دید کلی
حفاریهای زیرزمینی را به صورتهای مختلفی می توان دسته بندی کرد. در یک طبقه بندی ، حفاریهای زیرزمینی به سه گروه تونلها ، محفظه ها و معادن تقسیم میشوند:
الف) تونلها: در خاک یا سنگ احداث شده و به منظور حمل و نقل ، انتقال آب یا دفع فاضلاب مورد استفاده قرار می گیرند.
ب) محفظه ها: فضاهای زیرزمینی بزرگی هستند که معمولا در سنگ و برای ایجاد نیروگاه یا ذخیره نفت ، گاز یا مواد دیگر مورد استفاده قرار می گیرد.
ج) معادن: در سنگها احداث می شوند و می توانند شامل قسمتهای مختلفی چون تونل ، چاه قائم یا لایه ها و بخشهای استخراج شده باشند.
مطالعالت مربوط به احداث یک فضای زیرزمینی باید بتواند پاسخگوی موارد زیر باشد:
الف) حفاری: انتخاب روش مناسب برای کندن و خارج کردن مواد از فضای زیرزمینی که عمدتا وابسته به مقاومت و سختی مصالح است.
ب) ماندگاری (پایداری): طراحی حایلهای مناسب برای باز نگهداشتن و جلوگیری از ریزش فضای ایجاد شده در حین عملیات و در طول بهره برداری
ج) بهسازی زمین: به منظور بهبود شرایط نامطلوب یا مخاطره آمیزی که ممکن است کارگران را تهدید نماید ، باعث تاخیر در کار شود ، هزینه ها را افزایش دهد ، بر عملکرد سازه تاثیر گذارد یا این که باعث نشست زمین شود.
د) تاثیر بر سازه های دیگر: در نظر گرفتن تاثیر عملیات احداث فضای زیرزمینی بر ساختمانهای موجود در سطح زمین به دلیل نشست سطح زمین یا لرزشهای ناشی از انفجار
در یک بررسی ژئوتکنیکی ، ابتدا شرایط زمین را مورد توجه قرار داد و در صورتی که شرایط نامناسب و مشکل آفرین وجود داشته باشد در جهت بهسازی آن اقدام لازم را انجام می دهیم. سپس باید تاثیر حفاری زیرزمینی بر سازه های واقع در سطح زمین را برآورد کنیم.
در مرحله بعد و پس از آنکه در مورد روش حفاری تصمیم گرفتم باید حایلهای مناسب برای نگهداری تونل یا فضای زیرزمینی ایجاد شده را طراحی نماییم. به این ترتیب قادر خواهیم بود تا عملیات حفاری را با اطمینان قابل قبول آغاز کنیم. سنجش رفتار تونل و زمین اطراف آن در قبل ، همزمان وبعد از حفاری هشدارهای لازم را در مورد خطرات پیش رو در اختیار قرار می دهد.
تعیین شرایط زمین
زمین های مختلف ، بر حسب اینکه در ارتباط با حفره زیرزمینی چه واکنشی از خود نشان دهند ، طبقه بندی میشوند به این ترتیب زمینها را می توان به دو دسته دارای شرایط مناسب و نامناسب تقسیم کرد. در زمینهایی که از شرایط مطلوبی برخوردارند مشکلات غیر عادی در رابطه با حفاری بوجود نمی آید. در مقابل ، شرایط نامناسب می تواند کارگران را در معرض خطر قرار دهد ، موجب توقف و تاخیر در کار و افزایش هزینه ها گردد یا اینکه بر نحوه عملکرد فضای ایجاد شده در آینده تاثیر منفی گذارد یا نشست زمین را به همراه داشته باشد. در چنین شرایطی باید قبل از آغاز حفاری ، شرایط زمین بهبود بخشیده شود یا اینکه از حایلها و وسایل مناسب برای نگهداری دیواره حفره استفاده شود.
عوامل اصلی تعیین کننده شرایط زمین عبارتند از:
الف) سنگ: اگر سنگ سالم یعنی سخت و یکپارچه باشد. خود نگهدار بوده و نیاز به حایل ندارد ولی سختی آن در زمان انتخاب روش حفاری مورد توجه قرار گیرد.
ب) خاک: خاکهای سخت از شرایط مناسبی برخوردارند و ممکن است تا چند روز ذدون حایل پا برجا بمانند درمقابل یک خاک مشکل آفرین ممکن است ریزش کند تا حرکت نماید.
ج) آب: آب زیرزمینی ،
آب تحت فشار یا اب خورنده مشکلاتی را به همراه دارد.
د)گازها: گازها در مواردی مسموم کننده یا منفجر شونده اند. گازها ممکن است هوای مرده و بدون اکسیژن بوده یا عمدتا از دی اکسیدکربن ، متان و دی اکسیدگوگرد تشکیل شده اند.
ه)دما: در اعماق بیش از 150 متر دمای زیاد می تواند باعث مزاحمت کارگران شود.
و) زمین لرزه: لرزشهای زمین باید در طراحی پوششها و حایلها، به گونه ای که در مورد سازه های دیگر معمول است ، اعمال گردد. در این رابطه محل برخورد با
گسلها می تواند بالقوه مخاطره آمیز باشد. در این نقاط جابجایی می تواند موجب بریده شدن تونل شود.
- ایجاد فضای زیرزمینی باعث رها شدن تنش می شود که موجب پخش مجدد میدان تنش در پیرامون فضای زیرزمینی حفاری شده میگردد و تغییر شکلهایی را در مصالح سازنده اطراف تونل باعث می شود. توزیع مجدد تنش وابسته به شرایط زمین شناسی است و می تواند حالتی پیچیده داشته باشد. از عوامل موثر دیگر می توان شکل و اندازه تونل را نام برد. با گذشت زمان و به دلیل تغییر شکلهایی که ایجاد می شود ، میزان تنشها در اطراف تونل کاهش می یابد.
مباحث مرتبط با عنوان:
2.jpg)