Influence of the geometric characteristics of wedges on the safety of Vrasna tunnel in Egnatia highway, N. Greece

Περίληψη

Η παρούσα εργασία αναφέρεται στην επιρροή των γεωμετρικών χαρακτηριστικών των δυνητικών βραχοσφηνών στην ευστάθεια σηράγγων που διανοίγονται σε πτωχής και μέτριας ποιότητας βραχομάζες, σύμφωνα με το σύστημα ταξινόμησης RMR, και υποστηρίζονται με εκτοξευόμενο σκυρόδεμα και αγκύρια. Τα γεωλογικά και τεκτονικά στοιχεία που χρησιμοποιήθηκαν, προέρχονται από την εκσκαφή της σήραγγας Βρασνών. Σύμφωνα με τις δοκιμές διάτμησης, η γωνία τριβής των επιπέδων των ασυνεχειών θεωρήθηκε 21" για τα επίπεδα της σχιστότητας και 35° για τα επίπεδα των διακλάσεων. Επιπλέον, η συνοχή θεωρήθηκε μηδενικ, ή καθώς τα τοιχώματα των ασυνεχειών ήταν, λίγο ή πολύ, ανοικτά. Ο προσανατολισμός και η απόσταση των ασυνεχειών λήφθηκαν υπόψη κατά την εκτίμηση της ευστάθειας της σήραγγας, αφού επηρεάζουν τη συνοχή και συνεπώς και την ποιότητα της βραχομάζας κατά την εκσκαφή. Σύμφωνα με τις εκτιμήσεις των στοιχείων, η πL·ιoψηφίa των βραχοσφηνών που δημιουργήθηκαν κατά την εκσκαφή της σήραγγας, υποστηρίζεται με εκτοξευόμενο σκυρόδεμα μέγιστου πάχους 3cm. Η εφαρμογή του εκτοξευόμενου σκυροδέματος αυξάνει τον συντελεστή ασφά)χιας των βραχοσφηνών μέχρι 9,48. Τα αγκύρια μέγιστου μήκους 3m υποστηρίζουν την πλειοψηφία των βραχοσφηνών αυξάνοντας τον συντελεστή ασφάλειας μέχρι και 9,43. Παρ όλα αυτά, πολλές βραχοσφήνες υποστηρίζονται με α γκύρια μήκους 1 m. Συγκρίνοντας την αποτελεσματικότητα εφαρμογής των αγκυρίων και του εκτοξευόμενου σκυροδέματος, η εφαρμογή του εκτοξευόμενου σκυροδέματος, μέγιστου πάχους 1 Ocm, σύμφωνα με τη μέθοδο RMR, αυξάνει τον συντελεστή ασφάλειας δέκα φορές, ενώ η τοποθέτηση των αγκυρίων μήκους 6 m, σύμφωνα με τη μέθοδο RMR, δεν μεταβάλλει τον συντελεστή ασφάλειας. Συνεπώς, η εφαρμογή του εκτοξευόμενου σκυροδέματος είναι πιο αποτελεσματική για την ευστάθεια των ασταθών βραχοσφηνών. Τα στοιχεία πεδίου και τα εξαγόμενα αποτελέσματα συγκρίθηκαν στατιστικά και προσδιορίστηκαν δυναμικές σχέσεις μεταξύ τους. Σύμφωνα με τις σχέσεις αυτές, η μικρή αύξηση της φαινόμενης επιφάνειας των βραχοσφηνών μέχρι 58m δημιουργεί σημαντική μείωση του συντελεστή ασφάλειας όταν οι βραχοσφήνες υποστηρίζονται με το ελάχιστο απαιτούμενο πάχος εκτοξευόμενου σκυροδέματος. Απ την άλλη μεριά, όταν η φαινόμενη επιφάνεια των βραχοσφηνών αυξάνεται περισσότερο από 58m2, η μείωση που παρατηρείται στους συντελεστές ασφάλειας είναι μικρή. Επιπλέον, μια μικρή αύξηση στο βάρος ελαφρών βραχοσφηνών (μέγιστου βάρους 15 ins) είναι δυνατό να προκαλέσει σημαντική μείωση του συντελεστή ασφάλειας κατά την εφαρμογή των ελάχιστων απαιτούμενων μέτρων υποστήριξης. Όσον αφορά τις βαρύτερες βραχοσφήνες (βάρους άνω των 15 ins), η αύξηση του βάρους των βραχοσφηνών δεν προκαλεί τόσο σημαντική μείωση του συvτεL·στή ασφάλειας. Επιπλέον, μια αύξηση στον όγκο των βραχοσφηνών (μέχρι 85m ) ή στο ύψος των βραχοσφηνών (μέχρι 10 m) φέρει σημαντική μείωση του συντελεστή ασφάλειας κατά την εφαρμογή αγκυρίων ελάχιστου απαιτούμενου μήκους. Μια ελαφριά αύξηση τον όγκο των βραχοσφηνών (μέχρι 80 m ) δημιουργεί σημαντική μείωση του συντελεστή ασφάλειας κατά την εφαρμογή εκτοξευόμενου σκυροδέματος ελάχιστου απαιτούμενου πάχους