بررسی مکانیزم حفاری و انتخاب ماشین حفاری مناسب جهت تونل سازی

بخشی از فهرست مطالب پروژه بررسی مکانیزم حفاری و انتخاب ماشین حفاری مناسب جهت تونل سازی
فصل اول: آشنایی با روش حفر مکانیزه
۱-۱- دسته بندی فضاهای زیرزمینی
۱-۲- مطالعات و طراحی
۱-۲-۱- عملیات پیوسته
۱-۳- ملاحظات طراحی
۱-۴- هزینه ها
۱-۵- تقسیم بندی دستگاههای حفر مکانیزه تونیل
۱-۵-۱- تقسیم بندی براساس روش حفر
۱-۵-۲- تقسیم بندی براساس نگهداری پیشانی تونل
۱-۵-۲-۱- نگهداری طبیعی
۱-۵-۲-۲- نگهداری مکانیکی
۱-۵-۲-۳- نگهداری با هوای فشرده
۱-۵-۲-۴- نگهداری دوغابی
۱-۵-۲-۵- روش متعادل نمودن فشار زمین
۱-۵-۳- تقسیم بندی براساس سیستم حمل مواد
۱-۵-۳- نوار نقاله
۱-۵-۳-۲- نقاله زنجیری
۱-۵-۳-۳- نقاله مارپیچی
۱-۵-۳-۴- پمپاژ
۱-۶- معرفی چند دستگاه مهم
۱-۶-۱- دستگاههای تمام مقطع
۱-۶-۲- دستگاههای حفر سنگهای سخت
۱-۶-۳- سپرهای متعادل با فشار زمین
۱-۶-۴- سپرهای ترکیبی
۱-۷- دستگاههای مقطعی
۱-۷-۱- ماشینهای حفار بازویی/ بیلهای مکانیکی
۱-۸- حفاری کم قطر
۱-۸-۱- دستگاه حفار AVN
۱-۸-۲- دستگاههای حفارAVT
۱-۹- تجهیزات لوله گذاری
فصل دوم: معیارهای انتخاب دستگاه
۲-۱- شناسایی منطقه
۲-۲- نمونه برداری (گمانه زنی)
۲-۳- رسم نقشه های زمین شناسی و تهیه گزارش
۲-۴- انجام آزمایشها و تهیه داده های مربوطه
۲-۵- انتخاب دستگاه
۲-۵-۱- زمینهای خاکی و محیطهای رسوبی
۲-۶- سپرهای آبی
۲-۷- سپرهای دوغابی
۲-۸- سپرهای متعادل با فشار زمین
۲-۹- ساختار صخره ای و سنگی
فصل سوم: نیروهای وارد بر دستگاه
۳-۱- نیروی فشارنده پیشانی تونل
۳-۱-۱- روش دیوارگیری
۳-۱-۲- اتکا به قطعات پوشش
۳-۲- نیروی گشتاور دستگاه
۳-۳- محاسبه نیروهای وارد بر دستگاه حفار
۳-۳-۱- نیروهای وارد بر دستگاه در زمینهای خاکی
۳-۳-۱-۱- نیروی تحکیم پیشانی تونل
۳-۳-۱-۲- نیروی حاصل از وزن طبقات و آب موجود
۳-۳-۱-۳- نیروی اصطکاک بین سپر و زمین
۳-۳-۱-۴- نیروی اصطکاک بین سپر و قطعات پیش ساخته
۳-۳-۱-۵- نیروی مقاوم لبه برنده سپر
۳-۳-۱-۶- نیروی مقاوم برش دهنده ها
۳-۳-۲- نیروهای وارد بر دستگاه در زمینهای سنگی و صخره ای
۳-۳-۲-۱- برش دهنده های قلمی
۳-۳-۲-۲- نیروهای وارد بر برش دهنده ها
۳-۳-۲-۳- عوامل مؤثر در عملکرد برش دهنده های قلمی
۳-۳-۲-۴- عمق نفوذ
۳-۳-۲-۵- زاویه تمایل به جلو
۳-۳-۲-۶- سرعت برش
۳-۳-۲-۷- فاصله برش دهنده
۳-۳-۲-۸- محاسبه نیروها
۳-۳-۳- برش دهنده های دیسکی
۳-۳-۳-۱- عوامل مؤثر در عملکرد برش دهنده های دیسکی
۳-۳-۳-۲- عمق نفوذ
۳-۳-۳-۳- زاویه لبه برش دهنده های دیسکی
