بررسی ویژگی‌های هیدرولیکی آبخوان واقع در مسیر قطعه شرقی- غربی خط هفت تونل مترو تهران در زمان انجام حفاری مکانیزه با نگرشی بر میزان آب ورودی به تونل

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 1. عضو هیئت علمی دانشکده علوم زمین دانشگاه شهید بهشتی، تهران

2 دانشجوی کارشناسی ارشد هیدروژئولوژی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران

3 دکتری زمین شناسی مهندسی، مدیر پروژه­های زیرزمینی، مهندسی مشاور ساحل

4 دانشجوی دکتری هیدروژئولوژی، دانشکده علوم، دانشگاه تربیت معلم، کرج

چکیده

تأثیر وجود آب­های زیرزمینی بر روی حفاری تونل از جهت تأثیر بار هیدرولیکی آب زیرزمینی بر روی شرایط حفر تونل و در نتیجه میزان آب ورودی به تونل، مسئله بسیار مهم در حفاری مکانیزه در محیط­های شهری است. نفوذ آب به تونل می­تواند منجر به وارد شدن خساراتی به تجهیزات ساخت تونل، پرسنل و روند اجرای کار شود. لذا جهت طراحی سیستم ایمنی تونل و پیش‌بینی تمهیدات ایمنی قبل از شروع عملیات حفاری، بررسی وضعیت هیدروژئولوژی مسیر تونل ضروری است. آگاهی از میزان نشت آب به تونل می­تواند در انتخاب روش حفاری مناسب و همچنین شرایط طراحی و نوع پمپ مورد نیاز، برای خروج آب از تونل مؤثر باشد.
 در این مقاله با استفاده از روش مدل­سازی عددی تفاضل محدود (با استفاده از نرم‌افزار GMS7.0 و کد MODFLOW) و روش­های تحلیلی میزان دبی آب زیرزمینی به قطعه شرقی - غربی خط هفت تونل متروی تهران تخمین زده شده است. داده­های مورد استفاده شامل تراز آب زیرزمینی در سال آبی 88-87، میزان پمپاژ چاه­ها، آب برگشتی چاه­های فاضلاب، بارش و تغییرات میزان هدایت هیدرولیکی در طول مسیر تونل می­باشد. میانگین مقدار دبی بدست آمده برای کل 12 کیلومتر قطعه شرقی- غربی خط هفت متروی تهران در روش تحلیلی 345 لیتر بر ثانیه و در روش مدل­سازی عددی 295 لیتر بر ثانیه است. در پایان، نتایج مدل­سازی تفاضل محدود و روش­های تحلیلی برای زون­های مختلف مسیر تونل با هم مقایسه شده است. این مقایسه نشان می­دهد که میزان نفوذ به دست آمده از روابط تحلیلی به نتایج مدل نزدیک است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Study of hydraulic characteristics of aquifer in the path of East-West section of the tunnel line-7 of Tehran subway during mechanized excavation from the aspect of groundwater inflow into tunnel

نویسندگان [English]

  • Hamidreza Nassery 1
  • Sohrab Zare 2
  • Jafar Hasanpour 3
  • Masood Morssali 4
1 Faculty of Earth Sciences, Shaid Beheshti University, Tehran-Iran, h-nassery@sbu.ac.ir
2 . Sahel Consulting Engineers Company, Tehran-Iran
3 Faculty of Sciences, Kharazmi University, Tehran-Iran
4 Faculty of Sciences, Kharazmi University, Tehran-Iran
چکیده [English]

Remarkable set of features havecaused of widespread applications of artificial ligthweight aggregates. According to their application in various industries, the mechanical properties of these aggregates are important. Due to the absence of bedrock, determination mechanical properties of artificial ligthweight aggregate have special complexity.Ligth expanded clay aggregate (LECA) is the only industrialized ligthweigth aggregates that use in structural concrete in our country at now, which are produced with different density. In this research, to determination the diameter effect on the specific gravity, water absorption, resistance to abrasion, impact and pressure, various tests have been done on four size of structural Leca. Since there is not a standard procedure to determine the elastic modulus of ligthweigth aggregate, the combination of experimental methods and theory of composite material is used to estimate this parameter. With the combination of ligthweigth aggregate and cement-sand mortar (matrix), cylindrical composite specimens with 30% and 40% volume fractions of aggregates were cast and their elastic parameters of them are determined. Then with differential method and using elastic parameters of composite specimens and matrix, elastic modulus of ligthweigth aggregates is calculated. Test results indicate a significant effect of the grain diameter on mechanical propertiesof aggregates which produced with the same condition.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Structural ligthweigth aggregates
  • Grain diameter
  • Mechanical properties
  • Elastic modulous
  • Differential method

آقانباتی، س. ع. 1385. زمین­شناسی ایران، سازمان زمین­شناسی و اکتشافات معدنی کشور.

ناصری، ح. ر. اسدیان، ف.، 1381. شبیه سازی هیدرولیک قنات. مجله علوم زمین، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، شماره‌های 8 و 9.

شرکت مهندسین مشاور ساحل. 1388. مطالعات زمین‌شناسی مهندسی و ژئوتکنیک، مسیر مترو خط هفت تهران.

Bonomi, T., Bellini, R., 2003. The tunnel impact on the groundwater level in an urban area: A modeling approach. J. of Material and Geoenvironment, 50(1): 45-48.

Brigham Young University, 2010. GMS7.0 Tutorials. Environmental Modeling Research Laboratory.

Dunning, C.P., Feinstein, D.T., Hunt, R.J., Krohelski, J.T., 2004. Simulation of ground-water flow, surface-water flow, and a deep sewer tunnel system in the Menomonee valley, Milwaukee, Wisconsin”, Scientific Investigations Report, U.S. Department of the Interior, U.S. Geological Survey, No. 5031.

Eltani, M, 1999. Circular tunnel in a semi-infinite aquifer, Tunneling and Underground Space Technology, 18: 49-55.

Yang, F.R.,  Lee, C.H.,  Kung, W.J., Yeh, H.F., 2009. The impact of tunneling construction on the hydrogeological environment of Tseng-Wen Reservoir Transbasin Diversion Project” in Taiwan, Engineering Geology, 101: 39-58.

Freeze, R.A., Cherry, J. A., 1979. Ground Water. Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall.

Goodman, R.E., Moye, D.G., Van schalkwyk, A., Javandel, I., 1965. Ground water inflows during tunnel driving, Engineering Geology, 1(1): 39-56.

Guglielmetti,V., Grasso, P., Mahtab, A.,  Xu, S., 2008. Mechanized Tunneling in Urban Areas. Taylor & Francis Publication.

Kim, S., Hyun, Y., and Lee, K., 2005. Time series modeling for evaluation of groundwater discharge rates into an urban subway system, Geoscience Journal, 9(1): 15-22.

Lei, S., 1999. An analytical solution for steady flow into a tunnel. Ground Water, 37: pp. 23-26.

Loney, B., 2001. Simulation Of De Watering During Construction Of A Bedrock Tunnel, Nepean, Ontario”, A Thesis of M.Sc. in Earth Sciences, University of Ottawa, Canada.

Rooney, O. T., 2002. Hydrogeological, Three Dimensional, Numerical Flow Modelling Of The Dublin Port Tunnel And Region. A Thesis of M.Sc. in Geosciences, Department of Geosciences, The Pennsylvania State University.

Zaidel, J., Markham, B., Bleiker, D., 2009,Simulating seepage into mine shafts and tunnels with MODFLOW. Ground Water, 48: 390-400