نحوه حفاری تونل

مشخصات فایل

مقطع:کارشناسی
رشته تحصیلی:مهندسی عمران
نوع ارائه:پایان نامه
تعداد صفحات:75
قالب بندی:word قابل ویرایش

نحوه خرید

دانلود رایگان فایل
شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

برای دسترسی به این فایل ابتدا باید اشتراک خریداری کنید. برای خرید اشتراک بر روی لینک زیر کلیک کنید.

ارتقاء عضویت

در صورت بروز هر گونه مشکل در روند خرید اینترنتی، بخش پشتیبانی کاربران آماده پاسخگویی به مشکلات و سوالات شما می باشد

چکیده

چکیده : 1

تونلها و فضاهاي زيزميني براي مقاصد متنوعي ايجاد مي‌شود كه از آن ميان مي‌توان موارد زير را نام برد:
تونلهاي حمل و نقل و دسترسي ، تونلهاي آب بر ، فضاهاي زيرزميني بزرگ (ايستگاههاي مترو ، نيروگاهها ، انبارهاي زيرزميني و كارگاههاي استخراج مواد معدني).

طراحي هر يك از فضاهاي فوق مستلزم دسترسي به داده‌هاي مناسب و به كارگيري تمهيدات ويژه است. در هر مورد طراح بايد ضمن آگاهي دقيق از شرايط زمين ، ابتدا در جهت بهبود كيفيت مصالحي كه قرار است تونل در آن حفر شود، اقدام نمايد. در بسياري از زمينها تونلهاي حفر شده نمي‌توانند خودنگهدار باشند و براي پابرجا نگهداشتن آنها بايد از حايلهايي استفاده كرد.

به نظر مي‌رسد كه مهمترين عامل در طراحي تونل ، يا هر فضاي زيرزميني ديگر ، تامين پايداري آن است. قرارگيري اين گونه سازه‌ها در ميان مصالح طبيعي ، يعني سنگ و خاك ، باعث شده است كه شرايط زمين شناسي نقش اصلي را در پايداري ايفا نمايند.

بخش اول 2

قبل از آغاز عمليات احداث تونل، ساختگاه تونل بايد مطالعه شود و پس از آنكه اطلاعات كافي در اين مورد به دست آمد، طراحي تونل انجام مي گيرد. پس از طراحي نيز، محل كارگاه را بايد تجهيز كرد تا زمينه كار براي آغاز عمليات حفر تونل آماده شود.

فصل اول 2

كليات 2
1-1- آشنايي 2

در تعاريف قديمي، تونل به عنوان يك راهرو طويل زيرزميني تعريف شده است. تعاريف ديگر تونل به شرح زير است:

«راهرو زيرزميني افقي يا تقريباً افقي كه از هر دو طرف به هواي آزاد مرتبط است».

«راهرو زيرزميني افقي يا مورب كه به منظور احداث شبكه معدن در سنگها حفر مي شود و ممكن است در يك يا دو طرف به هواي آزاد راه داشته باشد».

در اينجا مقصود از تونل، كليه راهروهاي زيرزميني است كه براي استخراج مواد معدني، رفت و آمد اتومبيلها، حركت قطارها، انتقال لوله و كابل و نيز انتقال آب، احداث مي شود.

1-2- مراحل تونلسازي 2

مراحل احداث و آماده سازي تونلها به شرح زير است:

الف- تهيه طرح تونل

ب- نقشه برداري مسير و تحقيقات مهندسي

ج- حفر تونل

د- نگهداري موقت تونل

هـ- انجام خدمات فني از قبيل تهويه، آبكشي، روشنائي و نظاير آن

و- نگهداري دائم تونل

اگر تمام شرايط مناسب باشد، تونلسازي كار آساني است اما سوابق كار نشانگر آن است كه در بسياري موارد، به علت شرايط ويژه، احداث تونل با مشكلات مهمي روبرو شده و حتي در بعضي موارد حفر تونل متوقف شده است.

