تحقیق درباره روش های حفاری تونل های متروی تهران

تحقیق درباره روش های حفاری تونل های متروی تهران

فهرست مطالب

چکیده 1
بخش اول:مختصری درباره مترو 2
1-2-تاريخچه احداث متروی تهران 3
1-3-مزايای احداث مترو 8
بخش دوم: تكتونيك و زمین شناسی تهران 11
2-2- مختصری بر جغرافيای تهران 13
2-3- زمين شناسی تهران 14
2-4- سازندهای مختلف رسوبات آبرفتی تهران 15
2-4-1-ويژگيهای سازند آبرفتی تهران 16
2-4-2- ويژگيهای سازند آبرفتهای كوارترنر كنونی 17
2-4-3- ويژگيهای سازند كهريزك 17
بخش سوم:انواع تونل و عوامل مؤثر در طراحی تونل مترو 19
3-2- پارامترهای موثر در طراحی مترو 20
3-7-پيش بيني نشت زمين 27
3-8- شكل و ابعاد مقطع تونل 28
3-10- انتخاب مقاطع تونل متروي تهران 28
3-11- عوامل تعيين كننده روشهاي اجراي تونل 29
3-11-1- امتداد تونلها 29
3-11-2-شيب تونلها 30
توجيه امتداد محور تونل 31
3 -12-حالتي كه تونل از طريق چاه حفر مي شود 32
3 -13- احداث ايستگاههاي نقشه برداري در تونل 32
3-14- كنترل تونل به هنگام حفر 33
بخش چهارم:روشهای حفاری و ساخت تونلهای مترو تهران 34
مناطق شهري 35
4-2-روش هاي اجرا 36
4-3- روشهاي ساخت تونلهاي متروي تهران 37
4-3-1-2-روش C.C (حفاري در زمين) 40
4-3-1-3-مشكل اساس در اين روش 42
4-3-1-4-آب بندي در روش ترانشه باز 42
4-3-2- روش ترانشه بسته 43
4-3-2-3-روش اتريشي – ايراني 50
ه: نياز به انرژي كافي. 58
5-3-تحول در تونل 65
5-4- علل تحول جداره و پوشش تونل 67
6-5- آبهاي سطحي و هيدرولوژي 77
7-13-فشار تزريق و روش اندازه گيري و كنترل آن 101
7-25- روش عايق بندي ( ايزولاسيون ) در روش اطريشي 126
نتيجه گيري 129
منابع 130

چکیده
يكی از مهمترين اموری كه در كلان شهرها مطرح مي باشد، ايجاد شبكه‌های ارتباطی شهری و بين شهری است. متخصصان امر در اين زمينه تلاشهای بسياری كرده‌اند تا راهكارهای عملی اين اهداف شناسايی و اجرا شوند. از مهمترين كارهای توسعه شهری ايجاد و گسترش شبكه‌های حمل و نقل و داشتن سيستم ترافيكی كارآمد است كه نقش شريانهای ارتباطی شهرها را ايفا می‌كنند.
توجه به مسائل حمل و نقل و داشتن سيستم ترافيكی كارامد است كه نقش شريانهای ارتباطی شهرها را ايفا می كنند. توجه به مسائل حمل و نقل شهری، ايجاد ترافيكی روان در سطح شهرها (‌خصوصاً تهران) و سامان بخشيدن به اين امور اهميتی فوق العاده دارد. گسترش سريع و بی رويه زيربنای شهرها از يك طرف و از طرف ديگر مسئله سنگينی ترافيك و اتلاف وقت شهروندان را سبب مي‌شود. برای كاهش مشكلاتی كه در بين اين مسائل وجود دارد راه حلهای مختلفی پيشنهاد گرديده است. پراكنده كردن مراكز مختلف جذب جمعيت مثل وزارتخانه‌ها، شركتها، مراكز تجاری و غيره خود جهت كاهش تمركز جمعيت در يك نقطه شهر كمك شايان می كند. علاوه بر آن براي سرعت بخشيدن به امر حمل و نقل و نظر گرفتن راحتی مسافران می‌توان سطح خيابان‌ها و بخصوص بزرگراهها را افزايش داد و با توجه به محدوديت زمين می توان از زيرزمين برای حركت وسايل نقليه استفاده نمود. ايجاد راههای مخصوص حركت اتوبوسها، استفاده از تراموا، ترن هوایی و مترو از راههای عملی كاهش سنگين ترافيك در شهر می‌باشد كه در بسياری از نقاط دنيا اجرا شده است.

