Abstract
This paper provides an in-depth illustration of the shallow tunnelling method (STM) used for tunnelling in shallowly buried soft ground. Limited arching effect and limited ground strength mobilization are the two mechanical characteristics of the STM. The stability of the cutting face and the dry tunnelling condition are the two preconditions that should be satisfied for the STM. Some “necessary” auxiliary methods mainly served to guarantee these two preconditions are highlighted. Five principles, namely proper auxiliary methods, sequential excavation with short advance length, rigid support with quick installation, short ring closure time and systematic deformation monitoring, which are required to follow when using the STM are summarized. The state-of-art of the STM is classified into five different construction approaches according to tunnelling sequences, which are adopted in the construction of the nine subway stations in Beijing. The tunnelling procedures, support measures and settlement characteristics associated with excavation are demonstrated. Statistical analyses of the settlement data of 342 ground surface monitoring points above these nine stations are performed to illustrate the ground deformation characteristics of the STM. Numerical simulations are also employed to study the ground deformation characteristics of different construction approaches under the same geological conditions. This paper systematically demonstrates the applicability of STM in theory and practice. It is helpful in updating the database of the world tunnel projects and serving as a practical reference for future similar projects
چکیده
این مقاله به بررسی عمیق روش تونل زنی سطحی (STM ) که جهت تونل زنی در زمین های نرم مورد استفاده قرار می گیرد، می پردازد. اثر کمانی محدود و بسیج کردن مقاومت خاک ، به عنوان دو ویژگی مکانیکی STM به شمار می رود. پایداری رویه در حال برش و خشک بودن ناحیه تونل زنی ، به عنوان دو پیش شرط مطرح می شوند که باید برای STM در نظر گرفته شوند. برخی از روش های کمکی که جهت تضمین وقوع این دو پیش شرط به کار گرفته می شوند ، مورد بررسی قرار می گیرند. پنج روش تحت عنوان روش های کمکی مناسب ، حفاری متوالی با طول پیشروی کوتاه ، تکیه گاه صلب با اتصال سریع، زمان خاتمه حلقه کوتاه و کنترل منظم تغییرشکل ، که هنگام استفاده از STM مورد نیاز می باشند ، به طور خلاصه مورد بحث وبررسی قرار می گیرند. آخرین پیشرفت ها ی STM که بر اساس توالی های تونل زنی به پنج گروه تقسیم می شوند ، در نه ایستگاه مترو در پکن مورد ارزیابی قرار می گیرند. فرآیندهای تونل زنی ، اندازه ها و معیارهای تکیه گاهی و مشخصات نشست مرتبط با حفاری ، مورد بحث قرار می گیرند . تحلیل های آماری در مورد داده های نشست از 342 نقطه کنترل واقع در سطح زمین در این نه ایستگاه جهت نشان دادن تغییرشکل زمین بر اساس STM مورد ارزیابی قرار می گیرند. همچنین از شبیه سازی های عددی جهت مطالعه مشخصات تغییر شکل زمین با استفاده از روش های ساخت و ساز گوناگون در شرایط ژئولوژیکی مشابه ، استفاده می گردد . این روش مرتبا کاربردی بودن استفاده از STM را در تئوری و اجرا مورد بررسی قرار می دهد . ضمن این که به روز رسانی پایگاه داده از پروژه های تونل زنی در دنیا و حفظ آنها به عنوان یک مرجع اجرایی برای پروِژه های مشابه در آینده ، مفید خواهد بود .
1-مقدمه
روش نوین تونل زنی اتریشی (NATM ) به دلیل اقتصادی بودن ، ایمن بودن و امکان سنجی تکنیکی خود ، جهت تونل سازی در سراسر دنیا به کار گرفته شد. مبنا و اصول این روش توسط رابسویز (1964 ، 1965 ) بنا نهاده شد که طی آن از سیستم شاتکریت (بتن پاشی ) به عنوان یک سیستم حفاظتی و نگهداری در دوره ساخت و همچنین روشی مشاهده ای جهت تعیین کفایت سیستم تکیه گاهی استفاده نمود. استفاده از NATM در خاک نرم توسط پروفسور مولر جهت ساخت مترو فرانکفورت در سال 1968 به کار گرفته شد که بعدها توسط سیستم زیر زمینی لندن در اوایل دهه 1990 توسعه پیدا کرد. هر چند که این روش موفقیت های چشمگیری را در سراسر دنیا بدست آورده است...