پایان نامه نحوه حفاری تونل

اختصاصی از یارا فایل پایان نامه نحوه حفاری تونل دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحات:75

پایان نامه کارشناسی
مهندسی عمران- عمران

فهرست مطالب :
چکیده :    1
بخش اول    2
فصل اول    2
کلیات    2
1-1- آشنایی    2
1-2- مراحل تونلسازی    2
1-3- طبقه بندی تونلها    3
1-3-1- تونلهای حمل و نقل    3
1-3-2- تونلهای صنعتی    3
1-3-3- تونلهای معدنی    4
1-4- تاریخچه تونلسازی    4
فصل دوم    5
مطالعه ساختگاه تونل    5
2-1- آشنایی    5
2-2- جمع آوری اطلاعات    7
2-3- بررسی نقشه های توپوگرافی و عکسهای هوایی منطقه    7
2-4- مطالعات زمین شناسی سطحی    8
2-5- مطالعات ژئوفیزیکی    9
2-6- حفر گمانه های اکتشافی    10
2-6-1- طراحی شبکه گمانه ها    10
د- افقهای آبدار    11
هـ- مناطق برشی    11
2-6-2- سیستم حفر گمانه ها    12
2-6-3- ثبت نمودار گمانه    13
2-7- مطالعات آب شناسی    14
2-7-1- آزمایش لوفران    14
2-7-2- آزمایش لوژن    15
2-8- حفر گمانه های افقی    16
2-9- حفر گالری های اکتشافی    17
2-10- آزمایشهای برجا    17
2-10-1- آزمایش بارگذاری صفحه ای    18
2-10-2- آزمایش جک تخت    19
2-10-3- آزمایش مغزه گیری مجدد    20
2-11- مطالعات آزمایشگاهی    20
2-12- ارزیابی ساختگاه تونل    21
2-12-1- مشخصات سنگ    22
2-12-2- خاک    22
2-12-3- آب زیرزمینی    22
2-13- بهسازی و آماده سازی زمین    22
2-13-1- بهسازی زمینهای خاکی    22
الف- استفاده از هوای فشرده    23
ب- پیش زهکشی    23
ج- تزریق دوغاب    23
د- یخبندان    23
2-13-2- بهسازی زمینهای سنگی    23
2-14- هزینه های نسبی مطالعه ساختگاه تونل    24
فصل سوم    25
طراحی تونل    25
3-1- آشنایی    25
3-2- شکل و ابعاد مقطع تونل    25
3-2-1- تونلهای معادن    25
شکل 3- 1    25
3-2-2- تونلهای راه    26
شکل 3- 2    27
3-2-3- تونلهای راه آهن    27
الف- مقطع دایره    27
ب- مقطع چهارگوش    27
ج- مقطع D    28
د- مقطع نعل اسبی    28
شکل 3- 3    28
3-2-4- تونلهای مترو    28
3-2-5- تونلهای آبرسانی    29
شکل 3- 6    30
فصل چهارم    31
تجهیز کارگاه    31
4-1- آشنایی    31
4-2- احداث جاده دسترسی    31
4-3- تسطیح محل دهانه تونل    32
4-4- احداث ترانشه جلو تونل    32
4-5- احداث ایستگاههای نقشه برداری    32
4-6- احداث اطاقک نگهبانی دهانه تونل    33
4-7- احداث تأسیسات صنعتی مورد نیاز    33
4-7-1- کمپرسورخانه    33
4-7-2- نیروگاه برق    33
4-7-3- چراغخانه    33
4-7-4- مخزن آب    33
4-8- احداث تأسیسات اداری و رفاهی    34
4-9- انبار مواد منفجره    34
4-10- برنامه ریزی عملیات حفر تونل    34
فصل پنجم    35
حفر تونل به وسیله ماشینهای بازویی    35
6-1- آشنایی    35
شکل 5- 1    36
5-2- اجزای دستگاه    36
5-2-1- بدنه    36
5-2-2- موتور    36
5-2-3- بازو    36
5-2-4- سر مته    37
الف- ماشین با برش شعاعی    37
شکل 5- 2    37
ب- ماشین با برش عرضی    37
5-2-5- ناخنهای حفار    39
5-2-6- سیستم بارگیری    39
5-3- مشخصات دستگاه    41
5-4- شیوه حفاری به وسیله ماشین بازویی    42
5-4-1- حفاری به روش پودر کردن    42
5-4-2- حفاری به روش تراشه کردن    42
5-5- حفاری با استفاده از جت آب    43
5-6- قابلیت حفاری دستگاههای بازویی    45
5-7- انعطاف پذیری دستگاه برای حفر تونل در شرایط مختلف    45
5-8- مزایا و معایب دستگاههای بازویی    46
5-8-1- مزایا    46
5-8-2- معایب    47
فصل ششم    48
حفر تونل به وسیله ماشینهای تمام مقطع    48
6-1- آشنایی    48
6-2- قسمتهای مختلف ماشین    48
6-2-3- ابزار برش    50
الف- ابزار برش برای ماشینهای مخصوص زمینهای نرم    52
ب- ابزار برش برای ماشینهای حفر سنگ    52
6-2-4- آرایه های ابزار برش در صفحه حفار    54
الف- ابزار برش مرکزی    54
ب- ابزار برش میانی    54
ج- ابزار برش محیطی    54
6-2-5- چنگ زنها    55
6-2-6- جکهای رانش صفحه حفار    56
6-2-7- سیستم بارگیری و تخلیه مواد حفر شده    57
6-2-8- بازوی نصاب    58
6-3- نحوه کار ماشین    58
6-3-1- عمل حفر    58
الف- مرحله اول- استقرار دستگاه    59
ب- مرحله دوم- انجام چرخه حفاری    59
ج- مرحله سوم- استقرار مجدد دستگاه    60
د- مرحله چهارم – جلو رفتن ماشین    60
6-3-2- تخلیه مواد    60
6-4- مکانیسم حفاری با ماشین    61
6-4-1- مبانی تئوری    61
6-5- عملکرد ماشین در سنگهای سخت    62
6-6- کاربرد ماشین در تونلهای کوچک    64
6-7- داده های زمین شناختی لازم برای انتخاب ماشین    64
6-8- کنترل مسیر ماشین    65
منابع و مأخذ    67


