Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: So sánh lựa chọn phương pháp thi công cửa vào đường hầm nhà máy thủy điện trong điều kiện đá yếu

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 222 +4 E401 EE0021441EEGEE.440 EE0024441E90021441 900224410

-1-0:10190005077

-3-TONG QUAN THI CONG DUONG HAM VÀ THI CONG CU'A HAM NHÀ MAY

31.1 Giới thiệu một số đường hầm nhà máy thủy điện đã được xây dựng tại Việt Nam 3 1.1.1 Công trình Thủy điện A Lưới — Thừa Thiên Huế . -: +©csz©cxe2cxcscxe+cxez -3-1.1.2 Công trình Thủy điện Đắc Mi 4.ccccccscccsecsssesssesssesssssssssssssssesssesssessssssssssssssessscssecssecsses -5-

-5-1.1.4 Thity Gién HuGi Quannge ccecceccceccecceseesseescesceessececcesessecsececeeaeeseceecesessesseceecesesseeneeeeeees 1.2 Các phương pháp thi công đường ham nhà máy thủy điện - -7-

-6-1.2.1 Phương pháp khoan nổ (Drill and BIASt) ccccsccsccscessessessessessessessessessessessessessessessesvease

-8-1.2.3 Phương pháp dao ham bang khién (Shield method) scccsecssesssessssessesssesssesssesssesssessves 1.2.4 Phương pháp đào bang máy đào (tunnel boring machine TBM) - -1]-

-9-1.3 Cấu tao cửa hầm va đặc điểm thi công cửa hầm qua vùng đá yếu

-1.3.2 Đặc điểm thi công cửa ham qua vùng đá yếu và một số dia chất bat lợi khi thi công

7.88

-15-1.3.3 Các chú ý khi thi công đoạn cửa NAME vesscecsessesssessesssessessssssessesssessesssessecssssessesssetses

1.4 Đặc điểm thi công cửa vào đường ham qua điều kiện đá yếu ở thủy điện Nho Qué 3 26

-1.4.1 VỊ tri CÔNG TÌHÌ SG HH HH Hệ -

1.4.3 Cụm công trình dau mối và tuyến năng ÌưỢng -©cs©5eecsescscscxscseees - 1.4.4 Điều kiện địa chất tuyến NGM vcecceccccscecsessssssessssssesssssessecsssssessesssessessusssessesssessecsseeses -27-1.4.5 Đặc điểm thi công cửa đường ham qua vùng đá yếu thủy điện Nho Qué 3 -29-

26-Bca 7a

-31-CHƯƠNG 2

CÁC PHƯƠNG ÁN THỊ CÔNG CỬA VÀO ĐƯỜNG HÀM QUA VÙNG ĐÁ YÊU 32

-2.2.1 Vì chống vòm NED ceccccessesseessesssesseessssessessusssessusssessecsssssecsusssessessuessessusssessesssetsessess

-37-323 Neo “

2.3 Các biện pháp gia cổ trước khi đào.

2.3.1 Gin ing lớn 42 Neo vượi lên trước

3 Gian ông nhỏ

2.34, Pun vita tạo min vay bằng lỗ sâu vượt lên trước

24, Đề xuất phương án thi công đào cửa hằm ở thủy điện Nho Qué 3

24.1 Đảo hở 56

2.4.2 Bio ngắm, 58

24.3 Tinh roan thông số khoan nổ -022.5 Kết luận -70CHƯƠNG

PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CHI PHÍ THỊ CÔNG VÀ TÍNH TOÁN CHO TUNGPHƯƠNG AN.

3.1 Các phương pháp xác định chỉ ph

í th công của vàn đường hằm nhà máy thuỷ điện Nho

công trong xây dựng.3.2 Phương pháp x:Sh chỉ pl

3.2.2 Cosi lip dự toán ct phí thi công cửa vào đường him thi điện Nho Qué 3 ~75

33⁄4, Tính toán khối lượng và chỉ phí thi công của vào đường him cho từng phương ánđã để đường him nhà máy (huỷ điện Nho QUE 3 ssscccccecccecee =

4.3.1 Khối lượng và chi phí phương ân 1

-76-4.3.2 Kh lượng và chi ph phương án 2 34 Két tug

PHAN TÍCH SO SANH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN.

