کاربرد روش تونل کاری کم عمق برای حفاری کراس اور در خاک‌های ضعیف (مطالعه موردی‌: متروی شیراز)

روش های مختلفی برای حفر تونل‌ها ابداع و مورد استفاده قرار گرفته‌اند. این روش‌ها به طور عام دارای نقاط مشترک بوده ولی در اجرا، هر کدام از آنها با هم تفاوت‌ داشته و ویژگی‌های مربوط به خود را دارا می‌باشند. همواره با درنظر گرفتن کاهش ریسک، هزینه و زمان، باید بهترین روش برای حفاری تونل انتخاب و اجرا گردد. انتخاب روش بهینه برای حفر تونل مستلزم شناخت کامل روش های حفاری و پارامترهای  تاثیرگذار بر آنها می باشد. از جمله پارامترهای مهم که باید مورد مطالعه و ارزیابی قرار گیرد می توان به مشخصات هندسی،  مشخصات زمین شناسی و ژئومکانیکی، شرایط پروژه و زیرساخت های موجود، زمان اتمام پروژه و مسائل زیست محیطی را نام برد. همچنین پیش‌بینی و کنترل نشست هم از لحاظ ایمنی و هم از نقطه نظر اقتصادی از اهمیت قابل توجهی در مناطق شهری برخوردار است. در سال های اخیر، استفاده از تونل کاری در عمق کم برای حفاری فضاهای زیرزمینی از جمله ایستگاه مترو و فضاهای مشابه در خاک‌های مختلف مورد توجه قرار گرفته که به دلیل عدم ایجاد خلل در ترافیک، در فضاهای شهری مورد علاقه می باشد.  تونل کاری در عمق کم و در خاک ضعیف، stm  نام گذاری می شود. استفاده از این روش در فضاهای شهری می‌بایست از نظر نشست در سطح زمین و اثرات آن بر سازه‌های روی زمین به طور دقیق  ارزیابی گردد. مطابق طرح خط 2 قطار شهری شیراز، در حد فاصل ایستگاه رحمت و دولت بین دو خط ریل اصلی مسیر، یک تقاطع دو طرفه (کراس اور) ایجاد می‌گردد. طول این تقاطع حدود 136.5 متر و عمق روباره آن حدود 7.5 و دهانه آن حدود 22 متر می‌باشد. این مقاله به انتخاب روش حفاری مناسب جهت اجرای کراس اور به‌ روش کم عمق، با استفاده از مدلسازی عددی و با به‌کارگیری نرم افزار flac3d می‌پردازد. هدف از مدلسازی عددی به روش سه بعدی، بررسی دقیق میزان نشست حین اجرا و تعیین بهترین روش اجرا با کمترین میزان نشست می باشد. روش های مختلفی با تقسیم بندی‌های متفاوت جهت حفاری کراس اور مورد بررسی قرار گرفته و در نهایت دو روش قابل استفاده در این مقاله ارائه و بهترین روش با کمترین میزان نشست به‌عنوان گزینه برتر معرفی گردید. بر اساس مدلسازی‌های انجام‌ شده، حداکثر میزان نشست در سطح زمین با استفاده از گزینه برتر برابر 2.58 سانتیمتر تخمین زده شد.

Application of Shallow Tunneling Method (STM) for Crossover Construction in Weak Soil (Case Study: Shiraz Subway)

Different methods have been developed and used for the excavation of tunnels. These methods generally have common points, but each of them is different in execution phase and this is the reason why they are categorized. Selection of an optimal method for tunnel excavation includes full knowledge of the tunneling methods and the parameters affecting them. Geometric characteristics, geological and geotechnical properties, project conditions and existing infrastructure, project completion time, and environmental issues are some of the important parameters which must be studied and evaluated. Also, the prediction and control of settlement in terms of safety and economic point of view has considerable importance in urban areas. In recent years, the shallow tunneling method (STM) has been used to excavating underground spaces such as metro stations and similar spaces in different soils, which have many interests in urban areas due to their lack of traffic jams. According to plan of line 2 Shiraz subway, a Crossover is constructed between the Rahmat and Dolat station in the middle of two main railways of the route. The length of the Crossover is about 136.5 m and its overburden is about 7.5 m and its diameter is about 22 m. This paper focuses on selecting the appropriate excavation method for crossover using STM method based on numerical modeling with FLAC3D software. The purposes of threedimensional numerical modeling are evaluation of settlement during excavation, and determination of the best excavation method with the lowest settlement rate. Different methods have been investigated with different drift and sections division. Finally, two applicable methods are presented in this paper and the best method with the least settlement was introduced as the preferred option. Based on the result, maximum settlement at ground surface was 2.58 cm in the preferred option.