تحقیق درباره روش های حفاری تونل های متروی تهران
بخش اول:مختصری درباره مترو
1-1-تاريخچه مترو در جهان
اولين فكر ايجاد مترو در قرن نوزدهم و در پاريس به ذهن «آندره فالانژ» فرانسوی رسيد و پيشنهاد وی كه كندن خيابانها تا عمق صد متری و عبور وسايل نقليه از زير آن بود، مورد قبول ناپلئون كه در آن مشغول جنگ بود قرار نگرفت و بنابراين فكر ايحاد مترو تا سال 1863 به فراموشی سپرده شد. در اين سال اولين قطار زيرزميني توسط «چارلز پيرسون» به طول 6 كيلومتر در لندن بكار افتاد. نيروي محركه اين قطار از زغال سنگ تامين مي‌گرديد و ناشی از آن تونل مترو را آلوده مي‌كرد و به دليل آنكه در آن زمان ايستگاههای تهويه مناسب وجود نداشت ناچاراً تونل مترو در نزديك زمين ساخته شد تا مواد زائد از طريق لوله‌هایی به خارج راه يابند.
سی و سه سال بعد دومين متروی جهان در بوداپست پايتخت مجارستان شروع به كار كرد و اين در حالی بود كه جمعيت بوداپست در آن زمان از 607 هزار نفر تجاوز نمی‌كرد. متروهايي كه در آغاز و قبل از سال 1935 ساخته شده بودند، ار نظر آسايش مسافران اشكالاتی را در بر داشتند و سوخت اين قطارها زغال سنگ بود و چون دستگاههای تهويه هوا كه عموماً لوله‌هايي بودن كه دود و مواد زائد را از درون تونل به سطح زمين انتقال می‌دادند به اندازه كافی كارايي نداشتند. دود حاصل از سوختن ذغال سنگ فضای داخل تونل را آلوده می ساخت و نيز نور كافی در تونل‌ها وجود نداشت و رنگ قطارها كسل كننده بود، زيرا رنگ آنها طوری انتخاب می‌شد كه آلودگی تونل را نشان ندهد. در سال 1900 اولين متروی پاريس ساخته شد اما جنگ جهانی اول آن را متوقف كرد.
ساخت مترو تا پس از جنگ جهانی دوم چندان توسعه‌ای نيافت. اما بعد از آن به دنبال پيدايش و دگرگونی تكنولوژی و راههای حفاری پيشرفت مترو آغاز شد. در نگاهی به متروهای موجود بزرگ جهان در می‌يابيم كه متروی لندن قديمی‌ترين، متروی نيويورك طولانی‌ترين، متروی مسكو زيباترين و پرمسافرترين متروی جهان می باشد(2132000000 مسافر در سال). تونلهای مترو در جنگ جهانی اول نقش عمده‌ای ايفا كرد و چون مردم به محض كشيدن آژير خطر در راهروهای زيرزمين آن پناه مي‌آورند. متروی پاريس در سال 1900 ميلادی، متروی برلين در 1902، متروی فيلادلفيا در 1907، متروی نيويورك در 1908، متروی هامبورگ در 1912 و بوينس آيرس در 1913، متروی آتن در 1925، متروی توكيو در 1937، متروی اوزاكا در 1933، متروی مسكو در 1935، متروی تورنتو در 1954، متروی رم در 1958، متروی ليسبون در 1959، متروی استكهلم در 1960، متروی مونوال كانادا در 1966 و ماروی مكزيكوسيتی در 1969 آغاز بكار كرد.

