مطالعه موردی عملکرد ماشین حفار سپر تعادلی فشار زمین(epb) بر اساس پارامترهای ژئوتکنیکی: مسیر خط یک متروی تبریز

استفاده از ماشین های حفاری تونل[1] (tbm) به علت سرعت بالا، ایجاد حداقل تغییر شکل در زمین اطراف تونل و ایمنی بالاتر نسبت به سایر روش های حفاری تونل، به سرعت در حال افزایش است. پیش بینی عملکرد و نرخ نفوذ این ماشین ها بویژه از نوع سپر تعادلی زمین[2] (epb) یکی از چالشهای اساسی محققین در زمینه ی حفاری مکانیزه تونل بشمار می رود. در این مقاله تاثیر پارامترهای ژئوتکنیکی مانند زاویه اصطکاک داخلی و چسبندگی خاک، عمق آب زیرزمینی، عمق تونل و ... بر عملکرد حفاری دستگاه حفاری تونل نوع سپر تعادلی با استفاده از روشهای تجربی و آماری مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور از اطلاعات گمانه های اکتشافی در طول مسیر تونل و داده های عملیاتی حاصل از حفاری حدود 8 کیلومتر تونل دوقلوی خط یک متروی تبریز استفاده شده است. محور تونل در عمق حدود 8 تا 20 متری قرار دارد و زمین شناسی مسیر تونل از رسوبات آبرفتی با دانه بندی مختلف شامل ماسه ی سیلتی و شنی همراه با قلوه سنگ و قطعه سنگ تشکیل شده است. تحلیل رگرسیون خطی چندگانه نشان داد که گشتاور کله حفاری با افزایش فشار تعادلی زمین و وزن مخصوص خاک و عمق آب زیرزمینی افزایش می یابد. نیروی پیشران با کاهش چسبندگی خاک، افزایش یافته و با افزایش پارامترهای زاویه اصطکاک داخلی و عمق آب زیرزمینی و فشار تعادلی زمین افزایش می یابد. بیشترین متوسط نرخ نفوذ مربوط به خاک نوع sc-sm و کمترین آن برای خاک نوع ml بدست آمد.