اصول روش ناتم در تونل سازی

روش ناتم در تونل سازی چیست؟

روش ناتم در تونل‌سازی چیست و چه مزیتی نسبت به دیگر روش‌ها دارد؟ در واقع، NATM (New Austrian Tunneling Method) اولین‌ بار بین ۱۹۵۷ تا ۱۹۶۵ در اتریش توسعه یافت و سه مهندس برجسته R abcewicz، Mülle و Pacher مفاهیم پایه را معرفی کردند. نکته قابل توجه این است که این روش به جای پشتیبانی سنگدانه از طریق سازه‌ های صلب و سنگین، از مقاومت طبیعی توده سنگ بهره می ‌برد.

در اجرای روش ناتم، استفاده از تجهیزات معدن و ابزارهای پیشرفته حفاری برای اعمال شاتکریت نازک و مانیتورینگ مستمر ضروری است؛ چرا که این فناوری‌ها ضمن افزایش ایمنی، موجب کاهش هزینه و زمان ساخت تونل می‌شوند.

هفت ویژگی کلیدی روش ناتم چیست؟

از آن مهم ‌تر این‌ که، هفت ستون اصلی روش NATM را بررسی کنیم:

• بهره ‌گیری از مقاومت ذاتی توده سنگ برای ایجاد پایداری.
• اجرای لایه نازک شاتکریت بلافاصله پس از حفاری برای جلوگیری از تغییرشکل نامتعادل
• نصب ابزار اندازه‌ گیری برای رصد تغییرشکل‌ ها و تخصیص پشتیبانی مناسب
• بکارگیری تکیه‌ گاه انعطاف ‌پذیر شامل پیچ سنگ، مش سیم و قاب فولادی.
• بستن سریع وارونگی برای ایجاد حلقه باربر در شرایط خاک نرم.
• قابلیت تطبیق روش پشتیبانی بر اساس داده‌ های مانیتورینگ
• رده ‌بندی سنگ و انتخاب نوع پشتیبانی براساس شرایط ژئوتکنیکی

مقاله روش استخراج معدن زیرزمینی : روش استخراج معدن زیرزمینی زمانی مورد استفاده قرار می ‌گیرد که هزینه ‌های باطله ‌برداری و استخراج مواد معدنی در روش سطحی بیشتر از درآمد حاصل از فروش مواد باشد. در این روش، مواد معدنی از طریق حفاری ‌های افقی (تونل یا گالری) یا عمودی (چاه) استخراج می‌ شوند.

اصول کلی اجرای NATM چه هستند؟

نکته قابل توجه این است که اصول کلی NATM شامل کنترل رفتار توده سنگ به‌ عنوان یک حلقه باربر، حداقل ‌سازی تغییرشکل‌ های بیش از حد، توزیع مناسب تنش، زمان ‌بندی دقیق نصب تکیه‌ گاه اولیه و اجرای آستری انعطاف‌ پذیر بدون ضخامت اضافی هستند. همچنین، حفاری پیشانی کامل یا نوار نوار باید با توجه به شرایط زمین انجام شود تا توزیع تنش یکنواخت ایجاد شود. علاوه بر این، زهکشی مناسب به‌ منظور کنترل فشار آب زیرزمینی و حفظ ایمنی سازه از جنبه ‌های الزامی است.

مزایای روش NATM

• انعطاف‌ پذیری بالا: امکان اصلاح طراحی در حین کار با داده ‌های واقعی.
• ایمنی بیشتر در برابر شرایط زمین ناشناخته.
• کاهش چشمگیر هزینه نسبت به روش‌ های تمام مکانیز مثل روش TBM

معایب روش NATM

• نیاز به تیمی هماهنگ با توانایی‌ بالا در مانیتورینگ و تصمیم‌ گیری.
• سرعت حفاری پایین ‌تر (حدود ۱–۳ متر در روز بسته به شرایط زمین) .
• پیچیدگیی بیشتر در مدیریت ذرات، پشتیبانی و اجرایی سازی همزمان.

