Nghiên cứu lựa chọn máy đào hầm cùng các phụ kiện đi kèm khi thi công công trình ngầm tiết diện nhỏ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT NGÔ ĐỨC HIẾU NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN MÁY ĐÀO HẦM CÙNG CÁC PHỤ KIỆN ĐI KÈM KHI THI CƠNG CƠNG TRÌNH NGẦM TIẾT DIỆN NHỎ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Hà Nội – 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT NGÔ ĐỨC HIẾU NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN MÁY ĐÀO HẦM CÙNG CÁC PHỤ KIỆN ĐI KÈM KHI THI CƠNG CƠNG TRÌNH NGẦM TIẾT DIỆN NHỎ Ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình ngầm Mã số: 8580204 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC TS Đặng Trung Thành Hà Nội – 2018 -1- LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố cơng trình khác Hà Nội, ngày 23 tháng 10 năm 2018 Tác giả Ngô Đức Hiếu -2- MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH MINH HỌA MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu luận văn Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 10 Nội dung nghiên cứu 10 Các phƣơng pháp nghiên cứu sử dụng luận văn 10 Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn đề tài 11 Kết cấu luận văn 12 Lời cảm ơn 12 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THI CƠNG CƠNG TRÌNH NGẦM BẰNG MÁY ĐÀO HẦM LOẠI NHỎ 13 1.1 Khái niệm phân loại công trình ngầm: 13 1.1.1 Khái niệm chung: 13 1.1.2 Phân loại cơng trình ngầm: 13 1.2 Các biện pháp thi cơng cơng trình ngầm tiết diện nhỏ: 14 1.2.1 Thi công cơng trình ngầm tiết diện nhỏ phƣơng pháp thơng thƣờng (phƣơng pháp truyền thống): 15 1.2.2 Thi cơng cơng trình ngầm tiết diện nhỏ máy móc thiết bị 15 1.3 Nhận xét chƣơng 38 -3- CHƢƠNG 2: CÁC SỰ CỐ KHI THI CƠNG CƠNG TRÌNH NGẦM BẰNG MÁY ĐÀO HẦM LOẠI NHỎ 40 2.1 Tổng quan cố thi cơng cơng trình ngầm máy đào hầm loại nhỏ 40 2.2 Các cố xảy thi cơng cơng trình ngầm máy đào hầm loại nhỏ giới 44 2.2.1 Sự cố cơng trình hệ thống nƣớc thải Anzali, Iran, 2008 [16] 44 2.2.3 Sự cố cơng trình xử lý nƣớc thải nhà tắm công cộng Oahu, Hawaii, Mỹ, 1996 51 2.2.4 Sự cố cơng trình Duwamish quận King, WA 53 2.3 Các cố xảy thi cơng cơng trình ngầm máy đào hầm loại nhỏ Việt Nam 54 2.3.1 Sự cố cơng trình vệ sinh mơi trƣờng Nhiêu Lộc-Thị Nghè, TP Hồ Chí Minh 56 2.3.2 Sự cố chìm MĐHLN trạm bơm 59 2.3.3 Chìm MĐHLN giếng (S32) 60 2.3.4 Chìm MĐHLN sơng Sài Gòn 63 2.4 Nhận xét chƣơng 64 CHƢƠNG 3: TỔNG HỢP, NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ NGUYÊN NHÂN XẢY RA SỰ CỐ 66 3.1 Tổng hợp dạng cố, nguyên nhân cố thi công công trình ngầm máy đào hầm loại nhỏ 66 3.2 Nguyên nhân gây cố máy đào hầm 68 3.2.1 Ma sát 69 3.2.2 Độ bám dính đất 71 3.2.3 Tính mài mòn đất 72 3.2.4 Khối đá có kích thƣớc lớn có chƣớng ngại vật 73 -4- 3.3 Nguyên