نشریه زمین شناسی مهندسی

---

از چالش‌های اساسی در مقابل حفر تونل، عبور تونل از مناطق با پتانسیل مچاله‌شوندگی شدید است و در صورت کاربرد حفاری مکانیزه، بررسی تراست مورد نیاز حفاری در این مناطق اجتناب‌ناپذیر است. تونل انتقال آب بهشت‌آباد به طول 65 کیلومتر با هدف انتقال سالیانه یک میلیارد مترمکعب آب به بخش ایران مرکزی در حال بررسی است و با توجه به بررسی‌های زمین‌شناسی، در پهنۀ نوزدهم تونل، پتانسیل مچاله‌شوندگی شدید است. به همین سبب در این مقاله روش‌های ارزیابی تراست لازم بررسی، و مقدار نیروی محوری لازم برای نفوذ در جبهۀ ‌کار محاسبه شده است. سپس نحوۀ شبیه‌سازی عددی به‌منظور ارزیابی تراست در پهنۀ مذکور، شرح داده شده و نتایج آن بررسی شده است. هم‌چنین با استفاده از روش رامونی (2010) تراست لازم محاسبه و نتایج آن با شبیه‌سازی عددی مقایسه شده است. با توجه به نتایج مدل‌سازی عددی به‌منظور کاربرد ماشین‌های حفار تمام ‌مقطع سپردوبل در کیلومتر 31600-29030 و 34900-37490 در شرایط ژئومکانیکی بیشینۀ سه سانتی‌متر و در شرایط ژئومکانیکی کمینۀ ده سانتی‌متر اضافه‌ حفاری لازم است و تصمیم‌گیری در ارتباط با کاربرد ماشین‌های حفار تمام مقطع در کیلومتر 31600-34900 منوط به حفر گالری اکتشافی و انجام آزمایش‌های تکمیلی به‌منظور تعیین پارامترهای تابع زمان سنگ است. 

---

با توجه به قرارگیری بخش عمدۀ ایران در ناحیۀ خشک و بیابانی حفر تونل‌های انتقال آب امری‌ اجتناب‌ناپذیر است. یکی از چالش‌های اساسی در ساخت این تونل‌ها ورود آب به آن در مرحلۀ ساخت و بهره‌برداری است. تونل انتقال آب چشمۀ روزیه به‌طول 3200 متر بخشی از طرح انتقال آب به شهر سمنان است که در 30 کیلومتری شمال شرق سمنان ساخته شده است. بر اساس اطلاعات حاصل از گمانه‌های حفاری شده، تونل از نقطه‌نظر ژئومکانیکی به 8 پهنه تقسیم شده که در این تحقیق بعد از بررسی پارامترهای ژئومکانیکی و هیدروژئولوژیکی تونل با توجه به دبی آب ورودی به تونل در حین ساخت ضریب نفوذپذیری سنگ میزبان تونل در هر پهنه با استفاده از تحلیل برگشتی و بر اساس نتایج شبیه‌سازی عددی ارزیابی شده است. در ادامه برررسی پارامتری بر ضخامت زون تزریق، ضریب نفوذپذیری پوشش و زون تزریق در هر پهنه انجام شده است. بر اساس نتایج این پژوهش، تأثیر تغییرات ضخامت زون تزریق بر دبی آب ورودی به تونل ناچیز است. از این رو، با فرض ضخامت 3 متر برای زون تزریق، ضریب نفوذپذیری سنگ میزبان بعد از تزریق ارزیابی شده است. تزریق سیمان می‌تواند نفوذپذیری سنگ میزبان را از 10 تا 1000 مرتبه بسته به نفوذپذیری اولیه سنگ کاهش دهد. دبی آب ورودی به تونل در هر پهنه با استفاده از تحلیل توأمان هیدرومکانیکی نیز محاسبه شد. نتایج تحلیل نشان داد که دبی ورودی به تونل در تحلیل توأمان 50 تا 70 درصد کم‌تر از تحلیل هیدرولیکی است.