مقدمه :با پيشرفت علم و پيشرفت در ساخت ماشين هاي حفاري، استفاده وسيع ماشين آلات حفاري به جاي عمليات آتشباري براي حفاريات زيرزميني کاربرد وسيعي پيدا کرده است. در حفاري مکانيزه از ابزار و ماشين آلات براي حفر فضاهاي زير زميني استفاده مي شود و هدف اصلي آن رسيدن به سرعت بالا در احداث و حفر اين فضاها مي باشد. عمليات حفاري يکي از پرهزينه ترين عمليات اجراي در حفريات زيرزميني مي باشد. از طرفي در انتخاب دستگاه حفاري محدوديت زيادي وجود دارد و يا به بيان ديگر در انتخاب دستگاه حفاري انعطاف پذيري وجود ندارد يعني در يک پروژه استفاده از چندين ماشين حفاري, به دليل بحث اقتصادي و هزينه بالايي ماشين آلات حفاري کمتر استفاد مي شود. بنابراين بايد قبل از انجام عمليات، نوع دستگاه و ماشين آلات حفاري مشخص شده باشد. در انتخاب نوع ماشين حفاري بررسي و کارايي آن، يکي از عوامل بسيار مهم مي باشد. در نتيجه بررسي عملکرد و کارايي هريک از ماشين الات حفاري يکي از عوامل بسيار حياتي در حفريات زير زميني مي باشد. در اين جا بحث در مورد عوامل تعيين کننده در انتخاب نوع دستگاه نمي باشد بلکه عملکرد دستگاه حفاري رودهدر و TBM به طور جداگانه مورد بررسي قرار گرفته شده است.2- عملکرد و کارايي عمليات حفاري:عوامل مؤثر بر عملكرد عمليات حفاري را به طور كلي مي‌توان به چهار گروه اصلي تقسيم‌بندي كرد(شکل 1). اين چهار گروه عبارتند از:تركيبي از اين پارامترها ظرفيت توليد يك ماشين خاص در يك سازند و شرايط سنگي را مشخص مي‌كند. در ميان اين پارامترها، چند پارامتر وجود دارد كه قابل كنترل نيستند آنها شامل وضعيت زمين و سنگ و برخي پارامترهاي عملياتي هستند. به عبارت ديگر در يك پروژة تونلسازي تنها پارامترهاي قابل كنترل، پارامترهاي مربوط به ماشين هستند تعداد صفحات 68 word فهرست مطالب۱- مقدمه۲- عملکرد و کارایی عملیات حفاری۳- عملکرد ماشین رودهدر۳-۱ مقدمه۳-۲ پارامترهای موثر ماشین رودهدر در عملکرد۳-۲-۱ تاثیر نوع و توان ماشین رودهدر بر عملکرد حفاری۳-۲-۲ تاثیر نوع سر مته ماشین رودهدر بر هملکرد حفاری۳-۲-۲-۱ انواع مته۳-۲-۲-۲ تاثیر فاصله داری برنده ها در سرمته بر عملکرد دستگاه رودهدر۳-۳ تاثیر پارامترهای ژئوتکنیکی در عملکرد ماشین رودهدر۳-۳-۱ تاثیر مقاومت سنگ۳-۳-۲ تاثیر زون چسبنده۳-۳-۳ تاثیر مواد ساینده بر عملکرد حفاری۴- پیش بینی عملکرد ماشین تمام مقطع۴-۱ مقدمه۴-۲ عوامل موثر در عملکرد ماشین تمام مقطع۴-۲-۱ عوامل ژئوتکنیکی موثر در عملکرد ماشین تمام مقطع۴-۲-۱-۱ نرخ نفوذ و مقاومت فشاری۴-۳ پیش بینی تجربی عملکرد ماشین حفاری تمام مقطع۴-۳-۱ روش ساده۴-۳-۲ روش چند متغیره۴-۳-۲-۱ روش NTH4-3-2- 2 روش RMi4-3-2-3 روش CSM4-3-2-4 روش QTBM4-3-2-5 روش RSR4-4 مطالعه موردی پیش بینی تجربی عملکرد ماشین تمام مقطع۴-۴-۱ تونل من۴-۴-۲ تونل پیو۴-۴-۳ تونل وارزو۴-۴-۴ طبقه بنده توده سنگ۴-۴-۵ روابط های تجربی۴-۴-۵-۱ نرخ پیشروی۴-۴-۵-۲ روابط تجربی برای سنگ های مختلف۴-۴-۶ مقایسه با روش های پیش بینی عملکرد۴-۴-۶-۱ مدل RSR4-4-6-2 مدل QTBM5- نتیجه گیری۶- منابع فهرست شکلهاشکل ۱- عوامل موثر در عملیات حفاریشکل ۲- نمای از ماشین رودهدر با روش حفاری محوریشکل ۳- نمای از ماشین رودهدر با روش حفاری متقاطعشکل ۴- تحلیل استحکام رودهدر در رودهدرهای تاج مخروطی (بالا) و تاج طبلکی(پایین)شکل ۵- نمای از نیروهای وارد به رودهدر نوع مخروطیشکل ۶- نمای از فلوچارت برای