nhân gây hƣ hại ống kích 74 3.4 Nguyên nhân gây cố gƣơng hầm 75 3.4.1 Lún bề mặt 75 3.4.2 Mất ổn định, cân áp lực bề mặt gƣơng hầm 76 3.5 Nhận xét chƣơng 76 CHƢƠNG 4: ĐỀ XUẤT LỰA CHỌN CÁC LOẠI MÁY ĐÀO HẦM LOẠI NHỎ VÀ CÁC PHỤ KIỆN ĐI KÈM KHI THI CÔNG CƠNG TRÌNH NGẦM TIẾT DIỆN NHỎ 78 4.1 Đặt vấn đề 79 4.2 Lựa chọn MĐHLN 81 4.3 Lựa chọn phụ kiện kèm 82 4.4 Đầu cắt: Độ mở, phƣơng tiện phá vỡ đất đá 83 4.5 Khe hở kỹ thuật 87 4.6 Hệ thống nghiền 88 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 90 Kết luận: 90 Kiến nghị: 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO 92 -5- DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ MĐHLN Máy đào hầm loại nhỏ CTN Cơng trình ngầm MĐH Máy đào hầm TBM Tunnel boring machine MTBM Microtunnel boring machine -6- DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.2 Bảng tổng hợp ƣu nhƣợc điểm MĐHLN sử dụng hệ thống vận 30 chuyển đất đá thải khí nén 30 Bảng 1.3 Bảng tổng hợp ƣu nhƣợc điểm MĐHLN sử dụng hệ thống vận 30 Bảng 1.4 Lựa chọn cơng nghệ theo đƣờng kính cơng trình ngầm 32 Bảng 1.5 Bảng phân loại khả áp dụng MĐHLN với loại đất đá [14] 33 Bảng 2.1 Các dạng cố ngun nhân cố thi cơng cơng trình ngầm MĐHLN 42 Bảng 2.2 Thống kê số cơng trình thi cơng MĐHLN thành phố Hồ Chí Minh [5] 55 Bảng 4.1 Lựa chọn MĐHLN vào điều đất đá [14] 82 Bảng 4.2 Hƣớng dẫn lựa chọn số trang thiết bị kèm MĐHLN [14] 84 -7- DANH MỤC CÁC HÌNH MINH HỌA Hình 1.1 Tổng quan hệ thống máy đào hầm loại nhỏ [15] 18 Hình 1.2 Giếng thi công [12] 19 Hình 1.3 Giếng nhận [12] 20 Hình 1.4 Máy đào hầm loại nhỏ [12] 22 Hình 1.5 Cấu tạo bên máy đào hầm loại nhỏ [12] 23 Hình 1.6 Phân loại máy đào hầm loại nhỏ [14] 23 Hình 1.7 Mơ hình MĐHLN sử dụng hệ thống vận chuyển 24 đất đá thải học [21] 24 Hình 1.8 Mơ hình đầu cắt MĐHLN sử dụng hệ thống vận chuyển đất đá thải học [21] 25 Hình 1.9 Mơ hình MĐHLN sử dụng hệ thống vận chuyển 27 Hình 1.10 Cấu tạo loại đầu cắt [12] 28 Hình 1.11 Đầu cắt hình nón thi cơng đất dính [12] 28 Hình 1.12 Mơ hình MĐHLN sử dụng hệ thống vận chuyển đất đá thải 29 khí nén [21] 29 Hình 1.13 Mơ hình hoạt động MĐHLN [22] 37 Hình 1.14 Quy trình kích đẩy chu kỳ ống kích [4] 38 Hình 2.1 Thời gian (a) loại cố (b) thƣờng xảy thi công cơng trình ngầm MĐHLN [7] 42 Hình 2.2 Chi tiết ống kích bê tơng cốt thép D600 mm [16] 45 Hình 2.3 Chi tiết vị trí nối hai ống kích [16] 45 Hình 2.4 Cơ chế ổn định cố bề mặt cơng trình [16] 46 Hình 2.5 Hiệu ứng nƣớc ngầm ống kích [16] 47 Hình 2.6 Vị trí đoạn thi cơng dự án trạm bơm [17] 48 Hình 2.7 Biểu đồ độ lệch trục sau thi công đoạn thứ [17] 49 Hình 2.8 Địa chất trạm thứ [17] 50 -8- Hình 2.9 Tuyến xây dựng cơng trình [10] 51 Hình 2.10 Sửa đổi cánh bịt lối vào máy đào hầm [10] 53 Hình 2.11 Sụt lở vỉa hè thi công [10] 54 Hình 2.12 Lƣu vực