فهرست مطالب
فصل 1. کلیات و مقدمه

با افزایش نیازهای جوامع بشری به ابر سازه‌های مهندسی، تقاضا برای ساخت سازه‌های زیرزمینی بزرگ مانند تونل¬های انتقال آب‌ بین حوزه‌ای ، تونل‌های جاده‌ای و ریلی طویل، تونل‌های مترو، تونل‌های جمع آوری آب‌های سطحی و ….، در زمین‌های نامناسب رو به افزایش است. اگرچه پیشرفت تکنولوژی و افزایش دانش تونل سازی سبب شده است روش‌های نوین و کارآمدی برای حفر تونل‌ها و فضاهای زیرزمینی بزرگ حتی در شرایط نامناسب زمین¬شناسی ابداع شود، اما همواره دست‌یابی به اطلاعات مناسب از شرایط زمین پیشِ روی تونل عامل اصلی در موفقیت ساخت سازه‌های زیرزمینی در شرایط دشوار زمین¬شناسی خواهد بود.
در ساخت و سازهای زیرزمینی ریسک‌های همراه با اجرا به دلیل عدم قطعیت‌های فراوان در مدل ژئوتکنیکی و زمین¬شناسی مهندسی پروژه، با دقت قابل تعریف نمی‌باشند. با توجه به این ویژگی پروژه‌های تونل سازی، لازم است ارزیابی ریسک صورت پذیرد. همچنین لازم است سیستم مدیریت ایمنی در این پروژه‌ها با حساسیت بالاتری پیاده سازی شود.
1-2- ضرورت انجام تحقیق
با توجه به رشد بسیار سریع در فناوري تونل¬سازی و ساخت دستگاه‌های بزرگ‌تر و پیچیده‌تر و همچنین مشکلات زمین¬شناسی؛ مدیریت این پروژه‌ها با چالش روبرو شده است. مدیریت ریسک به عنوان یکی از فازهاي مدیریت پروژه؛ و با توجه به ماهیت نامطمئن پروژه‌های تونل¬سازي و لزوم صرف بهینه منابع آن‌ها، داراي اهمیت انکار ناپذیري است.
1-3- اهداف تحقیق
هدف از فاز ارزیابی ریسک، اندازه¬گیري ریسک‌ها بر اساس شاخص‌های مختلف از قبیل «احتمال وقوع ریسک»، «میزان تأثیر ریسک بر هزینه، زمان و کیفیت پروژه»، «میزان عدم اطمینان از تخمین» و «توانایی سازمان در واکنش به ریسک» می‌باشد. رتبه¬بندي ریسک‌ها، قسمت کلیدي این فرایند به شمار می‌رود. زیرا با انجام رتبه¬بندي ریسک‌ها، ارجحیت هر ریسک بر اساس شاخص‌های تعیین شده، در مقابل سایر ریسک‌ها مشخص و در نتیجه مدیران پروژه‌های تونل¬سازي می‌تواند در مورد میزان تخصیص منابع موجود براي مقابله با هر ریسک برنامه ریزي نماید. هدف از انجام این تحقیق، استفاده از روش‌های تصمیم¬گیری چند معیاره برای رتبه¬بندی ریسک ماشین حفاری TBM برای تونل انتقال آب گلاب می‌باشد.
1-4- مراحل انجام تحقیق
به منظور دست یابی به اطلاعات اولیه از وضعیت زمین شناسی منطقه بازدید یک ماهه از محل پروژه به عمل آمد. طی این بازدید ضمن آشنا شدن با منطقه و ماشین حفاری TBM، ریسک زمین شناسی این ماشین مورد بررسی قرار گرفت. سپس با بدست آوردن گزارش زمین¬شناسی مهندسی و برگزاری جلسات با مدیر پروژه و کارشناسان زمین¬شناسی، اطلاعات اولیه برای رتبه¬بندی ریسک ماشین حفاری TBM حاصل شد. در این تحقیق ریسک ماشین حفاری TBM در تونل انتقال آب گلاب با استفاده از روش‌های تصمیم گیری چند معیاره رتبه بندی شده است.
1-5- ساختار پایان نامه
این پایان نامه شامل هفت فصل می‌باشد. در فصل اول به ضرورت تحقیق، مراحل انجام تحقیق و ساختار پایان نامه پرداخته شده است. در فصل دوم اصول و مفاهيم اوليه مديريت پروژه، ريسک و مديريت ريسک بيان شده است و به طور مختصر استاندارد بین‌المللی دانش مدیریت پروژه که يکي از مهم‌ترین و کامل¬ترين مدل¬ها در زمينه مديريت ريسک مي¬باشد توصیف گردیده است.
با توجه به اینکه پیشینه تحقیق پیرامون مدیریت ریسک پروژه‌های تونل سازی بسیار مهم می‌باشد فصل سوم به این بخش اختصاص داده شده است.
در فصل چهارم روش‌های تصمیم گیری چند معیاره جهت رتبه بندی ریسک ارائه شده است؛ و روش
حل مسئله با روش‌های شباهت به گزینه ایده ال ، تحلیل سلسله مراتبی ، شباهت به گزینه ایده آل فازی¬ و تحلیل سلسله مراتبی فازی به طور کامل شرح داده شده است. در پایان این فصل نیز استراتژی‌های اولویت بندی از جمله روش میانگین رتبه‌ها، روش بردا و روش کپ لند به منظور اولویت بندی گزینه‌ها آمده است.
چالش‌های زمین¬شناسی پروژه‌های تونل سازی مکانیزه در فصل پنجم مورد بحث قرار گرفته است. در این فصل مهم‌ترین مخاطرات زمین¬شناسی از جمله نشت و هجوم آب زیرزمینی، نشت گاز، ناپایداری سینه کار، ناپایداری دیوار و سقف تونل، مچاله شوندگی (لهیدگی)، تورم سنگ‌های رسی، سینه کار مختلط و چسبناکی سنگ‌ها و خاک‌های رسی مورد بحث قرار گرفته و مهم‌ترین مشکلات ناشی از این مخاطرات بررسی شده و راهکارهای پیش بینی و پیش¬گیری با آن‌ها ارائه شده است.
در فصل ششم که مهم‌ترین فصل این پژوهش می‌باشد، با انجام مطالعات زمین¬شناسی و زمین-شناسی مهندسی منطقه گلاب، ریسک ماشین حفاری مکانیزه با سپر تلسکوپی شناسایی شده و احتمال وقوع ریسک، میزان تأثیر ریسک بر هزینه، زمان و کیفیت پروژه، میزان عدم اطمینان از تخمین و توانایی سازمان در واکنش به ریسک با بررسی در منابع علمی و نظر متخصصان تونل تعیین شده است. در نهایت ریسک ماشین حفاری مکانیزه با سپر تلسکوپی در تونل انتقال آب گلاب توسط روش‌های شباهت به گزینه ایده ال، تحلیل سلسله مراتبی، شباهت به گزینه ایده آل فازی و تحلیل سلسله مراتبی فازی رتبه بندی شده است. و بر اساس استراتژی‌های اولویت بندی با استفاده از روش‌های میانگین رتبه‌ها، روش بردا و کپ لند اولویت بندی گزینه‌ها صورت گرفت.

