ဥမင္ Stabilization ႏွင့္ Lining ဒီဇိုင္း အေျခခံသေဘာတရားမ်ား

(Principles of tunnel stabilization and lining design)

ဥမင္တစ္ခုေဖာက္လုပ္သည့္အခါ ေဖာက္လုပ္ေနစဥ္ (During Excavation) အတြင္း ဥမင္၏ျပဳမူပံု (သို႔) လုပ္ေဆာင္ပံု (behavior) ကို သိရွိနားလည္ရန္ လိုအပ္သကဲ့သို႔ ထို behavior ကို Reinforcing စနစ္အမ်ဳိးမ်ဳိး (သို႔) ပင့္ေထာက္မႈစနစ္ အမ်ဳိးမ်ဳိးတို႔ ထည့္သြင္း တပ္ဆင္ျခင္းျဖင့္ Modify လုပ္ႏိုင္သည္ကို နားလည္သေဘာေပါက္ရန္ အေရးႀကီးပါသည္။ ဥမင္တည္ၿငိမ္ခိုင္ခံ့မႈ (Stabilization) ဆိုသည္မွာ ဥမင္တူးေဖာ္မႈ မတိုင္မီ၊ ေဖာက္လုပ္ေနစဥ္ႏွင့္ ေဖာက္လုပ္ၿပီးခ်က္ခ်င္း ကနဦးပင့္ေထာက္မႈ (Initial Support) ကို ျပဳလုပ္ေပးၿပီး လံုၿခံဳစိတ္ခ်ရေသာ၊ ျမန္ဆန္စြာ အသံုးျပဳႏိုင္ေသာ၊ ကုန္က်စရိတ္ သက္သာေသာ ေဖာက္လုပ္မႈကို ျဖစ္ေစသည့္ စနစ္မ်ား အသံုးျပဳျခင္းကို ဆိုလိုပါသည္။ Lining ဆိုသည္မွာ ဥမင္ေဖာက္လုပ္ၿပီးခ်က္ခ်င္းျဖစ္ေစ၊ အခ်ိန္အေတာ္ၾကာမွျဖစ္ေစ အၿမဲတမ္း (Permanent Support) ပင့္ေထာက္မႈကို လုပ္ေဆာင္ေပးမည့္ ေရရွည္ခံေသာ၊ ထိန္းသိမ္းရလြယ္ကူေသာ Long-term အၿပီးသတ္ ဥမင္နံရံပင္ျဖစ္ပါသည္။ မည္သည့္ ဥမင္ Lining စနစ္ကို အသံုးျပဳမည္ဆိုသည္မွာ ေျမႀကီး၏ အေျခအေနမ်ားႏွင့္ ဥမင္ကို အသံုးျပဳမည့္ ရည္ရြယ္ခ်က္မ်ားေပၚတြင္ မူတည္ပါသည္။ ဥမင္မ်ား ေဖာက္လုပ္ၾကရာတြင္ Stabilization ႏွင့္ Lining တို႔ကို သီးျခား Operations မ်ားအျဖစ္ ေဆာင္ရြက္ၾကပါသည္။ ထိုကဲ့သို႔ သီးျခားစနစ္ကို "Two-pass" စနစ္ဟု ေခၚေ၀ၚၾကသည္။ အခ်ဳိ႕ေသာ အေျခအေနမ်ားတြင္ Stabilization ႏွင့္ Lining တို႔၏ လုပ္ေဆာင္ခ်က္မ်ားကို ေပါင္းစပ္၍ "One-pass" စနစ္အျဖစ္လည္း အသံုးျပဳၾကပါသည္။

 ေအာက္ပါအခ်က္မ်ားသည္ ဥမင္၏ Stabilization ႏွင့္ Lining တို႔အတြက္ ဒီဇိုင္းပိုင္းဆိုင္ရာႏွင့္ လက္ေတြ႔က်ေသာ ေရြးခ်ယ္မႈမ်ား ျပဳလုပ္ရာတြင္ ထည့္သြင္း စဥ္းစားရမည့္ အေျခခံ သေဘာတရားမ်ားပင္ ျဖစ္ပါသည္- 

၁။ ဥမင္ Lining ၏ အေရးႀကီးဆံုးေသာ အစိတ္အပိုင္းတစ္ရပ္မွာ ၎ဥမင္ပတ္လည္တြင္ ရွိေသာ ေျမသားပင္ ျဖစ္သည္။ 

