مدلسازی و بررسی عملکرد روش چتری در تونل راه آهن قزوین - رشت -انزلی

هنگامیکه تونلسازی در زمین های سست و یا کم عمق انجام می گیرد، لازم است که توده سنگ و خاک موجود در سینه کار تحکیم شود. قوس چتری از جمله روش های پیش تحکیمی می باشد که در آن قسمتی از نگهداری مقطع، قبل از شروع حفاری و با نصب لوله های فولادی و تزریق درون آنها ایجاد می شود.
در صورتیکه لوله ها مشبک باشند، در نتیحه تزریق دوغاب ناحیه تحکیم یافته ای در بین لوله ها ایجاد می شود. بنابراین می توان لوله، دوغاب و ناحیه تحکیم یافته در اطراف لوله ها را به عنوان اجزای روش چتری در نظر گرفت. در این مقاله چگونگی مدلسازی عددی روش چتری به صورت سه بعدی توسط نرم افزار تفاضل محدود FLAC 3D، با درنظرگرفتن هر سه جز روش چتری بررسی شده است. قسمتی از مقطع تونل راه آهن قزوین - رشت به دلیل قرار گرفتن در مصالح سست و ریزشی دارای پتانسیل ریزش می باشد، بطوریکه عملیات تونلسازی با روش های نگهداری موجود و متداول امکانپذیر نمی باشد. بدین منظور، ضرورت بکارگیری روش چتری با مقایسه سه نوع سیستم نگهداری بررسی شده است. این سه روش نگهداری شامل 1- روش سنتی (شاتکریت و قاب فولادی)، 2- روش سنتی و میل مهارهای جبهه کار و 3- روش سنتی، میل مهارهای جبهه کار و قوس چتری می باشد. معیار بررسی ها جابجایی رخ داده در تاج تونل و سطح زمین و سطوح خطر ساکورایی می باشد.
نتایج نشان می دهد که روش چتری منجر به کاهش جابجایی های تاج تونل و سطح زمین به میزان 41% و 61% شده است. همچنین استفاده از قوس چتری به میزان 31% و 41% از جابجایی تاج تونل و سطح زمین نسبت به حالتی که تنها از میل مهارهای جبهه کار (روش دو) استفاده شده، می کاهد. ضمنا در صورت استفاده از روش چتری مقادیر کرنش زیر سطح خطر دو ساکورایی که وضعیت ایمن در تونلسازی است، قرار می گیرد.