Αξιολόγηση τεχνικογεωλογικών και γεωτεχνικών συνθηκών μητροπολιτικής σήραγγας επέκτασης προς Πειραιά, μεσοδιάστημα Αγία Βαρβάρα -Κορυδαλλός

Στάππας, Ευλάμπιος-Σπυρίδων; Stappas, Evlampios-Spyridon

dc.contributor.author	Στάππας, Ευλάμπιος-Σπυρίδων	el
dc.contributor.author	Stappas, Evlampios-Spyridon	en
dc.date.accessioned	2022-09-05T10:41:35Z
dc.date.available	2022-09-05T10:41:35Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/55594
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.23292
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Μετρό Αθήνας	el
dc.subject	Γεωτεχνική αξιολόγηση	el
dc.subject	Επέκταση προς Πειραιά	el
dc.subject	Επιλογή ΤΒΜ	el
dc.subject	Σήραγγα	el
dc.subject	ΤΒΜ	en
dc.subject	Athens metro	en
dc.subject	Athens schist	en
dc.subject	Piraeus	en
dc.subject	Geotechnical	en
dc.title	Αξιολόγηση τεχνικογεωλογικών και γεωτεχνικών συνθηκών μητροπολιτικής σήραγγας επέκτασης προς Πειραιά, μεσοδιάστημα Αγία Βαρβάρα -Κορυδαλλός	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Civil Engineering	en
heal.classification	Γεωτεχνική Μηχανική	el
heal.classification	Geotechnical Engineering	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2022-03-17
heal.abstract	Η διπλωματική αυτή εργασία έχει ως αντικείμενο την γεωτεχνική και τεχνικογεωλογική των συνθηκών της περιοχής επέκτασης του Μετρό της Αθήνας προς τον Πειραιά, έναντι μηχανοποιημένου τρόπου εκσκαφής. Συγκεκριμένα, μελετάται το μεσοδιάστημα της επέκτασης μεταξύ του σταθμού της Αγίας Βαρβάρας και του Κορυδαλλού. Στα πλαίσια της εργασίας επιλέγεται και ο καταλληλότερος τύπος μηχανήματος ΤΒΜ για την διάνοιξη της σήραγγας που ερευνάται. Η απαίτηση για εφαρμογή μηχανοποιημένων μεθόδων εκσκαφής προέρχεται από την ανάγκη για γρήγορη περάτωση του έργου με τη μικρότερη δυνατή διαταραχή του υπεδάφους, καθώς κάτι τέτοιο δύναται να προκαλέσει εκτεταμένες καθιζήσεις και αστοχίες στο βαριά αστικό περιβάλλον του Πειραιά. Αρχικά, αναφέρονται τα γενικά στοιχεία του έργου που αφορούν την ιστορία του Μετρό της Αθήνας, τη σκοπιμότητά του καθώς και τις μελλοντικές επεκτάσεις που μελετώνται. Ειδική αναφορά γίνεται στο υπό μελέτη τμήμα της επέκτασης της Γραμμής 3. Στη συνέχεια, δίνεται η θεωρητική βάση της μελέτης που περιλαμβάνει το θεωρητικό υπόβαθρο της μηχανοποιημένης διάνοιξης σηράγγων, με πλήθος πληροφοριών να δίνονται σχετικά με κάθε τύπο μηχανήματος ΤΒΜ. Επιπλέον, στο θεωρητικό κεφάλαιο αναφέρονται όλες οι εργαστηριακές ή επί τόπου δοκιμές που πραγματοποιούνται για την μελέτη των εδαφικών και των βραχωδών σχηματισμών που συναντώνται στην περιοχή της επέκτασης. Ιδιαίτερη αναφορά γίνεται στις μεθόδους περιγραφής και ταξινόμησης της βραχόμαζας. Σε επόμενο κεφάλαιο πραγματοποιείται η ανάλυση των γεωλογικών και υδρογεωλογικών συνθηκών, για τους σχηματισμούς που εμφανίζονται στην περιοχή έρευνας της επέκτασης του αθηναϊκού Μετρό. Στο σημείο αυτό, κατασκευάζεται γεωλογική τομή κατά μήκος του άξονα του έργου και ορίζονται οι ειδικότερες γεωλογικές ενότητες που επικρατούν στο υπό έρευνα τμήμα. Στη συνέχεια πραγματοποιείται τεχνικογεωλογική αξιολόγηση των σχηματισμών της περιοχής και διάκριση τους σε τεχνικογεωλογικές ενότητες. Η παραπάνω διαδικασία βασίζεται στην εκτίμηση της τιμής του δείκτη GSI για τους βραχώδεις σχηματισμούς, ενώ οι υπόλοιπες παράμετροι που χαρακτηρίζουν τα γεωυλικά δίνονται απευθείας από τις γεωτρήσεις που έλαβαν χώρα στη περιοχή. Για τα αποτελέσματα των γεωτρήσεων γίνεται στατιστική ανάλυση, μέσω της οποίας δίνονται οι χαρακτηριστικές τιμές παραμέτρων αντοχής για κάθε γεωλογική ενότητα της περιοχής. Συγκεκριμένα, πραγματοποιείται στατιστική ανάλυση και ορισμός χαρακτηριστικών τιμών, για τα αποτελέσματα της μονοαξονικής θλιπτικής αντοχής άρρηκτου βράχου σci, για τον δείκτη ποιότητας πετρώματος RQD, για τον γεωλογικό δείκτη αντοχής GSI και για το μέτρο ελαστικότητας άρρηκτου βράχου Ei. Όσον αφορά τους εδαφικούς σχηματισμούς αξιολογούνται στατιστικά τα αποτελέσματα της δοκιμής πρότυπης διείσδυσης SPT, των ορίων Atterberg, καθώς και της κοκκομετρικής διαβάθμισης που πραγματοποιείται. Τέλος, ορίζονται οι γεωτεχνικές τυπικές διατομές ώστε να προσομοιωθούν όσο πιο αντιπροσωπευτικά οι ευμενείς και δυσμενείς συνθήκες που μπορεί να εμφανιστούν κατά μήκος του άξονα του έργου. Το επόμενο στάδιο της διπλωματικής αφορά τον διαχωρισμό της περιοχής μελέτης σε ζώνες γεωλογικής επικινδυνότητας. Η διάκριση αυτή πραγματοποιείται μέσω συγκεκριμένων κριτηρίων που ορίζει η βιβλιογραφία και καθιστά την περιοχή ως υψηλής ή χαμηλής επικινδυνότητας, όσον αφορά τις καθιζήσεις και εδαφικές διαταραχές που ενδέχεται να προκληθούν κατά τη διάνοιξη της σήραγγας. Η παραπάνω μελέτη που πραγματοποιείται για την περιοχή ολοκληρώνεται με την επιλογή κατάλληλου τύπου μηχανήματος ΤΒΜ για τη διάνοιξη της σήραγγας στο μεσοδιάστημα ενδιαφέροντος. Εξετάζονται πέντε διαφορετικοί τύποι μηχανήματος ολομέτωπης κοπής ΤΒΜ, με διάκριση των πλεονεκτημάτων και των μειονεκτημάτων τους για την εφαρμογή τους στο συγκεκριμένο τμήμα. Το τελευταίο στάδιο της εργασίας περιλαμβάνει την ανάλυση της διάνοιξης της σήραγγας με το επιλεγμένο μηχάνημα ΤΒΜ, μέσω του προγράμματος πεπερασμένων στοιχείων RS2. Στο πρόγραμμα πεπερασμένων στοιχείων προσομοιώνονται κάποιες ενδεικτικές τυπικές διατομές, μαζί με τις βασικές παραμέτρους αντοχής των τεχνικογεωλογικών ενοτήτων που εμφανίζονται σε αυτές. Η ανάλυση που πραγματοποιείται παρέχει τις τιμές των εδαφικών διαταραχών και καθιζήσεων στην επιφάνεια του εδάφους, που προκαλούνται εξαιτίας της διάνοιξης της σήραγγας. Στόχος είναι η ελαχιστοποίηση των εδαφικών μετακινήσεων, μέχρι το σημείο που δεν θα επηρεάζουν πλέον τις επιφανειακές εδαφικές στρώσεις.	el