4.1 Các cơ sử để lựa chon phương án.

4.2 Phân tích các phương án đã lựa chọn a7.42.1 Tinh toán tiến độ cho 2 phương án đã chon -87

4.2.2 S0 xánh hai phương án chẳng

-90-4.2.2 Lua chọn phương án thi công hiệu quả nhất cho của vào đường hm nhà máy thủy

điện Nho Qué 3 -91<43 Kết Luận Me

KẾT LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ

1 Tính cấp thiết của đề

Trong những năm gin diy din số ngày một từng nhanh dẫn tế sự ra đời bằng

log eed th và Khu ông nghiệp mi, các nh cầu

và eơ sở ha ting để đảm bảo cuộc sống trở nên phức tạp khô giải quyết bởi những

khu đất lớn để xây dựng ngày một khan hiểm Một trong những giải pháp hiệu quả

nhất cho các vấn đề đó là khai thác không gian ngàm Khai thắc không gian ngim là

chia khỏa dé giữ gin môi trường xung quanh và ci thiện cuộc sống con ngườiCù

hả ở, mạng lưới giao thông

với sự phát triển khoa học như vũ bão thi ki thuật thi công him và công

đồi hỏi ngây cig ning cao Dé dip ứng yêu cầu đồ thi hàng loạt các

phương pháp đảo him mới được m đồi như NATM, TBM, Shied giáp cho con

người cỏ thể xây dựng ngim đưới đắt ở các vùng dia chất phức tạp khác nhau, lâm

cho quả trinh xây đụng him và công trinh ngầm an toàn, kinh tế và tốc độ thi công

nhanh hơn

“Trong tiến trình hội nhập học hỏi kinh nghiệm các nước trên thể giới thi ViệtNam cũng đã có một số thành tích bước đầu trong công tác thi công một số đườngham qua các lớp đất đá có edu trúc phức tạp như nhà máy thủy điện Hòa Binh, Yaly

.đã được xây dựng thành công trong thời gian trước đây và hiện nay việc đưa vào sử

dụng khánh thành him Hải Van, hầm Thủ thiên là những thành quả đáng tự hảo của

chúng ta

Trước diy đường him chủ yếu được xây dựng tong vùng địa chất tốt (đácứng) thì vấn đề đảo và chống được giải quyết một cách dễ ding Tuy nhiên do như

cầu về không gian ngằm ngày cảng lớn, đặt ra các vấn để cần giải quyết khi những

công trình nay di qua khu vực địa chất mém yêu và phức tap đặc biệt là tại vịt cửavào đường him, Đặc điểm dia chit ti cửa him thường di qua ving đá yéu nhưsườn ích, đã phong hóa có ít dit đá phủ, hoặc các lớp xen kẹp nên việc đào đườnghầm thường ảnh hướng đến đắt đá và tạo ma những điều kiện đất đá không ôn định,

sat trugt kim cho việc thi công rit khó khăn và ảnh hưởng dén chỉ phí thi công công

trình Chính vì vậy nên việc lựa chọn phương pháp thi công và chống đỡ thích hợpcho cửa vio đường him qua vũng đã yêu để đảm bảo an toàn, chất lượng, tiến độ là

một vấn đề luôn được nghiên cứu cho từng công trình cụ th

Trong phạm vi luận văn này, tác giả tập trung nghiên cứu các phương án thi

công cho cửa đường him và xác định được chỉ phí thi công cho từng phương án dựa.

vào những phương pháp đánh giá kinh tế dự án đầu tư để từ đó phân tích lựa chọn

phương án thi công cửa him qua vùng đá yếu Tên đề tài: “So sánh Ira chon

phương pháp thi công cho cứu vào đường him nhà máy thuỷ điện trong điều

ign da yếu” ĐỀ tải cõ ÿ nghĩa khoa học và thực tiễn, phù hợp để áp dung vàonhững công trình thủy điện trơng tự

2 Mye đích nghiên cứu

= Dé ra các biện pháp thi công và chống đỡ cửa him qua vũng đã yếu.

<Lara chọn được phương án thi công cửa him trên cơ sở giá thành và tốc độ đàohim

3 D6i tượng và phạm vi nghiên cứu

~ Đổi tượng nghiên cứu: Nghiên cứu các phương án thi công cho cửa vào đườnghim và xác định được chi phí thi công cho từng phương án.

~ Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu phương án thi công cho cửa vào đường him

trong điều kiện đá yêu và xác định được chỉ phí thi công của vào đường him thiy

điện Nho Qué 3

4, Phương pháp nghiên cứu.

= Dựa vào cic giáo trình ác t liệu công bổ về th công đường him.

