Rủi ro khi đào đường bằng máy khoan ngầm robot

Ngày đăng: 20/05/2021

1593 Lượt xem

0 Đánh giá

Cơ sở hạ tầng đường ống ngầm phải hỗ trợ nhu cầu ngày càng tăng của dân số ngày càng tăng. Phương pháp khoan ngầm mang lại những lợi ích đáng kể so với xây dựng hở thông thường trong nhiều trường hợp để lắp đặt đường ống chôn lấp. Phương pháp mở thông thường tuân theo cách tiếp cận đào-chôn-lấp, điều này không thuận tiện khi sử dụng ở các khu vực đô thị cao, đông đúc, chủ yếu do sự gián đoạn liên quan đến bề mặt và các hậu quả kinh tế, môi trường và xã hội. Phương pháp cắt hở có thể tốn kém trong trường hợp chỉ định lớp phủ sâu hơn cho đường ống hoặc khi chi phí di dời các tiện ích xung đột và các cấu trúc bề mặt khác ở mức cao. Lượng khai quật đáng kể liên quan đến phương pháp đào hở, đặc biệt là ở những vị trí sâu hơn, cũng tạo ra lượng khí thải nhà kính đáng kể. Không cần phải nói, chúng dẫn đến một số hậu quả xã hội bao gồm nhưng không giới hạn ở việc gián đoạn giao thông và thảm thực vật bề mặt. Kỹ thuật khoan ngầm là một loại phương pháp xây dựng dưới lòng đất loại bỏ việc đào sâu và những thách thức liên quan của nó. Kỹ thuật đào rãnh thường yêu cầu lượng đào không đáng kể và bảo tồn các hoạt động trên bề mặt.

Đánh giá rủi ro khi đào đường bằng máy khoan ngầm robot

Một số nhà nghiên cứu đã tiến hành các nghiên cứu về việc tìm ra các khung cụ thể cho các dự án tiện ích xây dựng ngầm bằng cách sử dụng các phương pháp đánh giá rủi ro xây dựng chung, tùy thuộc vào mức độ dữ liệu sẵn có và điều kiện công việc. Một vài nghiên cứu trước đây được xem xét ngắn gọn trong các đoạn sau. Ariaratnam (2007) đã trình bày Mô hình Chỉ số Rủi ro Tổng thể (TRI) được sử dụng để tính toán giá trị rủi ro rủi ro khi đào đường bằng máy khoan ngầm robot. Mô hình này tính toán rủi ro liên quan đến việc khoan định hướng ngang HDD và Open Cut (OC) cho một dự án cụ thể theo hai bước sử dụng bốn chỉ số phụ là kế hoạch dự phòng, xác định giá thầu, các yếu tố sinh thái xã hội và các yếu tố xem xét. Mỗi chỉ số này chứa một danh sách các câu hỏi với 13 lựa chọn liên quan đến một dự án cụ thể. Người dùng và các chuyên gia trong ngành được mời tham gia cuộc khảo sát bảng câu hỏi bằng cách chọn một tùy chọn làm ý kiến của họ. Chỉ số rủi ro được tính toán bằng cách sử dụng các câu trả lời thu được từ cuộc khảo sát cho mỗi chỉ số phụ bằng cách sử dụng Eq. 1.

RIHDD hoặc OC = f {EI / MI} (1)

Trong đó RI = Chỉ số rủi ro; HDD = Khoan định hướng ngang; OC = Mở Cắt;

EI = Chỉ số ước tính (câu trả lời thu được từ người dùng); MI = Chỉ số tối đa (câu trả lời thu được từ các chuyên gia trong ngành);

Trong bước tiếp theo, mỗi chỉ mục phụ được cung cấp giá trị chỉ mục phụ có trọng số bằng nhau, giá trị này không phụ thuộc vào số lượng câu hỏi được tạo cho mỗi chỉ mục phụ. Sau khi tính toán tất cả các giá trị chỉ số phụ, Chỉ số rủi ro tổng (TRI) được tính bằng cách sử dụng Eq. 2.

