کد خبر: ۷۵۸۷
۲۹۷۵ بازدید
۲ دیدگاه (۲ تایید شده)

بازديدعلمی از پروژه راه‌ آهن میانه-بستان‌آباد-تبریز

۱۳۹۱/۹/۱۰
۱۶:۳۱


 

 

گزارشی از بازديد دانشجويان مقطع کارشناسی ارشد دانشکده راه آهن دانشگاه علم وصنعت از خطوط درحال ساخت ميانه- بستان آباد-تبريز

 

ميانه- بستان آباد- تبريز

اين پروژه که مهمترين پروژه ريلی منطقه شمال غرب ايران محسوب می شود و به صورت دو خطه طراحی شده است فاصله بين تهران تبريز را از نظر مسافت 114 کيلومتر و از نظر زمان 5.5 ساعت کاهش می دهد و در صورت تکميل اين طرح ترانزيت ريلی ايران برای نخستين بار مستقيما به اروپا متصل می شود طول خط اين پروژه 203 کيلومتر می باشد و از شهر ميانه آغاز می گردد و پس از عبور از بستان آباد به شهر تبريز ختم می شود و در طول اين مسير 9 ايستگاه طراحی شده است.

همچنين از ويژگی های اين طرح حجم وسيع ابنه فنی مسير است که فقط در قطعات8،9 و 10 ، 18 دستگاه پل بزرگ و حدود 3380 کيلومتر تونل وجود دارد که تونل شيبلی با طول 2800 متر و پل باسمنج با طول 1 کيلومتر از مهمترين ابنيه فنی اين طرح می باشند.

شرح بازديد :

خوشبختانه با همکاری گروه مشاوران جوان وزارت راه و همچنين پيگيری های دکتر نصر و دانشجويان زمينه ای برای آشنايی هر چه بيشتر و بهتر دانشجويان اين دانشکده با صنعت ريلی کشور و بازديد از پروژه های ملی فراهم شد.

بدين منظور تدراکات سفر به تبريز و بازديد از پروژه های در حال ساخت مراغه – تبريز و ميانه- بستان آباد- تبريز فراهم گشت لذا با حرکت به سمت مراغه در چهارشبنه شب مورخ 6/10/89 از ايستگاه راه آهن تهران اين بازديد کليد خورد.

تا مراغه حدود 10ساعت راه بود که فرصت مناسبی برای بحث حول اين بازديد و مباحث فنی به وجود می آورد لذا جناب آقای دکتر نصر که در اين سفر همراه ما بودند در همان ساعات اوليه سفر در کوپه 5 کلاس درسی را تشکيل دادند و به بحث در مورد صنعت ريلی کشور و تجربيات خود در اين صنعت پرداختند . البته اين کلاس درس صميمی کم کم پچه ها را نيز به شوق آورد و صحبت ها با مشارکت دانشجويان هيجان بيشتری گرفت و اين ساعات به بحث های متنوع و بسيار مفيدی گذشت.

با ورود به ايستگاه مراغه و پياده شدن از قطار بازديد رسما آغاز شد و و توضيحاتی پيرامون ساخت ايستگاه و نکات آن توسط دکتر نصر ارائه گرديد از جمله انواع سکو ، شماره گذاری خطوط در ايستگاه ها ، علائم ، ساختمان ايستگاه ، سيستم کنترل خطوط در ايستگاه ها و جالب تر از همه ساعت بزرگ ايستگاه بود که در عين سادگی امر هر روز صبح بايستی توسط رئيس ايستگاه دقيقا تنظيم شود.

پس از ورود درزين به ايستگاه و تهيه مجوز عبور راهی خط در حال ساخت مراغه – اروميه حد فاصل مراغه ميان دو آب شديم با رسيدن به سوزن ها متوقف شده و به بررسی سوزن های موجود پرداختيم که دو سوزن 190 با تراورس های چوبی بودند و با کمال تعجب روی بستر بدون بالاست قرار داده شده بود و به خوبی مشاهده ميشد که تراورس ها در بستر فرو رفته اند و وضعيت مناسبی نداشتند لذا علت را جويا شديم که توضيح مکفی به موقتی بودن سوزن ها شد. در اين سوزنها از تراورس های چوبی به علت راحتی اجرای سوراخ ها و پابند های ريل استفاده شده بود البته پابند ها از نوع k و نوع ريل UIC 60 بود البته در خود خط جديد از تراورس ها بتنی و پابند ها ی نوع وسلو استفاده شده بود.