1-1- مقدمه……………………………………………………………. 1
1-2- ضرورت انجام تحقیق……………………………………………. 1
1-3- اهداف تحقیق …………………………………………………….1
1-4- مراحل انجام تحقیق……………………………………………… 2
1-5- ساختار پایان نامه………………………………………………… 2

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

فصل 2. مدیریت ریسک

برای رشد، توسعه، تعامل و سازگاری با حرکت جهانی فن¬آوری و صنعت، باید در هر لحظه به دنبال ابزارهایی نو و کارا بود. ارتقاء و تعالی محقق نخواهد شد جز با خطر کردن و حرکت هدف‌دار در دنیای پرشتاب و ناپایدار، که لازمه آن افزایش توانمندی و بنیه رقابتی افراد و سازمان می‌باشد.
ریسک و مدیریت ریسک در چند سال اخیر به موضوعی حساس و ضروری برای سازمان‌ها و خصوصاً قشر مدیران تبدیل شده است، چرا که در یک محیط بی¬ثبات و نامعین، هر لحظه می‌توان انتظار وقوع رخدادهای خارج از برنامه و غیرمنتظره را داشت. مدیران همیشه سعی دارند بدانند چرا پروژه‌ها به تأخیر می‌افتند و یا هزینه و کیفیت محصول و پروژه بر اساس آنچه پیش بینی شده محقق نمی‌گردد. با رشد تئوری‌های مدیریت و برنامه ریزی و گسترش به کارگیری آن‌ها، لزوم استفاده از ابزارهای مدیریت ریسک خصوصاً در محیط¬های پروژه محور به شدت احساس می‌گردد. در این راستا تلاش برای شناسایی، آموزش و به کارگیری ابزارها و تکنیک¬های مدیریت ریسک پروژه طی سال‌های اخیر رشد فزاینده‌ای داشته است.
در اين فصل اصول و مفاهيم اوليه مديريت پروژه، ريسک و مديريت ريسک بيان شده است. اين اصول، پايه و اساسي براي مطالبي خواهد بود که در فصول بعدي به آن¬ها خواهيم پرداخت.

2-2- پروژه و مدیریت پروژه
2-2-1- پروژه
موسسه مدیریت پروژه (PMI )، پروژه را «مجموعه تلاش¬هاي موقتي براي تحقق يک تعهد و يا ايجاد يک محصول يا ارائه خدمات مشخص، غير تکراري و منحصر به فرد» تعريف مي¬نمايد [1]. همچنين مطابق تعريف ISO 10006 پروژه، «فرآيند يکتا و يگانه، شامل مجموعه¬اي از فعاليت¬هاي هماهنگ و کنترل شده با زمان شروع و خاتمه جهت نيل به هدف مشخص با نيازمندي¬هاي معين با توجه به محدوديت¬هاي زمان، هزينه و منابع» مي¬باشند. [2]

شکل(5-7)رخنمون هایی از محیط‌های مخلوط سنگ و خاک (وجود قطعات سنگی در زمینه نرم‌تر با سختی یا سیمان شدگی متفاوت)

شکل(5-7) رخنمون هایی از محیط‌های مخلوط سنگ و خاک (وجود قطعات سنگی در زمینه نرم‌تر با سختی یا سیمان شدگی متفاوت)

2-1- مقدمه……………………………………………………………….. 5
2-2- پروژه و مدیریت پروژه……………………………………………….. 5
2-2-1- پروژه……………………………………………………………….. 5
2-2-2- مديريت پروژه……………………………………………………… 6
2-2-3- عدم قطعيت پروژه……………………………………………….. 7
2-3- ريسک و مديريت ريسک…………………………………………… 8
2-3-1- ريسک…………………………………………………………….. 8
2-3-2- مديريت ريسک…………………………………………………… 9
2-3-3- ضرورت مديريت ريسک…………………………………………. 10
2-3-4- مروري بر فرايند مديريت ريسک پروژه در راهنماي PMBOK ا..12
1- برنامه¬ريزي مديريت ريسک………………………………………… 12
2- شناسایی ريسک……………………………………………………. 13
3- تجزیه و تحلیل کیفی ريسک………………………………………… 13
3- تجزیه و تحلیل کمی ريسک…………………………………………. 15
4- برنامه ریزی پاسخ به ريسک………………………………………… 16
3- پیگیری و کنترل ريسک……………………………………………….. 19

