ویرگول
ورودثبت نام
صادق طریق ازلی
صادق طریق ازلیدکتری زمین‌شناسی مهندسی از دانشگاه فردوسی مشهد و متخصص تونلسازی
صادق طریق ازلی
صادق طریق ازلی
خواندن ۳ دقیقه·۹ ماه پیش

مقدمه ای بر آب ورودی به تونل: چالش‌ها، برآوردها و راهکارها

صادق طریق ازلی –مدیرعامل مهندسین مشاور رهسازطرح

۱- مقدمه

حفر تونل‌ها، به ویژه در مناطق دارای سطح آب زیرزمینی بالا و زمین‌شناسی پیچیده، همواره با چالش‌های جدی مواجه بوده است. یکی از مهم‌ترین این چالش‌ها ورود آب زیرزمینی به تونل است که می‌تواند موجب افزایش هزینه‌های اجرایی، تأخیر در زمان‌بندی پروژه و کاهش ایمنی عملیات حفاری شود. این مقاله بطور خلاصه به بررسی شرایط زمین‌شناسی مؤثر بر ورود آب به تونل، صعوبت‌های اجرایی، تأثیرات زیست‌محیطی، و روش‌های برآورد و کنترل این پدیده می‌پردازد.

۲- شرایط زمین‌شناسی مؤثر بر ورود آب به تونل

ورود آب به تونل عمدتاً در مناطقی رخ می‌دهد که دارای سازندهای کارستی، گسلی، یا خرد شده هستند. در این میان، سنگ‌های آهکی کارستی به دلیل داشتن حفرات انحلالی گسترده، بیشترین خطر ورود آب را ایجاد می‌کنند. همچنین، در مناطق دارای فشار بالای آب زیرزمینی، احتمال جریان ناگهانی آب به داخل تونل افزایش می‌یابد. بر اساس مطالعات انجام‌شده، پروژه‌هایی مانند تونل نوسود و تونل چهل‌چای نمونه‌هایی از این شرایط زمین‌شناسی دشوار هستند.

۳- صعوبت‌های اجرایی ناشی از ورود آب

ورود آب به تونل می‌تواند مشکلات متعددی در اجرای پروژه ایجاد کند:

  • افزایش هزینه‌ها: نیاز به سیستم‌های پمپاژ، زهکشی، و اجرای آب‌بندی باعث افزایش هزینه‌های پروژه می‌شود.
  • تأخیر در زمان‌بندی: ورود غیرمنتظره آب می‌تواند باعث توقف عملیات حفاری و نیاز به اصلاح روش‌های اجرایی شود.
  • خطرات ایمنی: جریان ناگهانی آب می‌تواند موجب رانش توده‌های خاک و سنگ و افزایش احتمال حوادث در تونل شود.
  • کاهش پایداری تونل: ورود مداوم آب به داخل تونل موجب کاهش مقاومت سنگ و افزایش احتمال ریزش می‌شود.

۴- تأثیر ورود آب به تونل بر منابع آبی منطقه

یکی از نگرانی‌های مهم در پروژه‌های تونل‌سازی، تأثیر تونل بر منابع آبی منطقه است. در صورتی که تونل در مجاورت سفره‌های آب زیرزمینی یا چشمه‌های طبیعی حفر شود، ممکن است باعث کاهش دبی چشمه‌ها و خشک شدن آن‌ها شود. این موضوع در پروژه‌هایی مانند تونل چهل‌چای مشاهده شده است، جایی که اثرات زیست‌محیطی گسترده‌ای بر منابع آب سطحی و زیرزمینی داشته است.

۵-روش‌های برآورد آب ورودی به تونل

برای تخمین میزان آب ورودی به تونل، روش‌های مختلفی به کار گرفته می‌شود که شامل روش‌های تحلیلی، تجربی و عددی هستند:

  • روش‌های تحلیلی: این روش‌ها بر اساس معادلات هیدروژئولوژیکی و داده‌های نفوذپذیری سنگ محاسباتی را انجام می‌دهند.
  • روش‌های تجربی: با استفاده از داده‌های پروژه‌های مشابه و مقایسه شرایط زمین‌شناسی، مقدار تقریبی جریان آب ورودی برآورد می‌شود.
  • روش‌های عددی: نرم‌افزارهایی مانند UDEC برای مدلسازی جریان آب زیرزمینی و بررسی تأثیر پارامترهایی مانند نفوذپذیری درزه‌ها و فشار آب حفره‌ای به کار می‌روند.
تخمین آب ورودی به تونل با UDEC
تخمین آب ورودی به تونل با UDEC


برآورد آب ورودی به تونل با PLAXIS
برآورد آب ورودی به تونل با PLAXIS


۶-راهکارهای کنترل ورود آب به تونل

برای کاهش اثرات ورود آب به تونل، راهکارهای متعددی قابل اجرا هستند:

  • تزریق دوغاب سیمانی و مواد آب‌بند: این روش برای کاهش نفوذپذیری سنگ‌های اطراف تونل به کار می‌رود.
  • زهکشی و پمپاژ: استفاده از چاه‌های زهکش و سیستم‌های پمپاژ برای کنترل سطح آب زیرزمینی.
  • به‌کارگیری پوشش‌های آب‌بند: استفاده از لاینینگ بتنی و پوشش‌های مخصوص برای جلوگیری از نفوذ آب.

۷-نتیجه‌گیری

ورود آب به تونل یکی از چالش‌های اساسی در اجرای پروژه‌های زیرزمینی است که نیازمند شناخت دقیق شرایط زمین‌شناسی، روش‌های برآورد دقیق و به‌کارگیری راهکارهای مؤثر برای کنترل آن است. استفاده از روش‌های عددی مانندUDEC و مطالعات تجربی بر روی پروژه‌های مشابه، می‌تواند در مدیریت بهتر این چالش کمک کند.

۸- منابع

  • مقاله "بررسی ورود آب به تونل چهل‌چای و روش‌های برآورد آن" (NCSEG02_117.pdf)
مقاله آب ورودی به تونل با روش های تجربی
مقاله آب ورودی به تونل با روش های تجربی


  • مقاله "مدلسازی جریان آب ورودی به تونل نوسود با استفاده از نرم‌افزار UDEC" (ICSAU04_0461.pdf)
مقاله آب ورودی به تونل با نرم افزار UDEC
مقاله آب ورودی به تونل با نرم افزار UDEC


  • مقاله "تأثیر تونل‌سازی بر منابع آب زیرزمینی و تحلیل عددی" (JR_JEG-17-3_004.pdf)
  • مقاله "ارزیابی روش‌های کنترل ورود آب به تونل در شرایط زمین‌شناسی دشوار" (726f2422-43c9-4343-8dc7-3284fe0619d2.pdf)
مقاله تحلیل برگشتی اب زیرزمینی با نرم افزارهای Plaxis و Flac
مقاله تحلیل برگشتی اب زیرزمینی با نرم افزارهای Plaxis و Flac


آبتونل
۰
۱
صادق طریق ازلی
صادق طریق ازلی
دکتری زمین‌شناسی مهندسی از دانشگاه فردوسی مشهد و متخصص تونلسازی
شاید از این پست‌ها خوشتان بیاید