Nghiên cứu hiện tượng trượt ở cửa hầm và biện pháp xử lý trong quá trình thi công đường hầm

TRẦN ĐÌNH DŨNG BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI TRẦN ĐÌNH DŨNG * LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU HIỆN TƯỢNG TRƯỢT Ở CỬA HẦM * LUẬN VĂN THẠC SĨ VÀ BIỆN PHÁP XỬ LÝ TRONG Q TRÌNH THI CƠNG ĐƯỜNG HẦM HÀ NỘI - 2012 Hà Nội - 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI TRẦN ĐÌNH DŨNG NGHIÊN CỨU HIỆN TƯỢNG TRƯỢT Ở CỬA HẦM VÀ BIỆN PHÁP XỬ LÝ TRONG Q TRÌNH THI CƠNG ĐƯỜNG HẦM Chun ngành: Xây dựng cơng trình thủy lợi Mã số: 60 - 58 - 40 LUẬN VĂN THẠC SĨ Người hướng dẫn khoa học: GS.TS Vũ Trọng Hồng Hà Nội - 2012 LỜI CẢM ƠN B Qua thời gian nghiên cứu thực giúp đỡ bảo nhiệt tình giáo viên hướng dẫn thầy giáo tơi hồn thành luận văn tốt nghiệp với đề tài “NGHIÊN CỨU HIỆN TƯỢNG TRƯỢT Ở CỬA HẦM VÀ BIỆN PHÁP XỬ LÝ TRONG QUÁ TRÌNH THI CƠNG ĐƯỜNG HẦM” Tơi xin bày tỏ lịng kính trọng biết ơn đến thầy hướng dẫn – GS TS Vũ Trọng Hồng tận tình bảo, hướng dẫn suốt thời gian học tập nghiên cứu để hoàn thành luận văn Lời cảm ơn xin gửi tới thầy cô giáo khoa Cơng Trình Thủy – Trường Đại Học Thủy Lợi thầy cô giáo giảng dạy truyền đạt kiến thức cho tơi Tơi xin bày tỏ lịng cảm ơn tới Ban Giám Hiệu khoa Đào tạo sau đại học – Trường Đại Học Thủy Lợi giúp đỡ tơi suốt q trình học tập nghiên cứu Cuối xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới lãnh đạo Công ty Cổ phần Xây dựng Thương mại Tây Nguyên nơi công tác, tạo điều kiện thời gian tinh thần giúp tơi hồn thành luận văn Với trình độ hiểu biết kinh nghiệm thực tế hạn chế đồng thời đối tượng nghiên cứu cơng trình có điều kiện địa chất phức tạp nên nội dung luận văn khơng tránh khỏi sai sót Tơi mong nhận bảo đóng góp ý kiến thầy cô giáo quí vị quan tâm Hà Nội, tháng 11 năm 2012 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN T T MỞ ĐẦU T T CHƯƠNG I T T ĐẶC ĐIỂM THI CÔNG ĐƯỜNG HẦM VÀ YÊU CẦU VỀ SỰ ỔN T ĐỊNH CỦA CỬA VÀO T 1.1 Tổng quan phương pháp thi công đường hầm T T 1.1.1 Phương pháp khoan nổ T T 1.1.2 Phương pháp đào khiên máy đào TBM T T 1.1.3 Phương pháp dánh chìm T T 1.1.4 Phương pháp đào lấp T T 1.2 Các phận đường hầm trình đào 11 T T 1.3 Đặc điểm cửa hầm 15 T T 1.3.1 Khái niệm 15 T T 1.3.2 Đặc điểm cửa hầm 18 T T 1.3.3 Những nguyên nhân gây sạt trượt cửa hầm 20 T T 1.3.4 Yêu cầu bảo hộ cửa hầm 20 T T 1.4 Chống đỡ mái dốc trước cửa hầm 23 T T CHƯƠNG II .26 T T CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN HIỆN T TƯỢNG TRƯỢT Ở CỬA HẦM .26 T 2.1 Các nhân tố ảnh hưởng đến khả trượt đất đá 26 T T 2.1.1 Loại đất số lý đất đá 29 T T 2.1.2 Thế nằm tầng đất đá 30 T T 2.1.3 Ảnh hưởng áp lực nước đất đá 31 T T 2.2 Các phương pháp xác định khả trượt đất đá mái cửa vào đường T hầm 31 T 2.2.1 Phương pháp theo lý thuyết cân giới hạn khối rắn 32 T T 2.2.2 Phương pháp theo lý thuyết cân