TRIHDD hoặc OC = f {(∑ (chỉ số phụ RI)) / 4} (2)

Trong đó TRI = Tổng chỉ số rủi ro; HDD = Khoan định hướng ngang; OC = Mở Cắt; RI = Chỉ số rủi ro (thu được từ phương trình 1.).

Giá trị TRI được tính cho cả hai phương pháp HDD và OC từ các giá trị thu được từ bảng câu hỏi. Phương pháp thu được giá trị TRI nhỏ nhất được chọn để xây dựng. Ưu điểm của mô hình này là tốn ít thời gian hơn, so sánh được hai phương pháp và đưa ra giải pháp khả thi từ bốn góc độ (được đề cập dưới dạng các chỉ số phụ trong mô hình). Bất lợi là việc lựa chọn phương pháp phụ thuộc hoàn toàn vào kết quả bảng câu hỏi (có thể thay đổi trong tương lai).

Một khuôn khổ sử dụng Phương pháp Đánh giá Toàn diện Mờ (FCEM) và Quy trình Phân tích Thứ bậc (AHP) được phát triển bởi Ma et al. (2010) để định lượng rủi ro của các dự án Maxi HDD. Phương pháp này bao gồm: (1) Xác định và phân loại rủi ro trong từng cấp độ hoạt động của HDD, (2) Tìm giá trị trọng số của từng rủi ro liên quan từ ma trận có cấu trúc, ma trận thành viên và hệ thống chỉ số sử dụng các chức năng thành viên tối đa và phần mềm MATLAB. Tổng giá trị rủi ro khi đào đường bằng máy khoan ngầm robot thu được bằng cách kết hợp tất cả các giá trị trong từng phân loại rủi ro cấp độ. Ưu điểm là Các quyết định quản lý rủi ro có thể được thực hiện dễ dàng. FCEM chủ yếu được sử dụng cho các dự án phức tạp vì các giá trị rủi ro có thể dễ dàng thu được bằng cách sử dụng các phán đoán chủ quan. Nhược điểm là chúng chỉ cung cấp cơ sở lý thuyết để đánh giá rủi ro nhưng không phải bằng chứng toán học.

Gierczak (2014) đề xuất một mô hình đánh giá rủi ro an toàn của các dự án Mini, Mid, Maxi HDD bằng cách sử dụng Phân tích cây lỗi mờ (FFTA). Nghiên cứu tập trung vào hai khía cạnh chính là: (1) Phát triển mô hình toán học và, (2) Xây dựng chiến lược quản lý rủi ro. Khía cạnh đầu tiên được thể hiện trong tám bước (1) Xác định phân tích phạm vi công việc, (2) Thu thập thông tin, (3) Nhận dạng mối nguy, (4) Xây dựng Cây lỗi (FT), phân tích định tính cây lỗi, ( 6) Đánh giá rủi ro định lượng bằng cách sử dụng các hàm tàu thành viên hình thang, số học mờ tiếp theo là giải mờ bằng phương pháp trung tâm khu vực (Filev 1994) (7) Quản lý rủi ro đã đánh giá, (8) Ra quyết định. Ưu điểm của phương pháp này là nó có thể được sử dụng trên bất kỳ loại hình xây dựng nào. Nó cung cấp kiến thức rộng rãi về cơ chế thất bại và giảm sự không chắc chắn. Mô hình đề xuất này đặc biệt thực hiện đánh giá rủi ro định tính và định lượng đối với việc lắp đặt đường ống khoan ngầm với nhiều kích cỡ khác nhau; nhưng mô hình bao gồm các phép tính phức tạp, mất nhiều thời gian.

