ارزیابی نشت آب زیرزمینی در کیلومتر 6/4 تونل خط 7 مترو تهران با نرم‌افزار SEEP/Wو مقایسه نتایج با روش‌های تحلیلی و مشاهدات

نوع مقاله : Research Paper

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد هیدروژئولوژی، دانشکده علوم، دانشگاه خوارزمی

2 استاد هیدروژئولوژی، دانشکده علوم، دانشگاه خوارزمی

چکیده

یکی از مشکلات مهم در ساخت تونل­های مترو در زیر سطح آب زیرزمینی، مشکل ورود آب به تونل است، که می­تواند فعالیت تونلسازی را کاملا تحت تاثیر قرار دهد. پیش­بینی نفوذ آب زیرزمینی به تونل برای جلوگیری از مشکلات حین حفاری و کنترل آن با طراحی سیستم زهکشی موضوعی با اهمیت است. روش­های متعددی جهت حل مشکلات فوق وجود دارد. به منظور پایین بردن سطح آب زیرزمینی در یک مقطع از تونل خط 7 مترو تهران (کیلومتراژ 6/4)، از دو گالری با طول 14 متر در کنار تونل استفاده شده است. مدل‌سازی زهکشی آب و مقایسه نتایج آن با نتایج تحلیلی و مشاهدات در این مقاله بررسی شده است. برای مدل‌سازی نرم‌افزارهای زیادی وجود دارد. جهت پی بردن به عملکرد این گونه نرم­افزارها در این مقاله با مد نظر قرار دادن اطلاعات واقعی تونل خط 7 مترو تهران، کیلومتراژ 6/4، مدلی از تونل در نرم افزار SEEP/W، شبیه­سازی شد تا نرخ آب ورودی به تونل و زهکشی از آن محاسبه شود. نتایج نشان می‌دهد که میزان نشت محاسبه شده در روش عددی 640 (متر مکعب بر روز) و تحلیلی 3/747 (متر مکعب بر روز) است که تطابق خوبی در محاسبه میزان نفوذ آب زیرزمینی به داخل تونل دارند. خطای روش المان محدود 11% است، که نشان دهنده توانایی آن در تخمین مقدار آب ورودی و خروجی از تونل است.، لذا این نرم‌افزار جهت مدل‌سازی و نیل به اهداف مورد نظر  قابل اعتماد می‌باشد. هم­چنین عوامل موثر از قبیل تغییرات فواصل گالری­ها از تونل و پارامترهایی نظیر نفوذپذیری و بار آبی مورد  بررسی قرار گرفت، که بیشترین تاثیر را بر روی آب ورودی به تونل دارند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Groundwater Seepage Assesment at 4/6 km of of Tehran Metro Line 7 Tunnel whit SEEP/W Software and Comparison with Analytical Methods and Obsevations

نویسندگان [English]

  • sharareh gholizadeh khasevani 1
  • Mohammad Nakhaei 2
  • farzaneh moradi 1
1 UNIVERSITY KHARAZMI
2 university kharazmi
چکیده [English]

Groundwater Seepage Assesment at 4/6 km of of Tehran Metro Line 7 Tunnel whit SEEP/W Software and Comparison with Analytical Methods and Obsevations
One of the important problems in the construction metro tunnels under ground watertable is the problem of water enterance into the tunnel, which can completely affect the tunnel construction activity. There are several ways to solve these problems. In order to lower the groundwater level in a section of the Tehran Metro line 7 tunnel(4.6 Kilometers), From two galleries with length 14 meters Along the tunnel is used. Water drainage modeling and comparing its results with analytical results and observations are reviewed in this paper. In order to find out the performance of such software, in this paper, by considering the actual data of the tunnel line 7 of Tehran subway, 4.6 Kilometers, a model of the tunnel in the SEEP/W software, was simulated, To calculate the water input to the tunnel and drainage. The results show that the seepage rate calculated in the numerical method is 640 (cubic meters per day) and the analytical is 747.3 (cubic meters per day) which have a good agreement in calculating the rate of groundwater infiltration into the tunnel. The finite element method error is 11%, ,which indicates its ability to estimate the amount of water entering and exiting the tunnel thus, this software is reliable for modeling and achieving the desired goals. Also, effective factors such as changes in gallery distances from the tunnel and parameters such as permeability and water head were investigated, which had the greatest effect on the water entering the tunnel

کلیدواژه‌ها [English]