thoát nƣớc dự án [1] 56 Hình 2.13: Mặt tổng thể bố trí giếng [1] 57 Hình 2.13: Vị trí cố chìm đầu kích [5] 58 Hình 2.15 Sự cố phải đào hở để cứu MTBM [3] 59 Hình 2.16 Mô sụt lún giếng S32 [5] 61 Hình 2.17 Đất xung quanh khu dân cƣ bị sụt lún [30] 62 Hình 2.18 Đất xung quanh giếng bị lún sụt [3] 62 Hình 2.19 Mô cố S32 [2] 63 Hinh 2.20 Mô xảy có S32 [2] 63 Hình 3.1 Sơ đồ nguyên nhân cố thi cơng cơng trình ngầm máy đào hầm loại nhỏ 68 Hình 3.2 Cơng trình ngầm có tuyến cong [13] 70 Hình 3.3 Quá trình vận chuyển đất đá thải lên mặt đất 71 Hình 3.4 Đất có độ bám dính cao gây cản trở hoạt động 72 Hình 3.5 Các chƣớng ngại vật tìm thấy cố cơng trình vệ sinh mơi 73 Hình 3.6 Sự tập trung ứng suất lên ống kích q trình kích đẩy [7] 74 Hình 4.1 Điều kiện áp dụng loại đầu cắt MĐHLN [15] 86 Hình 4.2 Cơng cụ cắt dạng đột 87 Hình 4.3 Khe hở kỹ thuật 88 Hình 4.4 Hệ thống nghiền máy đào hầm loại nhỏ [19] 89 - 79 - + Nâng cao lực đội ngũ cán tham gia thực dự án, phối hợp bên suốt thời gian thực dự án; + Nâng cao chất lƣợng công tác chuẩn bị hồ sơ mời thầu đấu thầu Với chủ đề nghiên cứu luận văn Nghiên cứu lựa chọn MĐH phụ kiện kèm thi cơng cơng trình ngầm tiết diện nhỏ Tác giả giới thiệu số nguyên tắc lựa chọn máy đào hầm nhƣ số trang phụ kiện kèm với mục đích lƣu ý với nhà quản lý, thiết kế nhà thầu thi công CTN tiết diện nhỏ Việt Nam tới có sử dụng MĐHLN sử dụng làm tài liệu tham khảo để lựa chọn đƣợc máy đào hầm phụ kiện kèm phù hợp nhằm tránh đƣợc rủi ro khơng đáng có thể xảy q trình thi cơng 4.1 Đặt vấn đề Máy đào hầm loại nhỏ (MĐHLN) hoạt động với 04 chức chính: - Tách bóc giữ ổn định đất đá gƣơng hầm; - Vận chuyển đất đá thải lên mặt đất; - Điều khiển, định hƣớng quỹ đạo máy đào hầm; - Kích đẩy ống kích (vỏ chống cố định) cho cơng trình hệ thống kích đẩy Hai chức đƣợc đề cập cuối (Điều khiển, định hƣớng quỹ đạo máy đào hầm kích đẩy ống kích (vỏ chống cố định) cho cơng trình hệ thống kích đẩy) có khác loại MĐHLN, việc xác định yếu tố để lựa chọn MĐHLN dựa hai chức khó khăn Bên cạnh đó, thực tế thi cơng cho thấy điều kiện phức tạp nhà đầu tƣ giảm khả xảy cố cách tránh lựa chọn máy đào phù hợp với điều kiện thực tế Tuy nhiên việc địi hỏi cơng tác khảo sát điều kiện địa chất, địa chất thủy văn chi tiết để biết đƣợc điều - 80 - kiện đất đá CTN qua nhƣ (đất sét, cát, đá, ) số thông số khác nhƣ: độ ẩm, mềm, dẻo độ chặt đất đá Tuy nhiên, điều kiện đất đá đƣợc khảo sát chi tiết, xác việc lựa chọn máy đào hầm phụ kiện kèm gặp nhiều khó khăn ngun nhân: - Do kích thƣớc nhỏ phần tử cấu trúc đất đá, phần tử dễ dàng di chuyển lồng vào ma trận đất đá xung quanh, làm biến đổi điều kiện đất đá tự nhiên, gây khó khăn q trình đào; - Do kỹ thuật, cơng nghệ MĐHLN chƣa cho phép can thiệp vào hệ thống đào hay thay hệ thống cắt q trình