giới hạn túy 32 T T 2.3 Lựa chọn phương pháp tính thông số cần thiết – sử dụng phần T mềm 47 T CHƯƠNG III .72 T T LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP GIA CỐ ĐỂ GIẢM THIỂU SỰ CỐ T TRƯỢT Ở CỬA HẦM 72 T 3.3 Gia cố kè mái 76 T T 3.3 Gia cố phun vẩy 76 T T 3.3 Gia cố neo 76 T T 3.4 Thi công khung bê tông 76 T T CHƯƠNG IV .90 T T ỨNG DỤNG TÍNH TỐN CHO CƠNG TRÌNH THỦY ĐIỆN NẬM AN T T 90 4.1 Giới thiệu cơng trình thủy điện Nậm An 90 T T 4.1.1 Đặc điểm tự nhiên, kinh tế, xã hội tỉnh Hà Giang 90 T T 4.1.2 Đặc điểm hình thành nguồn gốc cấu tạo địa tầng 93 T T 4.1.3 Điều kiện địa chất cơng trình tuyến đường hầm 96 T T 4.2 Lựa chọn thơng số tính toán 97 T T 4.2.1 Tài liệu áp dụng: 97 T T 4.2.2 Số liệu tính tốn: 97 T T 4.3 Lựa chọn phần mềm phân tích tốn 98 T T 4.3.1 Mặt cắt tính tốn: .98 T T 4.3.2 Kết tính tốn: .98 T T 4.3.3 Hình thức gia cố: 100 T T 4.3.4 Trình tự thi cơng: 101 T T CHƯƠNG V KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 107 T T DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Chỉ tiêu lý lớp địa chất 54 Bảng 3.1: Các trị số dính bám đá/vữa kiến nghị cho thiết kế (theo Littlejohn Bruce 1977) 80 Bảng 3.2: Chiều dài bầu neo cho neo đá phun vữa xi măng sử dụng kiến nghị thực tế (theo Littlejohn Bruce 1977 82 Bảng 3.3: Các kích thước tiêu chuẩn độ bền đặc trưng thép làm neo ứng suất trước 87 Bảng 4.1: Các đặc trưng hình thái lưu vực tính đến tuyến cơng trình 91 Bảng 4.2: Chỉ tiêu lý lớp địa chất 97 DANH MỤC HÌNH VẼ B Hình 1.1: Dạng chung khiên Hình 1.2: Kết cấu khiên khơng giới hóa Hình 1.3: Máy đào TBM Hình 1.4: Các hình thức đào mặt cắt ngang hầm 12 Hình 1.5: Sơ đồ hệ thống đường ống dẫn nước nhà máy thủy điện 13 Hình 1.6: Cửa hầm đèo Hải Vân 15 Hình 1.7: Sơ đồ mặt cắt dọc cửa hầm có khối đắp phản áp 16 Hình 1.8: Sơ đồ mặt cắt dọc cửa hầm có tường mặt phản áp 16 Hình 1.9: Cấu tạo tiết diện cửa hầm 17 Hình 1.10 - Hố sụt cửa tạm thời phía Nam nhánh hầm Hải Vân thi công 19 Hình 1.11 - Chống mái dốc trước cửa hầm 24 Hình 2.1: Các dạng mặt trượt 29 Hình 2.2: Mái dốc cửa hầm 31 Hình 2.3: Sơ đồ phân tích ổn định mái đất rời lý tưởng khô ngập nước 33 Hình 2.4: Sơ đồ phân tích ổn định mái đất dính lý tưởng 35 Hình 2.5: Mặt trượt cung trịn 37 Hình 2.6: Đường cong quan hệ cgh = f (ϕ gh ) 37 Hình 2.7: Sơ đồ tính tốn ổn định theo phương pháp phân mảnh 39 Hình 2.8: Sơ đồ tính tốn ổn định xem khối đất vật rắn ngun khối 40 Hình 2.9: Sơ đồ tính toán theo phương pháp K.Terzaghi 43 T T Hình 2.10: Sơ đồ tính tốn theo phương pháp phân mảnh Bishop 44 Hình 2.11: Cửa sổ chương trình geoslope 48 Hình 2.12: Các phương pháp Geoslope 49 Hình 2.13: Cửa sổ lặp tính ổn định mái dốc 50 Hình 2.14: Xem kết phân tích mặt trượt 51 Hình 2.15: Trường hợp mái dốc 2:1 từ cao trình 700 ÷ 710 m 52 Hình 2.16: Trường hợp hạ thấp mái dốc 1:1 53 Hình 2.17 – 2.19 (Sơ đồ tính tốn TH1) 