Ανάπτυξη μοντέλου πρόβλεψης κόστους εκσκαφής και προσωρινής υποστήριξης σηράγγων

Abstract

Η αβεβαιότητα ως προς τις γεωλογικές συνθήκες, η επικινδυνότητα του περιβάλλοντος εργασίας και άλλοι απρόβλεπτοι συχνά, παράγοντες είναι οι βασικές παράμετροι που οδηγούν σε υπερβάσεις του εκτιμώμενου κόστους κατασκευής και του προγραμματιζόμενου χρονοδιαγράμματος των υπόγειων έργων. Είναι χαρακτηριστικό ότι, σε διεθνές επίπεδο, ο ασφαλιστικός κλάδος δέχθηκε από τον κλάδο της κατασκευής σηράγγων το 2001, απώλειες της τάξης του 500% έναντι των οφελών των συμβολαίων ασφάλισης. Σε αυτήν τη κατεύθυνση καταβάλλονται, τα τελευταία χρόνια, προσπάθειες για την αποτελεσματικότερη διαχείριση των κινδύνων αυτών. Σημαντικό ρόλο στην προσπάθεια αυτή διαδραματίζει και η εκτίμηση του κόστους του έργου, αξιοποιώντας τη σωρευμένη εμπειρία και γνώση σε συνδυασμό με μαθηματικά μοντέλα. Η παρούσα διπλωματική εργασία επιχειρεί να διερευνήσει το κόστος διάνοιξης και προσωρινής υποστήριξης οδικών/σιδηροδρομικών σηράγγων στον ελλαδικό χώρο. Για τις ανάγκες της διπλωματικής εργασίας χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα από πρόσφατη ερευνητική εργασία που εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Μεταλλευτικής Τεχνολογίας και Περιβαλλοντικής Μεταλλευτικής και νέα στοιχεία που συλλέχθησαν από τις σήραγγες Πλατάνου και Τράπεζας. Από την ανάλυση των δεδομένων προκύπτει ότι το κόστος διάνοιξης και προσωρινής υποστήριξης κυμαίνεται μεταξύ 32-114 €/m3 (χωρίς Ο.Ε. & Γ.Ε. και χωρίς ΦΠΑ) και 4.000 – 13.000 €/μ.μ. (χωρίς Ο.Ε. & Γ.Ε. και χωρίς ΦΠΑ), συναρτήσει της κατηγορίας της βραχόμαζας. Ωστόσο, το μεγάλο εύρος διακύμανσης και η υψηλή τυπική απόκλιση, ακόμη και μεταξύ σηράγγων που εντάσσονται στην ίδια κατηγορία από πλευράς βραχόμαζας, αναδεικνύουν ότι ο μεγάλος βαθμός αβεβαιότητας δεν σχετίζεται μόνο με τα χαρακτηριστικά του γεωλογικού περιβάλλοντος αλλά και με άλλους παράγοντες, ενδεχομένως και θεσμικής φύσεως. Τα μοντέλα πολλαπλής γραμμικής παλινδρόμησης επιβεβαιώνουν την αρχική υπόθεση εργασίας περί σημαντικότητας των χαρακτηριστικών του γεωλογικού μέσου και της γεωμετρίας της εκσκαφής και παρέχουν ένα βοήθημα στην προσπάθεια της καταρχήν εκτίμησης του εν λόγω κόστους. Όμως, θα απαιτηθούν επιπλέον προσπάθειες στο μέλλον για τη διαμόρφωση ενός αποτελεσματικότερου μοντέλου από πλευράς πρόβλεψης.

The uncertainty due to geological conditions, the risk of the working environment and other unforeseen factors, are the key parameters related to cost overrun of the estimated construction cost and excess in the time schedule of underground projects. It is characteristic that, on an international scale, the insurances sector has suffered losses up to 500% against premiums earned in 2001. Towards this direction, efforts have been made during the last years for an effective management of these risks. The estimation of project costs plays a major role, utilizing the accumulated experience and knowledge combined with mathematical models. This Thesis focuses on analyzing the cost of excavation and temporary support for road/railway tunnels in the Greek territory, using data from a recent research work conducted at the Laboratory of Mining and Environmental Technology and new data gathered from Platanos and Trapeza tunnels. Data analysis suggests that the cost for excavation and temporary support ranges from 32-114 €/m3 (excluding Overhead & Contractor's profit and VAT) to 4.000 – 13.000 €/m (excluding Overhead & Contractor's profit and VAT), depending on the classification of rock mass. However, the wide range of variation and the high standard deviation of cost estimates, even among tunnels of the same classification of rock mass, show that a great degree of uncertainty is related not only with geological conditions, but also with other factors, possibly of institutional nature. Multiple linear regression models confirm the initial hypothesis on the significance of the geological characteristics and the geometry of the excavation and provide a useful tool in conducting preliminary cost estimates. However, additional efforts will be needed in the future to formulate an effective model in terms of accuracy.