برنامه بعدی بازديد آشنايی با ماشين زيرکوب بود که در اين پروژه به کار گرفته شده بود اين ماشين دارای 8 کلنگ بود که با عملکرد ويبره ای هندسه خط را تنظيم می کرد و با هدايت بالاست به زير تراورس ها افتادگی های خط را برطرف می کرد که اين عمليات در سه رلوواژ می بايستی انجام شود تا خط پروژه اجرايی به دقت خط پروژه طراحی برسد.اين ماشين از طريق دوربينی که در فاصله 150-200 متری جلو ماشين بر روی خط نصب می شد خط پروژه را تنظيم می کرد. از نکاتی که درمورد اين ماشين قبل از به کار گيری در خط قابل توجه است حصول اطمينان از تنظيم بودن کلنگ ها و سالم بودن آنها می باشد، در صورتی که فاصله کلنگ ها تنظيم نباشد مکن است در پايين آمدن به تراورس ها برخورد کند و باعث خورد شدن آنها شود از طرفی اگر لبه کلنگ ها اسيب ببيند عملکرد خود را از دست خواهند داد.البته سلامت خود ماشين هم بايستی بررسی شود تا در هنگام به کارگيری آن باعث مسدودی نا متعارف نشود.

در ادامه بازديد بايستی از ايستگاه تازه تاسيس ميان دوآب با اتوبوس به سمت تبريز حرکت کنيم تا از برخی ابنيه فنی مسير ميانه- بستان آباد- تبريز بازديد کنيم لذا با هماهنگی سازمان توسعه راه های ايران و دوستان در گروه مشاورين جوان پل عظيم باسمنج و تونل چاوان برای اين منظور در نظر گرفته شد که در زير برخی خصوصيات فنی اين دو پروژه را به اطلاع می رسانم

 

پل باسمنج:

پس از شهر بستان آباد و در کيلومتر حدود 168 از مسير مطالعه شده برای طرح راه آهن ميانه -تبريز دره سرسبز و زيبای باسمنج قرار دارد. در نقشه های اوليه راه آهن برای عبور مسير از اين منطقه که در جنوب شرقی شهر تبريز واقع شده، خاکريزی با ارتفاع بلند درنظر گرفته شده بود. پس از بررسی های کارشناسی و نيز اعلام نظر اداره کل جهاد کشاورزی و استانداری آذربايجان شرقی و نيز ابلاغ شرکت ساخت و توسعه زيربناهای کشور به عنوان کارفرمای طرح راه‌آهن ميانه-تبريز، مهندسين مشاور رهاب مطالعات خود را جهت مقايسه فنی، اقتصادی و اجرايی گزينه‌های مختلف عبور راه‌آهن از اين دره را آغاز نمود . پس از انجام بررسی‌های لازم بين گزينه‌های احداث پل ، ديوار خاک‌ مسلح و يا خاکريز در نهايت با توجه به مسائل اقتصادی و اجرايی و نيز عوامل زيست‌محيطی، پل بزرگی به طول حدود يک کيلومتر برای اين منطقه پيشبينی و طراحی شد. به سبب تأکيد کارشناسان مهندسين مشاور رهاب جهت استفاده از تکنولوژی های جديد پل سازی، برای ساخت اين پل سيستم اجرايی Pushing (ساختن تابليه در يک طرف پل و هل دادن تدريجی روی پايه ها) در نظر گرفته شده است . با ساخت پل باسمنج ضمن کاهش قابل‌ملاحظه خسارات زيست‌محيطی، از مسدود شدن دره مذکور جلوگيری کرده، مانع آسيب‌ رسيدن به باغ‌ها و مزارع موجود نيز خواهد شد . ‌

طراحی پل باسمنج که در قطعه 9 راه آهن ميانه -تبريز واقع شده است توسط کارشناسان مهندسين مشاور رهاب انجام پذيرفته و شرکت استرونگ هلد ايران به کمک شرکت مشاور اسپانيايی eipsa طراحی و اجرای تابليه اين پل را به عهده خواهد داشت. پيمانکار اين پروژه سازمان توسعه راههای ايران خواهد بود. در ادامه با برخی از ويژگی های خاص اين پروژه بيشتر آشنا خواهيد شد .


انتخاب گزينه مناسب :

در طراحی پل باسمنج از پل با دهانه متوسط استفاده شده است. با توجه به فاصله خط پروژه از زمين طبيعی در محل دره که ارتفاع پل را مشخص می سازد و همچنين از نظر زيبايی و ملاحظات اقتصادی بهترين طول دهانه برای پل مذکور دهانه‌های 40 تا 60 متری بود. در طرح نهايی 18 دهانه ميانی 50 متری در نظر گرفته شد و طول دهانه‌های ابتدايی و انتهايی 40 متر می‌باشد . 
برای پلی با دهانه فوق الذکر نيز می‌توان دو روش تابليه بتنی(باکس بتنی‌) و تابليه فلزی (‌باکس فلزی به همراه دال بتنی) متصور بود. با توجه به آنکه تابليه بتنی از نظر هزينه‌های اجرايی، زيبايی و مقاومت در برابر عوامل محيطی از ارجحيت نسبی برخوردار بوده و نيز با توجه به اصول مديريت تعمير و نگهداری پل‌ها در زمان بهره‌برداری، پل با تابليه بتنی بسيار کم هزينه‌تر از تابليه فلزی می‌باشد بدين سبب برای پل مذکور اجرای تابليه بتنی ترجيح داده شده است .

