بررسی پارامتر های موثر در طراحی تونل شماره ۲ آزاد راه قزوین- رشت

بخشی از فهرست مطالب پروژه بررسی پارامتر های موثر در طراحی تونل شماره ۲ آزاد راه قزوین- رشت
–    مقدمه
۱-    مطالعات زمین شناسی مهندسی مسیر
۱-۱-وضعیت توپوگرافی
۲-۱-چینه شناسی
۳-۱-سنگهای تشکیل دهنده
۴-۱-خصوصیت مکانیکی و فیزیکی و شیمیائی سنگها
۵-۱-وضعیت آبهای زیرزمینی و آبهای سطحی و نفوذپذیری سنگها
۶-۱-تکنونیک و تأثیر نیروهای زمین ساختی و لرزه خیزی محدوده تونل
۷-۱-موقعیت دهانه و ترانشه های ورودی و خروجی تونل
۲-    بررسی نیروهای وارده بر فضاهای زیرزمینی
۱-۲-تنش در پوسته زمین
۲-۲-مثالی از وضعیت تنش های ثقلی
۳-۲-تعریف تمرکز تنش
۴-۲-توزیع تنش
۵-۲-تنش های مرزی یا جداره ای
۶-۲-ضریب ایمنی
۷-۲-تنش حول فضای زیرزمینی با مقطع دیواری
۸-۲-ارزشیابی پایداری طبیعی دیواره تونل
۹-۲-تعیین زمان پایداری مقاطع با توجه به روش اجراء
۳-    عملیات مورد نیاز برای حفر تونل با روش حفاری و انفجار
۱-۳-نوع سیستم حفاری
۲-۳-انواع چال در حفر تونل
۳-۳-برش
۴-۳-مواد منفجره مصرفی برای حفر تونل
۵-۳-محاسبات مربوط به حفر تونل با چال زاویه ای V شکل در شرایط نرمال
۶-۳-تهویه تونل
۴-    سیستم نگهداری تونل
۱-۴-پیچ سقفها یا راک بولتها
۲-۴-پیچ سقفهای منبسط شونده
۳-۴-پیچ سقفهای چسبی یا رزینی
۴-۴-نگهداری توسط بتن
۵-۴-خلاصه طراحی نگهداری تونل
۶-۴-طرح انتخابی در تونل شماره ۲
۷-۴-طراحی پوشش نهایی
۸-۴-مثلث بندی تونلهای شماره ۲
۹-۴-روسازی داخل تونل
۱۰-۴-چگونگی نصب و مشخصات عایق جداره تونل
۱۱-۴-حداقل ماشین آلات مورد نیاز
II خلاصه اجرای تونل
–    نقشه فتوژئولوژی محدوده تونل شماره ۲
–    پروفیل طولی زمین شناسی تونل شماره ۲
–    مقطع طولی، نتایج زمین شناسی و طراحی سازه ای
–    نمای پرتال ورودی و خروجی
–    منابع

•    مقدمه:
اگر حفر قنوات بخشی از عرضه تونلسازی محسوب شود آنگاه قدمت این فن به ۲۸۰۰ سال قبل از میلاد بر می گردد. زیرا باستان شناسان معتقدند که حفر قنوات در مصر و ایران از آن زمانها معمول بوده است. تذکر این نکته در اینجا در خور توجه است که در سال ۱۹۶۲ طول کل قنوات در ایران را ۱۶۰۰۰۰ کیلومتر تخمین زده اند. اگر از این مورد که ذکر شد صرفنظر شود اولین تونل زیرآبی در ۲۱۷۰ سال قبل از میلاد در زمان بابلیها در زیر رودخانه فرات و بطول یک کیلومتر ساخته شد که هر چند بصورت حفاری تونل اجرا نشده است ولی همین، کار حداقل تجربه و تبحر معماران آن عصر را نشان می دهد. از این نوع کار دیگر اجرا نشده است تا ۴۰۰۰ سال بعد که در ۱۸۲۵ تونل تیمز زیر رودخانه تیمزندن ساخته شد. تونل زنی درون سنگها به علت شکل حفاری و عدم امکانات و عدم نیاز به جزء موارد بسیار محدود – فقط در دو قرن اخیر توسعه یافت. هر چند اختراع باروت به قرنها قبل برمی گردد و بعضی آنرا حتی به قرن دوم میلادی نسبت می دهند ولی کاربرد آن در شکستن سنگها احتمالاً در قرن ۱۶ بوده است