در پروژه خط دو مترو اصفهان، با به‌کارگیری دستگاه‌های TBM سینگل‌شیلد EPB، عملیات حفاری در زمین‌های پیچیده شامل خاک نرم، سنگ و سوبورت بدون تأثیر منفی محیطی یا ایجاد نشست سطحی انجام می‌شود.

به گزارش خبرگزاری ایمنا، دستگاه حفاری تونل (Tunnel Boring Machine) یا تی‌بی‌ام (TBM) یکی از مهم‌ترین دستاوردهای مهندسی در زمینه حفاری تونل‌های طولانی و عمیق است که به کمک آن می‌توان تونل‌هایی با ابعاد و اشکال مختلف در زیر زمین حفر کرد. این دستگاه از یک صفحه برش مدور بزرگ تشکیل شده که می‌تواند به‌صورت پیوسته در سنگ‌های سخت، خاک‌های نرم و حتی زیر دریا حفاری کند.

قطر تونل‌های حفر شده توسط TBM می‌تواند از یک متر تا حدود ۱۶ متر متغیر باشد، در حالی که برای تونل‌های کوچک‌تر از یک متر از روش‌های جایگزین حفاری همچون حفاری افقی یا روش‌های ساخت‌وساز بدون گودال استفاده می‌شود. علاوه بر این، مواد حفاری شده توسط TBM به‌طور هم‌زمان بازیافت و برای تولید بتن و سایر مصالح ساختمانی استفاده می‌شود که نقش مهمی در کاهش هزینه‌های پروژه دارد.

این دستگاه‌ها به دلیل طراحی نوآورانه و قابلیت کار در محیط‌های مختلف، توانسته‌اند نقش مؤثری در بهبود سرعت و کارآیی پروژه‌های حفاری ایفا کنند، روند کار به این صورت است که دستگاه ابتدا در محل حفاری مستقر شده و سپس چنگ‌زن‌های آن به دیواره‌ها فشار وارد می‌کنند. در این حالت، جک عقبی بالا رفته و صفحه حفاری شروع به پیشروی در زمین می‌کند. بعد از هر ۲ تا ۳ متر پیشروی، مواد حفر شده تخلیه شده و ابزار برش تعویض می‌شود. این مواد توسط نوار نقاله به بیرون از محل حفاری منتقل می‌شوند، بدون اینکه اختلالی در روند حفاری ایجاد کنند. در پروژه‌های پیشرفته، از تکنولوژی‌های کنترل گرد و غبار و سیستم‌های مدیریت پسماندهای حفاری استفاده می‌شود. یکی از این فناوری‌ها، استفاده از اسپری‌های آب برای کنترل انتشار ریزگردها در محیط است که در کنار پرده‌های تعبیه شده در صفحه حفاری به‌طور مستقیم عمل می‌کنند.

توانایی دستگاه‌های TBM در عبور از بافت‌های مختلف

حمیدرضا کاظمی مدیرپروژه خط تی‌بی‌ام مکانیزه در گفت‌گو به خبرنگار ایمنا اظهار کرد: با توجه به بافت خاکی منطقه اصفهان به همراه رگه‌هایی از سنگ جوش (سوبورت)، دستگاه‌های TBM در مسیرهای خیابان کهندژ به ابن سینا و خیابان دارک به ابن سینا توانایی عبور از این بافت و حتی مواجهه با آب‌های زیرزمینی را دارند. این امر نشان می‌دهد که از دستگاه‌هایی با قابلیت‌های بالا و متناسب با شرایط زمین‌شناسی منطقه استفاده می‌شود.

وی در ادامه افزود: خروجی دستگاه‌های TBM نوعی گل است که پس از آب‌گیری به محل‌های از پیش تعیین شده حمل و تخلیه می‌شوند. همچنین، تزریق گروت سیمانی و فوم به صورت کامل موضعی و در مجاورت تونل انجام می‌شود تا از آسیب به محیط زیست جلوگیری شود. این اقدامات نشان می‌دهد که در این پروژه به حفاظت از محیط زیست توجه ویژه ای می‌شود.

مدیر پروژه خط مکانیزه دستگاه تی‌بی‌ام خاطرنشان می‌کند: اکیپ‌های HSE در کلیه شیفت‌های کاری با حضور فعال و مؤثر ضمن آموزش پرسنل و شناسایی خطرات، دستورالعمل‌های لازم برای رفع خطر را صادر می‌کنند تا ریسک وقوع حادثه را به حداقل برسانند. این امر نشان می‌دهد که ایمنی پرسنل در اولویت قرار دارد و تمهیدات لازم برای حفظ سلامتی آنها اندیشیده می‌شود.