تابليه پل دره باسمنج به عرض 60/10 متر می‌باشد که برای عبور دو خط راه آهن مجزا در نظر گرفته شده است. باتوجه به ارتفاع زياد اين پل اجرای تابليه بتنی به صورت پيش‌ساخته و يا بتن‌ريزی درجا به دليل مشکلات قالب‌بندی، استفاده از جرثقيل يا پوتر لانسمان و ديگر مسائل مقرون به صرفه نخواهد بود . علاوه بر اين با توجه به لزوم تلاش در جهت توسعه دانش فنی- اجرايی ساخت و اهميت بهره‌گيری از تکنيک‌های نوين اجرای پل، برای اجرای تابليه بتنی پل باسمنج از روش Pushing استفاده خواهد شد. در اين روش ابتدا چند پايه پل در محل خود ساخته می‌شوند سپس همزمان با ساخت پايه های ديگر ساخت تابليه هم انجام و به تدريج تابليه هل داده می شود تا به کوله بعدی پل برسد. از مزايای روش فوق می‌توان به موارد زير اشاره نمود :

1- از نظر روش و تکنيک ساخت اين روش يکی از روش‌های به روز و مدرن پلسازی می‌باشد که با ساخت پل باسمنج با اين روش می توان نسبت به وارد کردن فناوری جديد به داخل کشور اقدام نمود .

2- از لحاظ هزينه اجرايی اين روش نسبت به روش‌های ديگر به صرفه‌تر خواهد بود .

3- از نظر زمان ساخت اين روش ظرف مدت کوتاهی نسبت به ساير گزينه ها قابل اجرا می‌باشد اين امر به دليل اينکه تابليه در يک سمت پل داخل سوله ساخته می شود ممکن می‌باشد . با توجه به محل اجرای پل و سردسير بودن منطقه عموماً فصل بتن ريزی در پروژه ها محدود به زمانی است که خطر يخبندان وجود ندارد ولی در اين روش می توان در کل طول سال عمليات بتن ريزی را انجام داد .

4- در اين روش به دليل تمرکز اجرايی کارگاه عمليات ساخت تابليه پل بسيار آسانتر و سريعتر انجام خواهد گرفت و از پراکندگی کارگاه و مشکلات آن خواهد کاست .

5 -پل باسمنج در پلان در قوس است و چون اجرای پل با اين روش در قوس بسيار ساده و عملی می‌باشد، اين روش نسبت به روش‌های ديگر پل‌سازی در اين مورد خاص برتری دارد .

مطالعات ژئوتکنيک و طراحی فونداسيون ها

با توجه به طول زياد پل و نيروهای قابل توجه ناشی از نحوه اجرای تابليه، يکی از مهمترين قسمت طراحی پل باسمنج، طراحی فونداسيون پايه ها و کوله ها بود. پس از انجام آزمايشات مکانيک خاک و تهيه و ارسال نتايج اين آزمايشات در قالب يک گزارش از سوی آزمايشگاه فنی و مکانيک خاک استان آذربايجان شرقی و نيز دريافت مقادير نيروهای ناشی از اجرای تابليه به روش Pushing از سوی مشاور خارجی، مراحل طراحی آغاز شد. يکی از مهمترين نکات مورد اهتمام در طراحی فونداسيون پايه های پل باسمنج کنترل مقادير نشست پايه ها بود که با توجه به سيستم اجرای پل بايستی نشست به مقدار 25 mm محدود می شد .

پس از بررسی نتايج گزارش آزمايشات مکانيک خاک شامل بررسی دقيق مشخصات و نمودار گمانه های اخذ شده از محل پل باسمنج و نيز نتايج آزمايشات نفوذ استاندارد مندرج در لوگ گمانه ها به نظر کاستی هايی در بيان شرح لايه ها وجود داشت. با توجه به اين مسئله برای انجام مطالعات تکميلی از همکاری يک شرکت مشاور ژئوتکنيک ديگر در استان آذربايجان شرقی استفاده شد. مشاور مذکور با تأييد وجود کاستی های موجود با بررسی بيشتر و انجام بازديدهای محلی، عدم انطباق بين مقادير SPT و شرح لايه های گمانه ها را که در گزارش آزمايشات مکانيک خاک ملموس بود به عدم اخذ نمونه دست نخورده از لايه های زيرين نسبت داد. با توجه به بررسی های انجام شده و نيز حمايت اين پروژه به لحاظ سيستم اجرايی آن که برای اولين بار در کشورمان تجربه می شد، لازم بود تا پيش از تعيين نوع و آرايش شمع ها از دقت نتايج مطالعات مکانيک خاک اطمينان حاصل شود. بدين منظور مدل اوليه خاک و سرشمع پايه ها توسط نرم افزار PLAXSI 3D تهيه شد. اين مطالعه تحليلی در قالب مدل سازی چهار فاز اجرايی انجام پذيرفت بدين ترتيب که در فاز صفر مدل وضعيت موجود که در آن لايه های خاک تحت وزن خودشان قرار داشته و مقادير تنش های مؤثر و تنش کل در اثر فشار آب منفذی تعيين گرديد. در مرحله بعد فاز اجرايی خاکبرداری به منظور اجرای شمع و سرشمع در نظر گرفته شد. در مرحله سوم مدل اجرای شمع و سرشمع تهيه گرديد و در نهايت در مدل چهارم با اعمال بارها به روی سرشمع علاوه بر تعيين تنش ها مقادير نشست کنترل گرديد. براساس آناليزهای انجام شده آرايش شمع ها و عمق سرشمع پايه ها دقيق شد. در نهايت آرايش شمع برای هر کدام از پايه ها به صورت 15 شمع مدور با قطر 5/1 متر در عمق 15 متر تعيين شد که بر اساس کنترل ظرفيت باربری گرده شمع مذکور جوابگوی ظرفيت 5300 تن و نشست 2 سانتی متر می باشد .