1-3- طبقه بندي تونلها 3
1-3-1- تونلهاي حمل و نقل 3
1-3-2- تونلهاي صنعتي 3
1-3-3- تونلهاي معدني 4
1-4- تاريخچه تونلسازي 4

فصل دوم 5

مطالعه ساختگاه تونل 5
2-1- آشنايي 5
2-2- جمع آوري اطلاعات 7
2-3- بررسي نقشه هاي توپوگرافي و عكسهاي هوايي منطقه 7
2-4- مطالعات زمين شناسي سطحي 8
2-5- مطالعات ژئوفيزيكي 9
2-6- حفر گمانه هاي اكتشافي 10
2-6-1- طراحي شبكه گمانه ها 10
د- افقهاي آبدار 11
هـ- مناطق برشي 11
2-6-2- سيستم حفر گمانه ها 12
2-6-3- ثبت نمودار گمانه 13
2-7- مطالعات آب شناسي 14
2-7-1- آزمايش لوفران 14
2-7-2- آزمايش لوژن 15
2-8- حفر گمانه هاي افقي 16
2-9- حفر گالري هاي اكتشافي 17
2-10- آزمايشهاي برجا 17
2-10-1- آزمايش بارگذاري صفحه اي 18
2-10-2- آزمايش جك تخت 19
2-10-3- آزمايش مغزه گيري مجدد 20
2-11- مطالعات آزمايشگاهي 20
2-12- ارزيابي ساختگاه تونل 21
2-12-1- مشخصات سنگ 22
2-12-2- خاك 22
2-12-3- آب زيرزميني 22
2-13- بهسازي و آماده سازي زمين 22
2-13-1- بهسازي زمينهاي خاكي 22
الف- استفاده از هواي فشرده 23
ب- پيش زهكشي 23
ج- تزريق دوغاب 23
د- يخبندان 23
2-13-2- بهسازي زمينهاي سنگي 23
2-14- هزينه هاي نسبي مطالعه ساختگاه تونل 24

فصل سوم 25

طراحي تونل 25
3-1- آشنايي 25
3-2- شكل و ابعاد مقطع تونل 25
3-2-1- تونلهاي معادن 25
شكل 3- 1 25
3-2-2- تونلهاي راه 26
شكل 3- 2 27
3-2-3- تونلهاي راه آهن 27
الف- مقطع دايره 27
ب- مقطع چهارگوش 27
ج- مقطع D 28
د- مقطع نعل اسبي 28
شکل 3- 3 28
3-2-4- تونلهاي مترو 28
3-2-5- تونلهاي آبرساني 29
شكل 3- 6 30

فصل چهارم 31

تجهيز كارگاه 31
4-1- آشنايي 31
4-2- احداث جاده دسترسي 31
4-3- تسطيح محل دهانه تونل 32
4-4- احداث ترانشه جلو تونل 32
4-5- احداث ايستگاههاي نقشه برداري 32
4-6- احداث اطاقك نگهباني دهانه تونل 33
4-7- احداث تأسيسات صنعتي مورد نياز 33
4-7-1- كمپرسورخانه 33
4-7-2- نيروگاه برق 33
4-7-3- چراغخانه 33
4-7-4- مخزن آب 33
4-8- احداث تأسيسات اداري و رفاهي 34
4-9- انبار مواد منفجره 34
4-10- برنامه ريزي عمليات حفر تونل 34

فصل پنجم 35

حفر تونل به وسيله ماشينهاي بازويي 35
6-1- آشنايي 35
شكل 5- 1 36
5-2- اجزاي دستگاه 36
5-2-1- بدنه 36
5-2-2- موتور 36
5-2-3- بازو 36
5-2-4- سر مته 37
الف- ماشين با برش شعاعي 37
شكل 5- 2 37
ب- ماشين با برش عرضي 37
5-2-5- ناخنهاي حفار 39
5-2-6- سيستم بارگيري 39
5-3- مشخصات دستگاه 41
5-4- شيوه حفاري به وسيله ماشين بازويي 42
5-4-1- حفاري به روش پودر كردن 42
5-4-2- حفاري به روش تراشه كردن 42
5-5- حفاري با استفاده از جت آب 43
5-6- قابليت حفاري دستگاههاي بازويي 45
5-7- انعطاف پذيري دستگاه براي حفر تونل در شرايط مختلف 45
5-8- مزايا و معايب دستگاههاي بازويي 46
5-8-1- مزايا 46
5-8-2- معايب 47