55-56 Hình 2.20 – 2.22 (Sơ đồ tính tốn TH2) 57-58 Hình 2.23 – 2.26 (Sơ đồ tính tốn TH3) 59-63 Hình 2.27 – 2.29 (Sơ đồ tính tốn TH4) 64-65 Hình 2.30 – 2.32 (Sơ đồ tính tốn TH5) 66-67 Hình 2.33 – 2.36 (Sơ đồ tính tốn TH6) 68-70 Hình 3.1: Xử lý bờ dốc xung quanh hào cửa Nam hầm Hải Vân 73 Hình 3.2: Phun vẩy gia cố mái 76 Hình 3.3: Các dạng neo gia cố 79 Hình 3.4: Neo điển hình đá 79 Hình 3.5: Neo điển hình đất 83 Hình 3.6: Quan hệ hệ số sức chị tải N q dóc có hiệu sức kháng cắt 84 R R Hình 4.1: Vị trí vùng dự án thủy điện Nậm An 90 Hình 4.2: Bản đồ địa chất khu vực xây dựng Nhà máy thủy điện 94 Hình 4.3: Kết tính tốn cho trường hợp mái dốc 2:1 từ cao trình 700 ÷710m 98 Hình 4.4: Kết tính toán cho trường hợp hạ thấp mái dốc 1:1 99 Hình 4.5: Sơ đồ neo gia cố cho trường hợp mái dốc 2:1 từ cao trình 700 ÷710m 100 Hình 4.6: Sơ đồ neo gia cố cho trường hợp hạ thấp mái dốc 1:1 101 Hình 4.7-4.11: Thi cơng mái đào giai đoạn 1-3 102-105 MỞ ĐẦU B I Tính cấp thiết đề tài Hiện đường hầm Việt Nam phát triển mạnh, bao gồm đường hầm phục vụ cho giao thông, thủy lợi, thủy điện… Đặc điểm đường hầm hay qua vùng có địa chất khác nhau: đá cứng, đất mềm… nên khả trượt dễ xảy Khi thi công đường hầm, vị trí cửa vào nơi đất đá bị phong hóa nhiều, khơng đồng nhất, tính trượt sạt cao Vì vậy, đề tài ta nghiên cứu toán ổn định mái dốc cửa vào đường hầm II Mục đích đề tài - Nghiên cứu chất tượng trượt cửa hầm - Nghiên cứu biện pháp gia cố xảy trượt sạt III Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu - Thu thập thông tin tổng hợp tài liệu nghiên cứu có ngồi nước có liên quan đến đề tài - Nghiên cứu sở lý thuyết, lựa chọn phương pháp tính tốn, mơ hình tính tốn phần mềm hợp lý để tính tốn IV Kết dự kiến đạt - Xác định phạm vi trượt - Xậy dựng phương pháp gia cố để giảm thiểu cố trượt V Nội dung luận văn: CHƯƠNG I B ĐẶC ĐIỂM THI CÔNG ĐƯỜNG HẦM VÀ YÊU CẦU VỀ SỰ ỔN ĐỊNH B CỦA CỬA VÀO 1.1 Tổng quan phương pháp thi công đường hầm B 1.1.1 Phương pháp khoan nổ B a) Đào hầm phương pháp mỏ - Nội dung phương pháp mỏ là: sau đào hầm, để giữ ổn định đất đá xung quanh hầm trước thi công kết cấu vỏ hầm sau cùng, người ta tiến hành dựng chống tạm (thường gỗ thép) Sau đào xong hầm khoảng thời gian, kết cấu vỏ hầm thi công biện pháp đổ bê tông thông thường xây đá theo phân đoạn Trước đổ bê tông, vỏ hầm thường xử lý chống thấm lớp bao tải tẩm nhựa đường giấy dầu (cũng có nhiều cơng trình khơng làm lớp chống thấm) Sau bê tông vỏ hầm đạt cường độ cho phép, để tạo liên kết chặt chẽ vỏ hầm đất đá xung quanh người ta vữa bù vữa gia cố sau vỏ Trong trường hợp đào lẹm lớn, để tiết kiệm vật liệu vữa bơm người ta chèn thêm đá Phương pháp khoan nổ sử dụng đào tồn mặt cắt gương hầm đào chia nhỏ mặt cắt gương hầm Chu kỳ đào hầm chia nhỏ thành cơng đoạn gồm khoan gương hầm, nạp thuốc mìn, nổ mìn, thơng gió, xúc chuyển bãi