و اختراع دینامیت در قرن ۱۹ موجب تحولات تدریجی و اساسی در سهولت ایجاد تونل در سنگها شد گرچه ایجاد تونل در سنگها به علت سختی سنگ به مواد منفجره و یا وسایل بسیار سخت و برنده دارد ولی در سنگهای خیلی نرم و در رسوبات سخت نشده، مشکل تونل زنی به لحاظ نگهداری تونل است. بطوریکه تا قبل از اختراع شیلد در سال ۱۸۱۲ ، ایجاد تونلهای بزرگ مقطع در رسوبات سست فوق العاده مشکل می نمود. اولین کاربرد شیلد در ۱۸۲۵ در حفر تونل زیر رودخانه تیمز بود. هر چند حفر این تونل ۵/۱ کیلومتری حدود ۱۸ سال طول کشید. با گسترش شهرها، اختراع ترنها، افزایش جمعیت، پیشرفت صنایع و نیاز مبرم به معادن گسترش شبکه های زیرزمینی هم به منظور انتقال آب و فاضلاب و نیز در پیشروی معادن و غیره ضرورت یافت و با سرعت روزافزون از اواخر قرن ۱۹ تا کنون پیشرفتهای چشمگیری حاصل گردیده است. بگونه ای که در سالهای اخیر استفاده از ماشینهای حفر تمام مقطع تونل رشد سریعی داشته است. ایده استفاده از این ماشینها از زمانهای دور است. اولین ثبت شده در امریکا توسط جان ویلسون در سال ۱۸۵۶ برای تونل هوساک در ماساچوست بوده است ولی تنها توانسته ۳ متر از تونل ۷۶۰۰ متری را حفر نماید در دهه های اخیر توسعه بسیار زیادی پیدا کرده بطوری که در بسیاری از موارد بعنوان اولین گزینه برای حفر تونل می باشد.

فصل اول
مطالعات زمین شناسی مهندسی مسیر
۱-۱- وضعیت توپوگرافی
تونل شماره ۲ ، یک تونل قوسی است که فاصله کیلومتر ۴۱۷+۲۴ الی ۷۰۲+۲۴ به طول ۲۸۵ متر در یک توده سنگهای آتشفشانی حفاری می گردد تردد سنگهای آتشفشانی دارای یک پوشش از نهشته های سیلابی متشکل از مخلوط شن و ماسه است که توپوگرافی نسبتاً ملایم بوجود آورده است. و قسمت هائی که بصورت پرتگاه در نقشه توپوگرافی نشان داده شده است بعلت دست کاری هائی است که برای بهره برداری از مخلوط شن و ماسه صورت گرفته است.
همانطور که در نقشه توپوگرافی و فتوکپی عکس هوائی مشهود است: پیشرفتگی ارتفاعات بصورت دماغه بطرف دره رودخانه سفیدرود باعث شده است که جاده آسفالته فعلی که بموازات رودخانه کشیده شده است در فاصله کیلومتر ۲۴ الی ۲۵ با یک انحنا تند اجرا گردد. در مورد آزادراه امامزاده هاشم – منجیل برای احتراز از چنین پیچ و خم تند ناچار یک تونل قوسی بطول ۲۸۵ متر طراحی گردیده است.
خط الرأس دماغه ای که تونل در آن حفر می گردد بر فراز محور تونل ۲۷۴ متر از سطح دریا ارتفاع دارد – و این در حالیست که ارتفاع کف تونل در دهانه های شمالی و جنوبی به ترتیب ۱۷۳ و ۱۷۹ متر از سطح دریا می باشد.
شیب طولی سطح زمین در مجاورت دهانه شمالی ۲۰ درجه و شیب عرضی آن ۲۵ درجه می باشد. در مجاور دهانه جنوبی تونل شیب طولی سطح زمین تند بوده به حدود ۶۵ درجه می رسد و بطور کلی توپوگرافی در محدوده دهانه جنوبی ناهنجار می باشد.
با توجه به موقعیت لایه بندی سنگ ها و توپوگرافی زمین دهانه های تونل در کیلومترهای ۴۱۷+۲۴ و ۷۰۲+۲۴ مشخص گردیده اند.