فصل 3. پيشينه تحقيق

پروژه¬هاي تونل سازی به دليل عدم قطعيت¬‌هاي مرتبط با آن¬ها همواره با درصد بالايي از ريسک همراه مي¬باشند. مديريت درست و به موقع اين ريسک‌ها موجب حداقل کردن احتمال وقوع يا اثر پيامدهاي منفي بر اهداف پروژه مي¬گردد. در يك پيمايش جهاني در خصوص پروژه‌هاي تونل سازی، افزايش 30 تا 50 درصدي در زمان و هزينه‌ها به علت مديريت ناقص و اشتباه گزارش شده است [11]. بر اساس پيمايشي ديگر (در بين شركت¬هاي انگليسي در سال 1994)، 40 درصد پروژه‌ها از نظر بودجه و يا زمان از مقدار تعيين شده تجاوز کرده‌اند و در بيش از 60 درصد آن‌ها نيز مديريت ريسك سازمان ضعيف ارزيابي شده است [12].
همان¬گونه که در فصل دوم اشاره شد ارزيابي ريسک يکي از اركان مديريت ريسك بوده و با توجه به ماهيت نامطمئن پروژه¬هاي تونل سازی و لزوم صرف بهينه منابع، داراي اهميت زياد است. هدف از ارزيابي ريسک، اندازه¬گيري ريسک¬ها بر اساس شاخص¬هاي مختلف از قبيل میزان تأثیر، احتمال وقوع، عدم اطمینان از تخمین و توانایی سازمان در واکنش به ریسک می‌باشد. رتبه¬بندي ريسک¬ها، قسمت کليدي اين فرايند به شمار مي¬رود زيرا با انجام رتبه¬بندي، ارجحيت هر ريسک در مقابل ساير ريسک¬ها مشخص و در نتيجه تصميم¬گيرنده می‌تواند در مورد ميزان تخصيص منابع موجود براي مقابله با هر ريسک برنامه¬ريزي نمايد [13]. در اين فصل ضمن مرور تحقيقات انجام شده در خصوص ارزيابي ريسک در پروژه¬هاي تونل سازی، نقاط قوت و ضعف آن¬ها جمع¬بندي شده است.

3-2- سابقه تحقيق
ارزیابی ریسک یکی از فازهای مدیریت ریسک می‌باشد که می‌تواند به مدیران پروژه‌ها کمک کند تا بتواند ریسک‌ها را رتبه بندی نماید و در نهایت پس از ارزیابی ریسک، مدیریت ریسک می تواند یک برنامه مناسب را جهت مقابله یا کاهش ریسک‌ها ارائه کنند. به منظور ارزیابی ریسک روش‌های مختلفی از جمله شبیه سازی مونت کارلو ( Rezaie et al ,2007 [14]; Au et al, 2007 [15]; Wu, 2008 [16]; Amigun et al, 2011 [17];)، درخت رویداد (Linder et al , 1987 [18]; Meloy, 2006 [19]; Vílchez et al., 2011 [20])، درخت خطا (Lindhe et al., 2009 [21]; Ferdous et al., 2009 [22]; Vaurio, 2010 [23]; Farret et al., 2011 [24])، تجزیه تحلیل حالات شکست و اثرات آن (Carlsson, 2004 [25]; Gowland, 2006 [26]; Wang et al., 2009 [27]; Leeuwen et al., 2009 [28]; Hu et al., 2009 [29]; Xiao et al., 2011 [30]; Zhang & Chu, 2011 [31])، روش‌های فازی (Chen & Chen, 2008 [32]; Lee & Chen, 2008 [33]; Chen & Wang, 2009 [34]; Feng & Luo, 2009 [35]; Xu et al., 2010 [36]; Hejazi et al., 2011 [37]; Idrus et al., 2011 [38]) و روش‌های تصمیم گیری چند معیاره (Fouladgar et al, 2011 [39]; Sayadi et al, 2009 [40] ; Linkov et al , 2006 [41] ; Wang & Lee, 2008 [42]; Wang & Elhag, 2006 [43];Heller , 2006 [44]; Michnic & Lo, 2005 [45]; Lambert et al, 2001 [46];) وجود دارد.
به علت اهمیت ریسک‌ها در فضاهای زیرزمینی و پروژه های تونل سازی، محققان زیادی بر روی ارزیابی و اولویت بندی ریسک‌ها تحقیق کرده‌اند که به تعدادی از مطالعات انجام شده در دو دهه اخير به ترتيب سال اشاره مي¬گردد:

3-1- مقدمه……………………………………………………………… 22
3-2- سابقه تحقيق…………………………………………………….. 23

فصل 4. کلیاتی در مورد تصمیم¬گیری چند معیاره

يک تصميم نتيجه فرايند انتخاب يک گزينه بهتر از بين دو يا چند گزينه متفاوت مي¬باشد، که ما را در رسيدن به مقصود (آرمان) ياري مي‌دهد. اين فرايند، تصميم¬گيري ناميده مي¬شود. به زعم هربرت سايمون ، تصميم¬گيري، مترادف با کل فرايند مديريت است. امر تصميم¬گيري و بررسي مسائل در قالب يک فرايند سيستماتيک مورد توجه قرار مي¬گيرد. اين فرايند داراي مراحل زير مي‌باشد [86]:
1- تعريف مسئله
2- شناخت راه حل¬هاي ممکن
3- ارزيابي راه حل¬هاي ممکن
4- انتخاب يک راه حل
به طور کلي اگر بخواهيم تعريف جامعي از فنون تصميم¬گيري ارائه دهيم مي‌¬توان گفت: فنون تصميم-گيري به مجموعه فنون و روش¬هايي اطلاق مي¬شود که جهت ارزيابي راه¬حل¬هاي ممکن (گزينه¬هاي رقيب) و انتخاب بهترين راه حل بکار مي¬رود [86].

4-2- طبقه¬بندي فنون تصميم¬گيري
فنون تصميم¬گيري را با توجه به ماهيت، شرايط و معيارهاي مؤثر در تصميم¬گيري به دو شيوة رايج کلي مي¬توان تقسيم¬بندي نمود [87]که در حد اشاره به آن¬ها اکتفا شده است.
4-2-1- طبقه¬بندي نوع اول
در اين طبقه¬بندي فنون تصميم¬گيري بر مبناي شرايط تصميم¬گيري و نوع مدل¬سازي انجام گرفته به دو دسته به شرح زير تقسيم¬بندي مي¬گردند:

