تاثیر فشار نگهداری جبهه کار در حفر تونل به روش EPB بر تغییر شکل های سطحی و جبهه کار

از مهمترین پارامترها درحفاری تونل با ماشین های سپری بسته، مانند سپرهای فشار تعادلی زمین، تعیین بازه ی مناسبی از فشار جهت نگهداری جبهه کار تونل است، به این علت که جلوگیری از ناپایداری جبهه کار تونل هم از نظر ایجاد شرایط لازم برای برش و پیشروی و هم از نظر کنترل جابجایی ها در سطح زمین حایز اهمیت است. مطالعات زیادی با استفاده از روش های عددی برای تعیین اثرات بکارگیری فشارهای مختلف بر تغییر شکل های سطحی صورت گرفته است. هر یک از مطالعات صورت گرفته در زمینه ی بررسی اثر فشار نگهداری جبهه کار بر تغییر شکل های سطحی، برای یک شرایط خاص بوده و بازه ی بسیار محدودی از فشارهای مختلف را پوشش می دهند. همین طور اکثر مطالعات ذکر شده، حکایت از کاهش تغییر شکل های سطحی در اثر بکارگیری فشارهای نگهداری بزرگتر دارند. در این مقاله به بررسی میزان تاثیر فشار نگهداری بر میزان نشست و جابجایی های جبهه کار در شرایط مختلف پرداخته شد. با استفاده از مدل سازی های عددی سه بعدی به روش تفاضل محدود و با انجام آنالیز حساسیت نسبت به پارامترهای محیط حفاری و حفاری در اعماق مختلف، مشاهده شد که در همه ی حالات، افزایش فشار نگهداری در ابتدا باعث کاهش قابل توجه در میزان نشست ها شده، پس از آن در بازه ای محدود، میزان این تاثیر کم و در نهایت با بکارگیری فشارهای بالاتر، علاوه بر ایجاد بالازدگی در جلوی جبهه کار، میزان نشست افزایش پیدا خواهد کرد، با این توضیح که در اعماق بیشتر و زوایای اصطکاک داخلی پایین تر محیط، حساسیت افزایش نشست نسبت به افزایش فشار نگهداری، بیشتر است. ضمن آنکه نتایج بدست آمده حاکی از آن دارد که حساسیت جابجایی های جبهه کار نسبت به تغییرات فشار نگهداری در محیط هایی با زوایای اصطکاک داخلی متفاوت، چسبندگی متفاوت و یا در عمق های مختلف حفاری تقریبا یکسان است. به این معنی که در صورت افزایش یا کاهش فشار به مقدار مشخص، میزان تغییر جابجایی ها در دو محیط به هم نزدیک خواهند بود. در حالی که این موضوع در مورد محیط هایی با مدول تغییر شکل پذیری مختلف صدق نمی کند.