heal.abstract	This thesis aims to evaluate the geotechnical and technical-geological conditions of the Athens Metro extension area towards Piraeus, across a mechanized excavation method. In particular, the intermediate area of the extension between Agia Varvara station and Korydallos is studied. The most suitable type of TBM machine of the tunnel under this study is also selected. The requirement to apply mechanized excavation methods stems from the need to complete the project quickly with the least possible disturbance of the subsurface, as this may cause extensive subsidence and failures in the heavy urban environment of Piraeus. Firstly, the general elements of the project are mentioned, relating to the history of the Athens Metro, its feasibility and the future extensions are being considered. Special reference is made to the section of the Line 3 extension, which is still under study. Then, the theoretical basis of the study is given, including the theoretical background of mechanized tunneling, with a wealth of information given on each type of TBM machine. In addition, the theoretical chapter mentions all the laboratory or on-site tests carried out to study the soil and rock formations encountered in the extension area. Particular reference is made to the methods of rock mass description and classification. In the next chapter, an analysis is carried out regarding the geological and hydrogeological conditions for the formations occurring in the study area of the Athens Metro. At this point, a geological section is constructed along the project axis and the more specific geological units prevailing in the section under investigation are defined. Subsequently, a technogeological evaluation of the formations in the area and their differentiation into technogeological units is carried out. The above procedure is based on the estimation of the GSI value for the rock formations, while the other parameters characterizing the geomaterials are given directly from the drilling that took place in the area. Statistical analysis is performed on the results of the boreholes, through which the characteristic values of strength parameters for each geological unit in the area are given. Specifically, a statistical analysis and definition of characteristic values is performed, regarding the results of the uniaxial compressive strength of intact rock σci, the rock quality designation index RQD, the geological strength index GSI and the intact rock deformation modulus Ei. In terms of soil formations, the results of the standard penetration test SPT, the Atterberg limits, as well as the precise grading envelope, are statistically evaluated. Finally, the geotechnical standard cross sections are defined in order to simulate as representatively as possible the favorable and unfavorable conditions that may occur along the project axis. The next stage of the thesis concerns the division of the study area into geological hazard zones. This distinction is carried out through specific criteria defined in the literature and characterizes the area as high or low risk, in terms of subsidence and ground disturbances that may be caused during the tunneling. The above study carried out for the area is completed by the selection of a suitable type of TBM machine for tunneling in the interspace of interest. Five different types of TBM full face cutting machine are considered, with a distinction of their advantages and disadvantages for their application in this section. The last stage of the paper involves the analysis of the tunnel boring with the selected TBM machine, using the finite-element program RS2. In the finite-element program, some indicative typical cross-sections are simulated, together with the basic strength parameters of the engineering geological modules shown in them. The analysis carried out provides the values of the ground disturbances and subsidence at the ground surface caused by the tunnel opening. The aim is to minimize the ground movements to the point where they no longer affect the surface soil layers.	en
heal.advisorName	Μαρίνος, Βασίλης	el
heal.committeeMemberName	Παπαδημητρίου, Αχιλλέας	el
heal.committeeMemberName	Γερόλυμος, Νίκος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών. Τομέας Γεωτεχνικής	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	311 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false