ĐẶT VẤN ĐỀ Ngày nay cùng với sự phát triển vượt bậc của khoa học công nghệ, kinh tế kèm theo là sự bùng nổ dân số, khí hậu trên toàn cầu ngày càng khắc nghiệt, những thảm họa của con người do thiên nhiên gây ra trong thời gian gần đây cũng là hồi chuông cảnh báo loài người cần phải có động thái đối phó với thiên nhiên. Hội Địa Kỹ Thuật Việt Nam cho rằng trong tương lai không xa chúng ta sẽ phát triển Thành Phố Ngầm, con người sinh sống dưới lòng đất, trả lại cảnh quan thiên nhiên như vốn có để giảm thiểu biến đổi khí hậu trên toàn cầu. Có thể làm được điều đó là vì không gian ngầm có nhiều ưu điểm như (tham khảo tài liệu [13]) khai thác để tích chứa nhiên liệu, lương thực, nước, khí Biomass để cung cấp năng lượng cho tòa nhà và đô thị. Khai thác được không gian ngầm để giảm thiểu tai nạn và ách tắc giao thông, tránh được các thiên tai, thảm họa do thời tiết gây ra, nâng cao giá trị sử dụng đất.
Tuy nhiên muốn sinh sống và phát triển bền vững trong Không Gian Ngầm là một thách thức lớn. Vì hiện nay trên Thế Giới cũng như ở Việt Nam không ít những Công Trình Ngầm bị sự cố xảy ra như Sập Hầm (Hình 1.4), sụp lún các Công Trình xung quanh (Hình 1.3), cháy nổ…, phần nhiều trong các nguyên nhân đó là do không quan tâm, không có biện pháp đánh giá rủi ro hiệu quả. Vì các thông tin để đánh giá rủi ro thường mơ hồ không chắc chắn, hoặc thiếu sót thông tin nên việc đánh giá rủi ro thường là định tính.1 Xe buýt lọt hố tử thần ở đường Hầm của Đức Hình 1.2 Sập Hầm và ảnh hưởng đến công trình xung quanh do lún sụp Hình 1.3 Sập tường chắn làm xuất hiện hố sâu 30m giữa đại lộ Nicoll kế bên khu vực làm Hầm 3 Hình 1.4 Sập vách đường Hầm Để đánh giá rủi ro định lượng cụ thể hơn, luận văn này ứng dụng lý thuyết mờ để phân tích rủi ro từ đó viết lập trình đánh giá tính hấp dẫn dự án công trình ngầm.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI Luận văn này nghiên cứu đánh giá rủi ro trong công trình ngầm, thông qua các số liệu có được viết chương trình đánh giá tính hấp dẫn dự án.3 PHẠM VI VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Cấu trúc luận văn gồm năm chương. Đầu tiên nói về cơ sở lý thuyết mờ, tiếp theo nói về rủi ro, cách xác định rủi ro trong công trình ngầm bằng nhiều phương pháp khác nhau, tiếp theo viết chương trình đánh giá tính hấp dẫn dự án công trình ngầm cho kết quả số, sau đó so sánh kết quả với cách tính tay của tác giả khác, so sánh với số liệu thu thập của tác giả khác.