 
چکیده :
تونلها و فضاهای زیزمینی برای مقاصد متنوعی ایجاد می‌شود که از آن میان می‌توان موارد زیر را نام برد:
تونلهای حمل و نقل و دسترسی ، تونلهای آب بر ، فضاهای زیرزمینی بزرگ (ایستگاههای مترو ، نیروگاهها ، انبارهای زیرزمینی و کارگاههای استخراج مواد معدنی).
طراحی هر یک از فضاهای فوق مستلزم دسترسی به داده‌های مناسب و به کارگیری تمهیدات ویژه است. در هر مورد طراح باید ضمن آگاهی دقیق از شرایط زمین ، ابتدا در جهت بهبود کیفیت مصالحی که قرار است تونل در آن حفر شود، اقدام نماید. در بسیاری از زمینها تونلهای حفر شده نمی‌توانند خودنگهدار باشند و برای پابرجا نگهداشتن آنها باید از حایلهایی استفاده کرد.
به نظر می‌رسد که مهمترین عامل در طراحی تونل ، یا هر فضای زیرزمینی دیگر ، تامین پایداری آن است. قرارگیری این گونه سازه‌ها در میان مصالح طبیعی ، یعنی سنگ و خاک ، باعث شده است که شرایط زمین شناسی نقش اصلی را در پایداری ایفا نمایند.