محاسبه گشتاورشکل ۷- نحوه برش دستگاه رودهدرشکل ۸- تاثیر عرض ماشین (e)، عرض چرخ زنجیر (p)، و فاصله بین مرکز ثقل تا انتهای ماشین(a) با توجهبه گشتاورشکل ۹ – تغییرات گشتاور با توجه به به تغییرات وزنشکل ۱۰ – تغییرات گشتاور به توجه به تغییرات طول بازویشکل ۱۱-انواع مته های مته های برششکل ۱۲-نمای از پارامترها فاصله داری ابزار برنده در سرمته مخروطیشکل ۱۳- نمای از همپوشانی نگهدارنده ابزاز برنده در سرمته نوع سومشکل ۱۴ -نمای از محل قرار گیری ابزار برنده در سرمته به صورت دو بعدیشکل ۱۵- نمای سه بعدی مدل ابزار برنده شماره ۱ و شماره ۴ در سرمته با فاصله داری نابرابرشکل ۱۶- نمای سه بعدی مدل ابزار برنده شماره ۱ و شماره ۴ در سرمته با فاصله داری برابرشکل ۱۷- نمای از سرمته با فاصله داری برابرشکل ۱۸- عوامل زئوتکنیکی مهم در کارآیی رودهدرهاشکل ۱۹- مقطع زمین شناسی تونلشکل ۲۰- مقاومت فشاری در هر شرایط زمین شناسی– نرخ نفوذ آنی برای هر نوع رودهدرشکل ۲۱- نمودار نرخ نفوذ آنی با توجه به نسبت P/UCSشکل ۲۲- نمودار نرخ نفوذ آنی با توجه به نسبت W/UCSشکل ۲۳- نرخ نفوذ آنی با توجه به نسبت P*W/UCS برای سنگ های رسوبی رودهدرهای متقاطعشکل ۲۴- نمای از تاثیر مواد چسبنده در سرمتهشکل ۲۵ – تاثیر میزا ن درصد کوارتز معادل در عمر سرمتهشکل ۲۶-مقطع عرضی TBMشکل ۲۷- صفحه حفار یک ماشین تمام مقطعشکل ۲۸-ابزار برندة دیسکی و نیروهای مؤثر وارد بر آنشکل ۲۹- ابزار برندة غلتکی و نیروهای وارد برآنشکل ۳۰- استفاده از جت آب در ماشین‌های حفار تمام مقطعشکل ۳۱- منحنی مقاومت فشاری – نرخ نفوذشکل ۳۲- رابطه شاخص نرخ حفاری– مقاومت فشاریشکل ۳۳- شاخص عمر برش دهنده ها در سنگ های مختلفشکل ۳۴- رابطه m1 با طبقه بندی Qشکل ۳۵– مقطع زمین شناسی تونلهاشکل ۳۶- طبقه بندی RMR در سه تونلشکل ۳۷- رابطه بین طبقه بندی Q و RMR در سه تونلشکل ۳۸- انالیز آماری واریانس به منظور رسیدن به یک مدل رگراسیون معنی دار(داده ها حاصل از تونلمنشکل ۴۰- رابطه بین نرخ نفوذ و طبقه بندی RMR در تونلهای حفاری شده جدول کوجک در بالا هر نمودار نشانده نتایج الانیز واریانس می باشدشکل ۴۱- زابطه نرخ نفوذ (چپ)و نرخ نفوذ ویژه(راست) TBM و طبقه بندی RMRشکل ۴۲ – رابطه میزان بهره دهی و طبقه بندی RMRشکل ۴۳ – نرخ نفوذ متفاومت در سنگ های مختلف و با RMR یکسانشکل ۴۴- تغییرات نرخ نفوذ برای سختی موس رابطه بهتری نسبت به مقاومت فشاری تک محوره نشان می دهد ۱۰ داده از پنچ نوع سنگ مختلف از تونل من برای این آنالیز استفاده شده استشکل ۴۵- پیش بینی عملکرد ماشین تمام مقطع توسط روش RSR (چپ) و QTBM (راست)شکل ۴۶ – مقایسه داده های ثبت شده نرخ نفوذ برای سه تونل مذکور با توجه به روش QTBM فهرست جداول :جدول ۱- مشخصات سرمته و ابزار برنده و فاصله داری طراحی شدهجدول ۲- میزان مصرف برنده ها با توجه به نوع سرمتهجدول ۳ – نتایج حاصل از اندازه گیری برجا برای دو نوع سرمتهجدول ۴-نتایج ازمایش شمیایی در تونلجدول ۵- پارامترهای ژئوتکنیکی نمونه های سنگی در زون های مختلفجدول ۶- نتایج عملکرد رودهدر در زون های مختلفجدول ۷- طبقه بندی اطلاعات حاصل از حفاری در نقاط مختلف جهان توسط مدرسه عالی معدنجدول ۸- رده بندی سنگ‌ها برای TBMجدول ۹- جدول مقاومت فشاری – نرخ نفوذجدول ۱۰- اطلاعات توصیفی و تجهیزات لازم برای حفاری تونلهاجدول ۱۱- مشخصات ژئوتکنیکی و زمین شناسی تونلهاجدول ۱۲ – پارامتر های لازم برای روش QTBM