Cuối cùng kết luận và hướng phát triển của đề tài.4 Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI Cung cấp cho chủ đầu tư một chương trình nhỏ để đánh giá tính hấp dẫn dự án Công Trình Ngầm, thông qua việc đánh giá xác suất rủi ro và mức độ tác động đến dự án. Cung cấp danh mục các yếu tố rủi ro cho các dự án công trình ngầm.1 GIỚI THIỆU Trong chương này, luận văn sẽ giới thiệu tình hình nghiên cứu trong nước và thế giới về việc ứng dụng lý thuyết mờ và đánh giá rủi ro.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC A.Phạm Văn Thứ [15] “Rủi Ro Hư Hỏng Các Công Trình Xây Dựng Và Phương Pháp Tiếp Cận”, trên cơ sở phân tích và phân loại các nguyên nhân hư hỏng các công trình xây dựng cũng như nghiên cứu các phương pháp xác định rủ ro hư hỏng công trình, tác giả đề xuất lựa chọn phương pháp đánh giá và thực hành đánh giá rủ ro hư hỏng các công trình bến cảng theo phương pháp tiếp cận xác suất là một trong những phương pháp khả thi và tin cậy nhất hiện nay.Trần Chủng [14] “Tổng Quan Sự Cố Công Trình Xây Dựng”, tác giả đã trình bày các sự cố thường gặp bằng hình ảnh, từ đó đưa ra các giải pháp phòng ngừa khắc phục.Trịnh Thuỳ Anh [11] “Xây Dựng Danh Mục Rủi Ro Cho Các Dự Án Xây Dựng Giao Thông ở Việt Nam Hiện Nay”, tác giả đã đánh giá rủi ro thông qua việc xác định độ lớn của rủi ro căn cứ vào khả năng xuất hiện và mức độ ảnh hưởng của các rủi ro đến các mục tiêu dự án. Danh mục rủi ro được xây dựng theo các giai đoạn của dự án, xét trên góc độ của nhà quản lý dự án.Nguyễn Như Phong [24] “Lý Thuyết Mờ Và ứng Dụng Trong Bài Toán Ra Quyết Định Về Khả Năng Hoàn Thành Dự Án”, bài viết đề ra một phương pháp sử dụng lý thuyết mờ giải một lớp bài toán của điều độ dự án. Bài viết với giả định thời gian công việc là số mờ hình thang, đưa ra giải thuật tính phân bố khả năng thời gian hoàn thành dự án từ đó ước lượng thời gian hoàn thành dự án, và đánh giá khả năng hoàn thành dự án trong một thời gian T nhằm hỗ trợ các quyết định liên quan đến thời gian hoàn thành dự án.Nguyễn Sỹ Dũng [25] “Nhận Dạng Và Dự Báo Khuyết Tật Của Dầm Trên Nền Mạng Neuron Và Logic Mờ”, mục tiêu của nghiên cứu xây dựng các thuật toán về nhận dạng và dự báo khuyết tật của phần tử dầm, làm cơ sở để xây dựng hệ thống ND-DBTX của cầu trong nghiên cứu tiếp theo.
Nghiên cứu tổng quan về nhận dạng và dự báo khuyết tật của cầu giao thông. - Phát triển các công cụ toán học cho các thuật toán nhận dạng và dự báo khuyết tật, bao gồm xác lập cơ sở dữ liệu mới cho hệ thống suy diễn neuro-fuzzy và xây dựng các thuật toán mới về huấn luyện mạng neuro- fuzzy. - Xây dựng các thuật toán mới về nhận dạng và dự báo khuyết tật của dầm trên nền là hệ thống suy diễn neuro-fuzzy. - Thí nghiệm, kiểm chứng và đánh giá khả năng ứng dụng trên các hệ thống cầu thực của các thuật toán nhận dạng và dự báo khuyết tật nêu trên, làm cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo về xây dựng hệ thống ND- DBTX.3 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI A.Nieoto-Morote và F.Ruz-Vila[1] “A Fuzzy Approach To Construction Project Risk”, bài báo này trình bày một phương pháp luận đánh giá rủi ro dựa trên lý thuyết tập mờ, và sơ đồ cấu trúc cấp bậc của các rủi ro.
