مدلسازی عددی روش های بهسازی زمین در حفاری تونل خط شش مترو تهران

از مهم‌ترین مشکلات موجود زمین‌های سست در پی‌ها و تونل‌زنی، بهسازی خاک است که در این ارتباط تقویت خاک درجا برای استفاده مجدد در یک ساختار جدید ژئوتکنیکی و یا بهبود وضعیت ساختار فعلی مد نظر است. در تحقیق حاضر شیوه اجرای روش عددی المان محدود برای پیش‌بینی میزان نشست سطح زمین قبل و بعد از اجرای بهسازی زمین در فرآیند حفاری تونل دسترسی شرقی ایستگاه میدان خراسان واقع در خط 6 مترو تهران تشریح شده است. از آنجا که مسیر این تونل از زیر ساختمان‌های مسکونی و مغازه‌ها عبور می‌کند، با حفاری این قسمت از پروژه ایستگاه میدان خراسان، مقادیر نشست قابل توجهی در سطح زمین به وجود آمده است که موجب ترک خوردن ساختمان‌ها و مغازه‌ها شده است.  بر این اساس در این تحقیق چندین روش بهسازی شامل روش‌های شمع‌گذاری، فورپولینگ و مهارگذاری (انکراژ) که برای زمین‌‎‌‌های سست و ریزشی قابل استفاده‌اند، به صورت عددی به وسیله نرم‌افزار midas gts nz مدلسازی و بررسی شده است. در این پژوهش علاوه بر بررسی عملکرد روش‌های یاد شده، اثر پارامترهای هندسی از جمله همپوشانی لوله‌های فورپولینگ، طول شمع و قطر انکراژ مورد بررسی قرار گرفته است. معیار بررسی، جابه‌جایی رخ داده در سطح زمین و تاج تونل در نظر گرفته شده است. نتایج نشان می‌دهند که استفاده از روش‌های بهسازی بررسی شده در کاهش نشست سطح زمین و تاج تونل کارا و در روش‌های بررسی شده بیشینه نشست سطح زمین از نشست مجاز (35 میلی‌متر) کمتر است. از میان روش‌های بهسازی یاد شده، روش استفاده از روش فورپولینگ به همراه انکراژ علاوه بر آنکه نقاط پلاستیک در اطراف تونل را کاهش می‌دهد، تاثیر بیشتری در کاهش نشست سطح زمین دارد، به طوری که موجب کاهش حدود 50 درصدی بیشینه نشست سطح زمین شده است.

Numerical Modeling of Ground Improvement Methods Tehran Metro Line 6 Excavation

One of the most critical issues in weak grounds is soil improvement, which is considered reused in a new geotechnical structure or improves the current structure condition. In the present research, implementing a limited, finite element numerical method to predict the rate of ground settlement level before and after the implementation of ground improvement in the eastern access tunnel drilling process of Khorasan Square Station located in Tehran Metro Line 6. Since the tunnel route passes under residential buildings and shops, with the excavation of this part of the Khorasan Square Station project, large amounts of settlement exist on the ground surface, which cracked buildings and shop structures. Based on this, piling, fore poling, and anchoring improvement methods can be used for loose and fallen grounds that were modeled numerically by MIDAS GTS NZ software. In this research, in addition to investigating the performance of the mentioned methods, the effect of geometric parameters, including the covering of fore poling pipes, pile length, and the diameter of anchors, was investigated. The criteria for investigating, the Displacement occurred at ground level, and tunnel crown is considered. Results showed that all methods have been useful in reducing ground settlement and tunnel crown. Also, Among the abovementioned improvement methods, the method of using the fore poling method with anchorage has reduced the plastic points surrounding the tunnel and also has a greater effect in reducing the settlement of the ground, so that it has reduced the maximum settlement of the ground surface by 50%.