۳-۳-۳-۴- قطر برش دهنده های دیسکی
۳-۳-۴- سرعت
۳-۳-۵- فاصله بین برش دهنده ها
۳-۳-۶- محاسبه نیروها
فصل چهارم: آزمایشهای خاک و سنگ
۴-۱- خاک
۴-۱-۱- تعاریف کلی خاک
۴-۱-۲- روش های معمول نمونه گیری خاک
۴-۱-۳- آزمایشهای خاک
۴-۲- سنگ
۴-۲-۱- تعاریف کلی سنگ
۴-۲-۲- مغزه گیری از سنگ
۴-۲-۳- طبقه بندی سنگها
۴-۲-۴- آزمایشهای سنگ
فصل پنجم: مطالعه پروژه امامزاده هاشم
۵-۱- آتشباری
۵-۱۲- دستگاه حفار
۵-۱-۳- روش اجراشده جهت بازگشایی تونل در دهانه ورودی
۵-۱-۴- روش اجرای fore poling (پیش لوله گذاری)
۵-۲- روش اجرا
۵-۲-۱- روش پلکانی
۵-۲-۲- روش مستقیم
۵-۳- مشخصات کلی سیستم حفار و لوله ها
۵-۴- مشخصات عمومی مورد استفاده در روش forepoling
۵-۵- زمین شناسی تونل امامزاده هاشم
۵-۵-۱- چینه شناسی
۵-۵-۱-۱- سازند شمشک
۵-۵-۱-۲- سازند الیکا
۵-۵-۱-۳- سازند مبارک
۵-۵-۱-۴- سازند جیرودلاون
۵-۵-۲- زمین ساخت
۵-۵-۲-۱- گسله شمالی (قره داغ)
۵-۵-۲-۲- گسله جنوبی (مشاء)
۵-۶- توضیحاتی پیرامون پروژه
۵-۶-۱- مشکلات زمین شناسی
۵-۶-۲- ریزش های بوقوع پیوسته و تمهیدات
۵-۶-۳- تمهیدات انجام شده جهت مهار ریزش
۵-۶-۴- خلاصه ای از ریزش های بوقوع پیوسته در دهانه خروجی
۵-۶-۵- تمهیدات انجام گرفته جهت مهار ریزش
۵-۶-۶- راه اندازی مجدد این عملیات
۵-۶-۷- ریزش در ابتدای دهانه ورودی و تشکیل قیف
۵-۷- ایجاد دال بتنی
۵-۸- احداث تونل دسترسی (Adit)

 
مقدمه:
در چندسال اخیر ایجاد فضاهای زیرزمینی رشد فزاینده ای داشته است. اگر قبلاً این فضاها فقط برای مقاصد خاصی مانند معدنکاری و یا حمل و نقل در محل های صعب العبور و کوهستانی استفاده می گردید، اما امروزه به علت زندگی شهری و توسعه شهرنشینی، مشکلات تراکم و کمبود فضاهای سطحی، ایجاد سازه های زیرزمینی از توجه خاصی برخوردار شده است و کاربرد این سازه ها را در زمینه های مختلف گسترش داده است. تنوع کاربری و الزامات موجود، موجبات گسترش و رشد صنعت تونلسازی و احداث سازه های زیرزمینی را فراهم آورده است.
۱-۱- دسته بندی فضاهای زیرزمینی:
امروزه فضاهای زیرزمینی جهت حل مشکل حمل و نقل جاده ای بیرون و درون شهری انتقال آب، خدمات آب رسانی همگانی، ایجاد مراکز صنعتی مانند نیروگاهها، انبارها و پناهگاهها، سیستم فاضلاب، مترو، معدنکاری و موارد بیشمار دیگر، مورد استفاده قرار می گیرند.
این فضاها برحسب شیب، سطح مقطع و طول به سه دسته کلی تونلها ، چاهها  و مغارها  تقسیم می شوند. در جدول شماره ۱-۱- دسته بندی صورت گرفته برای سه نوع فضاهای ذکرشده بر مبناهای مختلف آورده شده است.