فصل ششم 48

حفر تونل به وسيله ماشينهاي تمام مقطع 48
6-1- آشنايي 48
6-2- قسمتهاي مختلف ماشين 48
6-2-3- ابزار برش 50
الف- ابزار برش براي ماشينهاي مخصوص زمينهاي نرم 52
ب- ابزار برش براي ماشينهاي حفر سنگ 52
6-2-4- آرايه هاي ابزار برش در صفحه حفار 54
الف- ابزار برش مركزي 54
ب- ابزار برش مياني 54
ج- ابزار برش محيطي 54
6-2-5- چنگ زنها 55
6-2-6- جكهاي رانش صفحه حفار 56
6-2-7- سيستم بارگيري و تخليه مواد حفر شده 57
6-2-8- بازوي نصاب 58
6-3- نحوه كار ماشين 58
6-3-1- عمل حفر 58
الف- مرحله اول- استقرار دستگاه 59
ب- مرحله دوم- انجام چرخه حفاري 59
ج- مرحله سوم- استقرار مجدد دستگاه 60
د- مرحله چهارم – جلو رفتن ماشين 60
6-3-2- تخليه مواد 60
6-4- مكانيسم حفاري با ماشين 61
6-4-1- مباني تئوري 61
6-5- عملكرد ماشين در سنگهاي سخت 62
6-6- كاربرد ماشين در تونلهاي كوچك 64

تونلهاي با قطر كمتر از 2/3 متر، معمولاً در رده تونلهاي كوچك رده بندي مي شوند. فضاي كاري اين تونلها محدود است و اين امر مشكلاتي را در ارتباط با بارگيري و حمل مواد حفر شده، تهويه جبهه كار، دسترسي به صفحه حفار و مسايل مشابه به وجود مي آورد. اگرچه كاربرد ماشينهاي تمام مقطع معمولاً در مورد مقاطع به قطر 5 تا 10 متر از نظر اقتصادي توجيه پذير است اما تجربيات نشان داده است كه ماشين T.B.M قادر است تونلهاي كوچك را نيز در سازندهاي مختلف زمين‌شناسي، به خوبي حفر كند. مهمترين مشكلي كه در مورد استفاده از ماشينها در تونلهاي كوچك وجود دارد، آن است كه در اين تونلها، معمولاً از يك رشته خط آهن براي حمل مواد استفاده مي شود و اين امر، ظرفيت باربري را محدود مي كند. از سوي ديگر، سيستم تهويه نيز بايد به خوبي و با راندمان بالا اجرا شود.

6-7- داده هاي زمين شناختي لازم براي انتخاب ماشين 64

از جمله ويژگيهاي ماشينهاي تمام مقطع آن است كه نسبت به تغيير شرايط زمين، انعطاف پذيري زيادي ندارند. بنابراين عملكرد ماشين نسبت به تغيير شرايطي مثل نوع سنگ، عكس العمل سنگ در برابر حفاري، جريان آب زيرزميني، وجود گسل و درزه و ساير ويژگيهاي ساختاري، بسيار حساس است. بنابراين، تعيين وضعيت زمين شناختي محل قبل از آغاز حفاري تونل در مواردي كه از ماشين استفاده مي شود، به مراتب بيش از روشهاي سنتي است.

در مناطقي كه از نظر زمين شناختي پيچيده است، روشهاي سنتي تعيين مشخصات زمين چندان كارايي ندارند زيرا همين اطلاعات، ممكن است مبناي اصلي انتخاب ماشين براي حفر تونل قرار گيرد. روشهاي سنتي شامل تهيه نقشه زمين شناسي بر مبناي اطلاعات سطحي و نيز داده هاي حاصل از گمانه هاي اكتشافي است كه در طول مسير تونل و به ويژه در دهانه هاي آن حفر مي‌شوند.

