دراسة عددية ثلاثية الأبعاد لجبهة حفر نفق سطحي مدعمة بالأنابيب الطولية

يعد استخدام تقنية أنابيب الألياف الزجاجية (Fiber glass pipes) في تدعيم جبهة حفر الأنفاق من الطرق الفعالة جداً للحفاظ على استقرار جبهة الحفر, و بالتالي تخفيض هبوطات سطح الأرض و تشوهات جبهة الحفر و الحفاظ على سلامة العمال و الأليات المستخدمة في الحفر. يقدم هذا البحث نتائج تحليل عددي بطريقة الفروقات المحدودة (برنامج FLAC3D) لسلوك جبهة حفر نفق سطحي مدعم بالأنابيب الطولية الزجاجية, حيث تم وضع موديل عددي ثلاثي الأبعاد و معايرته لبيان فعالية هذه التقنية و إجراء دراسة بارامترية لتحديد بارامترات التقنية الحدية (كثافة (عدد) الأنابيب (A) و طولها (L)). أظهرت النتائج أن تقنية التدعيم باستخدام الأنابيب الزجاجية تخفض الانتقالات (انتفاخ جبهة الحفر و هبوط سطح الأرض) بشكل واضح مما يزيد من استقرار الجبهة, و أن هذه الانتقالات تقل بزيادة طول الأنابيب و بزيادة كثافة الأنابيب المزروعة في جبهة الحفر حتى الوصول إلى الكثافة الحدية, و عند الوصول إلى الطول الحدي يجب تجديد الأنابيب للحفاظ على استقرار عملية الحفر.

Supporting tunnel face by Fiber glass pipes technology is an effective method to maintain the stability of tunnel face, thus reducing surface settlements, face deformation and maintaining the safety of the workers and the mechanisms used in tunneling. This paper presents the results of finite-difference numerical analyses (FLAC3D program) on the behavior of a shallow tunnel face reinforced by longitudinal fiber glass pipes. A 3D numerical model has been calibrated and used to demonstrate the effectiveness of this technique, and perform a parametric study to determine the critical reinforcements parameters (the density (number of pipes)(A) and length (L)). The results indicate that the face reinforcement technique using longitudinal fiber glass pipes can significantly reduce the movements (face displacement and surface settlements), and thus improving the face stability. These movements decrease by increasing the length of the pipes and increasing the density of the pipes until reaching the critical density, and when we reach the critical length, the pipes must be renewed to maintain the stability of the tunneling process.