مقاله بررسی خصوصیات ژئومکانیکی توده‌های سنگ مسیر تونل انتقال سد درونگر جهت طراحی سیستم نگهدارنده

فرمت فایل : word (قابل ویرایش) تعداد صفحات : 33 صفحه

چکیده:

در این مقاله پارامترهای ژئومکانیکی توده های سنگی و تمهیدات سیستم نگهدارنده مقدماتی برای تونل انتقال  سد درونگر، بر اساس دو روش تجربی و عددی مورد بررسی قرار گرفته است. در روش تجربی از سه سیستم طبقه بندی RMR (طبقه بندی ژئومکانیکی توده سنگ)، Q (شاخص کیفی تونل بری) و GSI (اندیس مقاومت زمین شناسی) به منظور برآورد کیفیت توده سنگهای در برگیرنده تونل انتقال و برآورد سیستم نگهدارنده مقدماتی استفاده شده است. همچنین در روش عددی از روش اجزای مشخص) نرم افزار (UDEC  استفاده شده است. آزمایش های مقاومت فشاری تک محوره و سه محوره سنگ بکر, مدول الاستیسیته, وزن مخصوص, تخلخل و درصد جذب آب بر روی نمونه های سنگی بدست آمده از حفاری, در آزمایشگاه مکانیک سنگ انجام شد. همچنین به منظور تخمین پارامترهای مقاومتی توده سنگی (مانند مقاومت فشاری تک محوره توده سنگ، مقاومت کششی، مدول الاستیسیته توده سنگ، ثابت های هوک – بران و پارامترهای مقاومتی موهر-کلمب) از معیار تجربی هوک - بران استفاده شده است. در نهایت اینکه با استفاده از دو روش تجربی و عددی بر میزان دقت و اعتمادپذیری طراحی تونل افزوده شده است.

مقدمه

پروژه سد درونگر و ابنیه­های وابسته به آن در فاصله 35 کیلومتری شمال غرب شهر درگز در شمال استان خراسان رضوی در دست اجراست. این پروژه شامل تونل انتقال آب، کانال روباز و سد درونگر می­باشد. تونل انتقال آب برای انحراف سیلاب­ها در زمان احداث سد و انتقال آب از مخزن سد در طول عمر مفید سد طراحی شده است. تونل مزبور دارای طول 205 متر و روباره­ای حدود 70 متر بوده و توده سنگ­های مسیر تونل نیز عمدتاً از ماسه­سنگ و سنگ آهک مارنی با کیفیت متوسط تشکیل شده است. در قسمتی از مسیر تونل، پهنه­ای خرد شده همراه با یک گسل وجود دارد که توسط تونل قطع می­گردد. مقطع تونل با توجه به نیازهای طرح به شکل D با عرض و ارتفاع 2/5 متر و شعاع قوس طاق 6/2 متر طراحی شده است. همچنین برای کنترل جریان آب ورودی، در کیلومتراژ 140+0 تا 152+0 اتاق شیر کنترل اضطراری پیش­بینی شده که عرض تونل در این مقطع به 2/6 متر و ارتفاع آن به 2/8 متر افزایش می­یابد.

زمین­شناسی مسیر تونل

بررسی­های زمین­شناسی صحرایی و حفاری­های انجام شده نشان می­دهد که مسیر پیشنهادی جهت احداث تونل از واحدهای ماسه سنگی آهکی سازند اتامیر (Kat)، آهک­های مارنی سازند آبدراز (Kad) متعلق به کرتاسه بالایی، کنگلومرای سست متعلق به پلیو-پلیوستوسن (PLQ) و رسوبات واریزه­ای (Qd)، تشکیل شده است. همچنین بر اساس مطالعات صحرایی و نتایج حاصل از گمانه­های اکتشافی، یک گسل در محدوده مسیر تونل شناسایی شده است. همانطور که در (شکل 1) مشاهده می شود، گسل مذکور با راستای کلی شمال غربی- جنوب شرقی و شیبی حدود 80 تا 85، توده سنگی مسیر تونل را در کیلومتراژ 200+0 تا کیلومتراژ 220+0 به شدت تحت تاثیر قرار داده و باعث تغییر شیب لایه­ها، خردشدگی و کاهش مقاومت توده سنگ شده است.

در محدوده موردمطالعه، کنگلومرای پلیو- پلئیستوسن (PLQ) معمولاً از تراز 910 متر به بالا با حداکثر ضخامت 17-16 متر قرار گرفته است. بنابراین با توجه به اینکه امتداد تونل در تراز 864 قرار دارد، لذا واحد سنگی مذکور در مسیر تونل قرار نمی­گیرد. به همین دلیل در ادامه این مطالعات از شرح ویژگی­های ژئوتکنیکی آن صرفنظر شده است.