مدل سازي پويا و تحليل حساسيت سيستم حفاري مكانيزه تمام مقطع جهت مديريت پروژه هاي تونلي

Dynamic modeling and sensitivity analysis of tunnel boring of the whole section system to manage tunnel projects

امروزه استفاده از ماشين هاي حفاري مكانيزه تمام مقطع به منظور حفاري تونل هاي طويل و تحت شرايط زمين شناسي مختلف گسترش زيادي پيداكرده است. از طرفي در پروژه هاي تونلي و بخصوص پروژه هاي مترويي وضعيت حفاري مكانيزه به دليل زمان بر بودن و هزينه بالا تعيين كننده راهبرد اصلي پروژه است. در اين تحقيق با بهره گيري از رويكرد سيستمي به بررسي ارتباط پوياي عوامل متعدد تاثيرگذار بر حفاري مكانيزه در پروژه هاي تونلي پرداخته شده است.اين مدل شامل سه زيرسيستم توليد قطعات بتني پيش ساخته كارخانه سگمنت، حفاري مكانيزه توسط دستگاه حفاري مكانيزه تمام مقطع و روند تخليه مواد حاصل از حفاري در نظر گرفته شده و از داده هاي به دست آمده از دو دستگاه TBM در يك دوره 3 ساله استفاده شده است.نتايج كلي شبيه سازي تاثيرپذيري حفاري مكانيزه از عواملي مانند قطر حفاري، نرخ توليد قطعات پيش ساخته بتني، نرخ تخليه حوضچه حفاري، ظرفيت دپوي قطعات پيش ساخته بتني و مشكلات متعدد موثر بر سرعت دستگاه حفار را نشان مي دهند كه درنهايت نيز مدل اعتبارسنجي شده و تحليل حساسيت بر روي مدل صورت گرفته است.با توجه به اعداد اوليه ورودي مدل، نتايج كمي چند سناريو در اين مدل بيان مي كند كه چنانچه نرخ توليد قطعات پيش ساخته بتني از 12 به 7 عدد در روز كاهش يابد حفاري مكانيزه 40 روز ديرتر به اتمام مي رسيد و در صورت تغيير تعداد شيفت كاري دستگاه حفاري مكانيزه از 2 شيفت به يك شيفت كاري در روز، مدت زمان حفاري از 397 روز به 823 روز مي رسد و با تغيير تعداد شيفت كاري از 2 به 3 شيفت حفاري مكانيزه در روز و افزايش تعداد سرويس كاميون هاي تخليه گل حاصل از حفاري از 55 به 75 سرويس، مدت زمان موردنياز جهت حفاري مكانيزه از 397 روز به 277 روز كاهش مي يابد. البته با توجه به شمول كلي مدل جهت تمامي سيستم هاي حفاري مكانيزه، با تغيير هر يك از متغيرهاي مستقل مدل و تعريف سناريوهاي مختلف مي توان به بهترين نتيجه ممكن جهت مديريت پروژه موردنظر دست يافت و راهبردهاي پروژه را بر مبناي آن تدوين نمود.

Today, the use of tunnel boring machines to drill long tunnels under different geological conditions has become widespread. On the other hand, in tunnel projects, especially subway projects, the situation of tunnel boring due to time consuming and high cost, determines the main strategy of the project. In this research, using a systemic approach, the dynamic relationship of the factor affected by tunnel boring machines in tunnel projects has been investigated and analyzed.
The system in this model includes three subsystems for the production of precast concrete parts, tunnel boring machine and the process of discharging drilling materials, in this model, the data obtained from two TBM machines in a period of 3 years have been used.
The simulation results show the effect of tunnel boring character from factors such as drilling diameter, production rate of precast concrete parts, discharge rate of drilling pool and various problems. Finally, the model is validated and sensitivity analysis is performed on the model.
According to the initial input numbers of the model, the quantitative results of the model indicate that if the production rate of precast concrete parts is reduced from 12 to 7 per day, tunnel boring will be completed 40 days later and If the number of shifts of tunnel boring machines changes from 2 shifts to one shift per day, the drilling time will increase from 397 days to 823 days.
By changing the number of shifts from 2 to 3 tunnel boring shifts per day and increasing the number of mud trucks serviced from 55 to 75 services, the time required for tunnel boring will be reduced from 397 days to 277 days.
Considering the general inclusion of the model for all tunnel boring systems, by changing each of the independent variables of the model and defining different scenarios, the best possible result can be achieved for project management and project strategies can be developed based on it.