تحلیل ریسک برای تعیین الگوی نگهداری تونل-مطالعه موردی: تونل تالون

به علت طبیعت ناهمگن زمین و وجود عدم قطعیت در داده¬های اولیه طراحی، پروژه¬های تونلسازی در همه قسمت های درگیر در پروژه تحت تأثیر ریسک قرار می¬گیرند. در طراحی الگوی نگهداری تونل، تعیین پارامترها به صورت کمی مشکل است، همچنین اگر این پارامترها از دقت کافی برخوردار نباشند، ریسک¬های غیرمنتظره ای، همچون کاهش پایداری تونل یا خسارات اقتصادی ناشی از میزان بیش از اندازه نگهداری ها رخ می دهد. در این تحقیق راه¬کاری برای تعیین الگوی نگهداری براساس تحلیل ریسک به کمک درخت تصمیم¬گیری، بر اساس هزینه ساختمان تونل و هزینه¬های مورد انتظار از خسارت ناشی از شکست سیستم نگهداری ارائه شده است. بدین منظور ابتدا نوع توزیع احتمال و مقادیر میانگین و انحراف معیار هر یک از پارامترهای ورودی برای روش همگرایی- محدودیت شامل زاویه اصطکاک داخلی، مقاومت فشاری توده¬سنگ و مدول دگرشکلی برای مقطع خاصی از تونل اکتشافی تالون با کلاس توده سنگ iii به دست آمد. سپس 18 الگوی نگهداری مختلف، شامل ترکیب پیچ سنگ¬های غیرتزریقی با قطرهای 20 و mm25، در شبکه¬هایی منظم به فواصل 1، 1.5 و m2 با طول m3.6 به همراه 5، 10 و cm15 شاتکریت، همراه با یک لایه تور سیمی در شبکه cm10×10 و با قطرmm6 برای تحلیل در نظر گرفته شد. با مشخص نمودن توزیع هر یک از پارامترهای ورودی، تحلیل همگرایی- محدودیت به کمک روش ارزیابی سه نقطه¬ای و شبیه¬سازی مونت کارلو با 10000 مرتبه تکرار به روش نمونه¬گیری تصادفی و برای کیلومتر 1968 الی 2011 با استفاده از نرم¬افزار rocsupport صورت گرفت. خروجی¬های روش شبیه¬سازی مونت کارلو و ارزیابی نقطه¬ای شامل توزیع ضریب ایمنی و احتمال شکست برای هر سیستم نگهداری و در هر مقطع هستند. نتایج نشان دادند که ضرایب اطمینان عموماً دارای توزیع نرمال و لاگ-نرمال هستند. هزینه ساختمان تونل، از مجموع هزینه هر متر حفاری تونل¬ اکتشافی تالون، برابر با 22.4 میلیون ریال، و هزینه اجرای هر الگوی نگهداری به دست آمد. با مرتبط نمودن هزینه¬های هر الگوی نگهداری به احتمال شکست و شدت خسارت وارده، ارزش منتظره خسارت ناشی از ریزش تونل در درخت تصمیم¬گیری برای الگوهای نگهداری مختلف برآورد شد. در نهایت ریسک برای هر یک از الگوهای نگهداری با در نظر گرفتن هزینه های ساختمان و هزینه های خسارت ناشی از ریزش در تونل به صورت کمی تعیین شد. بهترین الگوی نگهداری اولیه پیشنهادی در این مقطع شامل الگوی شماره 9 با ترکیبی از پیچ¬سنگ¬های با قطر 25 میلیمتر به طول 3.6 متر، در شبکه¬ای با فاصله¬داری 2 متر به همراه یک لایه توری سیمی به قطر 6 میلیمتر و در شبکه¬های 10×10 سانتی¬متری به اضافه 15 سانتی¬متر شاتکریت بود که دارای حداقل ریسک است. مقدار ریسک به دست آمده برای الگوی نگهداری شماره 9 در روش مونت¬کارلو برابر با 29926000 ریال و در روش ارزیابی نقطه¬ای برابر با 30380000 ریال است