کاظمی بیان کرد: تعویض و تعمیر کاتر دیسک‌ها توسط پرسنل متخصص ایرانی انجام می‌شود و با همت تولیدکنندگان داخلی، گسکت (گسکت یک عنصر اساسی در بسیاری از فرآیندهای تولید است که در انواع و کاربردهای مختلفی در دسترس است) ها و فوم مورد نیاز از داخل تهیه می‌شود. این امر نشان می‌دهد که در این پروژه تلاش می‌شود تا وابستگی به خارج از کشور در زمینه تعمیرات و ساخت تجهیزات به حداقل میدستگاه‌های TBM خط دو از نوع سینگل شیلد EPB هستند که ضمن ایجاد ایمنی لازم برای کنترل نشست در سطح زمین، ایمنی لازم برای حفاران را نیز تأمین می‌کنند. این امر نشان می‌دهد که در طراحی و انتخاب دستگاه‌ها، ایمنی حفاران و کنترل نشست زمین در نظر گرفته می‌شود.

وی افزود: دستگاه‌های TBM خط دو از نوع سینگل شیلد EPB هستند که ضمن ایجاد ایمنی لازم برای کنترل نشست در سطح زمین، ایمنی لازم برای حفاران را نیز تأمین می‌کنند. این امر نشان می‌دهد که در طراحی و انتخاب دستگاه‌ها، ایمنی حفاران و کنترل نشست زمین در نظر گرفته می‌شود.

مدیر پروژه خط مکانیزه دستگاه تی‌بی‌ام تاکید کرد: تجارب مفیدی از حفاری خط ۱ برای TBM های ۶ متری در سازمان قطار شهری موجود بود و پیمانکار TBM خط ۲ از تجربیات ارزنده‌ای در حفاری مکانیزه تونل در سطح کشور برخوردار است. این امر نشان می‌دهد که از تجربیات گذشته در این پروژه استفاده می‌شود و پیمانکار پروژه از تجربه و دانش کافی در این زمینه برخوردار است.

گزارش ایمنا، استفاده از دستگاه‌های TBM سینگل‌شیلد EPB در این پروژه، امکان پیشروی مطمئن و پیوسته در انواع زمین (including خاک نرم و سنگ حتی با حضور آب‌های زیرزمینی) را فراهم کرده است؛ این دستگاه‌ها با کنترل فشار زمین انفصال سطحی و نشست زمین را به حداقل می‌رسانند. روند مکانیزه‌شده حفاری، شامل برش پیوسته، تخلیه و تعویض ابزار هر ۲–۳ متر، منجر به افزایش سرعت و کاهش خطاهای انسانی شده است. مواد حفاری (گل یا ریزماده) پس از برداشت، بازیافت و در ساخت بتن یا گروت استفاده می‌شوند؛ این امر ضمن کاهش ضایعات، از استخراج مصالح جدید نیز جلوگیری می‌کند. استفاده از اسپری آب، پرده‌های کنترل گرد و غبار و تزریق گروت فومی یا سیمانی موجب کنترل انتشار گرد و غبار و حفاظت از محیط زیست پیرامون تونل شده است.

کاربرد تجربیات پیشین و تشخیص صحیح ماشین

بهره‌مندی از تجربه موفق اجرای تونل خط ۱ مترو با قطر TBM حدود ۶ متر، و نیز همکاری پیمانکاران آشنا به فناوری حفاری مکانیزه، موجب انتخاب دستگاه مناسب و اجرای دقیق الزامات زمین‌شناسی شده است.

مزایای کلان‌ساختاری و محیط‌زیستی

• مطابق گزارش UITP، توسعه حمل‌ونقل عمومی همچون مترو منجر به کاهش ترافیک و آلودگی هوا در شهرهای بزرگ می‌شود.
• مطالعات انجمن تونل‌سازی (ITA) و منابع علمی نشان می‌دهند که استفاده از TBM—در مقایسه با روش‌های سنتی همچون D&B (انفجار و حفر) )منجر به کاهش قابل توجه انتشار CO₂؛ حدود ۳ تا ۱۰ تن در هر متر تونل (بسته به شرایط زمین‌شناسی) و کاهش مصرف انرژی و مصالح اضافی شده است.

استفاده از TBM سینگل‌شیلد EPB در پروژه خط دو مترو اصفهان، با توجه به تکنولوژی حفاری پیشرفته، کنترل دقیق نشست و فشار زمین، و مدیریت هوشمند پسماندهای حفاری، نمونه‌ای موفق از ترکیب دانش فنی بین‌المللی با توان داخل برای تحقق توسعه زیرساختی پایدار و حفاظت از محیط‌زیست است. این پروژه ضمن افزایش ایمنی کارکنان و بهره‌وری، به کاهش تأثیرات زیست‌محیطی نیز کمک شایانی کرده است و نشان‌دهنده عملکرد قابل توجه در حوزه مهندسی تونل‌سازی است.

کد خبر 892356