4-1-1-1- طبقه¬بندي فنون بر مبناي شرايط تصميم¬گيري
تصميماتي که افراد مي¬گيرند بسته به ميزان دانش و اطلاعات آن¬ها در آن وضعيت و نيز ميزان اطمينان به نتايج حاصل از شقوق مختلف به 4 دسته تقسيم مي¬شوند:
1) تصميم¬گيري در شرايط اطمينان کامل
در اين شرايط تصميم¬گيرندگان با اطمينان کامل، پيامدهاي هر گزينه را مي¬دانند و ضريب اطمينان به داده¬ها و اطلاعات صددرصد می‌باشد؛ بنابراين گزينه‌هايي را انتخاب مي‌کنند که منافع آن¬ها را حداکثر کند که از آن جمله مي‌توان به فنون تصميم¬گيري تک معياره و چند معياره اشاره نمود.
2) تصميم¬گيري در شرايط ريسک (احتمالي)
در صورتی تصميم‌گيرنده بتواند احتمال وقوع حالات مختلف رويداد پديده را براي مسأله تعيين کند، تصميم¬گيري از نوع ريسک يا احتمالي خواهد بود.
3)تصميم¬گيري در شرايط فازي
بنيان منطق فازي و تئوري مجموعه‌هاي فازي در تعريف ماکس بلک از ابهام و سربسته بودن داده¬ها در سال 1937 نهفته است. به عبارت ديگر زماني فنون تصميم¬گيري در شرايط فازي مطرح مي‌گردند که داده¬هايي که مبناي تصميم¬گيري قرار مي¬گيرند در فرم مبهم و سربسته اتفاق بيفتند.
داده¬هاي مبهم : داده¬هايي هستند که حدود و مرزهاي مشخصي ندارند و معمولاً با مفاهيم کلامي چون حدوداً، تقريباً و … بيان مي‌شوند.
داده¬هاي سربسته : مفاهيم کلامي هستند که درك معني آن¬ها نيازمند توضيح بيشتر باشد به عنوان مثال مفاهيم کلامي چون مدير خوب، کيفيت کار بالا، کسب رهبري وظیفه مدار، و … از نوع داده¬هاي سربسته مي¬باشند. به عبارت ديگر مفاهيم و داده‌هايي که تصميم‌گيرندگان استنباط‌هاي متفاوتي از آن¬ها داشته باشند مفاهيم فازي هستند. به تعبير لطفی زاده يکي از بنیان گذاران اين منطق، عوامل ابهام يا ناشي از زبان طبيعي و ادراك انساني است و يا ناشي از عدم اطمينان در قوانيني که به عنوان مبناي قضاوت انسان قرار مي¬گيرد، که عمدتاً به تجربه گذشته او بر‌مي‌گردد.
4) شرايط عدم اطمينان کامل
در این‌گونه شرايط تصميم¬گيري، تصميم‌گيرنده نمي¬تواند هيچ احتمالي جهت وقوع رويداد هر يک از پديده‌ها را مشخص کند. به عبارت ديگر تصميم‌گيرنده نمي¬داند کدام يک از حالات طبيعي رخ خواهد داد. عمدتاً در این‌گونه شرايط تصميم‌گيرنده سعي در تعريف يک تابع احتمالي ذهني دارد و سعي مي کند فضاي تصميم‌گيري را به شرايط ريسک (احتمالي) يا شرايط فازي نزديک کند.

شکل(5-3)پرسنل در حال کار در شرایط وجود حجم زیاد آب و گاز در تونل زاگرس

شکل(5-3) پرسنل در حال کار در شرایط وجود حجم زیاد آب و گاز در تونل زاگرس

4-1- مقدمه ………………………………………………………………31
4-2- طبقه¬بندي فنون تصميم¬گيري……………………………….. 31
4-2-1- طبقه¬بندي نوع اول…………………………………………… 31
4-2-1-1- طبقه¬بندي فنون بر مبناي شرايط تصميم¬گيري……….. 31
4-2-1-2- طبقه‌بندي فنون تصميم‌گيري بر مبناي نوع مدل‌سازي….. 33
4-2-2- طبقه‌بندي نوع دوم……………………………………………… 34
4-2-2-1- فنون تصميم¬گيري تک معیاره……………………………… 34
4-2-2-2- فنون تصميم‌گيري چند معياره (MCDM) ا…………………..34
4-3- طبقه‌بندي فنون تصميم‌گيري چند شاخصه…………………….. 37
4-3-1- مدل‌هاي غیر جبرانی…………………………………………… 37
4-3-2- مدل‌هاي جبراني……………………………………………….. 38
4-4- روش تحلیل سلسله مراتبی AHPا…………………………….. 41
4-4-1- تشکیل سلسله مراتب……………………………………….. 41
4-4-2- محاسبه وزن عناصر در AHPا…………………………………. 41
4-4-3- سازگاری سیستم ……………………………………………..44
4-5- روش شباهت به گزینه ایده آل TOPSIS ا……………………….46
4-5-1- تشکيل ماتريس تصميم ………………………………………..46
4-5-2- بدون مقیاس کردن ماتريس تصميم………………………….. 47
4-5-3- تعيين ماتريس وزن معيارها……………………………………. 47
4-5-4- تعيين ماتريس تصميم وزن دار …………………………………47
4-5-5- پيدا کردن حل ايده آل و ضد ايده آل………………………….. 47
4-5-6- محاسبه فاصله از حل ايده آل و ضد ايده آل…………………. 48
4-5-7- محاسبه شاخص شباهت……………………………………… 48
4-6- روش‌های تصمیم گیری چند معیاره فازی………………………. 49
4-7- تئوری مجموعه‌های فازی…………………………………………. 49
4-8- روش شباهت به گزینه ایده آل فازی (FTOPSIS)ا…………….. 51
4-8-1- تشکیل ماتریس تصمیم فازی…………………………………. 52
4-8-2- تعیین ماتریس وزن معیارها …………………………………….52
4-8-3- نرمال کردن ماتریس تصمیم فازی…………………………….. 53
4-8-4- تعیین ماتریس تصمیم فازی وزن دار…………………………… 54
4-8-5- یافتن حل ایده آل فازی و حل ضد ایده آل فازی……………… 54
4-8-6- محاسبه فاصله از حل ایده آل و ضد ایده آل فازی……………. 55
4-8-7- محاسبه شاخص شباهت………………………………………. 55
4-8-8- رتبه بندی گزینه‌ها………………………………………………. 55
4-9- روش تحلیل سلسله مراتبی فازی (FAHP) ا…………………….56
4-10- استراتژی‌های اولویت بندی……………………………………… 59
4-10-1- روش میانگین رتبه‌ها…………………………………………… 59
4-10-2- روش بردا ………………………………………………………..60
4-10-3- روش کپ لند…………………………………………………… 60
4-11- نتیجه گیری……………………………………………………….. 60

فصل 5. چالش‌های زمین شناسی پروژه‌های تونل سازی مکانیزه.

