بررسی عددی اثرات حفاری تونل‌های شیب‌دار بر پایداری تونل‌های اصلی آزادراه تهران شمال

مسیر آزادراه تهران شمال، کوهستان البرز را با تونلی به طول تقریبی 6400 متر قطع  می کند. تونل‌های بزرگ البرز شامل دو تونل اصلی (رفت و برگشت) و یک تونل اکتشافی (بین دو تونل اصلی و در تراز پایین‌تر) است. تونل‌های اصلی البرز به وسیله تونل‌هایی تحت عنوان دستک‌های تهویه به صورت شیب‌دار به تونل اکتشافی متصل می شوند. هدف اصلی از انجام این تحقیق بررسی عددی تاثیرات حفاری تونل‌های دسترسی شیب‌دار بر پایداری تونل‌های اصلی است. برای انجام این کار از نرم افزارflac 3d استفاده شده است، به این ترتیب اطلاعات به دست آمده از مدلسازی نشان داده است که تاثیر حفر تونل شیب‌دار تا 1/5 برابر عرض تونل شیب‌دار از دیواره تقاطع ادامه می‌یابد و بیشترین تاثیرات واکنشی در سیستم نگهداری تونل اصلی ناشی از حفاری تونل شیب‌دار، به ترتیب در دیواره چپ، دیواره راست و سقف تونل اتفاق می‌افتد. همچنین نحوه تغییرات در نیروی محوری و لنگر خمشی در سیستم نگهداری تونل اصلی، با توجه به جهت حفر تونل شیب‌دار از سمت تونل اکتشافی به سمت تونل اصلی یا بالعکس نشان داد که حفاری دهانه تونل شیب دار از سمت فضای باز (تونل اصلی) به سمت تونل اکتشافی فشار کمتری را به دیواره تقاطع وارد خواهد کرد.

Numerical analysis of inclinedtunneling effect on the stability of main tunnels of TehranShomal (North) highway

Tehran Shomal highway passes through Alborz mountains with a tunnel length of 6400 meters. There are two main tunnels. A full threedimensional (3D) numerical analysis coupled with elastoplastic material models was conducted on the inclined access tunnel. Bending moment, axial force and the lining displacements due to the internal forces applied on the shotcrete lining are calculated. Axial force and bending moment applied on the lining have been evaluated using the FLAC 3D software program. The axial force versus bending moment of the lining is plotted. A criterion for assessing the effect of intersection on main tunnel behavior has been established, and investigated stability main tunnels by excavation of inclined access tunnel and a new support system suggested because of highstress concentration at the junction. Raising support axial forces and bending moments may endanger tunnel stability during construction in the intersection of the inclined access and main tunnels. The results indicate that the existing thickness of the tunnel lining is safe and provides the appropriate load and moment bearing capacity.