نشریه مهندسی معدن

نشریه مهندسی معدن

ارایه‌ روشی برای انتخاب مناسب حفر تونل بر اساس تصمیم‌گیری چند معیاره

نوع مقاله : یادداشت فنی

نویسندگان
1 کارشناس ارشد مهندسی معدن- مکانیک سنگ، دانشگاه صنعتی امیرکبیر
2 استادیار دانشکده مهندسی معدن دانشگاه صنعتی امیرکبیر
3 استادیار دانشگاه آزاد اسلامی واحد محلات، گروه مهندسی معدن
چکیده
انتخاب روش حفاری تونل یکی از مهم‌ترین مراحل اجرای تونل است و نتایج انتخاب نادرست روش حفر ممکن است منجر به ایجاد موقعیت‌های فاجعه‌بار شود. در انتخاب گزینه مناسب برای حفر یک تونل پارامترهای مختلفی موثرند که مهم‌ترین آن‌ها پارامترهای زمین‌شناسی و ژئوتکنیکی، هندسی، اجرایی، اقتصادی و پارامترهای مربوط به زیرساخت‌ها و شرایط لازم برای روش‌های حفاری است و روش‌های موجود متکی به تخمین پارامترهای ژئومکانیکی توده سنگ و سنگ بکر و همچنین برخی پارامترهای فیزیکی سنگ‌ها  است که در آن‌ها عوامل موثر به صورت همه جانبه در نظر گرفته نشده‌اند. در این پژوهش، مدلی برای ارزیابی همه جانبه و انتخاب مناسب‌ترین روش حفاری تونل از بین روش‌های چالزنی و آتشباری، چالزنی و آتشباری کنترل شده، کند و پوش، روش حفاری اتریشی، ماشین حفاری بازویی و  حفاری با سپر معمولی (TBM)  ارایه شده است. در این مدل پس از مطالعه و بررسی مباحث مربوط، 31 شاخص‌ که در ارزیابی موثرترند در نظر گرفته شد و از آنجا که اهمیت شاخص‌ها در ارزیابی یکسان نیست برای تعیین وزن آن‌ها پرسشنامه‌ای تهیه و با تجمیع نظر خبرگان وزن‌دهی شد که هزینه ماشین‌آلات و تجهیزات با 7/9 درصد بیشترین وزن در بین شاخص‌ها را دارد . امتیازدهی به هر یک از شاخص‌ها برای هر یک از روش‌های حفاری نیز به وسیله پرسشنامه‌های ارزیابی حاوی سوالات به صورت مقدار‌دهی عددی مانند امتیازدهی روش نیکلاس در استخراج ذخایر معدنی انجام گرفت که در آن با توجه به مطلوب و یا نامطلوب بودن هر یک از ویژگی‌ها برای روش‌های حفاری از امتیازهای 0، 1، 2، 3، 4 و 121- استفاده می‌شود. سرانجام برای محاسبه امتیاز نهایی هر روش از روش وزن‌دهی ساده(SAW) به طور سلسله مراتبی استفاده شد. در این روش با توجه به شرایط زمین‌شناسی و ژئوتکنیکی و پارامترهای هندسی تونل موجود، امتیاز هر شاخص در وزن نهایی آن شاخص ضرب می‌شود و از حاصل جمع آن‌ها امتیاز نهایی هر روش به دست می‌آید. در نهایت روشی که بیشترین امتیاز را داشته باشد به عنوان روش مناسب حفر انتخاب می‌شود.
برای اعتبارسنجی، نتایج مربوط به تونل راه پاتاوه- دهدشت (تونل شماره 1) که از سه زون زمین‌شناسی عبور می‌کند پیاده‌سازی و در نهایت برای زون 1 و 2 روش چالزنی و آتشباری و برای زون3 روش حفاری اتریشی (NATM) انتخاب شد در حالی که روش ارایه شده توسط کارفرما بر اساس سایر روش‌های موجود برای انتخاب روش حفاری تونل برای هر 3 زون روش چالزنی وآتشباری بوده و توصیه شده بود که برای مناطق با مقاومت کمتر از چکش هیدرولیکی استفاده شود.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

A new method for selection of optimum tunnel excavation method based on multi criteria decision making

نویسندگان English

SeyedMilad Mohammadi 1
Hasan Madani 2
Hamed Moladavoodi 2
Shobeir Arshadnejad 3
1 -
2 -
3 Mining Engineering Department, Mahallat Branch, Azad University
چکیده English

Selection of tunnel excavation method is one of the most important issues raised in the tunneling projects Because experience has shown that the results of incorrect choice of excavation method can lead to catastrophic situations. Various parameters are effective in choosing the right option for excavation a tunnel. The most important parameters include geological and geotechnical, geometric, executive, economic parameters and parameters related to infrastructure and necessary conditions for tunneling methods. in this research, a model for comprehensive evaluation and selection of the most suitable tunnel excavation method from the methods of drill and blasting, controlled drill and blasting, cut and cover, Austrian drilling method, road header machine and conventional shield excavation (TBM) is presented.
In this model, after studying and reviewing the relevant topics, the indicators that are effective in evaluation were considered and since the importance of the indicators in the evaluation is not the same, a questionnaire was prepared to determine their weight and their weight was determined by aggregating the opinions of experts. Scoring for each of the indicators for each of the excavation methods was done by evaluation questionnaires containing questions in numerical quantification. Finally, the simple weighting method (SAW) was used hierarchically to calculate the final score of each method. In this method, according to the geological and geotechnical conditions and the geometric parameters of the existing tunnel, the score of each index is multiplied by the final weight of that index and from the sum of them, the final score of each method is obtained. Finally, the method with the highest score is selected as the appropriate excavation method.