چه زمانی و کجا روش ناتم بهترین انتخاب است؟

جالب است بدانید گستره کاربرد روش ناتم در تونل سازی بسیار وسیع است: از خاک ‌های سست تا سنگ ‌های سخت و در اعماق متفاوت (از چند متر تا بیش از ۱۰۰۰ متر) قابل اجرا است. وقتی شرایط زمین ناهمگن است یا پیش‌بینی دقیق تغییرشکل‌ ها دشوار است، NATM  امکان تنظیم در لحظه را فراهم می‌کند. همچنین، برای تونل‌ هایی با مقاطع کوچک یا پروژه ‌هایی که زمان اجرای انعطاف ‌پذیر مدنظر است، انتخابی بسیار منطقی به ‌شمار می ‌رود.

آیا اجرای صحیح NATM تضمین ‌کننده موفقیت پروژه است؟

نکته قابل توجه این است که روش ناتم در تونل سازی به ‌تنهایی راه‌ حل نیست؛ بلکه ترکیبی از ایده‌ های مهندسی عمران، مکانیک سنگ، مانیتورینگ دقیق و تجربه اجرایی پیچیده است طراحی موفق این روش نیازمند شناخت دقیق ویژگی‌ های زمین شناسی، زمان‌ بندی مراحل اجرا، تجهیزات مناسب پشتیبانی و واکنش سریع تیم اجرایی به اطلاعات جدید می ‌باشد. تنها در صورت اجرای کامل و منسجم این اقدامات، ایمنی، سرعت و اقتصادی بودن پروژه تضمین خواهد شد.

مقاله حفاری تونل به چه صورت است : تونل ‌ها به ‌عنوان گذرگاه‌ های زیر زمینی، از گذشته تا کنون نقش حیاتی در تسهیل ارتباطات و حمل ‌و نقل داشته‌اند. این سازه‌ ها با طراحی ‌های متنوع و بهره‌گیری از روش‌ های پیشرفته حفاری تونل، ساخته می‌ شوند و با وجود هزینه ‌های بالا، مزایای زیادی از جمله صرفه ‌جویی در زمان و بهبود دسترسی به مناطق مختلف را فراهم می‌ کنند.

سخن پایانی

روش ناتم در تونل سازی (NATM) در کنار مزیت‌ های مانیتورینگ و انعطاف‌ پذیری، محدودیت‌ هایی دارد که با برنامه‌ ریزی دقیق، آموزش تیم و استفاده از داده ‌های واقعی قابل رفع است. اگر پروژه شما شرایطی شامل ناهمگونی زمین، نیاز به ایمنی بالا و زمان ‌بندی منعطف دارد، پیشنهاد می‌کنم این روش را دقیقاً بررسی کنید.

سوالات متداول روش ناتم در تونل سازی

۱.  روش ناتم در تونل سازی برای چه مقاطع تونلی مناسبت ‌تر است؟

در تونل ‌هایی با مقطع کم یا متوسط که نیاز به واکنش سریع به شرایط توده سنگ وجود دارد، روش ناتم در تونل سازی به ‌علت انعطاف و قابلیت تطبیق با زمین، گزینه مناسبی است.

۲ . تفاوت شاتکریت نازک در روش ناتم در تونل سازی با آستری بتنی ضخیم چیست؟

شاتکریت اولیه نازک، از تغییرشکل سنگ جلوگیری کرده و با حجمی کم، حلقه باربر طبیعی ایجاد می‌کند. در حالی که آستری بتنی ضخیم، هزینه و تسلیح بیشتری نیاز دارد بدون انعطاف ‌پذیری کافی.

۳. در روش ناتم در تونل سازی چگونه می توان تغییرشکل را به‌ طور دقیق اندازه‌ گیری کرد؟

با استفاده از تجهیزات ژئوتکنیکی مانند الیگوگراف، Extensometer  و انکلومتر که امکان ثبت مستمر و دقیق دگرشکلی ‌ها را فراهم می‌سازند.

۴.  آیا می توان روش ناتم در تونل سازی را در خاک نرم و ماسه‌ ای اجرا کرد؟

بله، اما در این شرایط زهکشی مناسب، بستن سریع وارونگی و پشتیبانی انعطاف‌ پذیر بسیار حیاتی است تا از نشست و ریزش جلوگیری شود.

۵.  سرعت پیشروی روش ناتم در تونل سازی در شرایط معمول چقدر است؟

بستگی به شرایط زمین دارد، اما معمولاً بین ۱ تا ۳ متر در روز است و ممکن است در شرایط دشوارتر کاهش یابد.