 

طراحی پايه ها :

با توجه به ارتفاع پايه های پل باسمنج و مقادير نيروهای وارده، براساس ارزيابی های صورت پذيرفته ستون باکس توخالی، به عنوان بهينه ترين مقطع برای پايه ها در نظر گرفته شد. مدل سازی و طراحی پايه های پل باسمنج توسط نرم افزارهای SAP 2000 و CSICOL انجام گرفت. کليه جزئيات مربوط به طول مهار و قطع آرماتورها و نيز محل وصله ها در طراحی پايه ها مدنظر بوده است .

برای اجرای پايه ها با توجه به هندسه آنها از قالب لغزنده قائم استفاده می شود بدين ترتيب که باکس به صورت توخالی بتن ريزی و اجرا می شود تا فاصله 3 متر از بالای پايه که مقطع به صورت توپر اجرا می شود. برای اجرای قسمت توپر ستون ها از قالب بندی درجا استفاده می شود .

وضعيت نئوپرن های تکيه گاهی در روی پايه های وسط بدين ترتيب در نظر گرفته شده که بر روی هر پايه از 2 نئوپرن با ابعاد 115×115 cm و ضخامت الاستومر 15cm استفاده می شود فاصله محور به محور نئوپرن4 m خواهد بود. حداکثر ظرفيت باربری قائم و افقی نئوپرن های لازم به ترتيب 17500 kN و 1400 kN خواهد بود . ضخامت کلی نئوپرن و ملحقات لازم برای جاگذاری و نصب آن 50 cm خواهد بود .

نئوپرن های به کاررفته برای برای پايه های پل باسمنج شامل 2 دسته کلی می شوند. بدين ترتيب که در پايه ها کوتاهتر در طرح نئوپرن ها لغزش در جهت طولی آزاد و تنها در جهت عرضی محدود شده است ولی در پايه های بلند اين پل از نئوپرن هايی که در هر دو جهت طولی و عرضی دارای محدوديت لغزش هستند استفاده شده است .

با توجه به ويژگی های خاص پل بزرگ دره باسمنج اعم از ويژگی های ساختگاه، مقادير نيروهای وارده و ديگر جزئيات مربوط به پايه‌ها، برای استهلاک انرژی نيروهای جانبی وارده اعم از نيروهای حين اجرای تابليه، نيروهای باد و زلزله، از مستهلک‌کننده‌های انرژی (دمپر) استفاده شده است. بدين ترتيب که همانند شکل برای هر پايه از دو دمپر عرضی استفاده می شود. براساس نتايج تحليل ها مشخصات دمپرهای مورد استفاده بدين شکل است که ظرفيت باربری آنها 2250kN با سختی فنريت 5000 kN/m و ضريب استهلاک انرژی ۵۰۰ می باشد .

 

طرح تابليه :

با توجه به ويژگی های پل دره باسمنج به لحاظ طول کلی و ارتفاع بلند پايه ها و ارزيابی های اوليه روش های مختلفی برای اجرای تابليه پل های دره‌ای مرسوم است مورد بررسی قرار گرفت. همان‌طور که پيش‌تر بيان شد در نهايت از ميان گزينه هايی که برای عبور از دره مذکور مناسب تشخيص داده شد اجرای تابليه به کمک سيستم پيش‌رانی (Pushing) انتخاب گرديد. بر اين اساس مقطع تابليه پل مذکور به صورت باکس بتنی پس کشيده طراحی شده است .