= Tập hợp kinh nghiệm về th công của

= Sit dụng phn mém để xác định chỉ phí thi công cửa him,

trong đó có 7 nhà máy thủy điện ngằm Riêng nhà máy thủy điện ngằm Ingur có.

công suất 1,3 triệu KW Tổng chiều dài các đường hằm thủy công đã xây dựng ởLiên Xô tính đến thời kỳ đó trên 170km Những thông số của các công trình ngầm.

thủy công là rất lớn: Chiều dải đường him của nhà máy thủy điện Tatev 18 km,đường hằm Arpa thuộc hồ Sevan là 48km, đường kính đường hằm nhà máy thủy.

điện Ingur và Nưrec tương ứng là 9.5m và 11m, chiều đôi đường him thủy điệnIngur là 16km, kích thước gian máy dài 145m , ao 47m và rộng 21m.

Sau diy là một số công trình thay điện da và dang xây dụng ở Việt Nam có sửdạng đến đường him thủy công:

1.1.1 Công trình Thúy điện 4 Lưới — Thừa Thiên Huế:

Công trình thủy điện A Lưới trên sông A Sip thuộc dia phận xã Hồng Thai,

huyện A Lưới, tính Thira Thiện Huế cách trung tâm thành phố Huế 70 Km theoquốc lộ 49 vỀ hướng tây, cảch cửa khâu Lao Báo 90 Km về hướng nam theo đường“Trưởng Son, Công trình do Công ty cổ phần thủy điện Miễn trung làm Chủ đầu tơ,

đơn vị te là Công ty tư vẫn Xây dựng điện I Tổng công suất lấp máy170 MW/2 tổ máy, điện lượng bình quân ước tính là 686.5 triệu KWh/ năm.

Mực nước dâng bình thường của hồ chứa 553m, mực nước chết 549m, dungtích toàn bộ hồ chứa 60,2 triệu m’, Cao trình ngưỡng trản 538.5m_

Hang mục him chính được đào từ cửa nhận nước, him phụ 1 và 2 có tổng chiều

đài 77126 m, Trong đó him phụ số 1 hướng về của nhận nước dit 3200m và về

hướng him phụ 2 là 2000m, từ im phụ 2 hướng về nhà máy là 1634.7m:

"Hình LI Thi công đường him dẫn nước thy điện A Lưới

Trong him chính phin đảo từ him phụ vả cửa nhận nước có 7 dạng mặt cắt gia

cổ với các thông số kỹ thuật sau

"Mặt cắt dạng I và II (áp dung cho ving dja chất đặc biệt yéu)+ Tiết điện đường hiim 23.45 mi (tinh theo mat et thiết kế);

+ Bán kính đào R=2.35m;

+ Kết cấu him: Khoan neo vượt trước phần vòm ống thép D54 L=6m, bude

a=0.3x2m, phun bê tông M200 dày 10em,

Mặt cắt dang III và IV(áp dung cho vàng dja chất không ditt gay)+ Tiết diện ham 20.74m”

+ Bán kính đào R~2.35m;

+ Kết cấu ham: khoan cắm néo anke £25

ính theo mặt cắt thiết kế)

2.2m, bước a=1.5x1.5m, phun bê

M200 dày 7 và 12em phần trên có lưới thp, phần chân phun vữa xí ming bảo+ Khoan cắm néo anke f25

Mặt eft dang V (đứt gay cục Bộ)

=2.2m, bước a=1.5x1.Sm,

+ Bán kính dio

+ Kết cấu him: khoan cắm néo anke £25 L=2.2m, bước 4 neo/m doe trục him,

phun bê tông M200 day 10cm, bình quân 5m /m dọc trục him.

Mặt cắt dang VI (áp dung cho vùng địa chất có dist gay)+ Tiết diện him 39.02m?

x1.3m, phun bêtông M200 dày 12 om phần trên có lưới thép, phân chân phun vita xi ming bảo vệđây 12 em

ing VII (áp dung cho vùng đắt có đứt gay)+ Tiết diện him 45.71m”

+ Bán kinh đào R= 3.25m_

+ Kết cấu him: Khoan neo vượt trước phần vòm ống thép D32 dày 3mm L=6mbước neo 30em, bước đọc trục hằm 1.3m

