119- پروژه آماده: بررسی حفاری مکانیزه تونل مترو (T.B.M) – شامل 125 صفحه فایل ورد (word)

فهرست مطالب

عنوان  صفحه

فصل 1-         مقدمه  8

1-1-   پيشگفتار 8

1-2-   تاریخچه دستگاه‌های حفاری تونل  9

فصل 2-         تونل سازی و روش های مختلف آن   12

فصل 3-        تقسیم بندی ماشین های t.b.m    35

3-1-   ماشینهای حفر تونل از نوع باز 37

3-2-   ماشینهای حفر تونل تک سپره 39

3-3-   ماشینهای حفر تونل با سپر تلسکوپی  40

3-4-   مزایا معایب ماشین حفر تونل  41

3-5-   TBMهاي غير دايره‌اي  43

3-6-   TBMهاي غير دايره‌اي مخصوص سنگ سخت   45

3-7-   جمعبندی  47

فصل 4–         طرز کار TBM    48

4-1-   نحوه تخلیه مواد حفر شده توسط ماشین‌های تی بی ام: 48

4-2-   قیمت این ماشین‌ها: 48

4-3-   نحوه عملکرد دستگاه حفاری تمام مقطع به روش مکانیزه TBM   48

4-4-   پروسه حفاری دستگاه حفاری تمام مقطع به روش مکانیزه 49

4-5-   توتال استيشن  51

4-6-   Tbmها چگونه راه خود را مي يابند؟ 54

فصل 5-        معرفی و بررسی سیستمهای تهویه تونل   57

فصل 6-         قالب بندی و اجرای دیواره تونل   66

6-1-   نيمرخهاي عرضي تونل  66

6-2-   مراحل آستر كاري تونل  66

6-3-   آهن تقويت كننده (آرماتور ) 68

6-4-   كفراژ براي بتن ريزي آستر 68

6-5-   قالب کف: 72

6-6-    قالب بدنه و طاق(تاج): 72

6-7-   طول قالب: 74

6-8-   بتن ریزی قالب بدنه و طاق: 74

6-9-   آستر كاري تونل بوسيله پمپ بتن  76

6-10-  ريختن بتن آستر 78

6-11-  آستر تونل با بتن ريز تحت فشار هوا 79

6-12-  بتن ریزی به روش شیب پیوسته پیش رونده: 80

6-13-  روش تیغه ای: 81

6-14-  تأثیر تجهیزات بتن ریزی: 82

6-15-  تراکم بتن: 82

6-16-  قالب برداری: 83

فصل 7-        آزمايش زمين   84

7-1-   زمينهاي ماسه اي : 84

7-2-   زمينهاي دجي : 84

7-3-   زمينهاي رسي : 85

7-4-   زمينهاي سنگي : 85

7-5-   زمينهاي مخلوط : 85

7-6-   زمينهاي بي فايده : 85

7-7-   آزمايش زمين : 86

7-8-   امتحان مقاومت زمين : 86

7-9-   افقي كردن پي ها (تراز كردن) : 87

7-10- شفته ريزي : 87

7-11- پي سازي : 89

7-12- پي سازي با سنگ : 90

7-13- پي سازي با بتن : 90

7-14- پي سازي و پي كني با هم : 91

7-15- پي كني در زمين هاي سست : 91

7-16-  پي كني در زمين هاي خاك دستي و سست : 92

7-17- طريقه عمل : 93

7-18- حفر گمانه  94

7-19- جهت یابی گمانه  97

فصل 8-        جزئیات ماشین حفر تمام مقطع   99

8-1-   مقدمه  99

8-2-   تاریخچه  99

8-3-   قسمت های مختلف ماشین TBM   100

8-4-   مراحل کار TBM   103

8-5-   بررسی عملکرد TBM   104

8-6-   تعاریف و اصطلاحات لازم برای بررسی عملکرد TBM   104

8-7-   مکانیسم های حفاری در TBM   109

8-8-   روش های پیش بینی عملکرد TBM   110

8-9-   عملکرد TBM در انواع مختلف سنگ   110

8-10- طراحی TBM ها 112

8-11- تکنولوژی های جنبی در TBM   115

فصل 9-         ارزیابی ریسکهاي ژئوتکنیک در حفاري هاي تمام مقطع مکانیزه  116

9-1-   مقدمه  116

9-2-   متدولوژي ارزیابی ریسکهاي ژئوتکنیکی  116

9-3-   منابع ریسک اولیه در تونلسازي مکانیزه در مناطق شهري: 117

9-4-   فعال سازي برنامه مدیریت ریسک جهت کاهش کلیه ریسک ها 117

فهرست مراجع   122

1. نحوه تخلیه مواد حفر شده توسط ماشین‌های تی بی ام:

مواد حفر شده به وسیله سیستم ویزه ای که معمولا مرکب از سطل های تعبیه شده پیرامون صفحه حفار است از جلوی جبهه کار جمع آوری شده و به داخل نوار نقاله ای که از داخل دستگاه می گذرد به پشت ماشین هدایت می شود گرچه معمولا محدودیتی برای ابعاد مواد حفر شده و انتقال آنها وجود ندارد اما اگر ابعاد حفر شده خیلی زیاد باشد ممکن است گیر کنند وعمل اتقال را متوقف سازند.