thi cơng; - Do gặp cố (ví dụ nhƣ tắc nghẽn hệ thống vận chuyển đất đá thải hay lực ma sát lớn ống kích với đất đá xung quanh thành ống) việc sửa chữa, khắc phục cố làm tăng giá thành kéo dài thời gian thi công so với tính tốn ban đầu Do đó, xu hƣớng chung nhà sản xuất máy đào hầm tập trung nghiên cứu thiết bị “phổ biến” tức máy có khả thi cơng điều kiện đất đá Tuy nhiên, đến cố thi công CTN MĐHLN xảy thƣờng xuyên Mục tiêu luận văn giới thiệu số lƣu ý cần thiết làm tài liệu cho nhà tƣ vấn, thiết kế sử dụng để lựa chọn đƣợc máy đào hầm thiết bị phụ trợ (phụ kiện) kèm sở công nghệ MĐHLN Đƣơng nhiên công nghệ thi công MĐHLN tiến nhanh có câu trả lời khác với lƣu ý báo - 81 - 4.2 Lựa chọn MĐHLN Những năm 1970 chứng kiến phát triển loại MĐHLN: - MĐHLN sử dụng hệ thống vận chuyển đất đá thải thủy lực: phù hợp với đất hạt dính (cát, sỏi) bùn Thi cơng điều kiện đất sét dẻo gây tắc hệ thống vận chuyển đất đá dính kết vật liệu thải Một phần nguyên nhân sử dụng chất lỏng phụ gia q trình tách bóc đất đá (nƣớc bentonite) Bên cạnh đó, MĐHLN dạng phải có hệ thống xử lý đất đá thải (lọc bentonite, phụ gia để tái sử dụng) hạn chế loại máy này; - MĐHLN sử dụng hệ thống vận chuyển đất đá thải học: phù hợp điều kiện cát, sét bùn nhƣng sỏi (khó khăn vận chuyển đất đá thải hệ thống học với phần tử hạt to) Trong điều kiện sét dẻo xảy tƣợng kết dính gây khó khăn hệ thống học hoạt động Tuy nhiên, sử dụng hệ thống đất đá thải đƣợc đƣa trực tiếp ngồi khơng cần xử lý; - MĐHLN sử dụng hệ thống vận chuyển đất đá thải khí nén: đƣợc sử dụng số cơng trình đất đá thi cơng phù hợp sỏi pha cát Tuy nhiên điều kiện đất đá có tính dính kết cao (sét đặc) hiệu làm việc giảm rõ rệt Bảng điều kiện áp dụng MĐHLN loại đất đá khác - 82 - Bảng 4.1 Lựa chọn MĐHLN vào điều đất đá [14] Loại đất đá Loại máy Bùn Sét Cuội Sỏi Cát Không dẻo Dẻo (IP30) MĐHLN sử dụng hệ thống vận chuyển đất đá ** ** ** ** ** * * ** ** * 0 ** ** ** * * thải thủy lực MĐHLN sử dụng hệ thống vận tải đất đá thải học MĐHLN sử dụng hệ thống vận chuyển đất đá thải khí nén Trong đó: ** loại đất đá MĐHLN đào qua tốt; * loại đất đá MĐHLN đào; loại đất đá MĐHLN đào; IP số dẻo Thực tế MĐHLN sử dụng hệ thống vận chuyển đất đá thải học khí nén khơng đƣợc dùng từ cuối năm 1990 Đến MĐHLN sử dụng hệ thống vận chuyển đất đá thải thủy lực loại máy đƣợc sử dụng chúng gần nhƣ phù hợp với điều kiện đất đá 4.3 Lựa chọn phụ kiện kèm Các phụ kiện kèm nhƣ: Răng, đĩa cắt, hệ thống nghiền (lắp đặt bên đầu máy đào) phụ kiện cốt yếu để máy đào hoạt động đƣợc tác giả xét đến báo Thực tế phụ kiện kèm đƣợc lựa chọn dựa lực tách bóc đất đá khả chống ách tắc vận chuyển đất đá thải Một số đặc đặc điểm đá đất cần lƣu ý để lựa chọn phụ kiện là: - 83 - - Độ cứng: Trong trƣờng hợp đất đá cứng, chƣớng