၂။ ေျမသား၏ အေရးႀကီးဆံုးေသာ အစိတ္အပိုင္းတစ္ရပ္မွာ ေျမေအာက္ေရ ျဖစ္သည္။ 

၃။ ဥမင္ Lining တည္ေဆာက္ရာတြင္ အေရးႀကီးဆံုးေသာ လိုအပ္ခ်က္တစ္ရပ္မွာ ဥမင္နံရံ ပတ္လည္ တေလွ်ာက္ Lining ႏွင့္ ေျမသားတို႔အၾကား လံုၿခံဳစိတ္ခ်ရၿပီး တဆက္တည္း ထိစပ္မႈ (Continuous Contact) ျဖစ္သည္။ 

၄။ ဥမင္ Lining ဒီဇိုင္းျပဳလုပ္ရျခင္း၏ ရည္မွန္းခ်က္မွာ ေျမသားေရြ႕လ်ားမႈ (Ground Movement)ကို တည္ၿငိမ္ေစရန္သာ ျဖစ္ၿပီး ထိုေျမသား၏ ၀န္ (Loads) ကို ထမ္းေဆာင္ႏိုင္ရန္မဟုတ္ေပ။

၅။ ထိေရာက္မႈအရွိဆံုးေသာ ဥမင္တည္ၿငိမ္ခိုင္ခံမႈႏွင့္ Lining စနစ္မွာ သတ္မွတ္ထား သည့္ ေျမသားပံုပ်က္ယြင္းမႈ (Ground Deformation) ကို ခြင့္ျပဳျခင္းအားျဖင့္ ေျမသား၏ ႀကံ့ခိုင္အား (Strength) ကို စုစည္းျဖစ္ေပၚေစျခင္းျဖစ္သည္။ 

၆။ ဥမင္ Lining ၏ Axial Stiffness သည္ ဥမင္ပတ္လည္ ေျမသားမွလာေသာ Passive Pressure မ်ားကို စုစည္းေစျခင္းအားျဖင့္ ေျမသား၏ Non-uniform Loads မ်ားကိုျဖန္႔ခြဲသြားေစသည္။ ထိုနည္းျဖင့္ ေျမသားပံုပ်က္ယြင္းမႈမ်ားကို ျပဳျပင္မြမ္းမံႏိုင္သည္။ 

၇။ ေျမသားပံုပ်က္ယြင္းမႈမ်ား (Ground deformations) ကို Modify ျပဳလုပ္ရာတြင္ ဥမင္ Lining ၏ Flexural stiffness မွာ သာမန္အားျဖင့္ လံုေလာက္မႈမရွိ၊ ထိေရာက္မႈ မရွိေပ။ 

၈။ တည္ေဆာက္ေရးအဆင့္/အလႊာမ်ားစြာရွိေသာ ဥမင္ Lining မ်ားတြင္ ကနဦးပင့္ေထာက္မႈ (initial construction support) သည္ ေျမသားႏွင့္ ႏိႈင္းယွဥ္လွ်င္ အလြန္ေပ်ာ့ေျပာင္းၿပီး ေျမသားဖိအား (Ground stress) မ်ားကို ျပန္လည္ျဖန္႔ခြဲရာတြင္ ျဖစ္ေပၚလာေသာ Flexural deformations မ်ား၏ ဒဏ္ကို မ်ားစြာခံရသည္။ 

၉။ ဒုတိယအဆင့္/အလႊာ ဥမင္ Lining တပ္ဆင္မႈကို ေျမသားတည္ၿငိမ္မႈ ရရွိသည္ အထိ ေရႊ႕ဆိုင္းထားႏိုင္ပါက ထိုအလႊာသည္ သိသာထင္ရွားေသာ Flexural deformations ဒဏ္ကို မခံစားရေတာ့ေပ။ 

၁၀။ တည္ေဆာက္ေရးအဆင့္ တစ္ဆင့္တည္းသာရွိေသာ/ တစ္လႊာတည္းသာရွိေသာ ဥမင္ Lining မ်ား (ေယဘုယ်အားျဖင့္ Segmental) သည္ ေျမသားႏွင့္ ႏိႈင္းယွဥ္ပါက ေပ်ာ့ေျပာင္းမႈရွိၿပီး (ရႊံ႕ေပ်ာ့ေျမမ်ားမွအပ)၊ ေျမသားပံုပ်က္ယြင္းမႈမွ ျဖစ္ေပၚလာေသာ Parasitic Flexural Stresses မ်ားကို ေလွ်ာ့ခ်ေပးႏိုင္ေစရန္ ထို Lining မ်ားသည္ တတ္ႏိုင္သမွ် ပါးလႊာေအာင္ ျပဳလုပ္သင့္သည္။ 

