پيش بينی عملكرد ماشين های بازویی حفر تونل (رودهدر) با استفاده از مدل سازی عصبی- فازی، فازی و رگرسيون خطی

چكيده
نرخ حفاری ماشین رودهدر یکی از شاخص های مهم در عملیات پیشروی در تونل ها و معادن زیرزمینی محسوب می شود. این پارامتر به دو عاملمهم مشخصات دستگاه و خواص ژئومکانیکی توده سنگ بستگی دارد و بر اساس آنها محققین مختلف، مدل های متنوعی را برای تعیین نرخ حفاریبه صورت تئوری و تجربی ارائه نموده اند. کاهش نرخ حفاری می تواند تبعات مختلفی همچون افزایش هزینه تجهیزات و سرویس دهی و طولانیشدن عمر حفاری را به همراه داشته باشد. با توجه به اهمیت مدیریت زمان و هزینه در پروژه های تونل سازی و معادن، پارامترهای تاثیر گذار بر اینعامل بایستی به گونه ای هماهنگ شوند تا نرخ حفاری در ماشین های بازویی به مقدار بهینه خود نزدیک شود. پارامترهای مختلفی بر نرخحفاریماشین رودهدر موثر می باشندکه مطالعه تاثیر هر یک از آنها بر این عامل به صورت واحد صحیح نیست بلکه باید تاثیر توامان آنها را در نظر گرفت.سیستم های انفیس، فازی و رگرسیون از جمله روش هایی هستند که با در نظر گرفتن مهم ترین عوامل موثر بر نرخ حفاری، می توانند سرعتحفاری ماشین بازویی را در عملیات حفاری تخمین بزنند. در این مقاله با استفاده از برداشت های میدانی ، پایگاه داده ای مربوط به 26 بخش از تونلپیشروی معدن مکانیزه پروده زغال سنگ طبس که عملا توسط ماشین رودهدر حفر شده اند، تهیه گردید. با مشخص نمودن متغیر های ورودی ومتغیر پاسخ در بین داده ها و کاربرد سیستم انفیس و فازی در نرم افزار متلب و رگرسیون، نرخ حفاری ماشین رودهدر در این معدن تحت شرایطمختلف حفاری پیش بینی شده است. هم چنین میزان ضریب تعیین یک به یک پارامترها نسبت به نرخ حفاری در نرم افزار spss بدست آمد کهمقدار آنها به ترتیب برای مقاومت فشاری تک محوری 298.6 ، مقاومت کششی برزیلی 29528 ، اندیس شکنندگی توده سنگ 29880 و زاویه بین امتداد تونل و ناپیوستگی 29.82 شده است. ضریب همبستگی کلینیز 29.00 می باشد.

واژه های کليدی:

رودهدر . رگرسیون خطی . مدل سازی عصبی- فازی . نرخ حفاری . معدن پروده طبس

دومين کنفرانس منطقه ای و یازدهمين کنفرانس تونل ایران (1394)

حفاری تونل در مجاورت تاسيسات زیربنایی (مطالعه موردی خطوط انتقال نفت در مجاورت طرح گرمسيری)

چكيده
استفاده از مواد منفجره روشی ساده، ارزان و در برخی موارد تنها روش قابل استفاده در حفاری فضاهای زیرزمینی است. همجواری ساخت تونلها وفضاهای زیرزمینی به خصوص فضاهایی که با استفاده از این مواد ساخته میشوند با تاسیسات زیربنایی و مناطق مسکونی محققین را برآن داشتکه به بررسی پهنه بندی و سطوح خطر مرتبط با تاثیر مخرب امواج انفجاری روی سازههای مختلف بپردازند و در این بین استانداردهای مختلفی ازحد مجاز لرزش در مجاورت مستدحدثات مختلف در کشورهای مختلف نگارش شده است. این مقاله به بررسی تاثیر امواج انفجاری بر لولههایتحت فشار و مروری بر استانداردهای مختلف در این زمینه می پردازد و با تشریح یکی از نمونههای موجود در کشور که به عنوان یک چالش درحفاری یک تونل انتقال آب در مجاورت تاسیسات و لولههای نفت تحت فشار بوده است روش و گامهای طراحی حفاری در این شرایط را تشریحمیکند. بر اساس مطالعات انجام شده حد مجاز لرزش برای لولههای تحت فشار فلزی )رایج در کشور ما ( در حدود 121 میلیمتر بر ثانیه میباشدکه با درنظر گرفتن این حد مجار و فاکتور ایمنی 2، حد اکثر خرج بر تاخیر مجاز در کوتاهترین فاصله بین تونل و لوله مدفون که برای مطالعهموردی انجام گرفته حدود 7 متر فاصله داشتند برابر با 5.1 کیلوگرم بر تاخیر است. بر این اساس پترن انفجاری با چالهای 2.1 متری به قطر 11 میلیمتر و سیستم چاشنی نانل طراحی شد.

