رتبه بندی ریسک احداث مکانیزه تونل های بزرگ مقطع با روش های تصمیم گیری چندمعیاره فازی در تونل غربی البرز آزادراه تهران- شمال

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود

2 دانشیار، دانشکده مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود

3 استاد، دانشکده مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود

چکیده

حفاری مکانیزه تونل‌های بزرگ‌مقطع در محیط‌های سنگی با مخاطرات فراوانی همراه است. هزینه‌ بالای خرید دستگاه، برخورد به ناحیه‌های گسلی، هجوم آب، مچاله‌شوندگی و... از جمله مخاطراتی هستند که می‌توانند عملیات تونل‌سازی را برای مدت زیادی متوقف کنند. روش حفاری مکانیزه علاوه بر مزیت‌های قابل توجه، معایبی همچون عدم انعطاف‌پذیری دستگاه با شرایط پیچیده زمین‌شناسی، هزینه سرمایه‌گذاری بالا، ریسک‌های فنی- محیطی،  هندسی و  سیاسی را شامل می‌شود. با توجه به هزینه سرمایه‌گذاری زیاد در این روش، ارزیابی و رتبه‌بندی مخاطرات پیش‌رو اهمیت ویژه‌ای دارد. در این تحقیق سعی شده است تا با استفاده از روش‌های تصمیم‌گیری چندمعیاره فازی به ارزیابی ریسک‌های حفاری تونل غربی البرز پرداخته شود. تونل غربی البرز در بزرگ‌راه تهران- شمال، از جمله طرح‌های بزرگ‌راهی کشور است که برنامه‌ریزی حفاری آن با استفاده از ماشین مکانیزه تک‌سپره با مُدل  EPB مدنظر قرار گرفته است. در این تحقیق، با بررسی مشخصات زمین‌شناسی و نظر کارشناسان، 17 مخاطره محتمل، شناسایی و با روش‌های فازی تاپسیس و الکتره مورد ارزیابی قرار گرفته‌اند. نتایج تحلیل‌ نشان می‌دهد تجربه ناکافی تونل‌سازی مکانیزه پیمانکاران برای قطرهای بزرگ با رتبه ریسک 16/1، نشت گاز‌های سمّی موجود در تونل با رتبه ریسک 83/1 و سرمایه‌گذاری و خرید دستگاه و تجهیزات آن با رتبه ریسک 3 به‌ترتیب مهم‌ترین مخاطره‌های موجود در این عملیات تونل‌سازی هستند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Ranking the Risk of Mechanized Tunnel construction in Large Cross Section by Fuzzy Multi Criteria Decision Making Methods in Western Alborz Tunnel

نویسندگان [English]

  • A. Akbari 1
  • Sh. Zare 2
  • M. Ataei 3
1 M.Sc, Faculty of Mining, Petroleum and Geophysics Engineering, Shahrood University of Technology, Shahrood, Iran
2 Associate Professor, Faculty of Mining, Petroleum and Geophysics Engineering, Shahrood University of Technology, Shahrood, Iran
3 Professor, Faculty of Mining, Petroleum and Geophysics Engineering, Shahrood University of Technology, Shahrood, Iran
چکیده [English]

Mechanized excavation of the large cross section tunnels in rock condition has some hazards. Machine purchasing costs, fault zones, water inflows, squeezing, face instability, and etc. are some of the hazards which may cause excavation stop for a long time. In addition to mechanized excavation advantages, machine inflexibility in the complex geological conditions, high investment costs, technical, geometrical and political risks are the major disadvantages. Due to the high investment costs in this method, assessment and ranking the mentioned hazards are of a great importance. In this study, the tunneling risks of Alborz Western Tunnel (AWT) has been investigated using the fuzzy multi criteria decision making methods. The AWT in Tehran Shomal Highway is one of the major country project that considered to be excavated by an EPB shield machine. By analyzing geological condition and survey of some specialist's point of view, in this study, 17 possible hazards have been identified, and assessed by fuzzy TOPSIS and ELECTRE methods. Results shown that insufficient experience in mechanized tunneling of the large diameter tunnel and gas emission in the tunnel and investment and purchasing the machine are the most important risks in the project.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Risk ranking
  • Western Alborz Tunnel
  • Fuzzy multi criteria decision making
  • Fuzzy ELECTRE
  • Fuzzy TOPSIS