اجرای تابليه به کمک سيستم Pushing بدين شکل خواهد بود که بعد از ساخت چند پايه و همزمان با ساخت ديگر پايه‌ها مراحل ساخت تابليه انجام می‌شود . هر دهانه عرشه باسمنج از دو قطعه (segment) تشکيل شده که در مجموع کل تابليه 40 قطعه خواهد بود پس از ساخت هر قطعه و پس‌تنيدگی کابل‌ها به کمک عمليات پيش‌رانی قطعه به محل خود هل داده می‌شود .
مراحل ساخت هر قطعه اينگونه است که ابتدا قالب پيرامونی در محل مفاصل نصب شده و شبکه آرماتور قطعه در محل خود قرار داده شده و قالب محکم می‌شود . شبکه ميلگرد هر يک از قطعات بر روی
شاسیهای مخصوص آماده شده و سپس در محل‌های معين خود قرار داده می شوند. پس از نصب شبکه ميلگرد و قالب پيرامونی نوبت به نصب غلاف‌های پس‌تنيدگی می‌رسد. در اين مرحله غلافهای مخصوص پس تنيدگی بر روی شبکه سوار و محکم می‌شوند. غلافها معمولاً در طولهای 4 تا 8 متری ساخته می شوند اين قطعات بايد به وسيله کوپلرهای مخصوص به هم بسته شوند. در محل اتصال دو قطعه بايد بسيار دقت شود تا غلاف‌ها کاملاً نفوذ ناپذير باشد تا هنگام بتن ريزی بتن به درون غلافها نفوذ نکند . سپس بتن‌ريزی قطعه انجام می‌شود. معمولاً بتن ريزی قطعات در دو مرحله صورت می گيرد. در مرحله اول فقط بتن کف اجرا می گردد و پس از پايان بتن ريزی کف قطعه و خشک شدن بتن اين قسمت قالب داخل بر روی بتن کف مستقر شده و با استفاده از مفاصل موجود بر روی آن در محل خود محکم و رگلاژ می شود. پس از خاتمه قالب بندی داخل قطعه بتن ريزی سقف و ديواره آن نيز صورت می گيرد. پس از رسيدن مقاومت بتن به حد مورد نياز کابل‌های قطعه نصب و کشيده می‌شوند در هنگام کشش کشش کابلها بايد کليه شرايط و ضوابط عمليات تنيدگی رعايت گردد. پس از خاتمه اين مرحله توليد قطعه خاتمه يافته عمليات پيش‌رانی قطعه با نصب کابل‌های کشنده، صفحات لغزنده و ديگر تمهيدات لازم انجام می‌پذيرد .

پس از بازديد از پل باسمنج نوبت به تونل چاوان می رسيد که طولی معادل 250 متر داشت. در نگاه اول به نظر می رسيد که حتی امکان اجرای آن به صورت ترانشه باز نيز بوده با پرسوجو از مسئولين پروژه متوجه شديم که سر بار آن حدودأ 25 متر می باشد که اين ادعا راتا حدودی تاييد می کرد ولی به دليل برف گير بودن منطقه و سرمای شديد و نوع خاک تصميم براجرای تونل گرفته شده است.

در روش اجرای اين تونل ابتداقسمت بالاسری تونل خال بردلری شده و با مش گذاری و شاتکريت وقرار دادن قابهايی از IPE18 درفواصل 0.5-1 متری در طول تونل پايداری نسبی حاصل سپس مقطع پايينی خاک برداری می شود.

برای پايداری نهايی ديواره تونل اقدام به اجرای لاينينگ می شود که بدين منظور در دو طرف ديواره پی نواری به عرض 1.5 متر اجرا می شود و ريشه لاينينگ بر روی آن قرا می گيرد.

در زير اطلاعاتی در مورد تونل شيبلی می آورم که دانستن آن خالی از لطف نيست:

 

تونل شيبلی :

تونل شيبلی به طول 2800 متر در فاصله کيلومتر 700+147 تا کيلومتر 500+150 از قطعه 8- الف راه‌آهن ميانه - بستان‌آباد - تبريز پيش‌بينی شده است. تونل مذکور از گردنه معروف شيبلی، واقع در منتهی‌اليه دامنه شمالی کوهستان سهند عبور می‌کند .
اين تونل با حداکثر عرض دهانه 45/10 متر و حداکثر ارتفاع 72/7 متر (از روی ريل تا سقف) جهت عبور راه‌آهن دو خطه در نظر گرفته شده است. محور تونل مستقيم و با امتداد تقريبی شرقی - غربی است. با توجه به برفگير بودن منطقه در هر دو محل ورودی و خروجی تونل، گالری پيش‌بينی شده است .

گردنه شيبلی، ساخت تپه ماهوری مرتفع داشته و حداکثر شيب دامنه‌ها در محل تونل در حدود ◦ 45 است. تونل از زير چند رشته آبراهه فصلی نيمه عميق عبور می‌نمايد .

تونل شيبلی در طولی برابر با 300 متر در داخل توده‌ای نسبتاً سست قرار می‌گيرد. اين توده عمدتاً از جنس ماسه لای‌دار با چسبندگی متغير می‌باشد . نفوذپذيری اين خاک‌ها در مجموع نسبتاً زياد بوده و آب‌های نفوذی ناشی از ذوب برف در دامنه شمالی سهند که به سمت برکه بزرگی واقع در نزديکی شمال ترانشه ورودی تونل زهکشی می‌شوند می توانند جريان آب قابل ملاحظه‌ای را به داخل فضای حفاری تونل به وجود بياورند .

مطالعات زمين شناسی مهندسی تونل شيبلی براساس پيمايش صحرايی و درزه‌نگاری و با استفاده از نقشه‌های توپوگرافی منطقه انجام گرفته است. در تفسير نتايج اين برداشت‌ها، به منظور تعيين طبقه‌بندی توده‌های سنگی واقع در مسير تونل، تعيين نواحی طراحی و نيز انتخاب پارامترهای ژئوتکنيکی جهت طراحی پوشش‌های اوليه و نهايی تعداد 12 گمانه اکتشافی و طول مسير حفر شده است .