Choi (2015) đã phát triển một phương pháp có tên là Phương pháp đánh giá rủi ro cho các dự án xây dựng công trình ngầm để đánh giá rủi ro khi đào đường bằng máy khoan ngầm robot. Phương pháp luận này bao gồm ba bước chính để đạt được giá trị của rủi ro, đó là: (1) Xác định các yếu tố gây ra rủi ro (2) Phân tích các yếu tố đó (3) Đánh giá rủi ro. Các công cụ được sử dụng trong nghiên cứu này là phiếu khảo sát (do các chuyên gia điền), phiếu kiểm tra chi tiết để xác định rủi ro và phần mềm phân tích rủi ro dựa trên khái niệm mờ được mã hóa cơ bản cho các dự án tàu điện ngầm. Phần mềm này bao gồm ba mô-đun: (1) Mô-đun nhập dữ liệu (Dữ liệu được nhập từ các phán đoán chủ quan hoặc ước tính tham số xác suất, (2) Mô-đun Phân tích xác suất, (3) Mô-đun đầu ra (cung cấp giá trị rủi ro). Phương pháp luận rất dễ Sử dụng làm dữ liệu có thể được sử dụng từ các đánh giá chủ quan, quan sát hoặc dữ liệu lịch sử. Nhưng nhược điểm là phần mềm chỉ được đóng khung cho các dự án xây dựng tàu điện ngầm. Vì vậy, cần có những sửa đổi nhất định để sử dụng dự án cho các hoạt động xây dựng ngầm khác.

Tổng quan về khung đánh giá rủi ro khi đào đường bằng máy khoan ngầm robot

Tóm lại, mặc dù các nghiên cứu trước đây được thảo luận trong chương này đã giới thiệu nhiều khung đánh giá rủi ro, nhưng chỉ có một số phương pháp tiếp cận dễ sử dụng, nhanh chóng để đánh giá rủi ro đáng tin cậy đối với các dự án xây dựng công trình ngầm, đặc biệt là các dự án HDD. Nghiên cứu luận án này đã đề xuất và chứng minh một cách tiếp cận đánh giá rủi ro an toàn theo thứ bậc mà khi được đánh giá và cải tiến hơn nữa có thể giúp hạn chế rủi ro an toàn của các dự án HDD.

Rủi ro khi đào đường bằng máy khoan ngầm robot trong bối cảnh của bài viết này được đặc trưng như xác suất một người bị thương hoặc thiết bị bị hư hỏng trong dự án Khoan định hướng ngang (HDD). Một cách tiếp cận Đánh giá Rủi ro Thứ bậc (HRA) được đề xuất để đánh giá khả năng xảy ra các mối nguy trong các dự án HDD. Các mối nguy cụ thể, các yếu tố quan trọng làm trầm trọng thêm hoặc giảm bớt các mối nguy và các đặc điểm khác nhau của dự án tạo thành các thứ bậc của phương pháp HRA.

Nhận dạng mối nguy:

Mối nguy trong nghiên cứu này đề cập đến mối đe dọa gây thương tích hoặc tử vong cho người lao động, thiệt hại đối với thiết bị xây dựng hoặc bất kỳ cơ sở hạ tầng nào. Các dự án đào đường bằng máy khoan ngầm robot HDD thường được hoàn thành trong ba giai đoạn xây dựng tuần tự, đó là, khoan thử nghiệm, doa lại và kéo lùi. Nó có tỷ lệ các mối nguy hiểm trong cả ba giai đoạn phải được kiểm soát hoặc loại bỏ để đảm bảo an toàn cho người lao động và công cộng (Kennedy, 2010). Một số nguy cơ có thể xảy ra được xác định cho từng giai đoạn trong ba giai đoạn này bằng cách thu thập thông tin từ các dự án HDD khác nhau trước đó.