تحقیق درباره روش های حفاری تونل های متروی تهران

1-2-تاريخچه احداث متروی تهران
در پی سفر ناصرالدين شاه به فرنگستان برادران بواتال(Buatal) در سال 1261 شمسی توانستند امتياز احداث تراموا راه‌آهن را از وی بگيرند. راه آهن تهران- شهرری در سال 1265 شمسی در طول 8 كيلومتر آغاز به كار كرد. راه آهن ايران در دست دولت بلژيك قرار گرفت و قرارداد 99 ساله‌ای با ايران انعقاد يافت. حدود اختيارات اين شركت در زمينه احداث راه‌آهن بسيار وسيع بود و تمام كشور می توانست فعاليت كند و در هر كجا كه به صرفه و صلاح خود مي‌دانست راه آهن بكشد. اما به دليل نفوذ و مدت سياستهای خارجی ديگر به ويژه انگلستان و روسيه در دربار ناصرالدين شاه اين شركت تنها توانست همان خط آهن يا تراموای تهران حضرت عبدالعظيم (ميدان باغشاه) را به راه اندازد و دز انجام آن نيز چندان به سهولت نتوانست توفيقی يابد. تراموا يا ماشين دودی دارای قسمتهای زير بود:
1-لكوموتيو يا ماشين خانه
2-راننده يا ماشين چی در اين قسمت قطار را می‌راند.
3-واگن شاهی به طول ده متر، دو متر ابرار خانه با عرض 5/1 متر قسمت دوم پنج متر مخصوص صدراعظم و مقام‌های عاليرتبه بود و قسمت ويژه شاه واگن وزرا و علمای طراز اول دو بخش داشت، يكی به طول پنج متر ويژه درباريان درجه اول و دومی به طول چهار متر ويژه وزرا كه به جلو واگن شاهی بسته می‌شد. اين قطارها از خيابانهای دی و چراغ‌گاز و تپه سابق روی ريل به وسيله چند اسب كشيده می‌شد. تا سال 1310 اولين و آخرين تراموای تهران بود. از سال 1310 به بعد انديشه احداث مترو همواره مورد توجه دولت ومسئولان شهر تهران بوده است. در سال 1334شخصی به نام وفادار پيشنهاد احداث تراموای برقی بين تهران و شميران را داد كه دولت وقت طرح فوق را مناسب ديد و تصميم گرفت در اين مورد مطالعات بيشتر انجام دهد(كيهان 28/8/34).