واژههای کليدی:

تونل . انفجار . لرزش . لوله تحت فشار

دومين کنفرانس منطقه ای و یازدهمين کنفرانس تونل ایران (1394)

روش نوین احداث پرتال تونل در زمین های سست و مشکل دار

چکیده :
به دلیل بروز مشکلات عدیده در ساخت و ساز پرتال تونل ، در زمین های سست و ضعیف ، مانند بروز لغزش زمین ، تخریب تاسیسات ساختمانی )جاده ، راه اهن ، پل ، ساختمان و.. در محیط پیرامونی پرتال تونل( و تخریب محیط زیست ، لازم بود که در این زمینه ، راهکاری برای جلوگیری ازاین مشکلات ارائه شود ، لذاء در سالهای اخیر با ابداع روش تحکیم پوسته پرتال و محیط پیرامونی تونل ، با استفاده از تکنیک جت گروتینگ وبکارگیری آن در چند پروژه ، مشخص گردید که این روش ابداعی نه تنها از بروز مشکلات ذکر شده ، جلوگیری می کند ، بلکه همزمان با حفظمحیط زیست ، ایمنی و ثبات تاسیسات پیرامونی پرتال ، در زمان ساخت و ساز ، سرعت اجرای عملیات را افزایش و هزینه عملیات اجرایی را نیز کاهش می دهد .

واژگان کلیدی :

روش نوین . احداث پرتال تونل . زمین های سست و مشکل دار

دومين کنفرانس منطقه ای و یازدهمين کنفرانس تونل ایران (1394)

مدلسازی سه بعدی آزمایش سایش سرشار با نرم افزار PFC 3D

چکیده
سایش ابزارآلات و قطعات ماشینهای حفاری یکی از مهمترین مسائل حفاری مکانیزه با ماشینهای TBM است که باعث افزایش هزینهها و کاهشقابل توجه در راندمان حفاری میگردد. لذا در پروژههای حفاری که پتانسیل سایندگی در دستگاههای حفاری وجود دارد، بررسی و مطالعات اولیهجهت تعیین میزان سایندگی، نقش بارزی را در تخمین هزینهها و اتخاذ روشهای مناسب برای جلوگیری از سایش خواهد داشت. با این وجود بهدلیل پیچیدگیهای موجود در خصوصیات زمینشناسی و رفتار زمین، غالباً پیشبینی مقادیر واقعی سایش در حین حفاری دچار مشکلات عدیده-ای بوده است. آزمایشات متعددی در خصوص تعیین میزان سایش سنگها وجود دارد که از جمله این آزمایشات میتوان به آزمایش سایش سرشاراشاره نمود. با توجه به هزینههای آزمایشات آزمایشگاهی و عدم دسترسی به تجهیزات آزمایشگاهی استفاده از مدلسازی عددی میتواند منجر بهاستفاده از تعداد بیشتری از نمونههای موردنظر در طول مسیر حفاری مکانیزه و کاهش هزینههای حین اجرا گردد. لذا در این مقاله آزمایش سایشسرشار با استفاده از نرمافزار PFC3D مدلسازی شده و مقدار سایش ایجاد شده در دو حالت آزمایشگاهی و مدلسازی عددی با هم مقایسه گردیده است که مقدار سایش بدست آمده به صورت عددی با مقدار اندازهگیری شده در آزمایشگاه نزدیکی محسوسی را نشان میدهد.