عکس شماره ۱ محل دهانه جنوبی و محور تونل شماره ۲ را نشان می دهد.
عکس شماره ۱
دهانه جنوبی و محور تونل شماره ۲
۲-۱- چینه شناسی
تونل در سنگ های آذرین از نوع آتشفشانی متعلق به دوره ائوسن مربوط به سازند کرج حفاری می گردد. بجز آن در محدوده مجاور تونل نهشته های سیلابی مربوط به کواترنر از نوع مخلوط شن و ماسه با گسترش زیاد به چشم می خورد. در زیر این نهشته های آبرفتی رسوبات دانه ریز متشکل از رس و سیلت بطور موضعی دیده می شود که یک نمونه آن مجاور دهانه شمالی تونل در دیواره ترانشه قابل رؤیت می باشد.
۳-۱- سنگهای تشکیل دهنده
با توجه به پروفیل طولی زمین شناسی ملاحظه می گردد که تونل شماره ۲ به طول ۲۸۵ متر از کیلومتر ۴۱۷+۲۴ تا کیلومتر ۷۰۲+۲۴ تماماً در لایه های سخت سنگ آتشفشانی قرار خواهد گرفت. ضخامت لایه های تشکیل دهنده متغیر بوده و امتداد آنها معمولاً شمال غربی – جنوبغربی و شیب لایه ها ۲۶ درجه به طرف شمال شرق می باشد. سنگهای مذکور توسط رسوبات آبرفتی از نوع مخلوط شن و ماسه بصورت دگرشیب پوشیده شده است.
سنگهای تشکیل دهنده تونل از دهانه ورودی (جنوبی) تا دهانه خروجی (شمالی) به شرح زیر می باشد.
۱/ ۳- قبل از دهانه جنوبی ترانشه ای حفر می گردد که در سنگ برش آتشفشانی و نهشته های سیلابی (مخلوط شن و ماسه) قرار خواهد گرفت. در سمت غرب بیشتر برش های آتشفشانی ظاهر خواهند شد – ابعاد دانه های برش از ۱۵ سانتیمتر تا یک متر متغیر است. در سمت شرقی ترانشه رسوبات آبرفتی متشکل از مخلوط شن و ماسه وجود دارد که بصورت کلاهکی روی برش و سنگ های مقاوم اندزیتی را پوشش می دهد. ابعاد دانه ها در حد شن متوسط تا شن درشت می باشد و حدود ۱۰ الی ۱۵ درصد دانه در ابعاد قلوه سنگ می باشد. جنس دانه ها اکثراً از نوع آذرین و از ۲ الی ۲۵ سانتیمتر متغیر می باشند. و به سبب جابجائی دانه ها فاقد گوشه بوده و کرویت خوبی پیدا نموده اند.
این رسوبات بصورت کنگلومرای غیر متحجر در محدوده شرقی تونل شماره ۲ با ضخامت بیشتری قابل ملاحظه اند و ضخامت آنها ۷۰ تا ۱۰۰ متر برآورد می گردد.
در حال حاضر به عنوان معادن شن و ماسه مورد بهره برداری قرار دارند. مقاومت دانه های تشکیل دهنده رسوبات آبرفتی مذکور در حد خیلی خوب است و به خاطر نزدیکی به پروژه آزادراه امامزاده هاشم – منجیل به عنوان منابع شن و ماسه و خاکریزها و برای تهیه بتن و قشرهای آسفالتی می تواند استفاده گردد. عکس شماره ۲ برش آتشفشانی در ترانشه ورودی تونل شماره ۲ را نشان می دهد و عکس شماره ۳ رسوبات آبرفتی را نشان می دهد. و عکس شماره ۳ رسوبات آبرفتی را نشان می دهد که دارای دانه های یکنواخت در حد شن متوسط تا درشت می باشد. عکس شماره ۴ سیمان رسوبات آبرفتی را نشان می دهد.
عکس شماره ۲
برش آتشفشانی
عکس شماره۳
مخلوط شن و ماسه را نشان می دهد که دارای دانه های یکنواخت می باشد.
عکس شماره ۴
سیمان رسوبات آبرفتی را نشان می دهد.
