بهینه سازی زمان‌بندی عملیات اجرایی در حفریات بزرگ زیرزمینی

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسنده

گروه مکانیک سنگ و تونل، دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

10.22034/ijme.2021.119932.1778

چکیده

اجرای یک پروژه زیرزمینی پیچیده با حجم حفاری زیاد ممکن است چندین سال وقت بگیرد. زمان حفاری اغلب به صورت تجربی و بر اساس تجربیات کارشناسان کنترل پروژه، برآورد می‌شود. در چنین پروژه‌هایی روش اجرا عموما به صورت متعارف یعنی روش چالزنی و آتشکاری است. برای تسریع در روند عملیات اجرا، تعدادی جبهه‌کار پیشروی به صورت همزمان وجود دارد. برآورد حداقل زمان اجرایی در چنین شرایطی با توجه به اینکه گزینه‌های مختلفی برای انتخاب جبهه‌کارهای فعال برای پیمانکار وجود دارد، بسیار مشکل است و نیاز به یک شبیه سازی کامپیوتری دارد که در آن گزینه‌های مختلف به صورت تصادفی انتخاب و در نهایت زمان‌های تکمیل پروژه با هم مقایسه شوند تا بتوان زمان بهینه و ترتیب حفاری بهینه را تعیین کرد. در این مقاله ویژگی‌های مهم تاثیر گذار در بهینه سازی عملیات اجرایی یک پروژه زیرزمینی مورد بررسی قرار گرفته است که مرتبط با دو مرحله اساسی پروژه شامل طراحی و اجرا است. مهمترین این ویژگی‌ها شامل ویژگی‌های تاثیرگذار زمین‌شناسی، کلاس‌های سیستم نگهداری و احجام و تعداد اجزاء مربوطه، زمان چرخه عملیات حفاری، زمان بهینه تکمیل تمام اجزاء پروژه بر اساس پیش‌شرط‌های حفاری آنها، گزینه‌های مختلف پیش رو برای حفاری آنها، و بهینه سازی چرخه عملیات و تعداد ماشین‌آلات در حین اجرا برای کاهش تاخیرات است. در ادامه ضمن معرفی تعدادی روش و رابطه جدید برای برآورد ویژگی‌های یاد شده، کاربرد آنها برای برآورد زمان کمینه اجرای پروژه و کاهش تاخیرات حین اجرا برای یک پروژه زیرزمینی بزرگ در سنگاپور به صورت خلاصه ارائه شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Construction time optimization for large underground excavations

نویسنده [English]

  • Ebrahim Farrokh
Rock mechanics and tunneling group, Mining engineering faculty, Amirkabir University of Technology
چکیده [English]

Large and complex underground projects comprise of many excavation parts and require a relatively long construction period. Design and construction of such projects need a thorough analysis of many information including borehole logs, cycle time, requirements of equipments, the arrangement of multiple excavation faces along the project’s time-line, and the arrangement of equipment allocation among multiple faces. The result of this analysis should yield an optimum construction time and the required strategies to manage this period. This paper explains some methods to conduct such analyses to evaluate a geological model, the details of a cycle time, the strategy to evaluate the total construction time and its optimum value, and the strategy to optimize the equipment allocation. The results of these methods are beneficial for the projects’ engineers to reach to a better evaluation in the design phase of a project (e.g. bidding time) and to plan a better construction management strategy during the construction phase.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Drilling and Blasting
  • cycle time
  • equipment allocation
منابع
[1]            NTNU, 2007a. Report 2A-05 Drill and Blast Tunnelling – Blast Design. Department of Civil and Transport Engineering, Trondheim, Norway.
[2]            NTNU, 2007b. Report 2B-05 Drill and Blast Tunnelling – Advance Rate. Department of Civil and Transport Engineering, Trondheim, Norway.
[3]            NTNU, 2007c. Report 2C-05 Drill and Blast Tunnelling – Costs. Department of Civil and Transport Engineering, Trondheim, Norway.
[4]            Holmberg, R., 1982. Charge Calculations for Tunnelling. Underground Mining Methods Handbook. Society of mining engineers, New york, pp. 1580–1589.
[5]            Langefors, U., Kihlstrom, B., 1978. The Modern Technique of Rock Blasting. third ed. Almqvist & Wiksell Forlag AB, Stockholm.
[6]            Persson, P.A., Holmberg, R., Lee, J., 2001. Rock Blasting and Explosives Engineering. sixth printing, CRC Press, USA.
[7]            Zare, S., Bruland, A., Rostami, J., 2016. “Evaluating D&B and TBM tunnelling using NTNU prediction models”, Tunnelling and Underground Space, Vol. 59, pp. 55-64.
[8]            Sandvik, 2009. “Benefits of computerized drilling in drill and blast tunneling”, Metec Conference.
[9]            Grimstad, E., Barton, N., 1993. “Updating of the Q-system for NMT”. International Symposium on Sprayed Concrete. Fagernes, Proceedings, pp. 46-66.
[10]          Tatiya, R. R., 2013. Surface and underground excavations. CRC Press, USA.
[11]         Wilber, L. D., 1982. Rock tunnels. In Tunnel Engineering Handbook, J. O. Bichel and T. R. Kuesel (eds). Van Nostrand-Reinhold, New York, pp. 123–207.
[12]          Maidl, B., Thewes, M., Maidl, U., 2013.  Handbook of Tunnel Engineering. Volume I: Structures and Methods, Ernst and Sohn, Germany.