1.12 Công trình Thủy điện Đắc Mi 4

Công trình thủy điện Dak Mi 4 nằm trên sông Dak Mi thuộc huyện Phước Son,tinh Quảng Nam Công tình được khai thác theo sơ đồ 2 bậc: Bậc trên sử dụng

nguồn nước của sông Dak Mĩ để tạo thành hỗ chính của sông Dak Mi và một phn

chuyển nước sang sông Thu bồn Toàn bộ công trình đầu mi, lông hd, nhà máyđược bỗ trí tên địa phân các xã: Phước Hiệp, Phước Chính, Phước Kim, PhướcXuân, Phước Đức và th trần Khân Dire thuộc huyện Phước Sơn ~ tỉnh Quảng Nam.Dự án thủy điện DaK Mĩ được hội đồng quan tị IDICO quyết định phê duyệt dự án

với tổng mức đầu tr 5.630 tỷ đồng

Mus tiêu của dự án cũng cấp cho Hới điện quốc gia công suit 220 MW, sản

lượng điện rung bình hing năm 1 tỷ KWh, Dự án được thủ tưởng chính phú chophép khởi công vào ngày 21/04/2007.

Đường him dẫn nước là một bộ phận thuộc hang mục tuyến năng lượng bậc

trên của công trình Nhà máy thủy điện Dak Mi 4, được thiết kế có dạng hình móng.

ngựa, đường kính vòm 7,6m, chiều cao thông thủy 7,6m, chiều rộng thông thủy.

76m, chiều đà him 2.611m, độ dốc dọc 1,64%, kết cầu v6 chống bằng bé tổng cốt

thép và cắm neo phun vấy Đường ham áp lực có nhiệm vụ dan nước với lưu lượng.

128m3/s cung cấp cho 2 tổ máy phát với tổng công suất 148M'W.1.1.3 Công trình Thủy điện Yaly ~ Gia Lai

Công trình thuỷ điện Yaly thuộc hệ thẳng him dẫn và mở rộng cho hết mặt cắt

thủy điện trên sông Sésan.V@i diện tích trên 20 ka’, công tinh Nhà máy thủy điện

Yaly nằm giáp ranh giữa 2 huyện Chư pah tinh Gia Lai và huyện Sa Th

“Tam Với tổng công suất lắp đặt 720 MW và điện lượng bình quân nhiễu năm làtỉnh Kon

3,68 ti KWH, Diện tích bé mặt hỗ rộng 64,5km* và dung tích 1,03 tỷ m* (ứng vớimực nước dâng bình thường 515m).

+ Chiều cao đập : 60 m

+ ố tổ máy :4.

+ Công suấtthiết kế 720 MW

+ Loai đập Đã đổ, li st+ Thời gian thi công : 9 năm,

Gian máy ngằm kẻ cả sản lắp ráp có chiều dải 118,5 m, cao 55,08 m chị

gian máy là 22 m;

đường him dẫn nước số 1 và số

là 7m, các đường him đều chống đờ bằng kết cấu bé tông cốt thép.

Đường him dẫn nước vào tua bin: bao gồm 4 đường him có đường kính D=4.5

m, chiều đãi mỗi đường là 124.04m, các đường him dẫn vào tua bin có chống đỡsốm v6 thép có bê tông lắp diy phía sau thành ông, chiều day của chống đỡ bê tông

Him din ra: được thiết kế kết

-hạy song song, đường kính thông thủy

ghép đối Nối tiếp với Sng hút, đầu tin là 4

him riêng biệt ho từng tổ máy với chiêu dai tương ứng từ tổ may 1 đến tổ may 4là: 82m; 86.07m; 4&37m; 52.44m Tiết diện him hình mồng ngựa với với kíchthước thông thủy: 4.8x6.5m, với vòm trồn bản kinh 2.4m, Him có chống đỡ bằng

bê tông cốt thếp, chiều diy 50 em, được gia cổ bing neo, vi khoan phun xỉ mangHim giao thông số 1 dẫn vào nhì mấy ngầm cổ chiễu dải 330m, chiều rộng

thông thủy ở day là 8.3m, chiều cao ti tm là 5.65 m Vom him là cung tron, bản

kính 46m với góc mỡ 128.89 độ, Kết cầu chống đỡ vòm và tưởng him giao thôngđược tiết kế kiểu bể lông phun kết hợp với neo đổi với chỗ đá cứng chắc, bê tôngliễn khỗi cũng với vòm đá yêu