کلمات کلیدی:

حفاری مکانیزه . سایندگی . آزمایش سرشار . مدلسازی عددی . PFC3D

دومين کنفرانس منطقه ای و یازدهمين کنفرانس تونل ایران (1394)

تحلیل عددی سه بعدی اندرکنش تونلهای دوقلو در روش حفاری NATM (مطالعه ی موردی؛ تونل بزرگراه حکیم)

چکیده:
امروزه نیاز به طراحی و ساخت تونلهای شهری بهمنظور حملونقل فراگیرشدهاست. یکی از انواع این تونلها، تونل دوقلو ) TwinTunnel ( میباشدکه برکنش تونلها به ازای فواصل مختلف، یکی از چالشهای پیش روی طراحان میباشد. تونل دوقلوی بزرگراه حکیم در تهران به روش NATMحفاری گردیدهاست. دراین مقاله، مدلسازی عددی سهبعدی با استفاده از نرمافزار Plaxis 3D Tunnel برای تونلهای کم عمق )عمق نیم برابر1 و 2 برابر قطر )عرض( تونل است، مورد تحلیل و بررسی /5 ،1 ،0/ عرض تونل( انجام شدهاست و چهار مدل که درآنها، فاصلهی میان دوتونل 5قرارگرفتهاند. در مدلسازی، کلیهی مراحل اجرایی دیدهشده و حفاری به صورت مرحلهای انجام شدهاست تا اثرات سهبعدی نیز در نتایج نمایانباشند. تاریخچهی جابهجاییها و همچنین تنشهای خاک در نقاط مختلف مورد بررسی قرارگرفتهاست. نتایج تحقیق نشان میدهد جابهجایی کف1 برابر قطر )عرض( تونل، حفاری تونل دوم تأثیری بر جابهجاییهای تاج / دو تونل متأثر از فاصلهی دو تونل نمیباشد. با افزایش فاصلهی تونلها از 5تونل اول نداشتهاست و حفاری تونل دوم باعث اضافه تنش در نقطهی وسط پیلار میانی شدهاست که حتی در فاصلهی 2 برابر قطر )عرض( تونل نیز افزایش تنش رخ داده است.

کلیدواژه ها:

تونل دوقلو . NATM . اندرکنش . Plaxis 3D Tunnel

دومين کنفرانس منطقه ای و یازدهمين کنفرانس تونل ایران (1394)

مقایسه الزامات روش مونتاژ TBM در فضای بسته با فضای باز

چكيده :
استفاده از تكنولوژي حفاري مكانيزه جهت حفاري تونلهاي بلند علاوه بر کاهش زمانبندي، افزايش ايمني و صرفه اقتصادي، امكان اجرايپروژههاي با ويژگيهاي گوناگون و پيچيدگيهاي خاص زمينشناسي را فراهم نموده است. در دهه اخير با توجه به توسعه اين صنعت و شروع واتمام برخي از پروژههاي مكانيزه در کشور، روش مونتاژ و دمونتاژ دستگاههاي حفاري تا حدودي بومي شده و توسط متخصصين و دست اندرکارانداخلي انجام ميگردد. در پروژه انتقال آب گلاس ) مطالعه موردي ( با توجه به طول بلند آن و شرايط زمينشناسي مسير و در راستاي خودداري ازحفاري با شيب منفي درنظر است يكي از دستگاههاي TBM در موقعيت تلاقي تونل دسترسي با محور تونل اصلي راهاندازي و شروع به حفارينمايد. در راستاي تامين زمانبندي پروژه، فرايند مونتاژ و نحوه انتقال ماشين حفار از تونل دسترسي به محل تلاقي تونل اصلي، روشهاي مختلفيمطرح ميباشد که با نگرش به ملاحظات اقتصادي و محدوديتهاي اجرايي، اين روشها، ميتوانند مورد مقايسه و امكانسنجي قرار گيرند. از جملهاين روشها انجام مونتاژ کامل دستگاه در پرتال دسترسي و انتقال آن به محل تلاقي و در نهايت شروع حفاري از اين نقطه است. در گزينه ديگرميتوان قطعات دستگاه TBM را به صورت جداگانه به محل تلاقي منتقل و با احداث مغار متناسب در اين موقعيت به مونتاژ و راهاندازي کامل وشروع حفاري اقدام نمود. هرکدام از اين روشها محدوديتها، الزامات و هزينههاي خاص خود را دارند که دراين مقاله سعي شده است که اين موارد مورد ارزيابي فني و اقتصادبي قرار گرفته و در نهايت گزينه برتر پيشنهاد گردد.