ngại vật cứng khối đá có kích thƣớc lớn đƣờng kính máy đào đầu đào cắt áp sát vào bề mặt khối đá đảm bảo đất đá sau đƣợc tách bóc có kích thƣớc phù hợp với hệ thống nghiền tƣơng thích với hệ thống vận chuyển đất đá thải Hiện nay, đầu đào cắt tách đất đá có độ bền nén (c) đến 200 MPa - Tồn yếu tố cách ly: khối đá có chất dính kết, kích thƣớc độ chặt chất dính kết thơng số quan trọng Nếu chất dính kết khơng chắc, đầu cắt xoay, cắt tách đất đá, khối đá bị đẩy lùi, dịch chuyển ngang bị xoay không xâm nhập vào khoang nghiền Thực tế chứng minh kích thƣớc khối đá nhỏ 1/3 đƣờng kính máy đào việc tách bóc đất đá tƣơng đối dễ dàng - Tính bám đính sét: điều kiện thi cơng đá phiến sét có tính bám dính cao (ví dụ đất sét có tính dẻo IP > 30) đất đá sau đƣợc cắt tách có xu hƣớng dính trộn thành bột nhão Chính lý để đảm bảo tiến độ, phải tăng lực quay đầu cắt nguyên nhân gây tắc hệ thống vận chuyển đất đá thải - Tính mài mịn: Trƣờng hợp đất đá có tính mài mòn cao (nhƣ: đá cuội, đá lửa, ) gây mòn với hệ thống đĩa cắt, làm giảm khả tách bóc đất đá hệ thống đĩa cắt Căn vào điều kiện địa chất toàn tuyến CTN nhà tƣ vấn, thiết kế sử dụng Bảng 4.2 để lựa chọn số phụ kiện 4.4 Đầu cắt: Độ mở, phƣơng tiện phá vỡ đất đá Hệ thống đầu cắt máy đào hầm đƣợc trang bị với thiết bị sau: - Các thiết bị đƣợc tích hợp lực xoay, lực đẩy để cắt tách đất đá; - 84 - - Hệ thống nghiền dạng hình nón (hình cơn) đƣợc thiết kế phía sau đầu cắt có nhiệm vụ nghiền nhỏ đất đá trƣớc đƣợc đƣa hệ thống vận chuyển đất đá thải Các đầu cắt đƣợc phân biệt cơng cụ cắt hình dạng thiết bị cắt Trên sở kinh nghiệm thực tế, hình đƣa điều kiện áp dụng loại đầu cắt điều kiện đất đá khác Ngoài ra, bảng đƣa hƣớng dẫn lựa chọn đầu cắt, hệ thống nghiền, độ mở, sở đất đá gặp toàn tuyến CTN - Trong điều kiện cát cuội sỏi (đặc biệt đất phù sa), đầu cắt nên sử dụng thiết bị cắt dạng cắt có độ mở để đất đá sau đƣợc tách bóc dễ dàng xâm nhập vào hệ thống nghiền Tại đất đá đƣợc nghiền giảm kích thƣớc để vào hệ thống vận chuyển đất đá thải Trong điều kiện có đá thơ, khơng mịn, cắt làm lộ đá nghiền hệ thống nghiền Nếu khối đá có đƣờng kính lớn D/3 (D: đƣờng kính máy đào hầm) độ bền nén (c > 10 Mpa) phải sử dụng đĩa cắt Bảng 4.2 Hƣớng dẫn lựa chọn số trang thiết bị kèm MĐHLN [14] Loại đất đá Độ chặt Đặc điểm chất dính kết Đá nguyên c < 200 Không áp khối MPa dụng Các khối đá nằm đất dính Kích thƣớc khối đá < D/3 Chức cần tìm kiếm - Cắt tách đá ngun khối thành đá có kích thƣớc nhỏ Phụ kiện kèm - Sử dụng đĩa cắt - Độ mở đầu cắt phù hợp với hệ thống vận chuyển đất đá thải - Làm cho khối đá có Không áp dụng thể xâm nhập vào bên - Đầu mở đầu cắt - Hệ thống nghiền - 85 - - Giảm kích thƣớc đá nhỏ đƣờng kính hệ thống vận chuyển đất đá thải - Cắt khối tƣơng Kích thƣớc khối đá Lỏng