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

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.

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

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.