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-   پیشگفتار 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-   TBMهای غیر دایره‌ای  43

3-6-   TBMهای غیر دایره‌ای 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 استیشن  51

4-6-   Tbmها چگونه راه خود را می یابند؟ 54

فصل 5-        معرفی و بررسی سیستمهای تهویه تونل   57

فصل 6-         قالب بندی و اجرای دیواره تونل   66

6-1-   نیمرخهای عرضی تونل  66

6-2-   مراحل آستر کاری تونل  66

6-3-   آهن تقویت کننده (آرماتور ) 68

6-4-   کفراژ برای بتن ریزی 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 کاری تونل بوسیله پمپ بتن  76

6-10-  ریختن بتن آستر 78

6-11-  آستر تونل با بتن ریز 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-        آزمایش زمین   84

7-1-   زمینهای ماسه ای : 84

7-2-   زمینهای دجی : 84

7-3-   زمینهای رسی : 85

7-4-   زمینهای سنگی : 85

7-5-   زمینهای مخلوط : 85

7-6-   زمینهای بی فایده : 85

7-7-   آزمایش زمین : 86

7-8-   امتحان مقاومت زمین : 86

7-9-   افقی کردن پی ها (تراز کردن) : 87

7-10- شفته ریزی : 87

7-11- پی سازی : 89

7-12- پی سازی با سنگ : 90

7-13- پی سازی با بتن : 90

7-14- پی سازی و پی کنی با هم : 91

7-15- پی کنی در زمین های سست : 91

7-16-  پی کنی در زمین های خاک دستی و سست : 92

7-17- طریقه 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 ریسکهای ژئوتکنیک در حفاری های تمام مقطع مکانیزه  116

9-1-   مقدمه  116

9-2-   متدولوژی ارزیابی ریسکهای ژئوتکنیکی  116

9-3-   منابع ریسک اولیه در تونلسازی مکانیزه در مناطق شهری: 117

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

فهرست مراجع   122

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.

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.

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.

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.

توتال استیشن

توتال استیشن های جدید (Total Station) با استفاده از یک پایه ثابت در دیواره تونل نصب می شوند. یک دستگاه گیرنده و بازتاب کننده منشوری نیز به همین ترتیب نصب می شود. محل قرارگیری هر یک از این دو وسیله، توسط تیم نقشه برداری و به منظور تعیین موقعیت سه بعدی هر کدام، در سیستم مختصاتی پروژه، مساحی شده است. این دو نقطه، موقعیت های مشخصی هستند که موقعیت ماشین تونلسازی در مراحل بعدی با توجه به همین نقاط تعیین می شود. با کنترل از راه دور با کامپیوتر، دستگاه توتال استیشن به سمت هدف های مشخص شده قراول رفته و فواصل هر یک را با ماشین حفار قرائت می کند.

دستگاه توتال استیشن زوایا و فواصل بین نقاط هدف را مشخص و به اپراتور منتقل می کند. یک شیب سنج الکترونیکی نیز بر روی دستگاه حفاری و به منظور اندازه گیری دقیق هرگونه انحراف به چپ یا راست و یا اختلاف با شیب طراحی، نصب شده است. نتایج این اندازه گیری ها با استفاده از معادلات مشخص توسط تیم نقشه برداری، پردازش می شوند. در پایان کار نیز با استفاده از یک سیستم معروف (Poltinger Precision System) فایل داده های موجود که در هنگام راه اندازی برنامه کامپیوتری سیستم راهنما و به عنوان داده های اولیه طراحی به سیستم داده شده بود با اطلاعات مکان یابی به صورت درجا و بدون وقفه مقایسه شده و نتایج آن به صورت نمایش نمودارهای جهت دار به اپراتور ماشین حفار منتقل می شود. سایر اطلاعات مفید نیز در صفحه نمایشگر اپراتور مشهود می باشد.

قابلیت فرعی، ولی مهم سیستم های راهنمای الکترونیکی، محاسبه سریع، انتخاب و جهت یابی آسترهای پیش ساخته بتنی در تونل ها است. با این قابلیت، خصوصیات هندسی حلقه ها، میزان انبساط سیلندر و محکم نبودن عقب دستگاه نصاب، نوع رینگ و محل قرارگیری قطعه راهنمای حلقه ها و نیز ترتیب قرارگیری رینگ ها، مشخص می شود. نمایش گرافیکی نصب رینگ ها و نیز ترتیب نصب آنها، از طریق یک پایگاه داده و به منظور استفاده تحلیلی در مدیریت ساخت تونل انجام می شود.

کلیه عملیات سیستم راهنمای توتال استیشن مذکور به استثنای جابجایی دوره ای دستگاه و منشور انعکاس دهنده نصب شده روی دیواره تونل، بدون استفاده از دست و به صورت تمام اتوماتیک انجام خواهد شد. این ویژگی باعث افزایش دقت جابجایی و به حداقل رساندن زمان پروژه و نیز عدم نیاز به پرسنل بیشتر می باشد.