يكي از مهمترين تحقيقات زمين شناسي مهندسي، حفر يك تونل اكتشافي در تمام محدوده مسير تونل و يا در مجاورت آن است.

يكي ديگر از داده هاي مهم براي انتخاب ماشين مناسب، مقاومت سنگهاي مسير تونل است. اين بررسي ها، بر روي مغزه هاي حاصل از گمانه هاي اكتشافي، انجام مي گيرد. يكي از مهمترين ويژگيهاي سنگها در تخمين قابليت حفاري آنها، مقاومت فشاري است. گرچه يك فرمول دقيق كه در تمام موارد بتواند عملكرد ماشين را در سنگهاي مختلف پيش بيني كند وجود ندارد اما سازندگان ماشينها و نيز پيمانكاران تونل، براساس تجربيات خود در موارد مشابه، قادرند برآورد قابل قبولي از عملكرد ماشين ارائه دهند.

البته در مورد سنگي كه در آن ماشين تمام مقطع با موفقيت حفاري كرده است، تنها مقاومت فشاري ملاك نيست و اين ويژگي بايد همراه با ساير خصوصيات سنگ و نيز شرايط زمين شناختي موجود، ارزيابي شود. به عنوان مثال، اگر يك ماشين تونل كني سنگ محكمي را كه شكستگي هاي نزديك به هم دارد، با موفقيت حفاري كرده است، الزاماً ممكن است در سنگي با همان مقاومت اما بدون شكستگي، همان عملكرد موفقيت آميز را نداشته باشد.

بنابر آنچه كه گفتيم، تصميم گيري در مورد به كار گرفتن ماشين براي يك پروژه خاص، بايد با توجه به تمام داده هاي اكتشافي حاصله و نيز با در نظر گرفتن تجربيات ماشين در ساير تونلها، انجام گيرد.

6-8- كنترل مسير ماشين 65

پيشروي ماشين هاي تمام مقطع طي گامهاي متوالي انجام مي گيرد. بعد از هر گام موقعيت و وضعيت ماشين تعيين مي شود. اگر ماشين از مسير تئوري از قبل تعيين شده خود منحرف شده باشد، بايد مسير و وضعيت آن را تصحيح كرد تا ماشين در گام بعدي، در موقعيت مناسب قرار گيرد. در قديم براي تصحيح مسير ماشين از سيستمهاي نوري استفاده مي شد ولي در حال حاضر، تقريباً در تمام موارد اين ابزار، با سيستمهاي ليزري جايگزين شده اند. كنترل با استفاده از يك دسته اشعه ليزر و دو نشانه انجام مي گيرد. بدين منظور، مولد ليزر در فاصله اي در پشت ماشين قرار مي‌گيرد و از طريق آن، يك دسته اشعه ليزر را در امتداد مسير از قبل تعيين شده، بر روي دو نشانه‌اي كه بر روي ماشين تعبيه شده است، مي تابانند. از آنجا كه اشعه ليزر همواره بايد بر نقاط معيني از نشانه ها بتابد و لكه قرمزي ايجاد كند، لذا به آساني مي توان دريافت كه آيا ماشين در مسير مورد نظر حركت مي كند يا خير. بديهي است پس از مقداري پيشروي، بايد مولد ليزر را به نقطه جديدي منتقل كرد.

منابع و مأخذ 67

نحوه خرید

دانلود رایگان فایل
شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

برای دسترسی به این فایل ابتدا باید اشتراک خریداری کنید. برای خرید اشتراک بر روی لینک زیر کلیک کنید.

ارتقاء عضویت

در صورت بروز هر گونه مشکل در روند خرید اینترنتی، بخش پشتیبانی کاربران آماده پاسخگویی به مشکلات و سوالات شما می باشد

راهنمای سایت

برخلاف سایت های دیگر که فایل ها را به صورت تکی می فروشند روال سایت ما این است که شما با عضویت در سایت ما میتوانید از تمام فایل های موجود استفاده کنید.

تمام مطالب سایت فقط برای اعضای سایت رایگان است.

نحوه عضویت در سایت