آبدار بودن زمين، سست و ريزشی بودن رسوبات آذرآواری، تکتونيزه بودن شديد و خرد بودن برخی از لايه‌های سنگی و همچنين عرض نسبتاً زياد دهانه تونل از جمله مسائلی بود که طراحان اين تونل را با مشکلات فراوانی را روبرو می‌ساخت .
با توجه به جميع مشکلات فوق‌الذکر و براساس مطالعات انجام گرفته، حفاری و پوشش اوليه تونل شيبلی برمبنای روش N.A.T.M و به صورت مرحله‌ای طراحی شده است. بدين‌ترتيب که نيمه فوقانی تونل در يک و يا در صورت لزوم در دو مرحله حفاری شده و پوشش اوليه آن اجرا می‌شود. پس از اين که حفاری نيمه فوقانی، از دو جبهه ورودی و خروجی به يکديگر رسيد مجدداً از دو جبهه، اجرای پوشش نهايی نيمه فوقانی و با فاصله‌ای از آن، حفاری و اجرای پوشش نهايی نيمه تحتانی شروع خواهد شد. حفاری در رسوبات آذرآواری و در واحدهای سنگی ضعيف با استفاده از دستگاه رودهدر و در واحدهای سنگی سالم‌تر به روش انفجاری انجام خواهد شد .

مدل‌های محاسباتی پوشش‌های موقت و نهايی، با استفاده از نرم افزارهای Plaxis 7.2 و Sap 2000 تهيه شده است. پايداری استاتيکی و لرزه‌ای ترانشه‌های خاکی در محل ورودی به کمک نرم افزار Slide و پايداری استاتيکی و لرزه‌ای ترانشه‌های سنگی در محل خروجی تونل برمبنای مقادير امتداد لايه‌بندی‌ها و لرزه‌ها به روش سينماتيکی و به کمک نرم افزار Swedge مورد بررسی قرار گرفته است .


مشخصات هندسی مقطع تونل و گالری

همانطور که گالری تونل براساس نيازهای حرکت قطار در آن اجبار می‌کند اين مقطع در سقف از يک قوس دايره به شعاع 225/5 متر و در کناره‌ها از ديواره مستقيم مايل تشکيل شده است. مايل بودن ديواره دارای مزايا و معايب مخصوص به خود می‌باشد. از نظر سازه‌ای لنگر وسط ديواره کاهش يافته و نيروهای داخلی پوشش‌های اوليه و نهايی به سمت نيروهای محوری غالب ميل می‌نمايد که مناسب‌ترين وضعيت را برای طراحی به وجود خواهد آورد .

 

زه کشی 
بررسی پروفيل طولی تونل نشان می‌داد که هم به لحاظ ميزان آب نفوذی و هم به دليل ملاحظات اجرايی لازم بود زهکشی تونل در بخش‌های حفاری زيرزمينی و گالری‌های انتهايی به طور مجزا بررسی ‌شوند .

تونل شيبلی در منطقه‌ای مرطوب و در بعضی موارد با جريان‌های کم حفاری می‌گردد. نفوذ آب به داخل تونل و يا پشت پوشش موقت در حين بهره‌برداری در بيشتر موارد قابل پيش‌بينی است. اين امر لزوم طراحی سيستم زهکشی مناسبی را ضروری می‌ساخت. براساس اين ضرورت مراحل حفاری بدين شکل طراحی شده است که در مقاطع حفاری زهکشی‌هايی در عرض و با فواصل طولی 2 يا 3 متری پيش‌بينی شده که بوسيله آن آب‌های نفوذی پشت پوشش به آبروهای داخلی هدايت خواهند شد . کانال‌های آبروی داخل نيز در هر دو سمت تونل و به صورت پيش ساخته و پس از تکميل پوشش نهايی تونل و بر روی پاشنه نهايی اجرا می‌گردد .