  • Water seepage
  • Tunnel Line 7 Metro Tehran
  • Drainage gallery
  • SEEP/Wsoftware
  • Analytical Methods
جواهری، ا.، پاک نیت، ا. 1388. تحلیل ­استاتیکی ­و­ دینامیکی­ سدهای ­خاکی ­بااستفاده ­از­­­­­Geo­studio،جلد اول، انتشارات نشر علم عمران،324ص.
 چشمی، اکبر.، فاخر، علی.، خامه چیان، م. 1385. بررسی های زمینشناسی  مهندسی آبرفت های تهران در مسیرخطوط 3 و 7 متروی شهری، دهمین همایش انجمن زمین شناسان ایران، تهران، انجمن زمینشناسی ایران، دانشگاه تربیت مدرس،12صفحه.
مهندسینمشاور ساحل. 1388. هیدروژئولوژیمسیرتونلپروژهخدماتمهندسیپروژهخط7مترویتهران، قطعهشرقی-غرب،96صفحه.
مهندسین مشاور ساحل. 1389. پروژه خط 7 مطالعات زمین‌شناسی مهندسی وژئوتکنیک مسیر تونل (قطعه شرقی_غربی)، 96 ص.
مهندسین مشاور ساحل. 1393. پروژه خدمات مهندسی پروژه خط 7 متروی تهران، قطعه شرقی-غربی، مطالعاتمهندسیوکنترلکیفیحینساخت،   خشکاندازی، محدودهتوقفدستگاهحفاری درمیدانسعیدی،11ص.
میکائیل، رضا.، دولتی ارده جانی، ف. 1387. پیش بینی میزان نفوذ آب  به داخل تونل  با استفاده از مدل سازی عددی اجزاء محدود، نشریه بین المللی علوم  مهندسی دانشگاه علم و صنعت، جلد 19، شماره9، ص 73-65.
نوری،م.، سلماسی، ف. 1396. بررسی عددی تأثیر پتوی رسی در کاهش نشت از پی سدهای خاکی، هیدروژئولوژی، دوره2،شماره1، 250-70.
نوروزی سرکارآبادی.، سلماسی، ف.، ارونوقی، هادی. 1396. بررسی تأثیر دیوار آببند بر گرادیان هیدرولیکی و نشت در سد سنگریزهای سبالن با شبیهسازی عددی ، هیدروژئولوژی، دوره2،شماره171-84.
Anderson, M.P., Woessner, W.W. 1992. Applied Groundwater modeling: Simulation of Flow and Advective Transport. Academic Press, 5(3): 381 p.
 Batu, V. 2006. Applied Flow and Solute Transport Modeling in Aquifers. Taylor& Francis Group In, 667p.
Beal, G., Read, J. 2013.  Guidelines for evaluating water in pit slope stability, CSIRO publishing, 614p.
Butscher, C. 2012. Steady-state groundwater inflow into a circular tunnel. Tunn Undergr Space Technol.  p. 158-167.
Dunning, C. P., Feinstein, D. T., Hunt, R. J. 2004. Simulation of ground-water flow, surface-water flow, and a deep sewer tunnel system in the Menomonee Valley, Milwaukee, Wisconsin, Scientific Investigation Report, U.S. Department of the Interior, U.S. Geological S urvey, 503 p.
Doulati Ardejani, F., Singh, R.N., Baafi, E.Y., Porter, I. 2003. A finite element model to: 2. Simulate groundwater rebound problems in backfilled open cut mines. Journal of the International Mine Water Association (IMWA), 22 (1): 39-44.
Doulati, Ardejani F., Singh, R.N., Baafi, E.Y., Porter, I. 2003. A finite element model to: 1. Predict groundwater inflow to surface mining excavations. Journal of the International Mine Water Association (IMWA), 22 (1): 31-38.
Doulati Ardejani, F., Singh, R.N. 2004. Assessment of groundwater rebound in backfilled open cut mines using the finite element method. Journal of the Rock Mechanics & Tunnelling Techniques, 10 (1): 1-16.
Eltani, M. 2003. Circular tunnel in a semi-infinite aquifer. Tunneling and Underground Space Technology, 18: 49-55.
Farhadian, H., Aalianvari, A.,   Katibeh, H.  2012. Optimization of analytical equations of groundwater seepage into tunnels, a case study of Amirkabir tunnel J Geol Soc India, 80: 96-100.
Farhadian, H., Katibeh, H., and Huggenberger, P., 2016a. Empirical model for estimating groundwater flow into tunnel in discontinuous rock masses. Environ Earth Sci, 75(6): 1-16.
Farhadian, H., Katibeh, H., Huggenberger, P., Butscher, C. 2016b. Optimum model extent for numerical simulation of tunnel inflow in fractured rock. Tunn. Undergr. Space Technol, 60: 21–29.
Farhadian, H., Nikvar Hassani, A., Katibeh, H. 2017. Groundwater inflow assessment to Karaj Water Conveyance tunnel, northern Iran. KSCE J. Civil Eng, 21 (6): 2429–2438.
-Feng-Rong, Y., Cheng-Haw, L., Wen-Jui, K., Hsin-Fu, Y. 2009. The impact of tunneling construction on the hydrogeological environment of Tseng-Wen Reservoir Transbasin Diversion Project in Taiwan. Engineering Geology, p39-58.
Freeze, R.A., Cherry, J.A. 1979. Groundwater, Prentice-Hall, Inc, Englewood Cliffs, vol. 7632, 604.
Hooghoudt, S.B. 1940. General consideration of the problem of field drainage by parallel drains, ditches, watercourses, and channels. Publ. No.7 in the series Contribution to the knowledge of some physical parameters of the soil, Bodemkundig Instituut, Groningen, The Netherlands.
Jacob, C.E., Lohman, S.W., 1952.  Non steady flow to a well of constant drawdown in an extensive aquifer. Transactions of the American Geophysical Union, 33 (4): 559–569.
Karlsrud, K., 2001. Water control when tunneling under urban areas in the Olsoregion. NFF publication, 12 (4):  27- 33.
Lei, S., 1999. An Analytical Solution for Steady Flow into a Tunnel. Ground Water, 37: 23-26.
Marechal, J.C., Perrochet, P. 2003. New analytical solution for the study of hydraulic interaction between Alpine tunnels and groundwater. Bulletin De La Societe Geologique De France, 174 (5): 441– 448.
Mather, J.D., 2004.  200 years of britishhydrogeology, Geological Society, London, Special publication,225: 1-13.
Surinadu, L., GurunadhaRao, V.V.S., Choudhary, S. K., Khokher, C.S., Nandan, M.J., Verma, Y. 2015. Application of MODFLOW for Groundwater Seepage problems in the subsurface tunnels: J.Ind. Geophys, 19(4):422-432.