رشد بسیار سریع فناوری، ساخت ماشین‌های حفار تمام مقطع (TBM) بزرگ‌تر و پیچیده‌تر و همچنین مشکلات زمین¬شناسی؛ مدیریت پروژه‌های تونل سازی را با چالش همراه کرده است. با توجه به ماهیت نامطمئن پروژه‌های تونل سازي و لزوم صرف بهینه منابع توجه به مدیریت ریسک این پروژه‌ها داراي اهمیت انکار ناپذیري است. حفاری در زمین‌های مشکل دار نظیر نواحی گسله با حجم بالای جریان آب زیرزمینی، تشکیلات گازدار و … منجر به توقف‌های طولانی و در نتیجه کاهش راندمان دستگاه و در نهایت تحمیل هزینه اضافی به پروژه خواهد شد. وجود این شرایط در اکثر پروژه‌های تونل سازی (تونل‌های بلند) اجتناب ناپذیر است. لیکن می‌توان با انجام مطالعات برجا و مدیریت مناسب در مراحل طراحی و ساخت و ساز که منجر به شناسایی شرایط زمین¬شناسی در طول تونل می‌شود به روشی جهت پیشگیری و مقابله با خطرات دست یافت؛ و از تبعات چنین شرایطی کاست.
در تونل‌ها، مخاطرات تابع رفتار زمین و مشخصات پروژه مانند روش حفاری، سرعت حفاری، قطر حفاری و شکل آن است. رفتار زمین نیز تابع ویژگی توده سنگ و شرایط زمین¬شناسی محیطی است که تونل در آن حفاری می‌شود.
در این فصل چالش‌های زمین¬شناسی پروژه‌های حفاری مکانیزه از جمله نشت و هجوم آب زیرزمینی، نشت گاز، ناپایداری سینه کار، ناپایداری دیوار و سقف تونل، مچاله شوندگی (لهیدگی)، تورم سنگ‌های رسی، سینه کار مختلط، چسبناکی سنگ‌ها و خاک‌های رسی بررسی شده است. در ادامه راهکارهای شناسایی و پیش بینی این ریسک‌ها و همچنین مهم‌ترین روش‌های پیش¬گیری و مقابله نیز بیان شده است.
تنوع ویژگی‌های توده سنگ و شرایط زمین¬شناسی باعث می‌شود تا هر تونل از نظر طراحی و ساخت منحصر به فرد باشد. ارزیابی رفتار زمین دربرگیرنده تونل و شناخت مخاطرات و لحاظ کردن راه‌های مقابله با آن در طراحی از پیش نیازهای موفقیت در یک پروژه تونل سازی است. این ارزیابی باید بر پایه درک جامع زمین¬شناسی منطقه و تهیه مدل‌های زمین¬شناسی استوار باشد که در آن داده‌ها و شرایط زمین با توصیف‌های زمین¬شناسی مهندسی همراه است [99].
جدا از عملکرد ماشین‌های حفر تمام مقطع تونل در شرایط مطلوب زمین، در بسیاری از موارد نرخ‌های واقعی پیشروی کمتر از مورد انتظار و پیش بینی شده است، لذا منطقی است که این ایده را بپذیریم که علاوه بر رخدادهای پیش بینی نشده مانند توقف و خرابی اجزاء TBM مشکلات ناشی از زمین اغلب کمتر مورد ارزیابی قرار می‌گیرند و یا اصلاً نادیده گرفته می‌شوند. علت اصلی مواجه با شرایط دشوار زمین، عدم شناخت کافی در شرایط پیچیده و متغیر زمین است. از این رو‌ در همه مراحل طراحی و ساخت تونل عدم قطعیت‌های زمین¬شناسی بایستی در نظر گرفته شود [100].
مشکلات اساسی همیشه از سوی ناهمگونی فیزیکی و ژئوتکنیکی توده سنگی که تونل باید در آن حفر شود، شکل می‌گیرد. برای حفاری مکانیزه تمام مقطع تونل که یک سیستم نسبتاً صلب است، ناهمگونی مقاومت مواد مورد حفاری (چه ماده سنگ و چه خاک) بسیار مهم‌تر است [100].
روبرو شدن با مخاطراتی مانند هجوم آب، برخورد با زون‌های کارستی (حفرات انحلالی)، نشت گازهای مضر، برخورد با زون‌های گسلی و زمین‌های چسبنده، تورم و لهیدگی، روان شدن زمین و دیگر مخاطرات زیست محیطی مانند افت سطح آب زیرزمینی و خشک شدن چشمه‌ها و چاه‌ها از مهم‌ترین و متداول‌ترین چالش‌های زمین¬شناسی مهندسی در تونل‌های سنگی ایران است که توسط محققین متعددی گزارش شده است [99].

شکل(5-1)ریزش آب از دیواره‌های تونل و صعوبت کار برای پرسنل در تونل انتقال آب زاگرس (قطعه دوم)

شکل(5-1) ریزش آب از دیواره‌های تونل و صعوبت کار برای پرسنل در تونل انتقال آب زاگرس (قطعه دوم)