روش حفاری تونل 
تونل شيبلی با طولی در حدود 3 کيلومتر عموماً در سنگ‌های متوسط تا ضعيف و کم مقاومت حفاری و ساخته می‌شود. در طولی حدود 600 متر از بخش ورودی نيز حفاری در رسوبات آذرآواری صورت می‌پذيرد که با توجه با جنس متناوب زمين و خصوصيات زمين شناسی مورد اشاره، حفاری در بخش‌هايی به صورت انفجاری و در قسمت‌های ديگر به صورت رودهدری انجام می‌شود .
به دليل ابعاد قابل توجه مقطع تونل شيبلی و با توجه به خصوصيات ضعيف توده سنگی يا خاکی، روش حفاری چند مرحله ای برای اين تونل در نظر گرفته شده است . از بين انواع روش‌های حفاری چند مرحله‌ای که معمولاً با توجه به ابعاد مقاطع، شرايط زمين و امکانات اجرايی انتخاب می‌گردند در ناحيه خاکی روش اجرای پنج مرحله‌ای و در محدوده سنگی اجرای دو مرحله‌ای پيش بينی گرديده که جزئيات روش‌های حفاری پيشنهادی در نقشه‌های اجرايی در نظر گرفته و ارائه شده است .
با توجه به طول قابل توجه تونل شيبلی و به منظور سهولت و تسريع در انجام کار، حفاری تونل از دو دهانه به طور همزمان انجام خواهد شد. به دليل ارتفاع قابل ملاحظه مقطع، ابتدا قسمت فوقانی تونل تا ارتفاع حدود 5 متر در تمام طول تونل حفاری شده، سپس قسمت تحتانی حفاری می‌گردد. بتن ريزی جداره تونل در محدوده خاکی در دو مرحله فوقانی - تحتانی و در نواحی سنگی با مقطع کامل انجام می‌شود. مراحل بتن ريزی به ترتيب شامل پاشنه، ديواره طرفين و در نهايت سقف می‌باشد .
انتخاب حفاری مقطع تونل در دو قسمت، به صورت فوقانی و تحتانی با توجه به ملاحظات فنی و هندسی مقطع تونل انتخاب گرديد که در انتخاب اين روش ملاحظات زير نيز در نظر گرفته شده است .
● سهولت دسترسی کارگران به سقف تونل برای حفاظت سقف تونل
● سهولت تهويه هوای تونل
● بدست آوردن کف تونل بطور مسطح برای رفت و آمد ماشين‌آلات حفاری و حمل خاک در تونل
● صرفه جويی در هزينه عمليات حفاری قسمت تحتانی به دليل ساده‌تر بودن حفاری قسمت تحتانی تونل به طور همزمان در محل‌های مختلف مسير تونل .
يکی ديگر از مسائل مهم قبل از شروع حفاری تونل، محافظت سر دهانه‌های ورودی و خروجی تونل می‌باشد. بدين منظور ابتدا 3 تا 4 قاب فلزی به فاصله يک متری از يکديگر نصب می‌شوند. اين قاب‌ها تا نقطه برخورد به تاج تونل در جبهه حفاری ادامه می‌يابند و سپس مش‌بندی و شاتکريت می‌گردند و پس از آن حفاری دهانه تونل آغاز می‌شود .

مطالعات انجام پذيرفته 
با توجه به اهميت تونل شيبلی به سبب طول زياد و ابعاد مقطع عرضی آن و ديگر مسائلی که پيشتر برشمرديم مطالعات جامعی برای تحليل و طراحی تونل مذکور انجام گرفته است. از مهمترين بخش‌های مطالعاتی اين تونل می‌توان به تحليل و طراحی پوشش اوليه ونهايی تونل، مطالعه پايداری ترانشه‌های ورودی و خروجی شامل تحليل محيط های پيوسته و ناپيوسته، تحليل سينماتيکی و تحليل پايداری به کمک کنترل لغزش صفحه‌ای، گوه‌ای و کنترل واژگونی اشاره داشت. يکی ديگر از مراحل طراحی تونل شيبلی طراحی پرتال‌های ورودی آن است که به دقت انجام گرفته است .
در بخش طراحی پوشش‌های تونل شيبلی براساس آيين نامه‌های معمول، پوشش اوليه در مقابل بار زلزله طراحی نشده است و فرض بر اين است که نيروهای ناشی از زلزله توسط پوشش نهايی تحمل می‌گردد. روش محاسباتی به کار رفته روش نرمی می‌باشد. در اين روش اعوجاج مقطع در اثر عبور موج زلزله برحسب مشخصات زلزله قابل وقوع و همچنين مشخصات توده اطراف تونل، بدست آمده و اين جابه‌جايی به سازه پوشش اعمال می‌گردد .
با توجه به عدم دقت پارامترهای ژئوتکنيکی به کار گرفته شده در تحليل‌ها هر چند براساس بهترين دانسته‌های زمين شناسی مهندسی و انجام آزمايشات ژئوتکنيک به‌دست آمده‌اند، مدل اندازه‌گيری‌ها، طراحی پوشش در زمان اجرای تونل تدقيق می‌گردد. اين روش طراحی که از مبنای روش N.A.T.M می‌باشد امروزه در صنعت تونل سازی در جهان بسيار معمول بوده و الگوهای تغيير طراحی در حين اجرا به روش‌های مختلف گردش کار به اجرا درمی‌آيد. در ميان جزئيات بی‌شمار با توجه به اهميت به کارگيری الگوهای جديد تونل سازی، در ادامه فاز مطالعات ابزار دقيق و رفتار سنجی در حين اجرای پوشش اوليه تونل شيبلی مورد بررسی بيشتر قرار می‌گيرد .