Mầm giao thông số 2 vào gian biến thé có tổng chiễu đài là 175 m, chiễu rộngthông thủy ở đáy là 7,7m, chiều cao tại tìm là 6.77m Bán kính vòm là 4m, chiềucao tường bên là 7 m, gia cố tường, vỏm và kết cấu mặt đường cũng tương tự như

hằm giao thông số 1

1.1.4 Thủy điện Hugi Quảng:

Công tình thuỷ điện Huội Quảng là him dẫn và mở rộng cho hết mat cắt thuỷđiện bậc dưới trên sông Nam Ma, là nhánh cấp I của hệ thông sông Ba,

mở rộng cho hết mặt cắt trên là thuỷ điện Ban Chat có công suit lap 220MW Cụm

công tình đầu mỗi nằm tại xã Khoen On, huyện Than Uyên tinh Lai Châu Khu

im dẫn và

vực nhà mấy và tram phân phối diện ngoài trời thuộc dia phận xã Chiéng lao, huyệnMường La, Sơn La Nhiệm vụ chỉnh của dự án là phát điện với công suất lắp máy520MW, hàng năm cung cp cho lưới điện Quốc gia 1,904 tỷ kWh

Đường him dẫn nước gém 2 him dẫn s và số 2 có võ bằng bể tông cốt thépđược đặt trong đá Trachite Rhyolie và Bazan pocfirit dạng khối thuộc lớp A vàIIB cứng chắc, tid

chiều dài him từ cửa lấy nước đến giéng nghiêng tương ứng là Ly = 4052,06m, Ly4059.50m, các độ đốc dọc tương ứng là ¡¡=l,64% và 0,57% ¡;=l,63% và 0,57%.

Đoạn đầu him dai 20m chuyển tiếp từ tiết diện hình chữ nhật kích thước B x

x7 ấm sang trin có đường kính trong D = 7.5m Him có kết cấu vỏ bê tông cốt thép

day 0,4m trong đá lién khối va 0,65m trong đá phá huỷ.Các công tác chính thi công him dẫn nước:

điện đào hình móng ngựa đường kính trong D = 7,5m, tổng

+ Đào dé và gia cổ tạm.

+ Đổ bê tông kết cầu vô him,

+ Khoan phụt gia cổ và kip đầy

+ Lip đặt đường ống thép và đổ bể tông chen.

Thi công đảo được thực hiện trước, các công tác khonn neo, phun vẫy bê tônggia cố tạm tiến hành song song với qui trinh dio, công tác lấp đặt thiết bị, lắpđường

phụt lắp đầy được tién hành sau khi kết thúc công tie đảo Các công tie thi công

ng thép, thi công bê tông và khoan phụt lắp đầy, khoan phụt gia cổ, khoanhải được nước số 2 được.đầu thi công sau.

đầu thi công him dẫn nước số 1 trước, him

1.2 Các phương pháp thi công đường him nhà máy thiy điện

Sau đây giới thiệu một số phương pháp thi công đường him được áp dụngnhiều trên thể giới và Việt Nam:

1.4.1 Phương pháp khoan nỗ (Drill and Blast)

Đây là phương pháp ra đời từ rất lâu, có lịch sử phát tiễn cùng với lịch sử phát

triển của ngành khai thác mỏ Sau khi nỗ min phá vỡ đắt đó, để giữ én định đắt đám người ta tiễn hành đụng các kết edu chống tam bing edu kiện gỗ

xung quanh

hay thép làm hệ che chống tạm thời Sau khi đảo một đoạn sẽ tiễn hành thi công vỏ

bê tông Khi bể tông vỏ him đạt cường độ cho phép, đ tạo sự ign kết chặt chế giữa

võ him và đất đã xung quanh người ta đăng máy bơm ép vữa vào phía sau vỏ.

“rong trường hợp dio lem qué lớn, dé tiết kiệm vật ligu vữa bơm người ta có thể

chèn thêm đá rồi phụt vữa bé tổng vio hoặcthỉ công vỏ bé ông chen vào.

mặt cắt him khác nhau; với các chiều dai hầm khác nhau.

im: Phương pháp này có thé thi công với mọi lại đất đá; với các dạngNhược điểm: Mặt cất gương dio côn lượng dio sốt lớn, gây nút khối đất đá

yêu cầuxung quanh phải thường xuyên kiểm tra an toàn nỗ pha, tiếng én nhiề

thông gió tốt

1.3.2 Phương pháp NATM (New Austrian Tunneling Melhod~ NATM)

Diy là phương pháp đào him mới của Áo được ra đời vào những năm 60 củathé kí XX và nhanh chồng trở thành một trio lưu trong lĩnh vực xây dựng him vàcông trình ngầm của hầu hết các quốc gia trên thé giới Ở việt Nam phương phápnày hiện nay được ding rit nhiều đặc biệt là những vùng địa chất xấu

