ผลกระทบของการเจาะอุโมงค์รถไฟฟ้าใต้ดินต่ออุโมงค์ส่งน้ำในดินกรุงเทพฯ

Abstract

การวิจัยนี้ได้ทำการศึกษาถึงพฤติกรรม และแนวทางในการคาดคะเนการทรุดตัวของดินจากการก่อสร้างอุโมงค์รถไฟฟ้าใต้ดิน ผ่านแนวอุโมงค์ส่งน้องการประปานครหลวงบริเวณสามย่าน โดยทำการศึกษาจากขั้นตอนการก่อสร้างและข้อมูลที่จัดเก็บจากในสนาม เปรียบเทียบกับผลจากการ วิเคราะห์ด้วยแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ ด้วยระเบียบวิธีไฟไนต์ดิฟเฟอเรนท์(Finite Difference Analysis, FDA) และใช้กฎการวิปติแบบ Mohr-Coulomb โดยทำการจำลองเสมือนการขุดเจาะแบบ 3 มิติ บนแบบจำลองที่พัฒนาขึ้นโดยเริ่มจากจำลองการขุดเจาะต่อเนื่องของอุโมงค์ระดับล่าง (Southbound Tunnel, SB) ซึ่งมีระดับอยู่ใต้อุโมงค์ประปา จากนั้นจึงทำการจำลองการขุดเจาะของ อุโมงค์ระดับบน (Northbound Tunnel, NB) ซึ่งมีแนวพาดผ่านเหนืออุโมงค์ประปา โดยอุโมงค์ SB วางตัวอยู่ในขั้นดินเหนียวแข็ง (stiff clay) ในขณะที่อุโมงค์ NB วางตัวอยู่ในขั้นดินเหนียวอ่อน (soft clay) ในขณะที่อุโมงค์ NB วางตัวอยู่ในชั้นดินเหนียวอ่อน (soft clay) ผลการวิเคราะห์แบบ Empirical พบว่า ณ หน้าตัดที่มีการติดตั้งเครื่องมือ ค่า i ของอุโมงค์ SB และ NB มีค่าเท่ากับ 8 และ 6 เมตร และมีค่า K เท่ากับ 0.34 และ 0.55 ตามลำดับ โดยเกิดการสูญเสียมวลดินเพียง 0.35% สำหรับอุโมงค์ระดับล่าง(SB) และ 1.80% สำหรับอุโมงค์ระดับบน(NB) จากผลการจำลองการขุดเจาะด้วยวิธี FDA พบว่า วิธีการวิเคราะห์ที่ใช้ในงานวิจัยนี้มีความเหมาะสมสำหรับวิเคราะห์อุโมงค์เดี่ยว โดยสามารถนำไปคาดคะเนการทรุดตัวได้ดีสำหรับอุโมงค์ SB แต่ไม่สามารถใช้ในการจำลองต่อเนื่องอุโมงค์ NB ทั้งนี้เนื่องจากปัจจัยในการขุดเจาะและการควบคุมงานขุด เจาะที่แตกต่างกัน ปัจจัยที่สำคัญอีกประการคือ อุโมงค์ NB อยู่ในระดับที่ตื้นมากเพียง 10.5 เมตร โดยมีระยะจากดาดอุโมงค์ถึงผิวดินเพียงประมาณ 7.30 เมตร อีกทั้งเป็นการวางตัวในขั้นดินเหนียวอ่อน (soft clay) ดังนั้นปริมาณการเคลื่อนตัวที่มากจากการขุดเจาะ ล่งผลให้มวลดินเหนือหัวเจาะภายหลังการขุด เจาะอุโมงค์เส้นบน (NB) อยู่'ในสถานะวิปติ (yield state) ซึ่งมีพฤติกรรมเบี่ยงเบนไปจากปกติ จนทำให้ไม่สามารถวิเคราะห์ได้ด้วย แนวทางของการวิจัยที่กำหนดให้ดินมีพฤติกรรมตามกฎการวิปติแบบ Mohr-Coulomb