đối dễ dàng - Không đẩy nhiều > D/3 c < - Răng cắt (+ đĩa cắt) - Đầu cắt mở rộng - Sử dụng hệ thống nghiền tiêu chuẩn - Răng cắt (+ đĩa cắt) 10 MPa Chặt - Cắt khối đá dễ dàng - Đầu mở - Sử dụng hệ thống nghiền tiêu chuẩn - Cắt khối đá dễ Kích thƣớc khối đá Lỏng dàng - Khơng đẩy nhiều > D/3 c > 10 MPa - Răng đầu đĩa cắt đƣợc mở rộng - Sử dụng hệ thống nghiền công suất lớn - Đĩa cắt chng Chặt - Cắt khối đá khó - Đầu mở - Sử dụng hệ thống nghiền công suất lớn IP < 30 - - - Răng cắt - Đầu mở rộng - Sét Bùn IP > 30 - - Cào - Sử dụng hệ thống có vịi phun đầu - Đầu mở rộng - 86 - Hình 4.1 Điều kiện áp dụng loại đầu cắt MĐHLN [15] - Trong điều kiện đất dính (sét, bùn đất có sét vơi), đầu cắt đƣợc tích hợp cơng cụ cắt dạng đột (hình 4.2) Hệ thống nghiền khơng có tác dụng trƣờng hợp sét không tồn khối đá Đầu cắt đƣợc mở rộng để đất xâm nhập vào hệ thống nghiền, đặc biệt đất có xu hƣớng kết dính dễ gây tắc nghẽn hệ thống vận chuyển đất đá thải Để giảm khả kết dính tránh tƣợng tắc hệ thống vận chuyển đất đá thải, số máy đào tích hợp hệ thống bơm nƣớc áp lực cao đầu cắt - Trong điều kiện đá, đầu cắt đầu trang bị đĩa cắt có độ mở nhỏ Thực tế, đĩa cắt đƣợc áp chặt vào bề mặt gƣơng hầm bằng lực đẩy từ hệ thống kích đẩy Việc cắt tách đƣợc thực lực cắt lực kéo đƣợc truyền thẳng vào đá Đĩa cắt có khả cắt tốt độ bền nén lên đến 200 MPa Đầu cắt dạng sử dụng đất có khối đá lớn, nhiên khơng thích hợp điều kiện đất dẻo, có độ dính cao - 87 - Hình 4.2 Cơng cụ cắt dạng đột 4.5 Khe hở kỹ thuật Khe hở kỹ thuật đƣợc tạo lƣợng đất đá đƣợc cắt thừa so với đƣờng kính bên ngồi ống kích (Hình 4.3) Khe hở kỹ thuật hợp lý, phù hợp với điều kiện đất đá tự nhiên yếu tố quan trọng liên quan đến tốc độ thi công MĐHLN Thực tế, khe hở kỹ thuật ảnh hƣởng trực tiếp đến lực ma sát dọc trục ống kích: - Trong điều kiện ổn định, nên kích hoạt hệ thống bơm chất lỏng vào khe hở kỹ thuật đƣợc tạo xung quanh ống kích để giảm lực ma sát cải thiện tốc độ thi cơng Ngồi ra, biện pháp ngăn ngừa dịch chuyển đất đá dƣới tác dụng áp lực đất đá; - Trong cát chặt, khe hở kỹ thuật giúp bù lại trƣơng nở đất bề mặt ống kích Thực tế chứng minh khe hở kỹ thuật không tồn tại, ứng suất bề mặt ống kích tăng nhanh dƣới tác dụng trƣơng nở đất đá kéo theo lực ma sát dọc ống kích tăng theo; - Trong đất sét, trƣơng nở siết chặt ống kích gây phá hủy ống kích - 88 - Hình 4.3 Khe hở kỹ thuật Khe hở kỹ thuật không hợp lý (cắt mức cần thiết) nguyên nhân gây máy đào gây biến dạng, dịch chuyển bề mặt đóng lại khe hở kỹ thuật Ngoài nguyên nhân xảy cố với ống kích lực đẩy khác máy đào hầm hệ thống kích Khe hở kỹ thuật đƣợc tạo hệ thống đĩa cắt máy đào hầm, phần nhô phía sau đầu cắt Thơng thƣờng, CTN có tiết diện 600mm đến 1200mm, khe hở kỹ thuật đƣợc thiết kế vào khoảng 