بهینه سازی ابعاد میانبر تهویه به روش دویل میانی در تونل راه آهن گدوک

تونل گدوک به طول 2887 متر در مسیر راه آهن فیروز کوه به قائم شهر قرار دارد. جنس تونل سنگی، ارتفاع آن 6/5 متر، عرضش 2/5 متر و سطح مقطع آن 25 متر مربع است. حداکثر ارتفاع روباره تونل 35 متر است. شدت جریان لازم برای تهویه تونل 400 متر مکعب در ثانیه محاسبه شده و تنها روش ممکن برای تهویه این تونل، روش دویل میانی است. برای حفر و احداث دویل میانی، ابتدا باید میانبری در مرکز تونل احداث شود تا ضمن عملیات حفر و احداث دویل، مشکلی در رفت و آمد قطارها پیش نیاید. طول این قسمت به منظور رسیدن به تنش های اولیه در اطراف تونل اصلی برابر با 12 متر در نظر گرفته شده است. با توجه به جنس خوب سنگ، ابتدا بهینه سازی مقطع میانبر از دیدگاه تهویه برای قطرهای 5/2، 3، 5/3 و 4 متر بررسی شد و افت فشار مربوط به هر کدام محاسبه و بر این اساس قطر 3 متر برای میانبر در نظر گرفته شد. به منظور تحلیل پایداری، ابتدا هندسه تونل اصلی با ابعاد یاد شده و هندسه میانبر به طول 12 و قطر 3 متر در نرم افزار Rhino ساخته شد و مش بندی مدل داخل نرم افزار Kubrix انجام و سپس تحلیل پایداری آن به کمک نرم افزار FLAC3D انجام گرفت. تقاطع تونل اصلی و میانبر به صورت شیپوری طراحی شد تا از افت فشار اضافی جلوگیری شود. محاسبات عددی انجام شده در نرم افزار FLAC3D نشان داد که جابه جایی ها در محل تقاطع و داخل میانبر در حد 2 میلی متر است که می توان میانبر را تقریبا خودپایدار دانست. چون میانبر برای نیازهای تهویه طراحی می شود، به منظور جلوگیری از افت فشار داخل میانبر باید سطح دیواره های آن یک سطح صاف باشد، به همین دلیل سیستم نگهداری مرکب از 15 سانتی متر لاینینگ برای سطح داخل میانبر و 20 سانتی متر لاینینگ برای 25 متر از سطح داخلی تونل در اطراف تقاطع در نظر گرفته شد. برای تایید این موضوع که طراحی سیستم نگهداری برای میانبر در جهت نیازهای تهویه و کاهش افت فشار است، سیستم نگهداری شاتکریت به ضخامت 5 سانتی متر در داخل میانبر بررسی شد و مجددا تغییر شکل ها بسیار پایین و در حد میلی متر به دست آمد. با توجه به جنس خوب سنگ و پایداری در داخل میانبر، گام پیشروی برابر با 2 متر در نظر گرفته شد تا میانبر در 6 مرحله حفاری شود.