Nhận dạng nguy cơ nghiêm trọng của máy khoan định hướng HDD:

Trong số các nguy cơ rủi ro khi đào đường bằng máy khoan ngầm robot, bốn nguy cơ nghiêm trọng đã được chọn khi khảo sát tài liệu và xem xét các nghiên cứu điển hình khác nhau về các tai nạn đã xảy ra trên các dự án HDD trước đây. Bốn mối nguy hiểm quan trọng là “Va vào các tiện ích khác”, “Cản / đứt dây khoan / đầu khoan”, “Thương tích cho công nhân” và “Công nhân rơi xuống hố đào”. Bốn mối nguy hiểm này được mô tả ngắn gọn cùng với các tài khoản về lịch sử tai nạn được coi là ví dụ về các mối nguy hiểm này được nhận ra.

H1 - Va chạm các đường ống tiện ích khác:

“Va chạm các đường ống tiện ích khác” là một trong những nguy cơ có thể xảy ra trong giai đoạn khoan thử nghiệm của bất kỳ dự án đào đường bằng máy khoan ngầm robot HDD nào. Nguy cơ này được nhận ra khi đầu khoan vô tình va vào các thiết bị khác có khả năng dẫn đến một số biến chứng bao gồm hư hỏng cơ sở hạ tầng và dẫn đến thiệt hại kinh tế ngoài khả năng gây thương tích cho người lao động trên công trường tùy thuộc vào loại đường dây điện bị va vào. Ví dụ, va vào đường ống thoát nước có thể không gây hậu quả như va vào đường dây điện hoặc ga. Nguy cơ này có thể xảy ra do thiếu thông tin chi tiết về độ sâu và vị trí của các tuyến tiện ích hiện có. Xác suất xuất hiện của mối nguy này được xác định phụ thuộc vào các yếu tố khác nhau, do đó phụ thuộc vào các đặc điểm khác nhau của dự án.

Các yếu tố ảnh hưởng đến nguy cơ “Đánh vào các tiện ích khác” được xác định thông qua khảo sát tài liệu và tổng hợp các tai nạn trong quá khứ đối với các dự án khi đào đường bằng máy khoan ngầm robot HDD. Ba yếu tố chính được xác định để ảnh hưởng đến nguy cơ “Đánh trúng các tiện ích khác” trong các dự án HDD là:

F1 - Kinh nghiệm của người lao động trên công trường:

Trong bất kỳ hoạt động doa nào, sự thành công khi đào đường bằng máy khoan ngầm robot chủ yếu phụ thuộc vào người vận hành, người đang điều khiển thiết bị doa / khoan. Trong trường hợp như vậy, trình độ kỹ năng mà người vận hành sở hữu sẽ đóng một vai trò quan trọng trong việc hoàn thành thành công hoạt động khoan. Với sự hiện diện của một hoặc nhiều tuyến tiện ích, nhà thầu có khả năng thiếu thông tin chi tiết về độ cao thẳng đứng trong một số trường hợp, mặc dù vị trí của các tiện ích hiện có được biết thông qua điều tra tiện ích dưới bề mặt. Trong điều kiện như vậy, nhà thầu phải đối phó cẩn thận để lập kế hoạch khoan trên hoặc dưới đường dây điện. Điều này có thể xảy ra nhiều hơn nhờ kinh nghiệm xử lý các tình huống như vậy. Thiếu tính tự phát, một thuộc tính kinh nghiệm khác, trong những tình huống như vậy có thể dẫn đến việc đánh trúng các tiện ích khác.

F2 - Độ chính xác của Kỹ thuật đào đường bằng máy khoan ngầm robot :

Điều rất quan trọng là phải có dữ liệu SUE chính xác có thể đạt được, ví dụ bằng cách tuân theo các hướng dẫn được trình bày trong sổ tay hướng dẫn “ASCE 38-02”. Từ các nghiên cứu trường hợp tai nạn, tổng quan tài liệu và quan sát trực tiếp hoạt động nhàm chán, có thể hiểu rằng “Việc sử dụng các tiện ích khác” có thể xảy ra do thiếu dữ liệu SUE chính xác và do đó yếu tố này được xác định là một trong những yếu tố quan trọng cho việc này sự nguy hiểm.