Διερεύνηση Επιφανειακών Καθιζήσεων Προκληθεισών από Μηχανοποιημένη Διάνοιξη σε Μαλακό Έδαφος: Επέκταση της Γραμμής 2 προς Ελληνικό

Abstract

Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η διερεύνηση των αίτιων που συντέλεσαν και προκάλεσαν την εκδήλωση καθιζήσεων κατά την επέκταση της Γραμμής 2 του Μετρό προς το Ελληνικό. Στο πλαίσιο αυτό παρατίθεται γενική περιγραφή της Γραμμής 2 του Αττικό Μετρό, της νέας επέκτασης αλλά και του μηχανήματος ολομέτωπης κοπής ΤΒΜ που χρησιμοποιήθηκε για τη διάνοιξη της σήραγγας. Στη συνέχεια παρουσιάζεται η γεωλογία της περιοχής, οι γεωτεχνικές έρευνες που εκτελέστηκαν, τα αποτελέσματα που προέκυψαν, αλλά και η γεωτεχνική αξιολόγηση της περιοχής, όπως αυτή πραγματοποιήθηκε από τους μελετητές του έργου. Έπειτα, ακολούθησε λεπτομερής αξιολόγηση όλων των διατιθέμενων στοιχείων (γεωτρήσεις, εργαστηριακές μελέτες, πίνακες GSI, κ.α.) προκειμένοτ να προσδιοριστούν αντιπροσωπευτικές γεωτεχνικές παράμετροι για τον κάθε σχηματισμό της περιοχής μελέτης. Για κάθε σχηματισμό παρουσιάστηκαν οι εργαστηριακές μετρήσεις που πραγματοποιήθηκαν από τον ανάδοχο, καθώς και η μεθοδολογία που ακολουθήθηκε προκειμένου να προσδιοριστεί το εύρος τιμών σχεδιασμού για τις παραμέτρους αυτές. Τα εύρη αυτά αξιολογήθηκαν με βάση τη διαθέσιμη βιβλιογραφία, ώστε να προσδιοριστούν αντιπροσωπευτικές τιμές των γεωτεχνικών παραμέτρων. Στην περίπτωση των βραχώδων σχηματισμών πραγματοποιήθηκαν εκ νέου αναλύσεις με ελαφρά διαφορετικές παραδοχές από αυτές της μελέτης, για τον προσδιορισμό ορισμένων παραμέτρων. Μελετήθηκαν στοιχεία που καταγράφηκαν κατά τη προχώρηση του TBM (πίεση μετώπου, πραγματικό - θεωρητικό βάρος και ρυθμός προχώρησης) στην περιοχή όπου πραγματοποιήθηκαν οι καθιζήσεις. Στόχος ήταν η συσχέτηση και αντιπαραβολή τους με την εξέλιξη των καθιζήσεων ώστε να εξαχθούν συμπεράσματα σε σχέση με τα αίτια που τις προκάλεσαν. Τέλος, εκτελέστηκαν ανάδρομες αναλύσεις με αριθμητικές και εμπειρικές μεθόδους ώστε να εξαχθούν συμπεράσματα σε σχέση με την απώλεια όγκου αλλά και την αποτόνωση του εδάφους κατά την εκσκαφή.

This thesis aims to explore the reasons behind the manifestation of settlements during the construction of the extension of Athens Metro Line 2 to Elliniko. Serving this purpose, there is a brief presentation of Line 2, followed by a description of the new extension, and the basic characteristics of the TBM that was utilized. The area around the extension is described, along with the executed geotechnical studies, their results and the geotechnical evaluation as it was produced by the designers of the project. In order to determine the geotechnical parameters for each geological formation in the study area, it was necessary to study in detail all available data, such as boreholes, GSI tables and laboratory testing. The laboratory results, performed by the project designers, were presented for each formation, as well as the methodology that was followed for the determination of the value range for these parameters. Those ranges were then evaluated in accordance to the available relative bibliography in order to estimate representative values for the geotechnical parameters. Regarding the rock formations, for the determination of the parameters, new analyses were performed with slightly different assumptions than those of the project. Additionally, data recorded during the TBM advance in the area where the settlements occurred were examined. It was aimed to compare those data (face pressure, actual – theoretical weight and advance rate) to the development of the settlements in order to reach a conclusion concerning their true causes. Through this process, it was established that there is no direct connection between the settlements and the face pressure drop that was monitored, as they took place several meters behind the face of the TBM. Finally, back analyses both by numerical and empirical methods were carried out. Through the analyses, it was possible to reach conclusions over the volume loss and the deconfinement of the ground during the excavation.