تحقیق درباره روش های حفاری تونل های متروی تهران
در سال 1334 شخصي به نام «كورس» بعنوان مشاور دولت در امر ساختمان مترو و موضوع احداث متروی تهران را مورد بررسی و تجربه قرار داد. در سال 1345 دولت شوروی در مقابل خريد گاز پيشنهاد احداث متروی تهران را نمود. در سال 1348 يك گروه متخصص ژاپنی از طرف شهرداری تهران دعوت شدند تا به بررسی و ضع حمل و نقل تهران بپردازند. اين گروه پس از بررسی‌های لازم برای تهران ايجاد شبكه راههای سريع به طول 200 كيلومتر و ايجاد يك شبكه مترو به طول 112 كيلومتر را ضروری دانست. طرح اصلي شبكه از چهار خط تشكيل می‌گرديد.
در سال 1350 شهرداری تهران بررسي وضعيت حمل و نقل شهری را به شركت فرانسوی Sofretu-RATP واگذار نمود. اين موسسه بر مبنای اطلاعات و آمار جمع‌آوری شده و پيش‌بينی‌های مربوط به توسعه و رشد تهران در سال 1353 گزارش جامعی كه هميشه به عنوان مبنای طرح‌های ترافيك تهران در نظر گرفته شده است و خيابان‌ها، اتوبان‌ها و پل‌ها … نيز بر اساس اين طرح ساخته و در حال ساخت می‌باشد، تحت عنوان ”طرح ترافيك، حمل و نقل تهران” عرضه نمود. در اين طرح جامع، سيستم «خيابان- مترو» با تكيه جدی آن روی حل ترافيك مركز تهران بدون از بين بردن وضعيت باستاني شهر بر اساس ايجاد 7 خط مترو به طول 147 كيلومتر كه به وسيله توسعه شبكه روزمينی به حومه و يك شبكه كامل اتوبوسرانی با حداكثر 3500 اتوبوس جهت سرويس‌دهی به شبكه مترو و يك شبكه بزرگراهي به صورت كمربندی در پيرامون منطقه مركزی و حومه می‌باشد، پيشنهاد گرديده است.
شايان ذكر است مطالعات انجام شده توسط شركت سوفرتو در مورد ترافيك تهران از نظر كارشناسی مطالعات دقيق و قابل اعتنایی است و پس از گذشت حدود 30 سال از ارائه گزارش سوفرتو، كارشناسان ترافيكی تهران پيش‌بينی‌های اين گزارش را صحيح مي‌دانند و به آن استناد می‌كنند. همچنين ذكر اين نكته ضروری است كه طرح سوفرتو برای حل مشكل ترافيك تهران يك طرح جامع شامل مترو، بزرگراه و سيستم اتوبوسرانی است كه در صورت اجرای ناقص آن كارايی كامل نخواهد داشت.
پس از ارائه گزارش فوق در نهايت سال 1354 احداث 4 خط مترو در فاز يك از تصويب شهرداری، انجمن شهر و سازمان برنامه گذشت و اجرای آن مورد تاييد هيات دولت قرار گرفت. متاسفانه در سال 1360 به دليل جو خاص حاكم بر اجرای پروژه‌های بزرگ در تهران با هزينه‌های عمومی و دولتی و شروع جنگ تحميلی هيات وزيران توقف كامل طرح مترو را تصويب نمود.

تحقیق درباره روش های حفاری تونل های متروی تهران
در سال 1364 با پيگيری‌های مسئولان كشور مصوبه هيات وزيران لغو و اين بار اجرای دو خط آن با حمايت سيستم بانكي و بازپرداخت اعتبارات دريافتی توسط شركت مترو قبل از درآمدهای حاصل از تغيير كاربری زمين‌های اطراف ايستگاه‌ها و دريافت پذيره، عوارض خاص و … به تصويب رسيد.
اولين قرار داد مشاركت مدني با بانك‌هاي تجارت و ملت مربوط به سال 1366 به مبلغ 50 ميليارد ريال به مدت سه سال می باشد كه منجر به شروع مجدد فعاليت اجرايی شركت مترو گرديد.
با توجه به مصوبه دولت مبنی بر ايجاد شهرهای اقماری در اطراف تهران، خط تهران- كرج- مهرشهر نيز به دو خط داخل اضافه گرديد. در مجموع در برنامه اول شركت مترو 90 كيلومتر مسير (40 كيلومتر مسير زيرزميني و 50 كيلومتر مسير روزميني) با 52 ايستگاه را در برنامه‌های خود قرار داد.
با راه‌اندازی فاز به فاز خطوط برنامه اول كه از اسفند ماه 1377 آغاز و در حال حاضر 71 كيلومتر از اين برنامه با 34 ايستگاه در حال بهره‌برداری می باشد شركت متروی تهران برنامه ريزی برای احداث خطوط باقيمانده را طی دو برنامه آغاز نمود. لذا با حمايت شورای شهر و شهرداری تهران و با كمك وزارت كشور، وزارت راه و ترابری و وزارت مسكن و شهرسازی، متروی تهران تا پايان سال 1400 دارای 8 خط درون شهری و 5 خط مترو اتصال جمعاً‌ به طول 400 كيلومتر خواهد بود كه با انجام حدود 5 ميليون سفر در روز (ظرفيت جابجايی خطوط فوق 9/12 ميليون نفر در روز می باشد) سهم مترو در حمل و نقل تهران بزرگ از مرز 40% خواهد گذشت.