20-30mm qua quan sát thực tế chứng minh không thấy biến dạng bề mặt Nếu khe hở kỹ thuật lớn dễ gây ổn định bề mặt khó khăn kiểm soát đất đá thải đất đá dễ dịch chuyển xung quanh ống kích 4.6 Hệ thống nghiền Hệ thống nghiền thƣờng có hình (hình nón) (Hình 4.4) đƣợc thiết kế đặt phía sau đầu cắt Đất đá đƣợc cắt tách với đƣờng kích thích hợp, dịch chuyển vào buồng trống đƣợc nghiền nhỏ Hệ thống nghiền có thể: - Xoay trịn: máy đào cắt tách đẩy khối đất đá đƣợc cắt tách vào hệ thống nghiền buồng nghiền; - Hoặc trợ giúp đĩa lệch tâm dễ dàng nghiền khối đất cuội sỏi - 89 - (a) Buồng hệ thống nghiền hình (b) Buống nghiền hình hệ thống nghiền Hình 4.4 Hệ thống nghiền máy đào hầm loại nhỏ [19] - 90 - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: Qua nghiên cứu tài liệu nhƣ cố thi cơng CTN MĐHLN thấy từ đầu hình thành dự án việc sử dụng chủng loại máy đào hầm phụ kiện kèm có ảnh hƣởng trực tiếp đến tốc độ thi cơng, giá thành cơng trình Việc lựa chọn máy đào phụ kiện kèm phù hợp với điều kiện địa chất, địa chất cơng trình giảm khả xảy cố, tăng tốc độ thi công, giảm giá thành xây dựng Trong luận văn tác giả đƣa số lƣu ý lựa chọn máy đào hầm phụ kiện kèm Đề tài nêu nguyên nhân, yếu tố ảnh hƣởng máy đào hầm phụ kiện kèm; Nêu số nguyên tắc lựa chọn máy đào hầm số phụ kiện kèm với mục đích lƣu ý với nhà quản lý, thiết kế nhà thầu thi công CTN tiết diện nhỏ Việt Nam tới có sử dụng MĐHLN sử dụng làm tài liệu tham khảo để lựa chọn đƣợc máy đào hầm phụ kiện kèm phù hợp nhằm tránh đƣợc rủi ro khơng đáng có thể xảy q trình thi cơng Kiến nghị: Một thực tế thi cơng cơng trình xây dựng nói chung CTN nói riêng việc điều tra khảo sát địa chất sai xót gây hậu đáng tiếc Bên cạnh chuyên gia Việt Nam chƣa có nhiều kinh nghiệm lĩnh vực thi công CTN MĐHLN Ở nƣớc ta chƣa có tiêu chuẩn khâu cơng việc liên quan đến thi công CTN MĐHLN nên tác giả kiến nghị quan Quản lý, đơn vị tƣ vấn thiết kế đơn vị thi công nhƣ chủ đầu tƣ dự án cần thiết lập lực lƣợng cán chuyên môn, tìm hiểu học kinh nghiệm từ nƣớc sử dụng tốt MĐHLN để thi cơng CTN, tích lũy kỹ - 91 - cần thiết, khả dự đoán, lựa chọn máy đào hầm phụ kiện kèm để đảm bảo an toàn tiết kiệm Cần xây dựng quy chế, quy định, phải có yêu cầu thỏa đáng với đơn vị tƣ vấn, nhà thầu nƣớc ngoài, nƣớc cơng trình cụ thể phải có phƣơng án thi cơng, đánh giá, so sánh, phịng ngừa, quản lý rủi ro giải pháp kỹ thuật, thi công từ bắt đầu hình thành dự án để giảm thiểu rủi rỏ đến mức tối thiểu, đảm bảo dự án xây dựng với chất lƣợng cao nhất, tốc độ thi công nhanh giá thành thấp - 92 - TÀI LIỆU THAM KHẢO Hà Tiên Chung, 2014, Sử dụng modul MISAS đánh giá ảnh hưởng cố đến tốc độ thi cơng cơng trình ngầm máy đào hầm loại nhỏ, Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật, Trƣờng Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội Công ty tƣ vấn quốc tế CDM, Báo cáo kỹ thuật thi công, Dự án vệ sinh môi trƣờng Nhiêu Lộc - Thị Nghè, TP Hồ Chí Minh Cơng ty UDC, 2006, Báo cáo phân tích kiểm tra kỹ thuật cố, Dự án vệ sinh môi trƣờng Nhiêu Lộc - Thị Nghè, TP Hồ Chí Minh Lƣơng Tồn Hiệp, 2014, Cơng nghệ kích đẩy kết cấu chống giữ để xây dựng cơng trình ngầm tiết diện nhỏ đặt nơng qua khu vực đất yếu Thành phố Hồ Chí Minh Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật, Trƣờng Đại học Mỏ Địa chất, Hà Nội Nguyễn Quang Phích, Đỗ Ngọc Anh, 2006, Sự cố nguyên nhân xây dựng cơng trình ngầm thành phố, Tạp chí KHCN, ĐH Mỏ địa chất; Đặng Trung Thành, 2016, Nghiên cứu nguyên nhân gây cố thi công công trình ngầm máy đào hầm loại nhỏ Tạp chí Công nghiệp Mỏ, số Hà Nội Đặng Trung Thành, 2015, Tổ chức quản lý thi công, Trƣờng Đại học Mỏ - Địa chất Đặng Trung Thành, Lê Quang Toàn (2017) Tai biến nguyên nhân xây dựng cơng trình ngầm máy đào hầm loại nhỏ Tạp chí Cơng Nghiệp Mỏ, Số 2, Hà Nội Tƣ vấn CDM International Inc, 2006, Nhật ký công trình CDM International Inc thực trường, Dự án vệ sinh môi trƣờng Nhiêu Lộc - Thị Nghè, TP Hồ Chí Minh 10 A, Alan, 2013 Case History of Microtunneling through a Very Soft Soil Condition, the Contractor’s Perspective International Journal of Economics and Management Engineering (IJEME), Vol 3, pp 23-28 11 American Society of Civil Engineers, 2001, Standard construction guidelines for microtunneling Reston, Virginia 12 Btrenchless CAPABILITIES Microtunnelling (MTBM) http://www.btrenchless.com/ - 93 - 13 Comacoe Microtunneling - InforComacoe, http://www.comacoe.com/ 14 French Society for Trenchless Technology, 2004, Microtunneling and HorizontalDrilling: Recommendations John Wiley & Sons 15 Herrenknecht AG The information from the company Herrenknecht AG http: //www.herrenknecht.com/ 16 Jebilli, J., Meguid, M A and Sedghinejad, M K., 2010 Excavation Failure during Microtunneling in Fine Sands: A Case Study Tunnnelling and Underground Space Techology, Vol 25, No 6, pp 811-818 17 Kimberlie Staheli, Ph.D., P.E., Salvaging the Lessons Learned from a Difficult Microtunneling Project April 13-17, 2014 18 Pato Microtunneling, 1.14.2017, This technique uses a remote Controlled guied microtunnel boring machine (MTBM) to lay underground rigid pipelines., http://www.pato.it/ 19 Pipe Jacking Association, 2017, An Introduction to Pipe Jacking and Microtunelling ISBN 978-1-5272-0341-9 20 Stein, D (2005b) Trenchless Technology for Installation of Cables and Pipelines Bochum, Germany ISBN 3-00-014955-4 21 Stein, 2005, D Practical Guideline for the Application of Microtunnelling Methods Bochum, Germany ISBN: 3-9810648-0-1 22 Terratec Microtunnelling systems http://www.terratec.co