۲/۳- از کیلومتر ۷۰۲+۲۴ (دهانه ورودی تونل) تا ۶۵۰+۲۴ به طول حدود ۵۲ متر تونل در لایه های گدازه آتشفشانی از جنس اندزیت خیلی مقاوم قرار خواهد گرفت. ولی دیواره شرقی تونل فقط ۱ الی چند متر از رسوبات شنی فاصله خواهد داشت و محتمل است در بعضی نقاط حتی دیواره شرقی در رسوبات شنی قرار گیرد.
لایه های آندزیتی به علت استحکام زیاد عدم فرسایش پذیری در سطح زمین به صورت صخره دیده می شوند. رنگ سنگ های آندزیتی خاکستری تیره است دارای شکستگی خیلی کم و معمولاً امتداد لایه ها W240 N و E240 S و شیب لایه ها ۲۶ درجه بطرف شمالشرق است. ضخامت لایه ها زیاد و تا ۱۰ الی ۲۰ متر می رسد.
۳/ ۳- از کیلومتر ۶۵۰+۲۴ تا کیلومتر ۴۸۰+۲۴ به طول حدود ۱۷۰ متر در لایه های آندزیتی ضخیم لایه قرار خواهد گرفت که دارای بافت متراکم بوده و مقاومت خیلی خوب دارند.
۴/۳- از کیلومتر ۴۸۰+۲۴ تا کیلومتر ۴۱۰+۲۴ به طول حدود ۷۰ متر تناوب لایه های آندزیت مقاوم و توف های ریونیتی نیمه مقاوم وجود دارند. امتداد لایه بندی با هم E240 W-S 240N و شیب ۲۶ درجه به طرف شمالشرق است. لایه بندی با ضخامت ۲ الی ۱۰ متر بطور هم شیب.
مقاومت اندزیت خیلی خوب ولی مقاومت توف ها نسبتاً پایین می باشد.
عکس شماره ۵- مرز آندزیت های مقاوم با تناوب توف و اندزیت را در مقطع نشان می دهد.
عکس شماره ۶- مرز را در روی سطح زمین نشان می دهد عکس به طرف غرب گرفته شده است.
عکس شماره ۷- لایه های تشکیل دهنده را در کیلومتر ۴۰۰+۲۴ (ترانشه قبل از دهانه شمالی) نشان می دهد. بطوریکه سنگ های توف در زیر و روی آن عدسی میکرو کنگلومرا و سپس بطور دگرشیب با لایه های قبلی قابل مشاهده است. مجموعاً با رسوبات آبرفتی از نوع مخلوط شن و ماسه پوشیده شده اند.

۴-۱-خصوصیت مکانیکی و فیزیکی و شیمیایی سنگها
تونل مذکور در مجموعه ای از سنگهای آندزیتی مقاوم قابل فرسایش قرار خواهد گرفت که لایه های آندزیتی مقاوم دارای بافت ریز بوده و از تراکم بالایی برخوردار بوده و تغییر شکل پذیری در آنها بسیار اندک می باشد بطوریکه مقاومت فشاری در این سنگها بیش از ۱۸۰۰ کیلوگرم بر سانتیمتر مربع تخمین زده می شود و لایه های آندزیتی قابل فرسایش به علت وفور ذرات بیوتیتی و توفی در مقابل عوامل جوی، قابل فرسایش بوده و تغییر شکل پذیر هستند بطوری که مقاومت فشاری در لایه های سنگی تازه و تجزیه نشده بالاتر از ۸۰۰ کیلوگرم بر سانتیمترمربع می باشد که از نظر حفاری مشکل خاصی نداشته و به مدت یک الی دو ماه نیز پس از حفاری و شاتکریت قسمت سطحی تونل، بدون پوشش موقت می تواند پایداری و ایستائی کافی را داشته باشد.
۵-    1-وضعیت آبهای زیرزمینی و آبهای سطحی و نفوذپذیری سنگها
۱/۵- با توجه به سنگهای تشکیل دهنده تونل و موقعیت رودخانه سفیدرود و نحوه قرار گرفتن خط پروژه تونل شماره ۲ ملاحظه می گردد که رودخانه مزبور در محدوده تونل در رقوم ارتفاعی کمتری قرار گرفته. و از طرف دیگر وجود آبرفت های شنی باعث گردیده است که آبهای سطحی حاصل از نزولات جوی به طرفین تونل زهکشی گردند.
۲/۵- بعلت دانه ریزی سنگ های آندزیتی فضای خالی در سنگ ها بسیار کم است و در واقع بعلت ناچیز بودن تخلخل در سنگ می توان گفت سنگ ها حالت نفوذناپذیر دارند.