thải, dựng kết cấu chống đỡ, thi công vỏ Kỹ thuật khoan nổ đào hầm thể điểm sau: -Dùng phương pháp nổ mìn lỗ nơng, tức chiều sâu khoan nhỏ 5m -Xác định chiều sâu lỗ mìn L bước tiến hầm sau chu kỳ nổ -Bố trí lỗ mìn Trong đào hầm bố trí loại lỗ mìn: Lỗ mìn tạo rãnh bố trí gương hầm nhằm tạo mặt thống để hiệu nổ cao 95 4.1.2.3 Hiện tượng phong hố địa chất động lực cơng trình Kết phong hóa phân chia đới phong hóa đá gốc B Như biết, khu vực cơng trình nằm đá granit thuộc phức hệ Sơng Chảy Bề mặt phức hệ bị phong hố từ mãnh liệt đến nhẹ thành lớp vỏ phong hố có chiều dày biến đổi phức tạp Để phân chia đới phong hóa báo cáo sử dụng bảng phân loại phong hóa tiêu chuẩn 14 TCN 195: 2006 phụ lục G: Phân cấp mức độ phong hố đá sử dụng cơng trình lượng Kết mặt cắt vỏ phong hóa đá granit phức hệ Sông Chảy vùng dự án phân chia sau: - Lớp sườn tàn tích đới phong hố mãnh liệt (edQ+IA1)-gọi tắt Lớp đất phủ: Thành phần gồm sét pha, sét, cát pha lẫn dăm sạn trạng thái cứng Trong đất rải rác lẫn đá tảng phong hóa sót Chiều dày dao động khoảng: 0,9-27,8 m - Đới phong hóa vừa (IB): Khống vật tạo đá bị biến đổi nhiều làm cho màu sắc đá thay đổi Nứt nẻ phát triển, khe nứt có sét sạn Độ bền đá giảm nhiều so với đá tươi Chiều dày dao động khoảng: 0,5-11,0 m - Đới nứt nẻ (IIA): Đây nứt nẻ giảm tải, đá gốc tươi Khối đá thường nứt nẻ Đá có độ bền đá tươi nguyên khối Màu sắc đá không thay đổi Với đới này, độ liền khối tăng theo chiều sâu, tiến dần tới đới nguyên khối Hiện tượng trượt lở B Đặc điểm chung khu vực núi cao, vực sâu, địa hình bị phân cắt mạnh Tai đây, tượng địa chất động lực phát triển mạnh phổ biến như: bóc mòn xâm thực… tiềm ẩn tượng trượt lở sườn dốc Hiện tượng trượt lở phát triển mạnh vào mùa mưa 96 4.1.3 Điều kiện địa chất cơng trình tuyến đường hầm B 4.1.3.1 Đặc điểm địa hình, địa mạo Tuyến đập nằm suối Mương Hoa Hô khu vực ngã ba suối Seo Mý Tỷ, cách UBND xã Nậm An chừng 5km phía hạ lưu, cách ngã đường vào xã Bản Hồ chừng 750m phía nam Kể từ cửa suối Seo Mý Tỷ phía hạ lưu, lịng suối uốn cong đoạn dài 500m, đỉnh cơng theo hướng bắc Tại vị trí tim tuyến đập cao trình 660m lịng suối rộng khoảng 40m Đáy suối cao trình ∼+650m Theo tim tuyến, sườn vai phải dốc 500- 550; sườn vai trái dốc 500 - 600 Tại tim P P P P P P P P tuyến, bờ lộ đá gốc kéo dài từ mép nước lên tới cao trình khoảng +670m, đá cứng Bờ phải đá gốc lộ hơn, đơi chỗ có trầm đọng proluvi Hiện hai bên bờ giữ nguyên rừng tái sinh ( chủ yếu tre, nứa, trẩu …) lớp phủ thực vật Khu vực tuyến lượng có địa hình thoải độ dốc trung bình khoảng 300 tuyến đập đến nhà máy Phía gần khu vực nhà máy địa hình tương P P đối thoải, nhiều vị trí nhân dân quan vùng làm nương dạng bậc thang để canh tác Khu vực nhà máy địa hình thoải hơn, khu vực đôi chỗ lộ bồi tích lịng sơng lũ tích 4.1.3.2 Điều kiện địa chất tuyến hầm dẫn nước B Tuyến hầm dẫn nước