5-1- مقدمه…………………………………………………………………. 64
5-2- نشت و هجوم آب زیرزمینی…………………………………………. 64
5-2-1- مهم‌ترین مشکلات ناشی از نشت و هجوم آب زیرزمینی…….. 66
5-2-2- روش‌های شناسایی و پیش بینی نشت و هجوم آب زیرزمینی 67
5-2-3- راهکارهای پیشگیری و مقابله با نشت و هجوم آب زیرزمینی ..68
5-3- نشت گازهای سمی……………………………………………….. 68
5-3-1- مهم‌ترین مشکلات ناشی از نشت گاز…………………………. 70
5-3-2- روش‌های شناسایی و پیش بینی نشت گاز………………….. 70
5-3-3- راهکارهای پیشگیری و مقابله با نشت گاز……………………. 70
5-4- مچاله شوندگی (لهیدگی) زمین………………………………….. 71
5-4-1- مشکلات ناشی از رفتار مچاله شوندگی (لهیدگی) زمین….. 72
5-4-2- روش‌های شناسایی و پیش بینی رفتار مچاله شوندگی زمین 72
5-4-3- راهکارهای پیشگیری و مقابله رفتار مچاله شوندگی زمین….. 72
5-5- تورم سنگ‌های رسی………………………………………………. 73
5-5-1- مشکلات ناشی از تورم سنگ‌های رسی…………………….. 74
5-5-2- روش‌های شناسایی و پیش بینی فشار ناشی از تورم سنگ‌های رسی……………………………………………………………………….. 75
5-5-3- راهکارهای پیشگیری و مقابله تورم سنگ‌های رسی……….. 75
5-6- ناپایداری سینه کار تونل ……………………………………………..75
5-6-1- مشکلات ناشی از ناپایداری سینه کار…………………………. 76
5-6-2- روش‌های شناسایی و پیش بینی ناپایداری سینه کار………. 76
5-6-3- راهکارهای پیشگیری و مقابله با ناپایداری سینه کار………… 77
5-7- ناپایداری دیوار و سقف تونل ……………………………………….77
5-7-1- مشکلات ناشی از ناپایداری دیوار و سقف تونل……………… 78
5-7-2- روش‌های شناسایی و پیش بینی ناپایداری دیوار و سقف تونل 78
5-7-3- راهکارهای پیشگیری و مقابله با ناپایداری دیوار و سقف تونل.. 79
5-8- سینه کار مختلط ………………………………………………………79
5-8-1- مشکلات ناشی از سینه کار مختلط……………………………. 80
5-8-2- روش‌های شناسایی و پیش بینی سینه کار مختلط………….. 80
5-8-3- راهکارهای پیشگیری و مقابله با سینه کار مختلط……………..81
5-9- چسبناکی خاک‌ها و سنگ‌های رسی……………………………. 81
5-9-1- مشکلات ناشی از چسبناکی خاک‌ها و سنگ‌های رسی…… 82
5-9-2- روش‌های شناسایی و پیش بینی چسبناکی خاک‌ها و سنگ‌های رسی…………………………………………………………………………. 82
5-9-3- راهکارهای پیشگیری و مقابله با چسبناکی خاک‌ها و سنگ‌های رسی…………………………………………………………………………..82

فصل 6. مدیریت ریسک تونل انتقال آب گلاب.

پروژه ملی انتقال آب از زاینده رود به کاشان که ابتدای آن را تونل انتقال آب گلاب تشکیل می‌دهد جهت تأمین آب مورد نیاز شهرستان کاشان انجام می‌شود. از نظر جغرافیایی، تونل مذکور در 110 کیلومتری شمال غربی اصفهان واقع گردیده و از لحاظ موقعیت زمین¬شناسی در قسمتی از زون سنندج- سیرجان قرار دارد. این تونل به صورت دو بخش احداث خواهد شد. قطعه اول آن که تونل اصلی نام دارد، با روند N66E و طول 9873 متر بوده و قطعه دوم که یک تونل دسترسی است، با روند N45E و طول تقریبی 1500 متر می‌باشد. تونل اصلی به روش حفاری مکانیزه و با استفاده از یک دستگاه ماشین حفار تمام مقطع با سپر دوگانه (تلسکوپی) مدل TB 458/TS و پوشش دیواره بتنی پیش ساخته از نوع هگزاگونال می‌باشد که از دهانه ورودی به سمت محل تقاطع با تونل دسترسی حفاری می‌شود.
در این فصل از پژوهش، با معرفی جایگاه منطقه مورد مطالعه و بررسی وضعیت زمین¬شناسی مهندسی تونل، ریسک ماشین حفاری TBM در تونل انتقال آب گلاب با استفاده از روش‌های TOPSIS، AHP، FTOPSIS و FAHP که در فصل سوم شرح داده شد، رتبه بندی شده است.

6-2- موقعیت جغرافیایی منطقه
تونل انتقال آب گلاب و سازه‌های جنبی آن در فاصله بین مدارهای 32 درجه و 42.5 دقیقه تا 32 درجه و 53 دقیقه عرض شمالی و نصف‌النهارهای 50 درجه و 45 دقیقه تا 51 درجه و 1 دقیقه طول شرقی در استان اصفهان واقع شده است. دره زاینده رود و سد تنظیمی پایین دست در گوشه جنوب شرقی ناحیه مورد بررسی پایین‌ترین نقطه در این محدوده به شمار می‌رود. کوه‌های پرپر، کماسون، گدار سرخ و دالان به صورت یک رشته ارتفاعات بلند از شمال غربی به سوی جنوب شرقی گسترش یافته که در شمال و شمال شرقی آن دشت کرون و در جنوب آن دره‌های ازون آخار، گنجگاه و دره زاینده رود مشاهده می‌شوند.
تونل انتقال آب گلاب و تونل دسترسی ادامه¬ی آن، با مجموع طول 11 کیلومتر از دامنه شرقی رودخانه زاینده رود تا زیر دشت کرون ادامه می‌یابد. تونل اصلی در کیلومتر 180+9 به فضای زیرزمینی تلمبه خانه منتهی می‌شود و تونل دسترسی به این تلمبه خانه از روی دشت کرون آغاز و پس از 5/1 کیلومتر و با شیبی در حدود 4/13 درصد به آن خواهد رسید. موقعیت دهانه ورودی تونل اصلی تا اصفهان حدود 120 کیلومتر است که سراسر آن آسفالت می‌باشد [128].

6-3- راه‌های دسترسی
جهت دسترسی به ورودی تونل در 15 کیلومتری تیران از جاده اصلی اصفهان- داران، جاده آسفالته چادگان-سد زاینده رود جدا می‌شود (سه راه اصفهان-داران-چادگان) در این جاده فرعی پس از گذشتن از روستای گلاب که نام تونل از آن گرفته شده است، دو راهی چادگان-سد زاینده رود مشخص است. با پیشروی در جاده سد، به سمت روستای حجت آباد، پل زمانخان-سامان می‌توان به موقعیت دهانه ورودی تونل دست یافت که طرح کانال انتقال آب از محل مخزن سد تنظیمی زاینده رود تا دهانه تونل اصلی نیز بدین ترتیب قابل دسترسی می‌باشد (شکل 6-1).