واژگان كليدی:

حفاري مكانيزه . روشهاي مونتاژ و انتقال ماشين . تونل انتقال آب گلاس

دومين کنفرانس منطقه ای و یازدهمين کنفرانس تونل ایران (1394)

تحلیل و بررسی مقاوم سازی تونلهای بتن آرمه تحت اثر بارهای دینامیکی با استفاده از ورقهای CFRP

چکیده
در سطح ملی، امنیت اهمیتی فراتر از بقا و صیانت ذات کشور دارد. در حال حاضر هیچکس در مورد لزوم اجرای طرحها در تاسیسات شهرسازی ومکانهای حیاتی و حساس شک ندارد اما اجرای کامل سامانه ساختاری و اجرایی شدن این طرحها و اشاعه فرهنگ بر عهده جامعه مهندسیمیباشد، از آنجایی که بتن آرمه از مواد اصلی مهندسی نظامی میباشد اثرات انفجار بر روی این گونه سازهها میتواند باعث از بین بردنساختارهای بسیار عظیم و همچنین تلفات فوقالعادهای چه در زمینههای نظامی و چه در سیستمهای ارتباطی و شهرسازی گردد. از این رو دراین مقاله، تونلی با پوشش بتنی مسلح با ورق پلیمری و غیر مسلح مورد تحلیل رفتاری قرار گرفته و تاثیر این ورقها در مدل رفتاری و توسعهتنشها وکرنش ها مورد ارزیابی قرار میگیرد. تجزیه و تحلیل ومدلسازی بر اساس قانون انتشار امواج فشار انفجار و پاسخ دینامیکی سازههای بتنآرمه تحت فشار مواد منفجره با استفاده از نرمافزار المانمحدود AUTODYN ANSYS انجام میگیرد و تحلیلها نشان میدهند که وجود صفحات پلیمری سبب افزایش تحمل تنش ، فشار و کاهش کرنش ، میزان خرابی در حدود 05 % میشود.

واژههای کلیدی:

تونل . بارگذاری دینامیکی . AUTODYN ANSYS . CFRP

دومين کنفرانس منطقه ای و یازدهمين کنفرانس تونل ایران (1394)

پایداری مغارهای سنگی حفاری شده در شرایط رژیم تنش تكتونيكی به منظور ذخيره سازی مواد هيدروکربوری

چكيده
بسیاری از مغارهای بزرگ در اعماق زیاد به منظور ذخیرهسازی نفت و گاز ) LPG ( ساخته میشوند. این مغارها اکثرا نزدیک به سواحل وتکتونیکی، تنش افقی خیلی بالا بوده و پایداری مغار را تحت تاثیر قرار میدهد. هدف از این مطالعه بررسی پایداری مغارهای بزرگی میباشدکه در تودهسنگهای با تنش افقی بالا حفاری شدهاند و مقدار 0K آنها نزدیک به 3 میباشد. نتایج حاصل از این مطالعه نشان میدهد باانجام حفاری مرحلهای در سومین بنچ یا پله از مغار، تنش اعمال شده در سقف از مقدار مجاز فراتر رفته و پایداری مغار را به مخاطره می- اندازد. همچنین گسیختگیهایی در شاتکریت از نوع کششی نزدیک به مرزهای بین بنچهای حفاری شده مشاهده گردید.