NATM Thực chat là phương pháp phân đoạn mặt cắt trong trường hợp mặt cắt

gương him lớn, đất đá thuộc loại yếu và sử dụng kết cầu chống đỡ là neo và bê tông

Trinh tự thì công theo phương pháp NATM bao gdm các công đoạn sau

1- Khoan né him din trước ở đình him (hoặc ở đáy him,

2- Chống đỡ bằng phun bê tông và neo,

3- Tiếp tục mỡ sang hai bên và mở xuống phía đưới4- Dio khối đất ở giữa

5- Bio bậc diy cuối cũng

6- Đồ bê tông vỏ him

Chí ý- Trong quá trình đảo đặtcũng như biện pháp gia cổ

1g do biển dạng a chính mặt cắt dio

Hình 1.2 Sơ đồ thi công theo NATM

Khi thi công theo phương pháp NATM đảm bảo nguyên tắc “it làm layđộng, Phun neo sim, thường xuyên do đạc

+f lâm lay động: Khi tiễn hành đào mở đường him, cần hết sức giảm thiểu sốTần lay động dit đó, cường độ lay động, phạm vi lay động và thời gian lay động liên

tue kếo dài, vì thế can c vào loại đất đá, phương pháp dio, diễu kiện che chống mã

chọn chiều sâu dio sao cho hợp lý Đôi với đất đ tự ôn định kém thi chiều dit đào

trong một chủ ki nên ngắn lại, iệc che chống phải khẩn trương theo kịp mặt đào,rit ngắn thời gian để đất đá không kịp bong r

+ Phun neo sớm: sau khi đảo song phải tiễn hành phun neo, không dé cho datđá do bị long rời ma phát sinh không ôn.

+ Thường xuyên đo đạc: Dựa vio phương pháp đo đạc bằng máy hoặc trực.

quan và số liệu do đạc bảo đảm để đánh giá độ đồng đều của mat cất gương him.Ngoài ra còn đặt các ông do ứng suất, biến dang đắt đá xung quanh vỏ him để điều

chỉnh kết cầu chống đỡ,

1.2.3 Phương pháp đào ham bằng khiên (Shield method)

Khiên là một võ thép, tiền về phía trước theo chu kỹ (độ dài chủ kỳ phụ thuộc

tốc độ dé bê tông đoạn v6 đường him đưới sự bảo vệ của khiên) nhờ những kíchthủy lực tựa lên đầu đoạn vỏ đường him da th công xong:

Khién di chuyển như sau: khi bê tông của đầu vỏ đường ham đủ cường độ, đầu.cần của pittong của kích được ty lên đó và dân áp lực được bơm vio xi lanh, pittong,sẽ dich chuyển trong xi lanh đây khiên tiền lên phía trước Gương dio

xơ bộ I đoạn ma khiên có thể địch chuyển được Chiều dai đó phụ thuộc vào loạiéu đài đoạn vỏ đường him và khiên,

Dưới sự bảo vệ của khiên, dé được đảo bằng búa khoan hoi, khi gặp đá cứng.thì phải nổ min tơi bing các lỗ min nông Những vòm đá lơ lừng, dễ rơi ra trênđường di chuyển của khiên, sẽ được ép chặt nhờ tắm chắn gin ở đầu khiên Dàncông tác di chuyển, bảo vệ an toàn cho công nhân làm việc ở các ting dưới Đá diora được xúc bằng tay, đưa vào phéu và rơi xuống băng chuyền đưa ra xe vận

chuyển.

-10-“Hình 1.3 Sơ đồ thi công bằng khiên

* Điẫu kiện áp dụng: Phương phap này có thé thi công trong nhiều loại địa chất

khác nhau, khi thi công trong các điều kiện dia ting xdu, đất đá không tự én định.được thi tính tu việt của máy cảng rõ rộ Thưởng chỉ áp dụng cho đường him cótiết điện trỏ

* Vin điểm:

1 Dưới sự che chẳng cửa khiêm cô thể đào va xây võ một cách an toàn.2 Tốc độ thi công nhanh, nhờ có nhiều công đoạn thi công song song vớinhau như như khâu xúc chuyển và lắp ghép vo đồng thai,

3 Khi thi công, không ảnh hướng giao thông và công trình trên mặt đất,xuyên qua sông không ảnh hướng đến giao thông thủy.

