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 ارائه دقیق و عمیق روش تونل سازی کم عمق (STM) که در ساخت تونل هاي کم عمق مدفون در زمین های نرم به کارمی رود، می پردازد. اثر قوسی محدود و نیز فعال نمودن محدود مقاومت زمین ، دو مشخصه مکانیکی STM می باشند. پایداری سینه کار و شرایط تونل سازی خشک، دو پیش شرط اند که می بایست برای STM ارضا گردند.در اينجا برخی روش های کمکی "الزامی" که عمدتا" به جهت تضمین این دو پیش شرط به كار می آيند، مورد توجه قرار گرفته اند. پنج اصل به نام روش های کمکی ویژه شامل: حفاری متوالی با طول پیش روی کوتاه، تکیه گاه صلب با نصب سریع، زمان انسداد حلقه کوتاه و پایش تغییر شکل سیستماتیک که باید هنگام استفاده از STM تبعیت شوند ،به طور خلاصه ذکر شده اند. روش STM كه در پنج رویکرد متفاوت اجرایی بر طبق توالی تونل سازی که در اجرای نه ایستگاه راه زیرزمینی(مترو} پکن اتخاذ شده بود، در اینجا دسته بندی شده است. فرآیندهای تونل سازی ، سنجش تکیه گاه ها و مشخصه های نشست مرتبط با حفاری نشان داده شده اند. تحلیل های آماری مربوط به داده های نشست 342 نقطه پایش سطح زمین واقع در بالای این نه ایستگاه، انجام شده اند تا مشخصه های تغییر شکل زمین در STM را به نمایش گذارند. همچنین شبیه سازی های عددی برای مطالعه مشخصه های تغییر شکل زمین، در رویکردهای متفاوت اجرایی و تحت شرایط يكسان زمین شناسی، به کار گرفته شده اند. این مقاله به طور سیستماتیک قابلیت کاربرد STM در تئوری و عمل را به نمایش می گذارد. این امر به جهت به روز رسانی پایگاه داده پروژه های تونل سازی جهان و خدمت به عنوان یک مرجع عملی جهت پروژه های مشابه آینده ، مفید خواهد بود.
1-مقدمه
روش جدید تونل سازی اتریشی (NATM) ، بخاطر امکان پذیری فنی ایمنی و مسائل اقتصادی براي تونل سازي در تمام جهان معمول شده است. این روش بر اساس اصول پایه ریزی شده توسط Rabcewicz (1964, 1965) برای استفاده از شاتکریت به عنوان سیستم نگهدارنده در ساخت تونل، همراه با روش مشاهده ای برای تعیین اینکه آیا سیستم نگهدارنده کفایت لازمه را دارد یا خیر، بنا نهاده شده است. استفاده از NATM در زمین نرم عمدتا" توسط پروفسور Mullen برای ساخت مترو فرانکفورت در سال 1968 برای نخستین بار بکار گرفته شد و سپس توسط London underground در اوایل دهه 1990 میلادی توسعه یافت...