1-3-مزايای احداث مترو
به طور كلی مزايای استفاده از مترو را در سه بعد اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی می‌توان به شرح زير خلاصه نمود:

1-3-1-آثار اقتصادی
• كاهش اتلاف وقت
• صرفه جويی در مصرف سوخت
• صرفه جويی از هزينه‌های درمان ناشی از آلودگی هوا
• كاهش تعداد تصادفات و افزايش ايمنی تردد
• صرفه جويی در استهلاك و لوازم يدكی خودروها
• صرفه جويی حاصل در هزينه‌های نظافت ناشی از آلودگی هوا

1-3-2-آثار اجتماعی
• احداث خطوط زيرزمينی در مراكز شهر از تراكم موجود خيابان‌ها كاسته و تردداتومبيل‌های شخصی را تسهيل می‌نمايد و با اختصاص سطح زمين به عابرين پياده، محيط زيست شهری بهبود می‌يابد.

تحقیق درباره روش های حفاری تونل های متروی تهران
• هدايت حداقل 30% از سفرهای شهری در مسيرهای منتهی به مترو و ايجاد امكان ارائه سرويس‌های متمركز اداری و تجاری به مردم در مسيرها و ايستگاه‌های مترو
• افزايش امكان جابجايی مردم و در نتيجه امكان دستيابی به نقاط دور افتاده شهری
• كمك به ايجاد نظم اجتماعی از طريق امكان برنامه‌ريزی دقيق برای مردم
• كمك به وسايل نقليه عمومی، درمانی، ايمنی، آتش‌نشانی و پليس جهت عبور و مرور بهتر.
• كاهش حوادث و تصادفات رانندگی و آثار منفی آن نظير فوت، معلوليت، تنش‌ها و اتلاف وقت مردم و سازمان‌های اداری.
• ايجاد آرامش و نشاط روحی در مسافرين در اثر دور بودن از آلودگی هوا، سر و صدا و راه بندان.
• استفاده از نيروی برق و كاهش مصرف بنزين و گازوييل در جهت حفظ ذخاير نفتی كشور.
• كم كردن فاصله اجتماعی بين طبقات مختلف مردم.
• امكان استفاده از ايستگاه‌ها و تونل‌های مترو به عنوان پناهگاه در مواقع ضروری.
• آسايش، وقت شناسي و نظم و در نتيجه كاهش فشار عصبی.
• حفاظت محيط زيست.

1-3-3-آثار فرهنگی
• قانونمند بودن سيستم‌های الكترونيكی هدايت قطارهای مترو وفواصل زمانی اعزام قطارهای از قبل تعريف شده است و همچنين زمان توقف قطارها در هر ايستگاه، باعث ايجاد نظم خاصی می‌شود كه هر شخصی برای استفاده از اين ناوگان بايد تابع اين نظم گردد و به تدريج شاهد اين نظم در تمامی ايستگاههای مترو هستيم.
• پاكيزگی محيط ايستگاه‌های مترو باعث رعايت شهروندان در حفظ نظافت آن شده و به تدريج اين فرهنگ در بين مردم جا افتاده و به سطح شهر نيز تعميم داده خواهد شد.

تحقیق درباره روش های حفاری تونل های متروی تهران
• اين آثار كه به دو نمونه آن اشاره شد، از فرد به خانواده و نهايتا به اجتماع سرايت خواهد كرد و زمانی كه تمامی خطوط مترو راه اندازی شود، نتيجه آثار فرهنگی را در سطح وسيع‌تری شاهد خواهيم بود.