۳/۵- شکاف و درزه و شیارهائی که در طبقات و قشرها و لایه ها در سطح زمین وجود دارد اکثراً توسط مواد ثانویه از نوع سیلیس و کلسیت پر گردیده و مانع نفوذ آبهای سطحی خواهد شد.
با توجه به بندهای فوق در موقع حفاری امکان برخورد به آبهای زیرزمینی نیست و امکان نفوذ آبهای سطحی خیلی کم می باشد.
۶-    1-تکتونیک و تأثیر نیروهای زمین ساختی و لرزه خیزی محدوده تونل:
۱/۶- در محدوده تونل شماره ۲ گسل خالی بشرح زیر وجود دارند:
گسل ۱F :
در کیلومتر ۷۰۵+۲۴ با امتداد شرق به غرب (طبق نقشه) شیب صفحه گسل نزدیک به قائم بوده و مرز بین سنگهای آتشفشانی با رسوبات آبرفتی می باشد. امتداد این گسل تقریباً عمود بر امتداد مسیر راه می باشد.
گسل ۲F :
این گسل در کیلومتر ۶۹۰+۲۴ با امتداد تقریبی شرق به غرب تونل را قطع می کند. شیب صفحه گسل قائم می باشد و در سنگهای اندزیتی بوجود آمده است که در اثر آن لایه ها به اندازه ۷۰ سانتیمتر در جهت قائم جابجا شده اند.
امتداد این گسل کم و بیش عمود بر امتداد تونل است.
گسل ۳F :
این گسل خارج از تونل در حدود کیلومتر ۷۰۰+۲۴ امتداد راه را قطع می کند (طبق نقشه). امتداد شمال ۳۵ درجه غرب – جنوب ۳۵ درجه شرق دارد و شیب صفحه کل قائم است. در اثر این گسل – توپوگرافی زمین در قسمت غربی مجاور تونل حدود ۱۰ متر حالت پله کانی پیدا کرده است.
گسل ۴F :
این گسل در قسمت غربی محدوده تونل از گسل ۳F منشعب می گردد امتداد شمال ۳۷ درجه شرق – جنوب ۳۷ درجه غرب دارد و تا نزدیک دهانه شمالی تونل امتداد دارد.شیب این گسل ۴۳ درجه بطرف جنوب شرق است و نوع ان کسل معکوس است
عکس شماره ۸
۲/۶- شکاف ها و درزه ها:
سنگهای تشکیل دهنده تونل تحت تأثیر فعالیت های تکتونیکی منطقه دچار شکستگی های موضعی و ترکهای متقاطع گشته اند که در سطح زمین و ترانشه راه موجود و ترانشه های طبیعی قابل رؤیت هستند. با اندازه گیری ۱۲۰ عدد از شکافها مشخص گردید که امتداد اغلب درزه ها شمال به طرف شرق و به ندرت شمال به طرف غرب می باشند. فراوانی آنها در ۱۰ متر مربع از ۲۰ عدد تجاوز نمی کند. طول آنها کوتاه و اکثراً در حد ۲ متر می باشند.
۳/۶- لرزه خیزی منطقه:
بطور کلی آزادراه امامزاده هاشم – منجیل در منطقه زلزله خیز قرار دارد. زلزله مخرب چند سال پیش که مرکز آن رودبار بود و حتی در شهر رشت موجب تخریب بعضی از ساختمان ها گردید هنوز فراموش نشده است.
به لحاظ تاریخی در نقشه Seismic Risk Map of Iran منتشر شده توسط سازمان زمین شناسی کشور و تهیه شده گفته شده است که:
در منطقه مورد بحث از چند قرن پیش از میلاد حضرت مسیح تا سال ۱۹۰۰ سابقه زلزله تا شدت ۷ درجه مرکالی جدید بوده است یعنی زلزله هائی با تخریب نسبی را موجب شده اند. و از سال ۱۹۰۰ تا ۱۹۷۷ زلزله هائی با حداکثر شدت ۵ درجه مرکالی جدید که زلزله های غیرمخرب محسوب می شوند گزارش شده است.