کلیدواژه‌ها English

select the optimal method
tunnel excavation
hierarchical analysis process
Tsiambaos, G., Saroglou, H,(2010): "Excavatability assessment of rock masses using the geological strength index", Bull Eng Geol Environ, p. p. 13-270.##Dey, K., Ghose, A.K. (2008); "Predicting cuttability with surface miners (A rock mass classification approach)", Journal of mines, metals and fuels, p. p. 85-91. ##Bell, F.G., (2004), Engineering geology and construction, Taylor and Francis Group, London, p791. ## وزارت صنعت، معدن و تجارت، دفتر نظارت امور معدنی، گردآورنده برنامه تهیه ضوابط و معیارهای معدن، (1394)، راهنمای پیش‌بینی رفتار تونل‌ها و انتخاب روش حفر مناسب، انتشارات سازمان نظام مهندسی معدن ایران. ## عطایی، محمد، (1389)، تصمیم‌گیری چند‌معیاره، انتشارات دانشگاه صنعتی شاهرود. ## International Society for Rock Mechanics ISRM, (1981), Rock characterization, testing and monitoring, In: Brown ET (ed) ISRM suggested methods. Pergamon Press, Oxford, p 211. ## AITES-ITA Working Group NO.14-2000,Recomandation and Classification for Tunnel Boring Machines(TBMs), www.ita-aites.org. ## Nyqvist ,L., (2005), Tunnelling options in long drives, Master thesis, Leula University Technology. ## Palmström, A.,(1995), RMi - a rock mass characterization system for rock engineering purposes, Unversity of Oslo. ## Sinha, R.S., (1989), Underground Structure Design and Instrumentation, Elsevier Science Publisher, B.V. ## Aydan, O., Ulusay, R., Tokashiki, N., (2013), A New Rock Mass Quality Rating System: Rock Mass Quality Rating (RMQR) and Its Application to the Estimation of Geomechanical Characteristics of Rock Masses, Journal of rock mechanics and rock engineering, On line published, 4 Sep. ## Isaksson, T., (2002), Model for estimation of time and cost based on risk evaluation applied on tunnel projects, Doctoral Thesis, Division of Soil and Rock Mechanics Royal Institute of Technolog Stockholm, Sweden. ## Kaiser, P.K. & McCreath, D.R. (1994). Rock Mechanics Considerations for Drilled or Bored Excavationsin Hard Rock . Tunnelling and Underground Space technology, 1994, Vol.9 No.4, pp 425–437. ## Hansen, A.M. (2008). TBM vs D&B – Pros and Cons, AMH ConsultAS. Personal communication. ## Holen, H. (1998).TBM vs Drill & BlastTunnelling. Publication NO.11, NorwegianTunnelling Society. ## حسن پور، جعفر، رستمی، جمال (1389)، عملکرد ماشین‌های تونل‌بری در سنگ سخت، نشر شرم، نشر فن آریا. ## محمودی، رضا، (1384)، حفر تونل‌ها با روش آتشباری و توجه به افزایش سرعت پیشروی. مجموعه مقالات دومین همایش منطقه‌ای معدن و علوم وابسته، صفحات ۲۸۵ تا ۲۹۷. ## Brian Fulcher, Eric Hudson-Smith, Lok Hom. (2015). Decision Process and Criteria for Selection of a Preferred Tunneling Method. Kenny Construction Company, The Robbins Company, Geosite,Pty,Ltd. ## راهکار مدیریت، مدیریت پروژه، ( 1389). http://www.mgtsolution.com/## AITES-ITA, (1997), Characerisation of TBM for tunnelling flysches, Workshop: "The Gibraltar Crossing", www.ita-aites.org. ## تقی‌پور، سیاوش، رخشنده، مهدی، (1382)، طبقه‌بندی توده سنگ‌ها، انتشارات جهاد دانشگاهی واحد صنعتی امیرکبیر. ## مدیریت طرح‌های عمرانی(1382)، انتشارات قرارگاه سازندگی خاتم الانبیا، چاپ دوم. ## University of Trondheim, (1998), “Hard rock Tunnel Boring Costs”, University of Trondheim, The Norwegian Institute of Technology, pp 3545-3551. ## محمدی کری بزرگ، سیدمیلاد؛ 1400؛ «ارایه‌ روشی برای انتخاب مناسب حفر تونل بر اساس تصمیم‌گیری چندمعیاره»، پایان‌نامه کارشناسی ارشد؛ دانشکده مهندسی معدن؛ دانشگاه صنعتی امیرکبیر. ##
دوره 18، شماره 60
پاییز 1402
صفحه 68-81

  • تاریخ دریافت 15 آبان 1401
  • تاریخ بازنگری 01 بهمن 1401
  • تاریخ پذیرش 06 خرداد 1402