4 Trong thi công không ảnh hưởng đến thời tiết, mưa gió, khí hậu.

5 Trong thi công không gây tiếng ồn và chấn động, không cin trở môi

trường xung quanh.

6, Phương pháp thi công bằng khiên thích hợp nhất lả xây dựng ham trongđịa ting rời rac, mém yếu có nước, xây dựng đường him dưới đáy sông, trong thành

công trình đồ thị khác VD 6 Thái Lan dùng khiên đảo đường him

1 Phương phip thi công bằng khiêm thích hợp với đường him di, bởi vì“khiêm la một loại cơ giới rit đất có tính chuyên dụng rit cao, mỗi loại thích hợp với

diều kiện thy văn, dia chất, kích thước mặt kết ấu riêng đã được thi

đặc bgt, nin chung không thé thay đổi sử dụng một cách giản đơn vào công tỉnhđường hầm khác.

2 Nếu đường him có bin kính cong quả nhỏ hoặc lớp đất phủ trên him quá

nông thi gặp tắt nhiễu khó khăn Đường him dưới đấy sông nêu gặp lớp đắt phủ quá

nông thi công sẽ không an toàn Khi thi công bằng khiến rất khó để trinh lớn tronglớp đắt phía trên, đặc biệt là chỗ ting đất yêu lại có nước, khi lắp v6 him phải phải

êu cầu rit cao vỀ phun vữa vào sau lưng v6 him,

3 Đường him dẫn nước vào nha máy thủy điện nói chung là làm việc ở trạngthai có áp, do vậy yêu cầu vỏ bê tông phải đỗ liền khối (không lắp ghép) Theo

phương pháp này th vỏ đường him được lắp rip bằng các khối đúc sẵn chính vi thể

mà nó không thích hợp với đường him của nhà may thủy điện

1.24, Phương pháp đào bằng máy đào tunnel boring machine TBM)

TBM (Tunnel Boring Machine) là thiết bị đảo him hiện dai sử dụng để đàođường him có iết diện tron trong các điều kiện địa chất khác nhau Đây là thết bị

đảo làm đường him bằng phương pháp nghiỄn nát đá, hoàn toàn không ding khoan

nỗ Đường kinh dio him của máy TBM có thé thay dỗi từ 1-15m Dùng máy này

không làm xáo trộn các cầu trúc của các lớp dit đá xung quanh him rất thuận tiệncho ia công thin him giảm dng kin phí ga cổ âu vô hm

May ẽ tực tiếp nghitn nt dt bằng ác nim tp được lp đt phía dầmong hi phin đối may sẽ thục hiện việc ip ghép ác võ him bằng bê tng.sẵn được đua ừ ngoài vào Toin bộ công việc được iến hình đồng bộ, vệc điềukhiển mấy được thự hiện tự động qua hệ thông máy móc biện đại ở phía trong máyvà mỗi kip lâm việc bên trong máy lên đến vài chục giờ

4 Cấu tạøTBM: Nó là một khối thiết bị rất lớn, có thân là một ống hình trụ, đườngkính bằng đường kinh him, bên trong được bổ trí chỗ cho người lái, băng chuyển,hệ thống thông gió, hệ thống điện, các kích thủy lực, Ở đầu khay thép có thể điềukhiển quay, trên khay được bé trí nhiều mũi thép hình cái đục giống như những,

răng cưa, hoặc những đĩa thép ring cưa, hoặc kết hợp cả hai.

-12-Hinh 1.4 Cau tạo phần đầu máy TBM có khiên đào.

Hình L5 Mâm dao và mặt cắt máu TBM, Cúc công đoạn thi công:

Khi khay tròn quay chậm, những răng thép được ép chất vào trong đá, vi nat đá

cho đến khi rơi ra, chui qua những hốc trên mặt khay chảy vào một hộ thống bangchuyển Hệ thống bing chuyền tiếp tục chuyển đá vụn ra đuôi của TBM dé xe vận

chuyển đưa ra ngoài him, Những kích thủy lực được gin trên các xương sống của

‘TBM để diy TBM tiến lên phía trước, mỗi lần dich chuyển được vải feet, tủy thuộc,khối đá đảo ở trước TBM.

TBM không chỉ đào đá mà còn hỗ trợ chống đỡ vách him Khi máy đang quayđể đào, hai máy khoan đứng ngay sau đầu cắt tiến hành khoan vào đá, sau đó nhữngcông nhân bơm vữa vào lỗ đó rồi đặt neo giữ cho đất đá không rơi ra tạm thời cho<dén khi lắp xong vỏ him.