واژههای کليدی:

تحلیل پایداری . مغارهای سنگی . شاتکریت . ذخیرهسازی نفت . رژیم تنش تکتونیکی 

دومين کنفرانس منطقه ای و یازدهمين کنفرانس تونل ایران (1394)

کنترلهای نقشه برداری مضاعف (پشتیبان در حفاری مکانیزه) و ازبیلت تونل

چکیده
ساخت تونل با استفاده از ماشین حفاری مکانیزه (TBM) مستلزم تعیین موقعیت دقیق دستگاه و هدایت در فضای زیرزمین است.برخلاف راههای سنتی حفر و هدایت تونل با استفاده از روشهای همچون لیزر، هدف پیشنهاد این روش توسعه یک عملیات جایگزینبرای تسهیل هدایت ماشین حفاری مکانیزه و همچنین راههای تهیه ازبیلت تونل برای بررسی عملیات حفاری مکانیزه در طول مسیراست. یک سیستم هدایت تونل برای ماشین حفاری مکانیزه باید بهگونهای طراحی و ساخته شود که بهطور پیوسته بتواند به پایشموقعیت ماشین حفار مکانیزه بپردازد؛ و همچنین به اپراتور برای هدایت صحیح ماشین حفار کمک کند. کنترل ماشین حفاری مکانیزهبرای اپراتورها مانند رانندگی در یک وسیله نقلیه در تاریکی کامل است درنتیجه برای پروژه حفاری تونل به روش مکانیزه ایجاد یکسیستم بینقص نقشهبرداری مهندسی ضروری است تا با استفاده از این سیستم دو هدف مهم حاصل شود یعنی اینکه تونل مطابق باخط پروژه حفر شود و مهمترین و اصلیترین هدف این است که تونل ساختهشده بهگونهای باشد که از تلورانسهای مجاز تخطی نکردهباشد.در این مقاله به بررسی و ارزیابی عملیات کنترل مضاعف و همچنین تهیه ازبیلت برای 11 کیلومتر از تونل حفاریشده بهوسیله ماشینحفاری مکانیزه در پروژه خط 1 قطار شهری مشهد پرداختهشده است.

واژههای کلیدی:

تونل . دستگاههای اندازهگیری . دستگاه حفاری مکانیزه ( TBM ) . شبکههای مسطحاتی و ارتفاعی . نرمافزار GeoLab

دومين کنفرانس منطقه ای و یازدهمين کنفرانس تونل ایران (1394)

پيشبينی عملكرد TBM با روش سيستم های مهندسی سنگ مطالعه موردی: تونل بلند انتقال آب زاگرس

چكيده:
برای پیشبینی عملکرد دستگاههای حفاری تمام مقطع، روابط و مدلهای مختلفی توسط محققین ارائه شده است. از جمله معروفترین مدلهامیتوان به مدلهای RMi ، TBMQ ، NTH و CSM اشاره نمود. در این تحقیق ضمن معرفی پارامترهای مؤثر بر نرخ پیشروی حفاری تونل، عملکرددستگاه حفاری تمام مقطع (TBM) 2 متر و / قطعه دوم تونل بلند انتقال آب زاگرس به طول تقریبی 62 کیلومتر، مقطع دایرهای، قطر حفاری 37قطر تمام شده 2 متر که در 26 کیلومتری شمال شهرستان سرپل ذهاب واقع شده است و با استفاده از ماشین تونل زنی سپر تلسکوپی در حالحفاری است، با استفاده از روش سیستمهای مهندسی سنگ ) RES ( ارائه شده است، با درنظر گرفتن عوامل زمینشناسی و زمینشناسی مهندسیمسیر تونل، پارامترهای مرتبط با دستگاه حفاری و شرایط مدیریتی و محلی، پیشبینی شده است. مقایسه نتایج نرخ پیشروی بدست آمده از مدل RES ، TBMQ  و NTH با حالت واقعی برای قطعه دوم تونل بلند انتقال آب زاگرس چین خورده، بیانگر کارایی بهتر مدل RES است.

واژههای کليدی:

تونل انتقال آب زاگرس . نرخ پیشروی . TBM سپر تلسکوپی . سیستمهای مهندسی سنگ

دومين کنفرانس منطقه ای و یازدهمين کنفرانس تونل ایران (1394)