از مطالعات اخیر سازمان زمین شناسی کشور آنچه که از نقشه Seismo tectonics (مقیاس یک میلیونیم) استنباط می شود آنستکه: محدوده تونل شماره ۲ در منطقه بندی نقشه مذکور جزء منطقه تالش محسوب گردیده که برای آن منطقه حداکثر زلزله با شدت ۷ درجه مرکالی جدید محتمل دانسته است.
با قرار دادن دو مطلب مذکور از یک منبع یا یک سازمان می توان نتیجه گیری نمود که دوره بازگشت زلزله مخرب در منطقه ۹۰ سال یا بیشتر می باشد.
۷-    1-موقعیت دهانه و ترانشه های ورودی و خروجی تونل
۱/۷- ترانشه و دهانه جنوبی تونل:
توپوگرافی در محدوده دهانه ورودی تونل ناهنجار می باشد. شیب طولی زمین در مجاورت دهانه به ۶۵ درجه می رسد ولی شیب عرضی زیاد نیست. با توجه به پلان و پروفیل محدوده تونل و ملاحظات محلی باید گفت از کیلومتر ۷۵۰+۲۴ تا دهانه تونل ۷۰۲+۲۴ به طول حدود ۴۸ متر ترانشه حفر خواهد شد. جنس زمین از نوع سنگهای آتشفشانی است که در ابتدای ترانشه بعلت کمی ضخامت دیواره غربی بطور کلی برداشته خواهد شد. در نزدیکی دهانه ورودی که ارتفاع ترانشه زیاد خواهد بود ایجاد یک پله بعرض ۴ متر در ارتفاع ۸ متری توصیه می گردد. شیب دیواره ترانشه   (  افقی – 1 قائم) مناسب خواهد بود.
جنس زمین در دیواره غربی ترانشه نزدیک به دهانه تونل سنگ های سخت از نوع برش آتشفشانی است و در دیواره شرقی کنگلومرای غیر متحجر یعنی نهشته های آبرفتی مخلوط شن و ماسه می باشد.
۲/۷- ترانشه و دهانه شمالی تونل:
شیب طولی زمین بر فراز دهانه خروجی تونل ۲۰ درجه و شیب عرضی کمی تندتر حدود ۲۵ درجه است. جنس زمین در سطح آبرفت و در عمق سنگ آتشفشانی است. ترانشه ای بطول ۱۱۹ متر می بایستی احداث گردد که اکثراً دیواره غربی نخواهد داشت بجز نزدیک به دهانه تونل. جنس زمین در عمق تناوب لایه های توف ریولیتی و آندزیت بوده و روی آنها رسوبات یا نهشته های آبرفتی قرار دارد.
در دیواره ترانشه راه موجود آبرفت ها بشرح زیر قابل ملاحظه اند:
روی سنگ های آتشفشانی از نوع توف به ضخامت ۷۰ سانتیمتر عدسی متشکل از میکروکنگلومرا قرار دارد – روی آن رسوبات دانه ریز رسی – سیلتی و با دگرشیبی آبرفت های درشت دانه مخلوط شن و ماسه دیده می شود. پوشش گیاهی در محدوده ترانشه و تونل از نوع درخت و درختچه می باشد که ریشه آنها در محدوده ترانشه از لایه های آبرفتی عبور نموده تا سنگ های توف نیز رسیده است.
سنگ های توف و آندزیت در قسمت فوقانی فرسایش یافته اند و وجود نشانه هائی از لیمونیت حاکی از آنستکه لایه ها در اثر عملکرد گسل ۴F که روند شمالشرق – جنوبغرب دارد بشدت در خروجی تونل خرده شده است و در اثر هوا زدگی و نفوذ آبهای سطحی فرسایش یافته اند. بهمین منظور جهت ایمنی بیشتر دهانه خروجی تونل در کیلومتر ۴۱۷+۲۴ قرار داده شده است. ضمناً با توجه به مراتب فوق پیشنهاد احداث دیوار حائل بارتفاع ۶ متر در دیواره شرقی داده شده است. در ارتفاع ۶ متری یک پله کان به عرض سه متر. شیب دیواره ترانشه   (  افقی – 1 قائم) و مجدداً در ارتفاع ۱۶ متری پله کان دیگری بعرض ۴ متر احداث گردد.
