روش‌های مقاوم سازی تونل

روش‌های مقاوم سازی تونل در افزایش سطح استحکام و مقاومت سازه، تأثیر زیادی دارد و طول عمر تونل را افزایش می دهد.

حفر و ساخت تونل، پروسه ای می باشد که در آن با بهره گیری از ابزارهای ایده آل، زمین را در یک مسیر معین تخلیه کرده تا یک مسیر جدید ایجاد شود. این عملیات نیاز به استفاده از دستگاه های حفاری مکانیکی، مواد منفجره و NATM می باشد که انتخاب روش احداث تونل، بر اساس نوع زمین و شرایط ساختمانی فرق می کند.

اهمیت مقاومت و استحکام تونل

روش‌های مقاوم سازی تونل باید مورد توجه قرار بگیرد. استحکام تونل به سبب طولانی بودن و مدفون بودن سازه بسیار مهم می باشد. تونل ها از سازه های مهم شهری هستند که فقدان آنها، نصب تأسیسات و ارائه خدمات شهری را غیرممکن می کند.

یک تونل ممکن است با صدمات مختلفی مواجه شود که این صدمات را بر اساس شدت به چندین دسته شامل جزئی، متوسط و گسترده دسته بندی می کنند. اگر صدمات تونل گسترده باشد و به طور مثال نشست های خاصی در آن ایجاد شده باشد، باید از راهکارهای افزایش مقاومت تونل استفاده نمود. در غیر این صورت، تونل در آینده ای نزدیک دچار مشکل می شود و احتمال تخریب کلی آن وجود دارد.

استفاده از مصالحی مانند بتن پیش تنیده به افزایش استحکام و دوام تونل کمک زیادی می کند. بتن پیش تنیده، بتنی است که بر اساس فناوری پیش تنیده تولید شده است و از استحکام بسیار بالایی برخوردار می باشد.

مقابله با آسیب دیدگی ناشی از زمین لرزه در تونل

روش‌های مقاوم سازی تونل به کاهش آسیب دیدگی ناشی از زمین لرزه، کمک زیادی می کنند. ارتعاشات بوجود آمده در زمان وقوع زمین لرزه، علت اصلی تخریب تونل می باشد. این ارتعاشات در تونل به صورت سراسری بوجود می آید. در حالیکه در سازه های مسکونی، تجاری و اداری و … اینگونه نیست و ارتعاشات فقط در بخش خاصی بوجود می آیند.

ارتعاشات ناشی از زمین لرزه به صورت طولی، عرضی و برشی در تونل حادث می شوند و هر یک از آنها، تغییرات ویژه ای را در بخش های گوناگون تونل بوجود می آورند. مقاوم سازی تونل در مقابل زمین لرزه بایستی از جنبه های مختلف مورد بررسی قرار بگیرد و صرفاً نمی توان با مقاوم سازی یک بخش، امید به افزایش استحکام تونل در برابر زمین لرزه داشت.

آشنایی با برخی از روش‌های مقاوم سازی تونل

چندین روش مؤثر برای انجام این کار وجود دارد که به برخی از آنها اشاره می کنیم:

مقاوم سازی تونل ها با شاتکریت

مقاوم سازی تونل ها با شاتکریت، از روش های رایج برای تقویت سازه های شهری می باشد. بدین منظور باید بتن یا ملات با سرعت زیاد و به واسطه فشار هوا بر روی سطح موردنظر پاشش شوند. مقاوم سازی با شاتکریت به متدهای تر و خشک، قابل انجام می باشد.

این راهکار، هم در مقاوم سازی تونل و هم در ایجاد پوشش نگهدارنده و دائمی مؤثر می باشد. آماده سازی سطح، پیش نیاز انجام این کار است که یکی از اقدامات لازم در این راستا، تمیز کردن سطح مورد نظر می باشد.

مقاوم سازی تونل راکت بولت

یکی دیگر از روش‌های مقاوم سازی تونل ، مستحکم سازی با راکت بولت می باشد. با راکت بولت و میل مهار، درصد زیادی از خرابی ها کنترل می شود. برای انجام این کار می توان از راکت بولت مکانیکی و رزینی استفاده نمود.

راکت بولت به صورت بولت ها و میلگردهای مخصوص اتصال می باشند که برای افزایش استحکام میان سنگ و سازه و یا خاک و سازه به کار می رود. در مقاوم سازی با این قطعات، امکان ایجاد پیش تنیدگی وجود دارد. زمانی که سنگ های پیرامون میل مهارها در معرض کشش قرار بگیرند، در معرض بار خواهند بود و به دنبال آن میل مهارها به کشش دچار می شوند.

FRP، از روش‌های مقاوم سازی تونل

اف آر پی، یک روش تقویت تونل می باشد که در افزایش استحکام به شدت اثرگذار می باشد. این روش در افزایش مقاومت کششی سازه اثرگذار می باشد. سبک بودن الیاف اف آر پی موجب می شود که وزن زیادی به سازه تحمیل نشود.

این روش، راهکار ایده آلی برای افزایش ظرفیت و تقویت تونل ها می باشد. به منظور پیاده سازی اف آر پی برای افزایش استحکام تونل باید قسمت های فرسوده بتن از بین روند. در ادامه، اگر نیاز باشد عملیات ترمیم بتن در بخش های آسیب دیده صورت می گیرد. سپس با استفاده از چسب اف آر پی به اتصال الیاف اف آر پی به سطوح تونل اقدام می شود.

این روش با مزایای زیادی همراه است که از جمله آنها می توان به رسیدن به سطح بالایی از مقاومت کششی و مدول الاستیسیته، افزایش مقاومت در مقابل پدیده خوردگی بتن، هزینه ایده آل، عدم بروز مشکل در بهره برداری، ضخامت پایین، مقاومت کافی در مقابل فاکتورهای اسیدی به بتن و سهولت در حمل و نقل مصالح اشاره نمود.

خطرات تهدیدکننده تونل

موارد مختلفی سبب آسیب وارد کردن به تونل می شوند. تونل ها مثل دیگر المان های سازه ای ممکن است با مشکلات گوناگونی روبرو شوند. در نتیجه، مهندسان پیوسته به فکر مقاوم سازی تونل ها هستند. یکی از خطرات احتمالی تونل، تخریب دیواره تونل می باشد. دیواره تونل ممکن است در اثر عواملی مانند خطاهای طراحی، صدمات ناشی از بالایای طبیعی، خطاهای اجرایی، اعمال بارهای بیش از بارهای پیش بینی شده و … با ضعف استحکام مواجه شوند و صدمه ببینند.

مقاوم سازی دیواره تونل

با روش‌های مقاوم سازی تونل می توان به افزایش سطح استحکام دیوارها، کمک نمود. بدین منظور از نمودار رانکین استفاده نموده و نقاطی که از بیشترین تنش برخوردار هستند و یا کمترین استحکام دارند را تعیین می کنند.

بعد از تشخیص، از ورق الیاف کربن با هدف مقاوم سازی استفاده می کنند. مهندسان برای مقاوم سازی دیواره های تونل از روش های مختلفی استفاده می کنند که هر یک دارای مزایا و معایبی هستند. با توضیحات فوق می توان به اهمیت مقاوم سازی تونل ها پی برد. بنابراین نیاز است که مطالعاتی روی این روش صورت بگیرد تا از بهترین راهکارها و اصولی ترین روش برای استحکام بخشیدن به تونل استفاده نمود. استحکام بخشیدن به تونل از جنبه اقتصادی، مهم می باشد.