از طرفی مواد خیلی نرم نیز علاوه بر مشکل تهویه ممکن است مخلوتی را تولید کنند که به شدت ساینده باشند. در بعضی از این نوع ماشین ها در مجاورت صفحه حفار پرده هائی تعبیه می شود که گرد و غبار را می گیرند این ذرات در اثر اسپری آب جدا می شوند.

1. قیمت این ماشین‌ها:

قیمت tbm گران است و بیشتر به نوع سفارش داده شده به کارخانه سازنده و نوع سنگ های حفر شونده بستگی دارد. ولی در کل قیمت آنها را می توان در حدود 7 یا 8 میلیارد تومان در نظر گرفت.

البته بسته به شرایط قیمت آنها ممکن است کمتر یا بیشتر باشد. از مهم ترین سازندگان این نوع ماشین‌ها می‌توان از شرکت ویرث نام برد.

1. نحوه عملکرد دستگاه حفاری تمام مقطع به روش مکانیزه TBM

حفاری این دستگاه در اصول حفاری مکانیزه شامل مراحل خاص و با برنامه‌ریزی دقیق زمانی و تجهیزاتی فراوان است.

انجام پروسه حفاری، تأیید جهت و مسیر صحیح، انجام پروسه تقویت دیواره، پروسه تخلیه مصالح، سیستم پایش هوا، نگهداری و تعمیرات.

پس از مونتاژ کامل دستگاه و تست نهایی دستگاه آماده شروع حفاری خواهد بود. اما در ابتدا باید بستر حفاری آماده شود.

یک کوه را در نظر بگیرید، برای اینکه دستگاه بتواند عملیات حفاری را شروع کند ابتدا می بایست دهانه ای با قطر متناسب با قطر دستگاه حفاری در کوه ایجاد شود تا سر برنده دستگاه (Cutter Head) بتواند روی متریال قرار گیرد و در انجام عملیات حفاری وقفه ایجاد نشود.

به بستر حفاری اصطلاحاً “ترانشه” گفته می‌شود. ترانشه شامل خاک برداری از سطح رویی زمین تا رسیدن به بستر سخت و سنگی، ایجاد یک تونل با قطر متناسب با قطر دستگاه حفاری، انجام عملیات سخت سازی( انجام مش و شات کریت) در اطراف دهانه و عملیات تقویت دیواره(لاینینگ) داخلی دهانه می باشد.

پس از انجام عملیات آماده سازی سایت و پورتال اختصاصی، ریل گذاری در دهانه انجام می‌شود تا دستگاه روی ریل قرار گرفته و دستگاه آماده شروع عملیات حفاری شود.

1. پروسه حفاری دستگاه حفاری تمام مقطع به روش مکانیزه

آماده سازی دستگاه از نظر الکتریکی و مکانیکی و تأمین نیروی هیدرولیکی دستگاه در بخش پشتیبان (BU) انجام می‌گیرد. سپس مسیر با لیزر مشخص شده و اپراتور دستگاه تنظیمات لازم جهت انجام حفاری را انجام می‌دهد. سیستم‌های تهویه هوا و تخلیه مصالح روشن شده و سیستم های کنترلی فعال می شوند. حالا وقت شروع است.

سر برش بوسیله الکتروموتورها و جعبه دنده‌های قوی به چرخش درمیآید و جک‌ها سر برش را به جلو هل می‌دهند تا دیسک‌ها با سطح سنگ برخورد کرده ، آنها را خرد کند و به سیستم تخلیه مصالح انتقال دهد. کاتر به اندازه مشخصی به جلو پیش می رود. پس از آن متوقف شده و انجام عملیات تکمیلی تخلیه انجام میگیرد. به این عملیات اصطلاحاً یک کورس حفاری گفته می شود.

پس از انجام حفاری عملیات لاینینگ انجام شده و دستگاه توسط جک‌های قدرتمند، خود را به جلو هل می‌دهد. به این پروسه تریلینگ (Traling) گفته می‌شود. سپس دستگاه دوباره تنظیم شده و این سیکل تکرار می‌شود.

