تحلیل فازی و مدیریت ریسک هجوم آب زیرزمینی در تونل راه امام‌زاده هاشم (ع) با رویکرد تحلیل عددی و fmea در شرایط عدم قطعیت

بدون تردید یکی از پیچیده‌ترین شرایط برای تونل‌سازی، حفاری در زیر سطح آب‌های زیرزمینی است. در مناطقی که ارتفاع سطح آب از تراز تونل زیاد باشد، امکان وقوع مخاطرات مختلفی وجود دارد. احتمال ورود آب با فشار بالا، تبدیل هجوم آب به جریان گل در مناطق سست، آسیب به کارکنان و تجهیزات، سخت شدن فعالیت در محیط کار و کاهش راندمان حفاری از جمله مهم‌ترین پیامدهای تونل‌سازی در زیر سطح ایستابی آب‌های زیرزمینی به شمار می‌رود. این مخاطرات می‌توانند هزینه‌های زیادی برای پروژه داشته باشند، به ویژه در روش حفاری مکانیزه که سرمایه‌گذاری بالای مالی نیاز دارد. پروژه قطعه دوم تونل راه امام‌زاده هاشم (ع) واقع در شمال شرق استان تهران، طولانی‌ترین تونل راه کشور است که طبق برنامه‌ریزی انجام شده، عملیات اجرایی آن به روش مکانیزه انجام خواهد شد. در این تحقیق، با مطالعه مشخصات مسیر، دبی آب ورودی به تونل با روش عددی و استفاده از نرم‌افزار flac2d محاسبه شده است. در ادامه با بررسی پروژه‌های مشابه در خارج از کشور و وضعیت آن‌ها در برخورد با پدیده هجوم آب، ریسک این مخاطره به صورت کلاسیک و با روش fmea ارزیابی و مدیریت شده است. در ادامه به منظور افزایش دقت نتایج به دست آمده، تحلیل فازی بر مبنای روش fmea انجام گرفته است. نتایج به دست آمده از تحلیل فازی و کلاسیک نشان می‌دهد که در ناحیه میانی مسیر تونل، به دلیل احتمال هجوم آب با فشار بالا همراه با تبدیل به جریان گل ریسک تونل‌سازی زیاد است. همچنین مقایسه نتایج تحلیل کلاسیک و فازی دقیق‌تر بودن فرآیند تحلیل فازی را به دلیل بهره‌گیری از نظرات تیم کارشناسی نشان می‌دهد.

Fuzzy Analysis and Risk Management of Water Inrush by Numerical Simulation and FMEA under Uncertainty for Emamzade Hashem Tunnel

SummaryTunneling under the water table is a complex condition for projects. Most important consequences of tunneling in this situation are water inrush, bad working condition, mudflow, low advance rate, and humans injuring. These hazards can impose high costs for a project especially for TBM tunneling that requires high investments funds. This paper estimates water inflow by the finite element method in the second part of Emamzade Hashem tunnel and providing risk management for these hazards using the FMEA method. IntroductionThe second part of Emamzade Hashem tunnel is the longest road tunneling project in Iran that will be excavated by a TBM. TBM tunneling in hard rock and faulty zone have lots of hazards that may cause many stops in the project according to previous similar projects around the world. Risk management could classify hazards and make them predictable and controllable. Methodology and ApproachesIn this paper, water flow ratio was estimated by numerical simulation with FLAC 2D. Following that, the classical risk of water inrush was calculated by the FMEA method studying several similar projects. A fuzzy analysis was then applied to increase the accuracy of the results. To this end, after estimating water inflow for each section of the tunnel, the time and costs of each hazard were calculated by studying similar projects. Risk number was estimated and managed through the FMEA method based on the calculations. The reduction actions were suggested for the hazards with highrisk numbers. Results and ConclusionsThe results of the study indicated that tunneling in the middle part of the tunnel has high risk due to high water pressure according to classical and fuzzy analysis. It has resulted that the performance of fuzzy analysis is higher than classical analysis.