فصل دوم
بررسی نیروهای وارده بر فضاهای زیرزمینی
۱-۲- تنش در پوسته زمین
وضعیت تنش در پوسته زمین، برای زمان و مکان معین، نتیجه تأثیر نیروهایی با خصوصیات و فشارهای گوناگون می باشد. معمولاً قبل از شروع هر کار مهندسی در ساختارهای زمینی سعی می شود وضعیت تنش را بدست آورد. وضعیت تنش زمین در حالت بکر پس از انجام عملیات حفاری و ایجاد ساختار دچار دگرگونی شده است و توزیع جدیدی از تنش در سنگ ها و محدوده آن به وجود می آید.
تنش های مؤثر بر هر نقطه از پوسته زمین را می توان ناشی از فشارهای زیر دانست.
۱-    تنش های ثقلی: این تنش ها بر اثر وزن طبقات فوقانی ایجاد می شود. به واسطه محصور بودن سنگ ها در دل زمین، تنشهای جانبی نیز در اثر فشار ثقلی گسترش می یابد. (اثر پواسون)
۲-    تنش های تکتونیکی: این تنش ها بواسطه تنش ها بواسطه تأثیر نیروهای تکتونیکی و زمین ساختی نظیر کوهزائی و یا گسل بوجود آید.
۳-    تنش های محلی: این تنش ها بواسطه ناهمگونی در جنس طبقات یا سنگ های همجوار بوجود می آیند. نظیر تمرکز تنش در عدسیهای ماسه سنگی یا اطراف کنکرسیونها.
۴-    تنش های باقیمانده: این تنش ها در حین تشکیل طبقات یا توده سنگها و در اثر فرآیندهایی نظیر کریستالیزاسیون، دگرگونی، رسوبگذاری، تحکیم و بی آب شدن در سنگها بسته به مورد گسترش می یابد. مثلاً تنش حاصل در مرز بین کریستالهای یک سنگ که دارای خواص فیزیکی متفاوت بوده و سرد شدن آنها متشابه یکدیگر نیست از این نوع می باشند.
از بین انواع تنش های فوق تنش های ثقلی را می توان از طریق محاسبه بدست آورد. ذیلاً به انواع تنش های ثقلی و نحوه برآورد آنها اشاره می کنیم.
فرض کنیم که توده سنگی در عمق H و تحت محدودیت کامل دارای رفتار الاستیک باشد. در این صورت وضعیت تنش چنین خواهد بود.
  تنش قائم اصلی
که در آن v وزن مخصوص سنگهای فوقانی می باشد.
که در آن   ضریب پواسون سنگ مورد نظر می باشد.
در این حالت نسبت تنشهای اصلی عبارتند از: 
اگر محدودیت جانبی برای سنگ کامل نباشد مقدار H بیشتر از حد بالا خواهد بود. همینطور اگر سنگ ما کاملاً دارای رفتار پلاستیک باشد میزان تنش هیدرواستاتیکی (M=1 و SH=Sv)
باید توجه داشت برای سنگی با مشخصات مکانیکی معین یک عمق بحرانی وجود دارد که پس از آن سنگ دارای رفتار الاستیک بوده و تنش افقی ثقلی را می توان از ملاک تسلیم بدست آورد به نحوه ای که:
که در آن OF برابر تنش تسلیم (yield stress) می باشد.
همینطور تنش قائم Sv در سنگهای غیرهمگن (Heteregenous) ممکن است بواسطه تأثیر ساختهای زمین شناسی در یک فاصله افقی محدود دچار نوسانات زیاد گردد. در شکل زیر همانطوری که ملاحظه می شود وضع تنش قائم در صفحات افقی موازی که یکسری طبقات چین خورده را قطع می کند یکسان تغییر نمی کند در طول خط   تنش قائم واقعی در زیر ناودیس به ۶۰% بیشتر از مقدار   و در نقطه درست زیر تاقدیس به صفر می رسد…

بخشی از منابع و مراجع پروژه بررسی پارامتر های موثر در طراحی تونل شماره ۲ آزاد راه قزوین- رشت
۱)    مهندسین مشاور پارس
طرح حفر تونل آزادراه قزوین – رشت قطعه شماره ۲
۲)    رحمت اله استوار
آتشکاری در معادن – جلد اول و دوم
جهاد دانشگاهی دانشگاه صنعتی امیرکبیر –  
۳)    دکتر معماریان
زمین شناسی مهندسی
انتشارات دانشگاه تهران –  
۴)    نگهداری در معادن
فاروق حسینی
انتشارات دانشگاه یزد –