 
ابزار دقيق و رفتار سنجی در حين اجرای پوشش اوليه
پوشش اوليه تونل شيبلی براساس روش نوين تونل سازی اتريشی (N.A.T.M) طراحی شده است. در اين روش، در فاصله زمانی محدودی پس از هر گام حفاری، پوششی مربوط به اين گام شامل يک يا ترکيبی از عناصر شاتکريت شبکه آرماتور، قاب فلزی يا خرپای فولادی ساخته شده و سپس گام حفاری بعد انجام می‌گيرد .
اين پوشش مانند پوسته قابل انعطافی است که با پيش‌روی جبهه حفاری و افزايش تنش های شعاعی به راحتی تغييرشکل می دهد. در اثر اين تغيير شکل توزيع تنشی در بين پوششی و توده زمين يکنواخت تر شده و در جهتی تغيير می کند که ضمن جلوگيری از بروز پديده ((جريان آزاد خميری))‌ در توده زمين،‌ اضافه تنش ناشی از تغيير هندسه و حذف بخشی از زمين، عمدتاً توسط توده زمين اطراف پوششی تحمل گردد .
نيروهای داخلی پوششی تونل که با دور شدن جبهه حفاری به تدريج در آن ايجاد می شود تابعی است از سختی و مقاومت زمينی همچنين تنش های برجا در توده زمين، تنش های ناشی از حضور آب، طول گام حفاری، فاصله زمانی بين حفاری و ساخت پوشش و بالاخره سختی خود پوشش .
با توجه به عدم امکان شناسايی دقيق شرايط ژئوتکنيکی زمين در سرتاسر طول تونل و نيز تأثير شرايط واقعی اجرای بر روی نيروهای داخلی پوششی، لازم است که همزمان با پيشروجبهه حفاری کفايت سازه کنترل شده و نيز حتی المقدور از اجرای پوشش بيش از حد محافظه کارانه و غير اقتصادی اجتناب شود که همگی اين نکات در طراحی و اجرای تونل شيبلی مورد اهتمام است .
مهمترين پارامترهای مورد سنجش در تونل های بين شهری و ابزار متداول در اين زمينه عبارتند از :
- همگرايی پوشش تونل :‌ با نصب ميله های مخصوص در نقاط مختلف يک مقطع و اندازه گيری تغيير فواصل بين آنها به کمک دستگاه تقارب سنج .
- جابه جايی يک يا چند نقطه از پوشش نسبت به مرجع ثابت به وسيله ترازيابی .
- تغييرات فشار آب حفره ای به وسيله نصب پينرومتر
- کنترل فشار واردبر پوشش از سوی خاک پيرامون به کمک نصب سلول فشار سنج شعاعی در فصل مشترک پوشش و زمين پيرامون آن .
- فشار محوری ايجاد شده در سازه پوششی به کمک نصب سلول فشار سنج مماس در داخل مقطع سازه
- تنش های فشاری و کنشی ايجاد شده در سازه پوشش به کمک نصب کرنش سنج بر سازه
- تغيير مکان زمين اطراف تونل با حفر چال از داخل تونل و نصب انبساط سنج ميله ای
در پروژه تونل شيبلی همگرايی سنجی به عنوان مناسب ترين روش کنترل کفايت پوشش اوليه و ايمنی فضاهای حفاری در نظر گرفته می شود. اين اندازه گيری هم از لحاظ کنترل و ارزيابی ايمنی عمليات اجرايی و هم از لحاظ تکميل داده های مورد نياز برای کنترل و اصلاح مدل محاسباتی پروژه حائز اهميت است .
با به کارگيری کنترل همگرايی تونل در پروژه شيبلی اهداف زير قابل وصول خواهد بود :
- برقراری يک سيستم هشدار دهنده که پيشاپيش وضعيت های غير عادی و خطرناکی را که سازه نگهدارنده را تهديد می کنند به اطلاع مسئولين اجرايی می رساند .
- مشخص کردن زمان حصول پايداری تغيير شکل ها و برقراری تعادل،‌ اين حالت مناسب ترين وضعيت برای اجرای پوشش نهايی است .
- ارزيابی کلی رفتار توده زمينی و برآورد کيفی توزيع فشار وارد بر پوشش نگهدارنده در مراحل مختلف اجرای تونل و پس از آن
- تکميل داده های حاصل از ساير اندازه گيری ها و نيز آزمون های ژئوتکنيکی جهت کاربرد در تحليل اندرکنش خاک- سازه نگهدارنده تونل. اين تحليل به منظور کنترل فرضيات طرح و ارزيابی کفايت طرح های نو و ابتکاری در جهت بهينه سازی طرح و اجرا و صرفه جويی در هزينه ها انجام می شود .

دقت نهايی مورد نياز برای انجام اين اندازه گيری ها 1/0 تا 2/0 ميليمتر خواهد بود.

 

اين بود شرح مختصری از بازديد،در نهايت از تمام کسانی که در اين بازديد زحمت کشيده اند به خصوص گروه مشاورين جوان وزارت راه کمال سپاس گذاری را داريم.

 


کانال تلگرامی صدای میانه اشتراک‌گذاری مستقیم این مطلب در تلگرام

نظر شما

۹۲/۱۱/۱۱ ۰۸:۱۷
;-) :D :lol: :-) 8) :-| :-* :oops: :sad: :cry: :o :-? :-x :eek: :zzz :P :roll: :sigh:
۹۱/۹/۱۱ ۰۴:۳۵
دوست عزیزبنوبه خودم از گزارش تحلیلی واکادمیکتون ممنونم ولی ای کاش بطور کلی به میزان پیشرفت پروزه هم اشاره میکردید.

اخبار روز