مراجع

[1]     Guglielmetti, V., Grasso, P., Mahtab, A., and Xu, S. (2008). “Mechanized tunnelling in urban areas: design methodology and construction control”. CRC Press.
[2]     Hamidi, J. K., Shahriar, K., Rezai, B., Rostami, J., and Bejari, H. (2010). “Risk assessment based selection of rock TBM for adverse geological conditions using Fuzzy-AHP”. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 69: 523-532.
[3]     Shahriar, K., Sharifzadeh, M., and Hamidi, J. K. (2008). “Geotechnical risk assessment based approach for rock TBM selection in difficult ground conditions”. Tunnelling and Underground Space Technology, 23: 318-325.
[4]     USA- UCA of SME- Underground Construction Association of SME (www.uca.smenet.org).
[5]     Raz, T., and Michael, E. (2001). “Use and bene_ts of tools for project risk management”. International Journal of Project Management, 19(1): 9-17.
[6]     Eskesene, S. D. (2004). “Guidelines for tunneling risk management: International Tunnelling Association”. Working Group No. 2 Tunneling and Undergruond Space Technology, 19: 217-237.
[7]     Gharari, N. (2007). “Risk Assessment in Tunneling With TBM Using FMEA Method And Temporary Ventilation Design”. Unpublished Case Study, University of Shahid Beheshti (MS), Tehran, Iran.
[8]     Hoek, E., and Palmeiri, A. (1998). “Geotechnical risks on large civil engineering projects”. International Association of Engineering Geologists Congress, Vancouver, Canada.
[9]     Holicky, M. (2008). “Risk assessment and optimization of road tunnels”. R&RATA  4, vol. 1.
[10]  Barton, N. (2012). “Reducing risk in long deep tunnels by using TBM and drill-and-blast methods in the same project–the hybrid solution”. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, 4(2): 115-126.
[11]  Yazdani-Chamzini, A., Haji Yakhchali, S., and Mahmoodian, M. (2013). “Risk ranking of tunnel construction projects by using the ELECTRE technique under a fuzzy environment”. International Journal of Management Science and Engineering Management, 8(1): 1-14.
[12]  Fouladgar, M. M., Yadani-Chamzini, A., and Basiri, M. H. (2011). “Risk evaluation of tunneling projects by fuzzy topsis”. In International Conference on Management, 1: 1219-1232.
[13]  صیادی، ا. ر.، حیاتی، م.، منجزی، م.؛ 1390؛"مدیریت ریسک در تونل ساخت با استفاده از تکنیک‌های MADM". نشریه مدیریت صنعتی (دانشکده مدیریت دانشگاه تهران)، دوره سوم، شماره 7، ص 99-116.
[14]  شرکت مهندسی جنرال مکانیک-سابیر، با همکاری مهندسین مشاور ایران استن؛ 1396؛ گزارش فنی پروژه آزاد‌راه تهران- شمال(تونل غربی البرز)، تهران، ایران.
[15]  عطائی، م.؛ 1388؛"تصمیم‌ گیری چند معیاره فازی". چاپ اول، انتشارات دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود.
[16]  عطائی، م.؛ 1395؛ "مدیریت ریسک". چاپ اول، انتشارات دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود.
[17]  Chia-Chi, S., and Grace T. R. L. (2009). “Using fuzzy TOPSIS method for evaluating the competitive advantages of shopping websites”. Expert Systems with Applications, 36(9): 11764-11771.
[18]  Malakouti, M., Faizi, M., Hosseini, S. B., and Maleki, S. N. (2018). “Evaluation of flexibility components for improving housing quality using fuzzy TOPSIS method”. Journal of Building Engineering, 22:  154-160.
[19]  Ranjbar, H. R., and Nekooie, M. A. (2018). “An improved hierarchical fuzzy TOPSIS approach to identify endangered earthquake-induced buildings”. Engineering Applications of Artificial Intelligence, 76: 21-39.
[20]  Önüt, S., and Soner, S. (2008). “Transshipment site selection using the AHP and TOPSIS approaches under fuzzy environment”. Waste Management, 28(9): 1552-1559.
[21]  Rouhani, S., Ghazanfari, M., and Jafari, M. (2012). “Evaluation model of business intelligence for enterprise systems using fuzzy TOPSIS”. Expert Systems with Applications, 39(3): 3764-3771.
[22]  Hatami-Marbini, A., and Tavana, M. (2011). “An extension of the Electre I method for group decision-making under a fuzzy environment”. Omega, 39(4): 373-386.
[23]  Aytac, E., Tus, I. A., and Kundakci, N. (2011). “Fuzzy ELECTRE I Method for Evaluating Catering Firm Alternatives”. Ege Academic Review, 11: 125-134.
[24]  Hatami, A., and Tavana, M. (2011). “Extension of the Electre I method for group decision-making under a fuzzy environment”. Omega, 39: 373-386.
[25]  Zak, J., and Kruszynski, M. (2015). “Application of AHP and ELECTRE III/IV methods to multiple level, multiple criteria evaluation of urban transportation projects”. Transportation Research Procedia, 10: 820-830
[26]  Almeida, A. T. (2007). “Multicriteria decision model for outsourcing contracts selection based on utility function and ELECTRE method”. Computers & Operations Research, 34: 3569-3574.
[27]  Cavallaro, F. (2010). “A comparative assessment of thin-filmphotovoltaic production processes using the ELECTRE III method”. Energy Policy, 38: 463-474.
[28]  Chen, C. T., and Hung, W. Z. (2008). “Applying fuzzy linguistic variable and ELECTRE method in R&D project evaluation and selection”. IEEE International Conference on Industrial Engineering and Engineering Management (IEEM 2008), IEEE, Singapore, 999-1003.
[29]  عطائی، م.؛ 1388؛ "تصمیم‌گیری چند معیاره". چاپ اول، انتشارات دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود.

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 26 اردیبهشت 1398
  • تاریخ بازنگری: 16 مرداد 1398
  • تاریخ پذیرش: 10 آذر 1398

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار