/*/*]]>*/
آشنایی
پس از آنکه تونل یا فضای زیرزمینی حفر شد اگر نتواند پابرجا بماندباید با حایلهایی مستحکم شود. حایلهایی که برای نگهداری فضای زیرزمینیبکار میروند به دو دسته موقت و دائمی تقسیم میشوند. سنگهای سالم ، ازجملهسنگهای آذرین متبلور و برخی از سنگهای رسوبی سخت ، در طی اجرا و در زمان بهره برداری تونل حالتخودنگهدار دارند. درصورتی که بسیاری دیگر از سنگها و تقریبا همه خاکهاباید در طول حفاری با حایلهایی نگهداری شوند و پس از آن نیز محتاج پوششهایمحافظ دائمی اند.
طراحی حایل تونل بر مبنای فشار زمین و نوع سنگانجام میشود. فشار زمین به کمک روابط تحلیلی یا تجربی برآورد میشود. فشار زمین میتواند از مقدار زیاد ، در مورد رسهای نرم یا سفت ، تا صفرناچیز و در مورد سنگهای سالم ، تغییر کند. قابهای فولادی ، تیرکهای چوبی ،صفحات پوششی ، میل مهار ، شبکه توری ، و بتن پاشی روشهایی اند که جهتنگهداری فضاهای حفر شده در سنگهای متوسط تا ضعیف بکار گرفته میشوند.
درمعادن ، حایل موقتی اغلب با جاگذاری و عدم استخراج بخشها یا پایههایی ازماده معدنی تامین میشود. در خاکها زمان پابرجایی کم است، از اینرو حیطهکار نیاز به حایل دارد. نگهداری این قسمتها توسط چوب بست ، دیوار گل ،فشار هوا یا با استفاده از ماشینهای خودکارحفر تونل (TBM) انجام میشود. طاق و دیوارهها نیز ممکن است بطور موقت توسط صفحات پوششی یا سپر نگهداری شوند. پوشش دائمی تونلهای حفر شده درخاک بطور درجا با بتن ریخته شده یا با نصب قطعات بتنی یا فلزی انجام میگردد.
نگهداری در سنگ
تونلها و حفرههای معدنی ایجاد شده در سنگ معمولا در خود نگهدار هستند. حفرهها و بخشهای استخراج شده در معادن ، بویژه درمعادن زغال سنگ، به جای مقطع دایرهای یا بیضوی دارای مقطع مستطیلی اند. در اینجا تنشهاعمدتا توسط دیوارههای تونل و در کارگاههای استخراج توسط پایهها وقسمتهای حفاری نشده تحمل میگردد. پس از حفاری تونل در سنگهای دارای لایهبندی افقی ، لایههای واقع در سقف ، تغییر شکل داده و تشکیل یک قوس فشاریمیدهند که بار لایههای بالایی را تحمل میکند. در نتیجه بارهای روبارهاز اطراف حفره به دیوارهها و پایهها منتقل میشود.
میزان تغییرشکل لایه سقف تابعی از ابعاد دهنه ، وزن لایه و ضخامت آن ، مقاومت کششی ومشخصات درزهاست. در سنگهای دارای درزهای زیاد ، با دوختن و مهار کردن لایهها می توان یک تیر مرکب تشکیل داد و سقف را مقاوم کرد. ظرفیت باربریپایهها تابعی از جنس و ابعاد پایه و جنس پی آن است. بطور کلی فضاهایزیرزمینی بزرگ و قسمتهای استخراج شده معادن به ندرت پوشش گذاری میشوند.
فضاهایزیرزمینی بزرگ معمولا در سنگهای با کیفیت خوب احداث میشوند که محتاجحداقل پوشش اند. در معادن نیز حایل توسط پایهها تامین میشود یا در صورتاستفاده از جکهایی که پس از پایان استخراج جمع آوری میشوند، سقف تونلهایدائمی معادن را میتوان با میل مهار کنترل کرد. در اینجا مهمترین روشهاینگهداری فضاهای ایجاد شده در سنگ را مرور میکنیم.
میل مهار و کابل مهاری (سنگ دوزی)
در سنگهای درزدار ، لایه لایه یا دیگر سنگهای ناپایدار ، ناحیه سستیا خمیری شده اطراف قوس طلاق تونل توسط میل مهارها یا در صورتی که منطقهسست ضخیم باشد، توسط کابلهایی تحت فشار نگه داشته میشود. میلهای مهاریانواع مختلف دارند و معمولا درچالهاییکه به این منظور در سنگ حفاری میشود، قرار داده میشوند.
شاتکریت
بتنی رقیق با دانههای سنگی درشت (12 میلیمتر) است که با فشار باد وبا سرعت زیاد بر سطح سنگ پاشیده میشود و به این ترتیب پیوندی قوی با سنگبوجود میآورد. شاتکریتمعمولا در لایههای 5 سانتیمتری و بلافاصله بعد از حفاری (آتشکاری) پاشیدهمیشود. شاتکریت را بسته به شرایط میتوان به تنهایی یا همراه با دیگرحایلها بکار گرفت.
قابهای فولادی و قطعات چوب
برای سالیان دراز تنها راه ایجاد حایل نگهدارنده برای تونلها استفادهاز قابهای فولادی (تیر آهن) بود که به شکل نقطع تونل خم شده بودند. برایبرقراری تماس بین قاب فلزی و سقف تونل ازالوارهاو قطعات چوب استفاده میشد.
پوششهای بتنی
روش رایج دیگر استفاده از پوشش بتنی است. امروزه استفاده از این روشتنها برای تونلهای حمل و نقل حفر شده در سنگهای خیلی ضعیف ، که کاراییدیگر روشها نامطمئن است، توصیه میشود.
روشهای تلفیقی
در تکنیکهایی که در سالهای اخیر رایج شده ، کوشش بر این است کهنگهداری تونل یا فضای زیرزمین اساسا توسط خود سنگ انجام شود. به این منظورکوشش میشود تا کیفیت سنگ تا حدالامکان بهبود یابد تا بتواند بطور دایمپابرجا بماند. معروفترین روش در این زمینه روش جدیدتونل زنی اتریشی (NATM) است. در این روش برای نگهداری سنگ ناپایدار از تلفیقی از شاتکریتمیل مهار (وغالبا توری سیمی) استفاده میشود. به این منظور ابتدا باابزاربندی دقیق نحوه رفتار سنگ معلوم شده و سنگ طبقه بندی میشود. به اینترتیب برای هر قسمت مناسبترین حایل انتخاب میشود.
نگهداری در خاک
تونلهایی را که در خاک ایجاد میشوند میتوان با یک یا تلفیقی ازروشهایی که در مورد سنگ گفته شد، بطور موقت یا دایم پابرجا نگهداشت. درخاکهای ضعیف و زمینهای نامناسب ایجاد حایل برای تونل اغلب به صورت بخشی ازعملیات حفاری و بطور همزمان با آن انجام میشود.
در خاکها ، به جزدر مواردی که از روشهای سپررانی استفاده میشود، نگهداری توسط قابهایفولادی حاصل میشود. در حد فاصل بین این قابها تیرکهای چوبی یا فلزی قرارداده میشود. تیرکها بسته به شرایط زمین بطور چسبیده به هم یا با فاصلهقرار میگیرند. حایل دیگری که در مواردی مصرف میشود، ورقههای فلزی استکه میتوان آنها را همراه یا بدون قابهای فولادی بکار گرفت. برای بالابردن استحکام این صفحات پوششی ، میتوان آنها را به صورت موجدار (مانندصفحاتایرانیت) در آورد. در شرایطی که حفاری به روش سپررانی انجام شود، ایجاد حایل برایبخشهای حفاری شده با استفاده از جفت نمودن قطعات پیش ساخته بتنی (یا فلزی) در کنار یکدیگر بدست میآید.
علاقه مندی ها (Bookmarks)