac3d مورد مطالعه قرار گرفته است. با توجه به قرارگیری این ایستگاه در زیر بناهای مهم تاریخی، جابجایی های حاصل از حفر ایستگاه و نشست در سطح زمین که از مهمترین مشکلات حفر فضاهای زیرزمینی کم عمق می باشند، از اهمیت قابل توجهی برخوردار هستند. این موارد و مسائل مهم دیگر تحت تأثیر نوع روش حفاری انتخابی برای ایستگاه های مترو می باشد، به همین دلیل در این پایان نامه روش های مختلف حفر ایستگاه های مترو مورد مطالعه قرار گرفته و نحوه ی اجرای هر روش بیان شده است. با مطالعه و مقایسه بین روش های مختلف می توان با توجه به شرایط زمین و تجهیزات موجود، مناسب ترین روش را برای حفر ایستگاه انتخاب کرد. از جمله روش های بیان شده در این پایان نامه می توان به روش های حفاری ترتیبی، کندوپوش، سیستم پیش نگهدارنده ی طاق بتنی، سپربزرگ شونده، ماشین حفاری چند مقطع، روش استفاده از ریزتونل ها و روش اجرای سیستم پیش نگهدارنده با استفاده از لوله های قوسی اشاره کرد. به منظور حفر ایستگاه میدان نقش جهان، سه روش حفاری ترتیبی، حفاری ترتیبی با استفاده از ستون میانی و روش اجرای سیستم پیش نگهدارنده با استفاده از لوله های قوسی برای مطالعه انتخاب و نتایج حاصل از مدل سازی روش های مختلف حفاری با یکدیگر مقایسه شده اند. برای تحلیل پایداری، انواع مختلف سیستم های نگهداری با استفاده از معیارهای پایداری مورد مطالعه قرار گرفته است و در نهایت سیستم نگهداری مناسب انتخاب شده است. برای حفر فضاهای زیرزمینی شهری در محیط خاکی و در زیر سطح آب زیرزمینی روش های مختلفی وجود دارد. از جمله روش های جلوگیری از نفوذ آب به داخل فضاهای بزرگ زیرزمینی می توان به زهکشی، تحکیم شیمیایی و استفاده از تزریق، انجماد زمین، تونل سازی با استفاده از سپرهای بسته و استفاده از هوای فشرده اشاره کرد که با توجه به شرایط کاری در حفر فضاهای زیرزمینی به کار گرفته می شوند. از معایب استفاده از هوای فشرده می توان به شرایط کاری سخت و تأثیر نامطلوب بر روی سلامت کارگران اشاره کرد و در ارتباط با انجماد زمین می توان به هزینه ی بالای این روش اشاره کرد. دو روش استفاده از هوای فشرده و انجماد زمین برای جلوگیری از نفوذ آب به داخل ایستگاه در این پایان نامه مورد مطالعه قرار گرفته و در مدل سازی ایستگاه به کار گرفته شده اند. نتایج بدست آمده با استفاده از روش عددی با مقادیر مجاز نشست ساختمان های سطح زمین مورد مقایسه قرار گرفته و در نهایت مناسب ترین روش حفاری همراه با نگهداری مناسب انتخاب شده است. در تحلیل پایداری ایستگاه میدان نقش جهان اصفهان، سیستم نگهداری با استفاده از معیارهای پایداری مورد مطالعه قرار گرفته است و در نهایت سیستم نگهداری مناسب انتخاب شده است.