بخش اول
مطالعه ساختگاه و طراحی تونل
قبل از آغاز عملیات احداث تونل، ساختگاه تونل باید مطالعه شود و پس از آنکه اطلاعات کافی در این مورد به دست آمد، طراحی تونل انجام می گیرد. پس از طراحی نیز، محل کارگاه را باید تجهیز کرد تا زمینه کار برای آغاز عملیات حفر تونل آماده شود.
فصل اول
کلیات
1-1- آشنایی
در تعاریف قدیمی، تونل به عنوان یک راهرو طویل زیرزمینی تعریف شده است. تعاریف دیگر تونل به شرح زیر است:
«راهرو زیرزمینی افقی یا تقریباً افقی که از هر دو طرف به هوای آزاد مرتبط است».
«راهرو زیرزمینی افقی یا مورب که به منظور احداث شبکه معدن در سنگها حفر می شود و ممکن است در یک یا دو طرف به هوای آزاد راه داشته باشد».
در اینجا مقصود از تونل، کلیه راهروهای زیرزمینی است که برای استخراج مواد معدنی، رفت و آمد اتومبیلها، حرکت قطارها، انتقال لوله و کابل و نیز انتقال آب، احداث می شود.
1-2- مراحل تونلسازی
مراحل احداث و آماده سازی تونلها به شرح زیر است:
الف- تهیه طرح تونل
ب- نقشه برداری مسیر و تحقیقات مهندسی
ج- حفر تونل
د- نگهداری موقت تونل
هـ- انجام خدمات فنی از قبیل تهویه، آبکشی، روشنائی و نظایر آن
و- نگهداری دائم تونل
اگر تمام شرایط مناسب باشد، تونلسازی کار آسانی است اما سوابق کار نشانگر آن است که در بسیاری موارد، به علت شرایط ویژه، احداث تونل با مشکلات مهمی روبرو شده و حتی در بعضی موارد حفر تونل متوقف شده است.
1-3- طبقه بندی تونلها
به طور کلی تونلها را می توان به سه دسته تونلهای حمل و نقل، تونلهای صنعتی و تونلهای معدنی تقسیم کرد:
1-3-1- تونلهای حمل و نقل
این تونلها به قصد رفت و آمد افراد و حمل مواد احداث شده و خود به گروههای زیر تقسیم می‌شوند:
الف- تونلهای راه آهن
ب- تونلهای راه
ج- تونلهای مترو
1-3-2- تونلهای صنعتی
این تونلها به منظور انتقال مواد و تأسیسات احداث می شوند و گروه تونلهای زیر را در بر می‌گیرند:
الف- تونلهای مربوط به نیروگاههای آبی
ب- تونلهای انتقال آب
ج- تونلهای فاضلاب
1-3-3- تونلهای معدنی
این تونلها که به منظور احداث شبکه معادن حفر می شوند، شامل تونلهای زیر هستند:
الف- تونلهای گشایشی معدن
ب- تونلهای اکتشافی
ج- تونلهای استخراجی
در اینجا باید به تفاوت اساسی بین تونلهای معادن و حمل و نقل اشاره کرد. تونلهای معادن عمدتاً به قصد دسترسی به مواد معدنی حفر می شوند و بنابراین برای عمر کاری معین طراحی می شوند و پس از خاتمه استخراج معدن، به صورت متروکه رها می شوند.
از سوی دیگر، تونلهای حمل و نقل به عنوان یک سازه دائمی و برای استفاده طولانی مدت طراحی می شوند.
از جمله اختلافات دیگر تونلهای معدنی و حمل و نقل، ابعاد آنها است. تونلهای معدنی ابعاد محدودی دارند و به ندرت ابعاد آنها از 3 متر تجاوز می کند، حال آنکه تونلهای حمل و نقل به مراتب ابعاد بزرگتری دارند.
1-4- تاریخچه تونلسازی
قدیمی ترین تونل شناخته شده در حدود 4000 سال پیش در بین النهرین حفر شد. این تونل از زیر رود فرات می گذشت و قصر پادشاهی بابل را به معبد اختصاصی متصل می ساخت.
در سال 525 قبل از میلاد، پلیکرات، برای تهیه آب، تونلی احداث کرد که هردوت پس از اتمام تونل آنرا در ردیف یکی از سه ساختمان بزرگ یونان به شمار آورد.
در ایران، از چند هزار سال پیش، به منظور استفاده از آبهای زیرزمینی تونلهایی موسوم به قنات حفر شده است که طول بعضی از آنها به 70 کیلومتر می رسد.