có chiều dài khoảng 1190m, nằm sâu lịng núi Khơng kể hai vị trí cửa hầm đường hầm nằm mặt đất tự nhiên tối thiểu khoảng 50-60m Dựa lỗ khoan vùng nội suy địa tầng từ xuống sau: - Lớp đất phủ edQ+IA1: Sét pha lẫn dăm sạn trạng thái cứng, dày 3-27,8m phía đới IB - Các đới IB bề dày dao động từ 10-20m 97 Với đường hầm nằm sâu khoảng 50-60m, đường hầm nằm đới đá phong hoá nhẹ nguyên khối (IIA+IIB), hai đới đường hầm phần lớn ổn đinh Hai vị trí cửa hầm: cửa hầm vào khoảng cửa hầm vào khoảng điều kiện địa chất xấu cần có biện pháp gia cố kiên cố 4.2 Lựa chọn thơng số tính tốn B 4.2.1 Tài liệu áp dụng: B - Các vẽ thiết kế kỹ thuật - Các tài liệu địa chất địa hình - Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam: TCXDVN 285:2002 - Quy phạm Việt Nam: QPVN 11 – 77 - Sổ tay kỹ thuật Thuỷ lợi 4.2.2 Số liệu tính tốn: B Bảng 4.2: Chỉ tiêu lý lớp địa chất Loại đất đá Ký hiệu Dung trọng (KN/m3) Góc ma sát (độ) Lực dính (kPa) Edq 15 17 15 IA1 18 20 25 IA2 22 25 38 IB 26 32 45 Đất sườn tàn tích (Sét, sét pha, cát pha) Đới phong hóa hồn tồn (Sét, sét pha, cát pha) Đới đá phong hóa mạnh (Đá granit vỡ vụn thành dăm cục lẫn sét pha) Đới đá phong hóa trung bình (Đá granit phong hóa vừa) -Mực nước ngầm đất B -Hệ số ổn định cho phép cơng trình cấp III : [K] = 1.3 98 4.3 Lựa chọn phần mềm phân tích tốn B Tính tốn với trường hợp địa chất trạng thái bão hoà nước B 4.3.1 Mặt cắt tính tốn: B Tính tốn cho mặt cắt nguy hiểm mái đào cửa hầm, vị trí có độ dốc lớn địa chất xấu - Tính tốn cho mái đào cửa hầm (Xem hình vẽ 2.15, 2.16 trang 52, 53) 4.3.2 Kết tính tốn: B a) Trường hợp sử dụng neo gia cố cho mái dốc 2:1 (từ cao trình 700 – 710 m) có mực nước ngầm Hình 4.3: Kết tính tốn cho trường hợp mái dốc 2:1 từ cao trình 700 ÷710m 99 b) Trường hợp hạ thấp mái dốc (1:1) có mực nước ngầm sử dụng neo gia cố Hình 4.4: Kết tính tốn cho trường hợp hạ thấp mái dốc 1:1 100 4.3.3 Hình thức gia cố: B - Từ cao trình 700 – 710: Gia cố bê tông phun vẩy dày 5cm kết hợp với lưới thép B4 - Từ cao trình 710 – 720: Gia cố neo bê tông vào mái dốc - Từ cao trình 720 – 725: Gia cố trồng cỏ + Trường hợp sử dụng neo gia cố cho mái dốc 2:1 (từ cao trình 700 – 710 m) có mực nước ngầm Sử dụng neo thép khơng gỉ φ = 25mm , đường kính bầu neo = 0,3m , chiều dài bầu neo = 5m, tổng chiều dài neo = 12m Khoảng cách neo phương vng góc với mặt phẳng tính tốn m Hình 4.5: Sơ đồ neo gia cố cho trường hợp mái dốc 2:1 từ cao trình 700 ÷710m 101 + Trường hợp hạ thấp mái dốc (1:1) có mực nước ngầm sử dụng neo gia cố Sử dụng neo thép không hợp kim, loại cáp xoắn sợi, đường kính bó cáp 18mm; đường kính bầu neo = 0,3m; chiều dài bầu neo = 5m; tổng chiều dài neo = 12m Khoảng cách neo phương vng góc với mặt phẳng tính tốn m Hình 4.6: Sơ đồ neo gia cố cho trường hợp hạ thấp mái dốc 1:1 4.3.4 Trình tự thi cơng: B Trình tự thi cơng mái cửa hầm