6-1- مقدمه…………………………………………………………………. 84
6-2- موقعیت جغرافیایی منطقه………………………………………….. 84
6-3- راه‌های دسترسی…………………………………………………… 85
6-4- زمین شناسی……………………………………………………….. 86
6-5- مطالعات هیدروژئولوژی عمومی……………………………………. 86
6-5-1- ویژگی‌های آب شناسی سازندهای سخت منطقه…………… 87
6-5-2- ویژگی‌های آب شناسی سازندهای نرم منطقه……………….. 87
6-6- زمین شناسی مهندسی مسیر تونل اصلی……………………… 88
6-7- مدیریت ریسک تونل انتقال آب گلاب……………………………….. 91
6-7-1- نشت و هجوم آب زیرزمینی در تونل گلاب……………………… 91
6-7-2- نشت گاز در تونل گلاب………………………………………….. 92
6-7-3- پدیده مچاله شوندگی (لهیدگی) در تونل گلاب……………….. 93
6-7-4- تورم سنگ‌های رسی در تونل گلاب…………………………….. 94
6-7-5- ناپایداری سینه کار در تونل گلاب………………………………… 94
6-7-6- ناپایداری دیوار و سقف تونل گلاب……………………………….. 96
6-7-7- سینه کار مختلط در تونل گلاب………………………………….. 97
6-7-8- چسبناکی خاک‌ها و سنگ‌های رسی در تونل گلاب…………. 97
6-8- ارزیابی ریسک تونل انتقال آب گلاب………………………………. 98
6-9- رتبه بندی ریسک با روش تحلیل سلسله مراتبی (AHP) ا……..102
6-9-1- رسم نمودار سلسله مراتبی…………………………………… 102
6-9-2- محاسبه وزن عناصر در روش سلسله مراتبی………………… 103
6-9-3- محاسبه نرخ ناسازگاری…………………………………………. 106
6-9-4- محاسبه امتیاز هر یک از ریسک‌ها……………………………… 107
6-10- رتبه بندی ریسک با روش شباهت به گزینه ایده آل (TOPSIS)ا 108
6-11- رتبه بندی ریسک با روش تحلیل سلسله مراتبی فازی (FAHP)ا 111
6-11-1- رسم نمودار سلسله مراتبی……………………………………. 112
6-11-2- تعریف اعداد فازی………………………………………………… 112
6-11-3- ماتریس مقایسه زوجی فازی…………………………………… 113
6-12- رتبه بندی ریسک با روش شباهت به گزینه ایده آل فازی (FTOPSIS) ا…………………………………………………………………………………121
6-12-1- ماتریس تصمیم و بردار وزن معیارها…………………………….. 121
6-12-2- بی مقیاس کردن ماتریس تصمیم………………………………. 122
6-12-3- ماتریس تصمیم فازی بی مقیاس شده وزن دار……………….. 122
6-12-4- تعیین حل ایده آل و ضد ایده آل فازی……………………………. 123
6-12-5- تعیین فاصله از حل ایده آل و ضد ایده آل………………………… 123
6-12-6- تعیین شاخص شباهت……………………………………………. 124
6-12-7- رتبه بندی ریسک‌ها …………………………………………………124
6-13- استراتژی‌های اولویت بندی روش های تصمیم گیری چندمعیاره…. 125
6-14- استراتژی‌های اولویت بندی روش های تصمیم گیری چند معیاره فازی……………………………………………………………………………… 125
6-15- بررسی عملکرد ماشین حفاری در تونل گلاب……………………….. 125

فصل 7. نتیجه گیری و پیشنهادات

7-1- نتیجه گیری……………………………………………………………… 136
7-2- پیشنهادات………………………………………………………………. 138
مراجع…………………………………………………………………………… 138
پیوست 1………………………………………………………………………. 150

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

فهرست اشکال

شکل 2-1- معیارهای عملکرد پروژه …………………………………………6
شکل 2-2- فرایندهای مدیریت پروژه………………………………………….7
شکل 2-3- فرایند برنامه ریزی مدیریت ریسک………………………………12
شکل 2-4- فرایند شناسایی ریسک …………………………………………13
شکل 2-5- فرایند تجزیه و تحلیل کیفی ریسک ……………………………..14
شکل 2-6- فرایند تجزیه و تحلیل کمّی ریسک……………………………….16
شکل 2-7- فرایند برنامه ریزی پاسخ به ریسک ……………………………..17
شکل 2-8- فرایند پیگیری و کنترل ریسک…………………………………….19
شکل 5-1-ریزش آب از دیواره‌های تونل و صعوبت کار برای پرسنل در تونل انتقال آب زاگرس………………………………………………………………………………66
شکل 5-2- جریان آب زیاد در کف تونل و صعوبت کار برای پرسنل در قطعه دوم تونل انتقال آب قمرود………………………………………………………………………………..67
شکل 5-3- پرسنل در حال کار در شرایط وجود حجم زیاد آب و گاز در تونل زاگرس………………………………………………………………………………..70
شکل 5-4- پدیده مچاله شوندگی و چسبیدن سنگ اطراف تونل به سگمنت و شیلد (قطعات 3 و 4 تونل قمرود)………………………………………………………………….72
شکل 5-5- ریزش و ناپایداری سینه کار تونل در پروژه البرز ………………….77
شکل 5-6- عمق ریزش سقف در بالای کاترهد در اثر ناپایداری سقف تونل گاوشان…………………………………………………………………………….78
شکل 5-7- رخنمون هایی از محیط‌های مخلوط سنگ و خاک (وجود قطعات سنگی در زمینه نرم‌تر با سختی یا سیمان شدگی متفاوت)……………………………………..80
شکل 6-1- موقعیت جغرافیایی پروژه …………………………………………….86
شکل 6-2- نمودار توزیع سازندهای مسیر تونل………………………………….92
شکل 6-3- وضعیت کیفیت توده سنگ در طول تونل انتقال آب گلاب………….96
شکل 6-4- نمودار خطر انسداد برای ماشین به سبب کانی‌های رسی……..98
شکل 6-5- ساختمان سلسله مراتبی رتبه بندی ریسک ماشین حفاری TBM………..ا……………………………………………………………………….100
شکل 6-6- ماتریس مقایسه زوجی بین معیارها……………………………….103
شکل 6-7- ماتریس مقایسه زوجی گزینه های نسبت به معیار احتمال وقوع ریسک………………………………………………………………………………..105
شکل 6-8- ماتریس مقایسه زوجی گزینه های نسبت به معیار میزان تاثیر ریسک…………………………………………………………………………………105
شکل 6-9- ماتریس مقایسه زوجی گزینه های نسبت به معیار عدم اطمینان از تخمین…………………………………………………………………………………106
شکل 6-10-ماتریس مقایسه زوجی گزینه های نسبت به معیار توانایی سیستم در واکنش به ریسک…………………………………………………………………………………106
شکل 6-11- رتبه بندی ریسک زمین شناسی به کمک روش تحلیل سلسله مراتبی……………………………………………………………………………….108
شکل 6-12- رتبه بندی ریسک زمین شناسی به کمک روش شباهت به گزینه ایده آل…………………………………………………………………………………….111
شکل 6-13- رتبه بندی ریسک زمین شناسی به کمک روش تحلیل سلسله مراتبی فازی…………………………………………………………………………………120
شکل 6-14- رتبه بندی ریسک زمین شناسی به کمک روش شباهت به گزینه ایده آل فازی…………………………………………………………………………………124
شکل 6-16- نمودار توزیع زمانی فعالیت های روزانه تونل در فروردین 89 ………………………………………………………………………………………..129
شکل 6-17- نمودار توزیع زمانی فعالیت های روزانه تونل در اردیبهشت 89 ………………………………………………………………………………………..131
شکل 6-18- نمودار توزیع زمانی فعالیت های روزانه تونل در خرداد 89 ………………………………………………………………………………………..133