Phương pháp luận chủ yếu dựa trên kinh nghiệm và hiểu biết của các chuyên gia để nhận dạng các rủi ro và xây dựng cấu trúc cấp bậc. Các đánh giá ngôn ngữ của chuyên gia được chuyển hoá thành số mờ hình thang, sau đó dùng công thức tính toán mức độ tác động của rủi ro (RI), xác suất xảy ra rủi ro (RP) và hệ số chọn lọc 6 (RD), sau đó khử mờ cho kết quả số rõ đầu ra. cuối cùng là một ví dụ cụ thể về đánh giá dự án sửa chửa cải tạo bệnh viện để chứng minh hiệu quả của phương pháp luận này. Sid Ghosh và Jakkapan Jintanapakanont [5] “Identifying And Assessing The Critical Risk Factors In An Underground Rail Project In Thailand”, Bài báo này nhận dạng các rủi ro chủ yếu từ 59 rủi ro được phát đi ban đầu cho các chuyên gia đánh giá, từ đó đánh giá chỉ số tầm quan trọng của các biến rủi ro, chọn ra 9 yếu tố rủi ro có chỉ số tầm quan trọng trên 50% cho dự án hầm đường sắt ở Thái Lan.
Shid-Tong Lu và các cộng sự [17] “Key Risk Factors Assessment for Metro-politan Underground Project”, bài báo này ứng dụng hệ thống suy luận mờ và đánh giá không chắc chắn bằng ngôn ngữ để đánh giá mức độ tác động dự án và từ đó xếp hạng các yếu tố rủi ro chính cho một dự án công trình ngầm. José Ramón Terés Flores [22] với luận văn “Risk Management in Canadian Tunnelling Projects”, luận văn này phân tích tác động của việc thực hành qui trình quản lý rủi ro công trình ngầm ở Anh trong thị trường bảo hiểm quốc tế và ảnh hưởng của nó ở Canada. Từ đó hướng dẫn thực hành hệ thống quản lý rủi ro trong các dự án đường hầm ở Canada. Parsiani Shull [8] với luận văn “Project Evaluation Using Fuzzy Logic And Risk Analysis Techniques”, nội dung chính của luận văn này, tác giả ứng dụng Logic mờ để phân tích rủi ro từ đó viết chương trình đánh giá tính hấp dẫn dự án phát triển phần mềm.Diviprasadh [23] với luận văn “Risk Assessment And Management In Construction Project”, nội dung chính của luận văn này, tác giả thu thập dữ liệu bằng phiếu điều tra thông tin sau đó phân tích tính rủi ro theo công thức rủi ro bằng tích xác suất xảy ra rủi ro nhân với mức độ tác động đến dự án.4 NHỮNG RỦI RO THƯỜNG GẶP TRONG CÔNG TRÌNH NGẦM 2.1 Rủi ro trong giai đoạn khảo sát Quá trình khảo sát không phát hiện được các vùng có địa chất đặc biệt.
Trong trường hợp cấu tạo địa chất kém, có nhiều đứt gãy đi qua, nhiều hệ thống khe nứt và đới vỡ vụn, ứng suất địa tĩnh rất lớn, đá trầm tích với các lớp đá có bề dày nhỏ, đá bị phong hóa nghiêm trọng, chứa nhiều nước v., trong trường hợp như vậy kết cấu khung vỏ chống đỡ của công trình hầm sẽ chịu một áp lực đá vây quanh rất lớn, nếu quá trình khảo sát không phát hiện ra vấn đề này thì trong quá trình thi công sẽ không có biện pháp ứng phó thích hợp, lúc đó kết cấu khung vỏ chống đỡ yếu sẽ có thể xảy ra các sự cố nghiêm trọng như sập lở, biến dạng mất ổn định hoàn toàn. Vì vậy để tránh được sự cố trong thi công thì quá trình khảo sát khoan thăm dò, quan trắc phải được tiến hành nghiêm túc trong giai đoạn trước khi thi công. Không nghiên cứu khảo sát kỹ về địa mạo khu vực xây dựng. Bởi vì các đặc trưng địa mạo sẽ chi phối việc quy hoạch chọn nơi đặt cửa vào và đường trục của công trình hầm, cao độ của nó, tiết diện và chiều dài của công trình.
Đưa ra không chính xác về yếu tố nước ngầm và các thể đá nguyên trạng.