၁၁။ ဥမင္ Lining အမ်ဳိးအစားေရြးခ်ယ္ရာတြင္ ေျမသား၏ ဂုဏ္သတၱိမ်ားႏွင့္ ကိုက္ညီေသာ တူးေဖာ္ေရး နည္းလမ္းေပၚတြင္ မူတည္ေနၿပီး တပ္ဆင္မည့္ အခ်ိန္သည္လည္း အေရးပါလွပါသည္။ Lining မ်ားကို အခ်ိန္ကိုက္ တပ္ဆင္ႏိုင္စြမ္းသည္ ေျမသားပံုပ်က္ယြင္းမႈႏွင့္ Lining Loads မ်ား၏ ပမာဏမ်ားအေပၚတြင္ အဓိကအားျဖင့္ အက်ဳိးသက္ေရာက္မႈရွိသည္။ 

၁၂။ ဥမင္ Lining ၏ အတိုင္းအတာမ်ားသည္ ေျမသား၏၀န္အား (Ground Load) ထက္ ေရလံုေအာင္ ေဆာင္ရြက္ႏိုင္မႈ၊ စက္ပစၥည္းကိရိယာမ်ား သံုးစြဲ/ရရွိႏိုင္မႈ၊ တည္ေဆာက္ႏိုင္မႈ အေျခအေန စသည္တို႔ကို ထည့္သြင္းစဥ္းစားသည့္ အေပၚတြင္ အဓိက မူတည္ပါသည္။ 

၁၃။ ေျမသား၏ ၀န္အား (Ground Loads) ႏွင့္ Passive Pressures မ်ားကို ခန္႔မွန္းတြက္ခ်က္ျခင္းမ်ားသည္ ဥမင္ Lining တည္ေဆာက္ျခင္း/တပ္ဆင္ျခင္း မျပဳလုပ္မီႏွင့္ ျပဳလုပ္ၿပီး အေျခအေနမ်ားတြင္ ထိုေနရာ၌ ျဖစ္ေပၚလာႏိုင္ေသာ ေျမသားပံုပ်က္ယြင္းမႈမ်ားႏွင့္ဆက္ႏႊယ္သည့္ ဖိအားေျပာင္းလဲျခင္း (Stress redistribution) အေပၚ မူတည္ေနေသာေၾကာင့္ တိက်ေသခ်ာမႈ မရွိႏိုင္ေခ်။ ဥမင္အလ်ား တေလွ်ာက္တြင္ ျဖစ္ေပၚေနေသာ Loads ႏွင့္ Pressures မ်ားသည္ ဥမင္တူးေဖာ္ေရး ကၽြမ္းက်င္မႈႏွင့္ ဘူမိေဗဒအေျခအေနမ်ားကိုလိုက္၍ အမ်ဳိးမ်ဳိးေျပာင္းလဲေနပါသည္။ 

၁၄။ ဥမင္ Lining အေပၚသက္ေရာက္ေနေသာ အႀကီးမားဆံုးေသာ ၀န္အားသည္ ဥမင္တူးစက္၏ Shield jacking loads မ်ား၊ Lining ႏွင့္ ေျမသားကို တြဲကပ္ေပးမည့္ Grout Pressures မ်ားစသည့္ တူးေဖာ္ေရးလုပ္ငန္းစဥ္မ်ားမွ ထြက္ေပၚလာျခင္းျဖစ္သည္။ 

၁၅။ ဥမင္ Lining Rings မ်ားအေပၚ သက္ေရာက္ေနေသာ Stress မ်ားကို သခၤ်ာနည္းလမ္းျဖင့္ Structural analysis ျပဳလုပ္ျခင္း၏ တိက်မႈသည္ ေျမသားထု၏ Loads ႏွင့္ Support Conditions မ်ားကို ခန္႔မွန္းတြက္ခ်က္ျခင္း၏ တိက်မႈထက္ မ်ားစြာ ပိုမိုသည္။ 

၁၆။ ဥမင္ Lining Rings မ်ားကို ပတ္လည္ရွိေျမသားႏွင့္ အနားသတ္ေဘာင္ခတ္ထားႏိုင္ပါက (တနည္းအားျဖင့္ Lining ႏွင့္ ေျမသားတို႔အၾကား ေနရာလြတ္မရွိ ထိစပ္တြဲကပ္ေနပါက) ဥမင္နံရံသည္ ေျမသားႏွင့္ကြာ၍ Flexural deformation မျဖစ္ႏိုင္ေပ။ ဥမင္ Lining ေနာက္တြင္ Grout မလုပ္ခဲ့မိေသာ ေနရာလြတ္မ်ားမရွိဘဲႏွင့္ Flexural ေၾကာင့္ျဖစ္ေသာ Lining Structural Failure မျဖစ္ႏိုင္။

