Tunnel Stability Analysis งานวิเคราะห์เสถียรภาพงานขุดเจาะอุโมงค์

การขุดเจาะอุโมงค์ในปัจจุบันแม้ว่าจะได้รับการพัฒนาเป็นการขุดเจาะสมัยใหม่โดยการใช้หัวขุดเจาะอุโมงค์ (Tunnel Boring Machine, TBM) หรือที่เรียกกันว่า Mechanized Shield Tunneling การขุดเจาะอุโมงค์ด้วยหัวเจาะ ซึ่งมีความปลอดภัยกว่าการขุดเปิดโดยไม่มีอะไรค้ำยันป้องกันเลยเหมือนในสมัยก่อน หรือจะใช้วิธีขุดแล้วกลบกลับเหมือนวางท่อทั่วไปก็ไม่สามารถจะทำได้แล้วเนื่องจากพื้นที่บริเวณด้านบน หรือบริเวณผิวดินมีสิ่งปลูกสร้าง ไม่ว่าจะเป็น ตึกราบ้านช่อง ถนน โครงสร้างสาธารณูปโภคต่างๆและอีกมากมาย  ทำให้การขุดเจาะอุโมงค์ในปัจจุบันต้องอาศัยเทคโนโลยีสมัยใหม่ด้วยหัวขุดเจาะ ที่มีโครงสร้างป้องกันดินและระบบรักษาแรงดันดินให้มีความสม่ำเสมอเพื่อป้องกันการพังทลายหรือการทรุดตัว อันส่งผลให้เกิดความเสียหายต่อโครงสร้างผิวดินและใต้ดินอื่นๆได้

Due to the development in the past ten years of shield tunneling together with support ground technology, the tunnel construction now a day is very safe. The ground utilization in urban area at present has a trend to go underground which needed to analyse the affect to adjacent buildings.

ถึงแม้ว่าการขุดเจาะในยุดปัจจุบันจะมีความปลอดภัยมากขึ้น แต่ในบางกรณีก็ยังอาจก่อให้เกิดผลกระทบต่อโครงสร้างข้างเคียงได้ เช่นในกรณีที่หัวเจาะขุดเจาะอยู่ใกล้บริเวณเสาเข็ม อยู่ใกล้ผิวดินมากเกินไป ขุดเจาะโดยการใช้พารามิเตอร์ในการขุดเจาะไม่เหมาะสมเช่น แรงดันที่ด้านหน้าของหัวเจาะ แรงดันในการฉีดอัดน้ำปูนเพื่อปิดช่องว่างส่วนท้าย มุมก้มมุมเงยของหัวเจาะ หรือแม้แต่การรั่วซึมของน้ำในชั้นดินโดยเฉพาะการขุดเจาะในชั้นทราย สาเหตุเหล่านี้ ส่งผลให้เกิดการเคลื่อนตัวของมวลดิน ขนาดของการเคลื่อนตัวยังขึ้นอยู่กับความแข็งแรงของชั้นดินในบริเวณนั้นด้วย ดังนั้นจะเห็นได้ว่า การวิเคราะห์เพื่อคำนวณหาอัตราส่วนความปลอดภัย ต้องอาศัยหลักการทางธรณีเทคนิคและประสบการณ์ในการศึกษาวิจัยพฤติกรรมของหัวเจาะ รวมไปถึงการใช้เครื่องมือในการวิเคราะห์ชั้นสูง เพื่อช่วยให้การขุดเจาะมีความปลอดภัยหรือสามารถชี้แจงถึงการเตรียมการเพื่อออกแบบพื้นที่ที่ต้องทำการปรับปรุงคุณภาพดินให้เหมาะสม ก่อนที่หัวเจาะจะขุดเจาะผ่าน อีกทั้งยังสามารถกำหนดปริมาณการสูญเสียมวลดินที่เหมาะสม ให้เป็นเกณฑ์ในการขุดเจาะแก่วิศวกรควบคุมหัวเจาะไม่ให้ควบคุมการขุดเจาะเกิดกว่าค่าที่เหมาะสมเพื่อลดอัตราการสูญเสียมวลดินไม่ให้เกิดผลกระทบต่อโครงสร้างข้างเคียงเนื่องจากการเคลื่อนตัวของชั้นดินที่มากเกินไป

The tunneling however is very safe at present, in some cases the affect of tunneling create damage to adjacent infrastructures both on ground and in underground such as piles, tunnel, pipe, bridges and buildings. The shield tunneling parameters have to take into account in the analysis to evaluate the degree of severity which needed special tools to analysis. The numerical analysis is one of the special tools which is able to calculate the deformation combine with equilibrium method. The geotechnical engineer also need to understand the mechanism of shield tunneling where the phase of excavation are separated into 3 distinct zones. This analysis would make the project cost more economic and stability.