chia làm giai đoạn Giai đoạn 1: - Đưa máy đào lên đỉnh đào từ cao trình 725 giật xuống cao trình 720m với độ dốc mái 1:1 102 - Tại cao trình 720m có bề rộng 4,3m, tổ chức thi cơng khung kích thước 2x2m đá xây, trồng cỏ, xây dựng rãnh thả sỏi để thoát nước mặt Hình 4.7: Thi cơng mái đào giai đoạn Hình 4.8: Gia cố trồng cỏ cao trình 720 – 725m 103 Giai đoạn 2: - Tiếp tục đào từ cao trình 720 m xuống cao trình 710 m với độ dốc mái 1:1 - Tại cao trình 710m có bề rộng 10,5 m đủ mặt băng để tập kết vật liệu, bố trí máy thi công để tiến hành khoan neo gia cố mái + Dùng máy khoan để khoan đến độ sâu thiết kế + Tiến hành rửa lỗ khoan cách dùng vòi nước áp lực cao cho đầu vòi xuống đáy lỗ khoan, vừa phun nước vừa kéo đầu vòi dần lên nước từ lỗ khoan chảy + Cho neo vào đồng thời định vị neo tâm lỗ khoan + Phun bê tông mác cao vào lỗ khoan + Kiểm tra cường độ chịu kéo neo thiết kế cho tiến hành thi công đại trà + Tiến hành đổ bê tông đổ chỗ dày 10cm vào đầu neo + Cần ý bố trí ống nước bề mặt mái 104 Hình 4.9: Thi cơng mái đào giai đoạn Hình 4.10: Gia cố neo từ cao trình 710 – 720m 105 Giai đoạn 3: - Tiếp tục đào từ cao trình 710 m xuống cao trình 700 m, trình đào cắm thép định vị vào mái dốc - Sau đào xong tiến hành buộc lưới thép B4, khoảng cách mắt lưới từ 510cm vào thép định vị - Tiến hành phun vẩy toàn bề mặt mái dốc với chiều dày 5cm từ cao trình 700 – 710 m - Cần ý bố trí ống nước bề mặt mái Hình 4.11: Thi cơng mái đào giai đoạn 106 Kết luận chương IV Hiện tượng nguy hiểm xảy với cửa hầm Nậm An: Mái dốc cửa hầm trình sử dụng bị phong hóa làm phá vỡ tính chất liền khối, làm thay đổi tính chất lý đất đá, đặc biệt làm thay đổi khối lượng thể tích tự nhiên, làm giảm lực kháng cắt đất đá, làm khối đất trượt gây hư hại cơng trình Các biện pháp gia cố a) Từ cao trình 720 - 725m: Gia cố mái trồng cỏ b) Từ cao trình 710 - 720m: Gia cố mái neo - Trường hợp sử dụng neo gia cố cho mái dốc 2:1 (từ cao trình 700 – 710 m) có mực nước ngầm Sử dụng neo thép khơng gỉ φ = 25mm , đường kính bầu neo = 0,3m , chiều dài bầu neo = 5m, tổng chiều dài neo = 12m Khoảng cách neo phương vng góc với mặt phẳng tính tốn m - Trường hợp hạ thấp mái dốc (1:1) có mực nước ngầm sử dụng neo gia cố Sử dụng neo thép không hợp kim, loại cáp xoắn sợi, đường kính bó cáp 18mm; đường kính bầu neo = 0,3m; chiều dài bầu neo = 5m; tổng chiều dài neo = 12m Khoảng cách neo phương vng góc với mặt phẳng tính tốn m c) Từ cao trình 700 - 710m: Gia cố mái phun vẩy vữa xi măng dày 5cm kết hợp với lưới thép B4 107 CHƯƠNG V KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ B 5.1 Kết luận Tầm quan trọng cửa hầm: - Để bảo vệ chống đỡ cho lối vào, lối đường dẫn tới cửa hầm tác dụng khối lớn đất đá - Ngăn ngừa tạo cho nước bề mặt chảy xuống mái dốc ngồi hầm - Làm bật quy mơ kết cấu hầm thông qua chi tiết kiến trúc Yêu cầu tính ổn