در برخی از موارد که مصالح سخت تر بوده و امکان ریزش در حداقل است میتوان Telescop Shield را فعال کرد. این امر به شما این امکان را میدهد تا در هنگام انجام عملیات حفاری به صورت همزمان به انجام عملیات لاینیگ بپردازید و درمواقع لزوم به راحتی تلسکوپ شیلد را به عقب کشیده (Retract) و عملیات تعمیر یا بازدید دیسک‌ها را انجام دهید یا حتی سطح حفاری را بررسی نمایید.

این تکنیک تنها در سیستم های Duble Shield امکان پذیر است و نحوه عملکرد آن مختصراً به این گونه است که شیلد عقبی یا Gripper Shield توسط جکهای گریپر در جایش فیکس می شود و شیلد جلویی یا Front Shield و کاتر هد به وسیله جکهای Advance به جلو هل داده می‌شوند، در همین زمان شما می‌توانید جکهای Auxilary Thrust را جمع کنید و عملیات لاینینگ را همزمان با انجام عملیات حفاری انجام دهید.

در اصطلاح به عملیات بازشدن جک ها Extend و به عملیات جمع کردن آنها Retract می گویند.

در تمام مراحل انجام عملیات حفاری سنسورها و دستگاه های مختلف فرایند انجام عملیات، فشار وارده بر کاتر، جک ها و بدنه ؛ جهت مسیر، احتمال وجود گاز و یا کم شدن اکسیژن، تعادل در جریان های الکتریکی و هیدرولیکی وارده به دستگاه و بسیاری از مسائل حیاتی و ضروری دیگر دائم در حال کنترل هستند.

1. توتال استيشن

توتال استيشن هاي جديد (Total Station) با استفاده از يک پايه ثابت در ديواره تونل نصب مي شوند. يک دستگاه گيرنده و بازتاب کننده منشوري نيز به همين ترتيب نصب مي شود. محل قرارگيري هر يک از اين دو وسيله، توسط تيم نقشه برداري و به منظور تعيين موقعيت سه بعدي هر کدام، در سيستم مختصاتي پروژه، مساحي شده است. اين دو نقطه، موقعيت هاي مشخصي هستند که موقعيت ماشين تونلسازي در مراحل بعدي با توجه به همين نقاط تعيين مي شود. با کنترل از راه دور با کامپيوتر، دستگاه توتال استيشن به سمت هدف هاي مشخص شده قراول رفته و فواصل هر يک را با ماشين حفار قرائت مي کند.

دستگاه توتال استيشن زوايا و فواصل بين نقاط هدف را مشخص و به اپراتور منتقل مي کند. يک شيب سنج الکترونيکي نيز بر روي دستگاه حفاري و به منظور اندازه گيري دقيق هرگونه انحراف به چپ يا راست و يا اختلاف با شيب طراحي، نصب شده است. نتايج اين اندازه گيري ها با استفاده از معادلات مشخص توسط تيم نقشه برداري، پردازش مي شوند. در پايان کار نيز با استفاده از يک سيستم معروف (Poltinger Precision System) فايل داده هاي موجود که در هنگام راه اندازي برنامه کامپيوتري سيستم راهنما و به عنوان داده هاي اوليه طراحي به سيستم داده شده بود با اطلاعات مکان يابي به صورت درجا و بدون وقفه مقايسه شده و نتايج آن به صورت نمايش نمودارهاي جهت دار به اپراتور ماشين حفار منتقل مي شود. ساير اطلاعات مفيد نيز در صفحه نمايشگر اپراتور مشهود مي باشد.

قابليت فرعي، ولي مهم سيستم هاي راهنماي الکترونيکي، محاسبه سريع، انتخاب و جهت يابي آسترهاي پيش ساخته بتني در تونل ها است. با اين قابليت، خصوصيات هندسي حلقه ها، ميزان انبساط سيلندر و محکم نبودن عقب دستگاه نصاب، نوع رينگ و محل قرارگيري قطعه راهنماي حلقه ها و نيز ترتيب قرارگيري رينگ ها، مشخص مي شود. نمايش گرافيکي نصب رينگ ها و نيز ترتيب نصب آنها، از طريق يک پايگاه داده و به منظور استفاده تحليلي در مديريت ساخت تونل انجام مي شود.

کليه عمليات سيستم راهنماي توتال استيشن مذکور به استثناي جابجايي دوره اي دستگاه و منشور انعکاس دهنده نصب شده روي ديواره تونل، بدون استفاده از دست و به صورت تمام اتوماتيک انجام خواهد شد. اين ويژگي باعث افزايش دقت جابجايي و به حداقل رساندن زمان پروژه و نيز عدم نياز به پرسنل بيشتر مي باشد.