بخش دوم: تكتونيك و زمین شناسی تهران
2-1- تكتونيك تهران
كوهپايه تهران بسيار تكتونيزه شده، تپه‌ها و فرونشست‌ها بر طاقديس‌ها و ناوديس‌ها كه خود موازی با امتداد رشته كوه البرز می‌باشند منطبق و يا با آنها موازيند. وضعيت فوق حاكي از قرار گرفتن يك تكتونيك نرم( رسوبات دوران چهارم) بر روي تكنوكيت شكننده سنگی بستر زيرين است و هر طاقديس و ناوديس در سطح بر روي يك گسل قائم در عمق قرار دارد. گسل‌های موجود در سطح شهر تهران معمولاً شكستگی‌هايی با بالاآمدگی كم می باشند كه سازنده‌های مختلف را در تماس با يكديگر قرار نمی‌دهند.
گسل‌های تهران از نقطه نظر خطر زمين لرزه به گروه‌های زير تقسيم شده‌اند:
1-گسل‌های اصلی و لرزه با درازای بيش از km 10
2-گسل‌های متوسط با درازای km2 تا km10
3-گسل‌های كوتاهتر از km2
گسل‌های اصلی ولرزه‌زا با درازای بيش از km10 در آبرفتهای منطقه تهران بزرگ ديده می‌شود. با بررسی كليه گسلهای شناخته شده منطقه و مطالعه زمين لرزه‌های تاريخی و قرن بيستم تهران و اطراف آن چنين نتيجه گيری می‌شود كه زمين لرزه قوی تهران را تهديد می‌نمايد. زمين‌ لرزه‌هايی هستند كه سبب جنبش دوباره و حركت احتمالی گسل‌های شناخته شده منشاء، راندگی شمال تهران، راندگی نياوران، گسل ری، جنوب ری،كهريزك، گرمسار، پيشوا و پارچين بوجود می‌آيند. بخش مركزی تهران و از جمله خطوط 1 تا 4 مترو در پهنه تكان‌های شديد يا ويرانی گسترده قرار می‌گيرد. چكيده نتايج بررسی‌های زمين شناسی تهران در ارتباط با خطوط مترو مهمترين نتيجه‌ای كه از مطالعات ارائه شده زمين شناسی تهران در ارتباط با خطوط شماره 1 تا 4 مترو بدست می‌آيد چنين است:
1-بخش اعظم اين خطوط و تمام خط شماره 2 در سازند آبرفتی كوارترنر جديد قرار می‌گيرد، ضخامت متوسط اين سازند در اين محدوده تقريبا 30 متر بوده و بر روي آن سازند كوارترنر كنونی به ضخامت متوسط حدود 44 متر قرار دارد.
2- سازند كواترنز جديد از رسوبات رودخانه‌ای و سيلابی ناشی از فرسايش كوه‌های البرز تشكيل يافته و تحت تاثير حركت تكتونيكی قرار نگرفته است.
3-ضخامت رسوبات دوران چهارم در تهران از حدود 300 متر بيشتر بوده و تا حدود 100 متر می‌رسد.
4-سازند كوارترنر جديد از دو رخساره خرده سنگی در شمال و مركز شهر و رخساره لای دشت در جنوب ( از حدود خيابان شوش به سمت جنوب) تشكيل شده است.
خط شماره 2 در رخساره نخست واقع شده است. اين رخساره عمدتا از لايه‌های شن و ماسه همراه با قلوه سنگ و لای تشكيل يافته سات. در مقياس زمين شناسی سازند كواترنز جديد سازندی است. همگی اين سازه رسوبات كوارترنر ميانی (آبرفتهای ناهمگن شمال تهران) قرار گرفته است به ضخامت سازند كواترنز ميانی تا حدود 200 متر می‌رسد و بارزترين ويژگی‌اش ناهمگنی آنست.

2-2- مختصری بر جغرافيای تهران
تهران در دامنه‌های جنونی سلسله جبال البرز و در حاشيه شمالی كوير مركزی در دشتی نسبتا هموار كه شيب آن از شمال به جنوب است قراز دارد. رودخانه‌هايی كه از اطراف شهر عبور

تحقیق درباره روش های حفاری تونل های متروی تهران

پسورد فایل: www.bazaarfile.ir

مطالعه بیشتر