၁၇။ ေျမသားပံုပ်က္ယြင္းမႈ (Ground Deformation) တည္ၿငိမ္မႈမရွိခင္တြင္ တပ္ဆင္ခဲ့ေသာ Lining အစိတ္အပိုင္းမ်ား၏ Structural Performance ကို Axial thrust ေၾကာင့္ ဥမင္ Lining Diameter အေျပာင္းအလဲမ်ားမွ တိုင္းတာရရွိေသာ Deformation မ်ားကို Analyze ျပဳလုပ္ျခင္းျဖင့္ ခန္႔မွန္းတြက္ခ်က္ႏိုင္သည္။ အလားတူ ေျမအမ်ဳိးအစားတြင္ ယခင္ဥမင္တူးေဖာ္ျခင္းမ်ားမွ ရရွိလာေသာ အေတြ႔အႀကံဳမ်ားကို အေျခခံ၍ေသာ္လည္းေကာင္း၊ တူးေဖာ္ေရးလိုအပ္ခ်က္မ်ားအျဖစ္ သတ္မွတ္၍ေသာ္လည္းေကာင္း၊ တိုင္းတာေရးကိရိယာမ်ားျဖင့္ ေစာင့္ၾကပ္စစ္ေဆး အတည္ျပဳျခင္းျဖင့္ေသာ္လည္းေကာင္း သင့္ေတာ္ေသာ ဒီဇိုင္းတန္ဖိုးမ်ားကို သတ္မွတ္ႏိုင္သည္။

၁၈။ ေျမသားပံုပ်က္ယြင္းမႈ (Ground Deformation) တည္ၿငိမ္မႈရရွိၿပီးမွ တပ္ဆင္ေသာ Lining အစိတ္အပိုင္းမ်ားအတြက္မူ Axial Loads တစ္ခုတည္းအတြက္သာ ခန္႔မွန္းတြက္ခ်က္ႏိုင္ၿပီး ဥမင္အတြင္း ေနာက္ထပ္တည္ေဆာက္မႈမ်ားမွ ျဖစ္လာႏိုင္သည့္ သက္ေရာက္မႈမ်ားႏွင့္ Long-term Ground Squeezing သက္ေရာက္မႈမ်ားအတြက္ Allowances မ်ားကို သင့္ေတာ္သလို ထည့္သြင္းစဥ္းစားရမည္။

ဥမင္ Lining ဒီဇိုင္းျပဳလုပ္ရာတြင္ ေျမအေျခအေန ေျပာင္းလဲမႈမ်ားႏွင့္ မေသခ်ာမႈမ်ား၊ တူးေဖာ္ေရး အစီအစဥ္မ်ား၊ တူးေဖာ္ေနစဥ္အတြင္း ေျမသား၏ တံု႔ျပန္မႈမ်ားကို ထည့္သြင္းစဥ္းစားရပါမည္။ ထိုရွိရင္းစြဲ မေသခ်ာမႈမ်ားသည္ Lining (Elastic Structural Rings) အေပၚ သက္ေရာက္ေနေသာ Stresses မ်ားကို သခၤ်ာနည္းအားျဖင့္ တြက္ခ်က္ျခင္း၏ တိက်မႈႏွင့္ သဟဇာတမျဖစ္ (အေစးမကပ္)သည့္ သေဘာလည္းရွိပါသည္။ မည္သို႔ပင္ဆိုေစ Economical Lining Design တစ္ခုအတြက္ ယံုၾကည္စိတ္ခ်ရေသာ လမ္းညႊန္ (Guidance) ဆိုသည္မွာ အမ်ဳိးအစားတူေသာ ေျမမ်ဳိးတြင္ ယခင္ကတူးေဖာ္ခဲ့ၿပီးေသာ ဥမင္ေဖာက္လုပ္ေရးအေတြ႔အႀကံဳမ်ားအေပၚ အေျခခံျခင္း ျဖစ္ပါသည္။ ထပ္မံ၍ဆိုရေသာ္ ဥမင္ Lining ၏ အေရးႀကီးဆံုးေသာ အစိတ္အပိုင္းတစ္ရပ္မွာ ေျမႀကီးျဖစ္ပါသည္။

The most important part of the tunnel lining is the ground.

Ref: Tunnel Stabilization and Lining, Thomas R. Kuesel, Consulting Engineer, Chairman Emeritus, Parsons Brinckerhoff Quade & Douglas, Inc, "Tunnel Engineering Handbook", 2004.

ပရင့္ထုတ္ရန္