định cho phận nguy hiểm nhất: Bờ dốc diện phía cửa hầm cần có độ ổn định cao đất đá trơi trượt theo hướng dốc chính, gây nguy hại cho người phương tiện vận tải hoạt động cửa hầm Chúng ta phải nghiên cứu biện pháp phòng tránh phù hợp với yêu cầu an toàn, kỹ thuật kinh tế cụ thể Nguyên nhân gây trượt lở cửa hầm: - Loại đất số lý đất đá - Thế nằm tầng đất đá - Ảnh hưởng áp lực nước đất đá Các phương pháp tính ổn định mái dốc cửa hầm: - Phương pháp theo lý thuyết cân giới hạn túy mô gần trạng thái ứng suất khối đất bị phá hoại, mặt tốn học mang tính logic cao, chưa áp dụng rộng rãi thực tế - Phương pháp dùng mặt trượt giả định có nhược điểm xem khối trượt cố thể giới hạn mặt trượt mặt mái dốc, đồng thời xem trạng thái ứng suất giới hạn xảy mặt trượt mà thơi Nhóm phương pháp tính tốn đơn giản thiên an tồn so vói nhóm phương pháp lý luận cân giới hạn Chính thực tế sử dụng phương pháp để tính tốn ổn định mái dốc áp dụng rộng rãi 108 Các dạng nguy hiểm cửa hầm: Mái dốc cửa hầm trình sử dụng bị phong hóa làm phá vỡ tính chất liền khối, làm thay đổi tính chất lý đất đá, đặc biệt làm thay đổi khối lượng thể tích tự nhiên, làm giảm lực kháng cắt đất đá Là nguyên nhân gây trượt lở đất Trên sườn dốc lớp vỏ phong hóa dày, mức độ phong hóa triệt để khả trượt lớn, gây hư hại cho đường hầm Biện pháp gia cố: - Bạt mái, trồng cỏ lát bê tông tự chèn để bảo vệ mái - Biện pháp phun vẩy gia cố giúp mái dốc tránh bị phong hóa trực tiếp, liên kết đất đá bề mặt bền chắc, lấp đầy khe rỗng, làm tăng độ ổn định mái - Neo gia cố mái dốc Khi thi công cửa hầm qua vùng địa chất xấu cần sử dụng hệ thống chống đỡ hình 1.11 để tránh sụt lở ngăn cản đất đá long rơi ngẫu nhiên từ mái dốc phía trước đường đào 5.2 Kiến nghị - Bổ sung vào giáo trình xây dựng cơng trình ngầm phương pháp đánh giá độ ổn định biện pháp giảm thiểu độ trượt mái dốc cửa hầm thông qua hình thức bạt mái, phun bê tơng bề mặt, neo đặt khung bê tông - Tiếp tục phát triển phương pháp tính mái dốc có lớp đất đá xen kẹp mặt trượt không dạng cung tròn 109 TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ mơn Địa - Cơ - Nền móng, Đại học Thủy lợi (1998), Nền móng, NXB Nơng Nghiệp GS, TS Vũ Trọng Hồng - Thi công đường hầm thủy công (2004, 2009) Trịnh Minh Thụ, Nguyễn Uyên – Phòng chống trượt lở đất đá bờ dốc, mái dốc, NXB Xây dựng (2011) Cao Văn Chí Trinh Văn Cương (2003), Cơ học đất, NXB Xây Dựng GS,TS Phan Trường Phiệt, TS Phan Trường Giang - Tính tốn phân tích trượt lở đất đá - Giải pháp đề phòng giảm nhẹ tác hại, NXB Xây Dựng (2011) Nguyễn Thế Phùng - Thi công hầm, NXB Xây Dựng (2010) Nguyễn Hữu Đẩu - Neo đất BS 8081: 1989, NXB Xây Dựng (2008) GS TSKH Nguyễn Văn Quảng – Chỉ dẫn thiết kế thi công cọc Baret, tường đất neo đất, NXB Xây dựng (2011) PGS TS Đỗ Văn Đệ – Tính tốn cơng trình tương tác với đất phần mềm Geoslope, NXB Xây dựng (2011)