بررسی افزایش دوام ریپر در برخورد با بولدرهای سخت

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس خدمات مهندسی- شرکت ایمن سازان تدبیر پارس، تهران، ایران

2 مدیر خدمات مهندسی-شرکت ایمن سازان تدبیر پارس، تهران، ایران

3 مدیر کنترل و نظارت حفاری مکانیزه، تهران، ایران

4 مدیر مهندسی - شرکت ایمن سازان تدبیر پارس، تهران، ایران

چکیده

در حفاری مکانیزه زمین­های نرم دارای بولدرهای سنگی از چند نوع ابزار برش بر روی کله حفار دستگاه استفاده می‌شود؛ عمده ابزار برش مورداستفاده در این حالت ریپر، دیسک و یا ترکیبی از آن­ها می­باشد. توانایی قطعی انواع ابزار بـرای بـرش مؤثر بولـدرها درزمین‏های مختلف، هنوز کاملاً مشخص نیست و نیاز به تحقیقات بیشتر دارد. در تونل قطعه شرقی پروژه خط 3 قطار شهری مشهد با توجه به ریزدانه بودن مقطع تونل، عمده ابزار مورداستفاده ریپر بوده است و از دیسک­ها فقط در محیط کله حفار استفاده‌شده است. اضافه شدن لایه شنی حاوی بولدر در مقطع تونل باعث کاهش دوام ریپرها و افزایش 25 درصدی انرژی ویژه حفاری شده است. به‌منظور افزایش دوام، ریپرهای طرح NFM با ریپرهای سنگین جایگزین گردید؛ بعلاوه آلیاژهای مختلفی موردبررسی و آزمون‌ و خطا قرارگرفته است. تغییر در ابعاد و آلیاژ، دوام ریپرها را تا میزان 37 درصد افزایش داد. با جایگزینی ریپر طرح NFM با ریپر سنگین کارکرد ریپر از 183 متر به 250 متر افزایش‌یافته است. نتیجه بررسی تعویض ابزارهای انجام‌شده در قطعه شرقی خط 3 قطار شهری مشهد (حدود 10 کیلومتر از مسیر) نشان می­دهد که مصرف ابزار برشی در محدوده بولدری 10 برابر محدوده قبل از برخورد به بولدر بوده است. به‌طورکلی در محدوده بولدردار موردبررسی (حدود 1.7 کیلومتر) تعداد 280 ابزار تعویض شده است که استفاده از ریپر سنگین به‏جای ریپر NFM در حدود 60 میلیارد ریال صرفه‌جویی در پی داشته است.

کلیدواژه‌ها


[1] M. Nasiri, "Validation of the results of soil strength parameters at the Imam Khomeini Mosalla of Tehran," Construction Science and Technology vol. 1, no. 4, pp. 1-12, 2021. (In Persian)
[2] D. ASTM, "2488," Standard practice for description and identification of soils (visual–manual procedure). ASTM west conshohocken, 2000.
[3] S. W. Hunt, "Tunneling in cobbles and boulders," Breakthroughs in Tunneling, Short Course, Chicago IL, August, pp. 14-16, 2017.
[4] H. Moammeri and S. Tarigh Azali, "Abrasive effects on TBMs used to bore current or recently completed projects in Iran," World Tunnelling (Desember 2010), pp. 24-27, 2010.
[5] E. Comis and D. Chastka, "Design and Implementation of a Large-Diameter, Dual-Mode “Crossover” TBM for the Akron Ohio Canal Interceptor Tunnel," Proc. RETC 2017, pp. 488-497, 2017.
[6]  M. DiPonio, D. Chapman, and C. Bournes, "EPB tunnel boring machine design for boulder conditions," in Proceedings of 2007 Rapid Excavation and Tunneling Conference, Traylor MT & Townsend JW (Eds), SME, Littleton, Colorado, 2007, pp. 215-228.
[7] S. W. Hunt, "Tunneling in cobbles and boulders," The 8th annual breakthroughs in Tunneling short course. University of Colorado Boulder, September 12-14, 2016.
[8]  J. Rostami, "Rock cutting tools for mechanical mining," in SME annual Meeting, Denver, Colorado, Society of Mining Metallurgy and Exploration Inc, 2001.
[9] J. B. O'Carroll, A Guide to planning, constructing, and supervising earth pressure balance TBM tunneling. Parsons Brinckerhoff, 2005.
[10] D. Yuan, J. Peng, and H. Q, "Case Study of Cutterhead Selection and Cutting Tools Configuration of Shield Machines in Sandy Cobble Stratum," in Proceedings of the World Tunnel Congress 2017 – Surface challenges – Underground solutions. Bergen, Norway., 2017, pp. 1089-1098.
[11] C. Goss, "Predicting boulder cutting in soft ground tunneling," in North American Tunneling 2002: CRC Press, 2002, pp. 37-46.
[12]  R. Teale, "The concept of specific energy in rock drilling," in International journal of rock mechanics and mining sciences & geomechanics abstracts, 1965, vol. 2, no. 1: Elsevier, pp. 57-73.