فهرست جداول

جدول 3-1- سابقه تحقیقات انجام شده در زمینه مدیریت ریسک پروژه‌های تونل سازی و فضاهای زیرزمینی………………………………………………………………………24
جدول 4-1- مقایسه روش‌های تصمیم گیری چند شاخصه برای رتبه بندی ریسک‌ها…………………………………………………………………………………39
جدول 4-2- طبقه بندی کمّی و کیفی برای مقایسه زوجی معیارها……………………………………………………………………………………42
جدول 4-3- ماتریس مقایسه زوجی………………………………………………….. 45
جدول 4-4- شاخص ناسازگاری ماتریس تصادفی……………………………………45
جدول 5-1- وزن ماشین‌های حفار مختلف در برابر جریان آب زیرزمینی…………….66
جدول 5-2- درصد حجمی محصولات ناشی از احتراق موتورهای دیزل…………….70
جدول 6-1- ویژگی‌های ژئومکانیکی مسیر تونل انتقال آب گلاب …………………..89
جدول 6-2- پیش بینی پتانسیل رفتار مچاله شوندگی در بخش‌های مختلف مسیر تونل گلاب ……………………………………………………………………………………………..94
جدول 6-3- گسل‌های مسیر تونل انتقال آب گلاب…………………………………..95
جدول 6-4- احتمال وقوع ریسک در تونل انتقال آب گلاب …………………………..100
جدول 6-5- میزان تأثیر ریسک بر هزینه ، زمان و کیفیت پروژه در تونل انتقال آب گلاب……………………………………………………………………………………….101
جدول 6-6- میزان عدم اطمینان از تخمین در تونل انتقال آب گلاب………………….101
جدول 6-7- توانایی سازمان در واکنش به ریسک در تونل انتقال آب گلاب…………102
جدول 6-8- نتایج ارزیابی ریسک………………………………………………………..104
جدول 6-9- ماتریس کمّی مساله رتبه بندی ریسک………………………………….104
جدول 6-10- مقادیر λ_max ، شاخص ناسازگاری ، شاخص ناسازگاری تصادفی و نرخ ناسازگاری ماتریس های مقایسه زوجی…………………………………………….107
جدول 6-11- ماتریس بی مقیاس شده مسأله رتبه بندی ریسک…………………109
جدول 6-12- اهمیت نسبی ریسک‌ها………………………………………………..109
جدول 6-13-ماتریس بی مقیاس وزن دار مسأله رتبه بندی ریسک……………….110
جدول 6-14-فاصله از حل ایده آل و ضدایده آل و شاخص شباهت…………………110
جدول 6-15- متغیر زبانی برای رتبه بندی گزینه‌ها……………………………………112
جدول 6-16- متغیر زبانی برای ارزیابی اهمیت معیارها…………………………….112
جدول 6-17- اعداد فازی مثلثی تعریف شده جهت تعریف درایه های ماتریس مقایسه زوجی فازی اهمیت معیارها……………………………………………………………………113
جدول 6-18- ماتریس تصمیم فازی……………………………………………………121
جدول 6-19- متغیر زبانی برای ارزیابی اهمیت گزینه ها…………………………..121
جدول 6-20- وزن معیارها………………………………………………………………121
جدول 6-21- ماتریس تصمیم فازی بی مقیاس شده………………………………. 122

Abstract

There are many variables that make ground conditions unpredicted and uncertain in Tunnel and underground constructions. It could endanger the safety or economy of project. Evaluating and ranking of risky projects like mechanized tunneling is necessary to manage and respond to the associated risks, this required to identification of risk factors. In this study by help of experienced technicians and geological study to identify risking factors, eight (category) level of risk are considered. The most important factors of risk are water inflows, gas emotions, face instability, roof and wall instability, squeezing, swelling of rock, mixed face conditions and clogging of soil. The main problems of these risks and ways to predict and prevent have been discussed.
Probability factors and impact factor are using in ideal risk analysis but in this study we use both of ideal and some supplementary factor like uncertainty of estimate and risk manageability. Some multi criteria decision making technique like Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution (TOPSIS), Analytical Hierarchy Process (AHP), and Fuzzy Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution (FTOPSIS) and Fuzzy Analytical Hierarchy Process (FAHP) are used to ranking of risk. To normalized ranking of risk in all techniques, aggregate methods like Rank means, Borda method and Copeland method are used. In final squeezing and face instability are high level and gas emotions clogging of soil are less level of risk.



بلافاصله بعد از پرداخت به ایمیلی که در مرحله بعد وارد میکنید ارسال میشود.


فایل pdf غیر قابل ویرایش

قیمت25000تومان

خرید فایل word

قیمت35000تومان