Trường hợp vách him là đá yếu dễ sạt lở thì khi TBM đào được một đoạn, máysẽ lùi ra để công nhân phun bê tông gia có tạm thời, sau đó TBM lại tiếp tục đào và.phía sau TBM người ta tiễn hành thi công vỏ him,

ác Thí công vỏ him bằng TBM :

Vo him bằng BTCT có hai loi : Lip ghép và đỗ tai chỗ.

Va hầu lắp ghép được lắp từ các mảnh him đúc sẵn, vò mỏng có nhiều sườntăng cường, Mỗi vành him là một dét him có chiễu i là thường bằng khoảng từ

(50 100)em, đốt him nối với nhau bằng mỗi nối gang Theo chu vi mỗi vành imlại được chia làm thành một số mảnh và ghép lai với nhau bằng mỗi nỗi đọc thẳngtheo các bản kính hướng tâm Về nguyên t

thành các đoạn bằng nhau dé đúc các mảnh him cing loi nhưng như vậy không lắpđược mảnh cuỗi cũng khép kin vành him, để khép kin cin một mảnh đặc biệt hìnhnêm lip vào từ phía trước hoặc ép từ bên trong, mảnh ghép cuối cùng gọi là mảnhKhóa K Vị trí của các mảnh ghép trong các đốt sau lắp ghép lệch đi so với

để tạo các mối nối so le nhau như mạch vừa xây bằng cách thay đổi vị trí các mảnh.

Nếu giữa các mỗi nối him các mỗi nối ngang được liên kết bing buông thimảnh ghép được gọi là các bản tubing, kết cấu vỏ hằm làm việc như một đường ông.còn các mỗi nối đạc liên kết với nhau băng bulong hoặc liên kết chất.

cỏ thể chia đều chu vi đường him

"Nếu những đốt him liên kết với nhau bằng mỗi nối chốt hoặc chỉ là p sit lai với

nhau thì không gọi là tubing mà chỉ gọi là các ban cong, bản cong có sườn và gọi

chung là nhưng vi ghép ham.

Vỏ lầm đổ tại e sau kh dio đất đã trong

song, TBM được đưa ra ngoài sau đổ tiễn hành thi công vỏ b ông như trong trường

hợp nỗ min dio him

1.3 Cấu tạo cửa him và đặc điểm thi công cửa hằm qua vùng đá yếu1.3.1 CẤu tạo và nhiệm vụ cửa him

- Của vào đường him là một trong những pl

nước nhà máy thủy điện Dây là công trình bán lộ thiên của đường him, nằm tạisườn núi và luôn chịu áp lực đất đá, nước chảy từ phía ngoài rong cả thời gian thì

công lẫn Khi đưa vào sử dụng.

t đặc biệt của đường.

~ Cửa hầm có chúc năng quan trọng nhất về mặt kết edu nhằm:

+ Bảo vệ và chống đỡ cho lối vào, lối ra và các đường dẫn tới cửa him dưới

tác dụng của những khối đá lớn.

+ Ngăn ngừa và tạo cho nước ở mặt ngoài ham chảy xuống dưới để không vào

+ Tạo dáng cho cửa him bằng những chỉ tết kiến trie

~ Từ quan điểm kết cầu trên, của him được chia làm 3 lại

+ Loại cửa him nằm trong đất dé chắc, én định không cằn lâm võ cho toàn bộ

bề mặt cửa hằm.

+ Logi cửa him có khả năng bị đá trượt lở, hoặc nước từ mặt ngoài thấm vàothi cin xây dựng tưởng mặt cho toàn bộ cửa him.

+ Loại cửa hầm có khả năng bị áp he đất đá đẫy vào tì bé mặt của hằm phi

thiết kế theo dạng tưởng chấn

Trong thực tế, cửa him nằm ở nẾp lm cia địa ting nên địa chất yến, do các lớp

trim tích tạo nên Để tăng khả năng chịu lực của các khối đắt đã xung quanh cửa

lắm, thì nên dio bô lớp đất đã ngoài cửa him và chọn ting phủ ở định cửa him cóchiều diy Lnhất 5D với D là đường kính đường him,

- Công tình cửa đường him chủ yêu bao gôm: Khối đất dé mái đốc biên, khối

lát đá mái đốc đỉnh, xây tường cudi, xây tường gi, và khối xây cửa hằm, xây vỏ.

lầm tại đoạn miệng Thi công công trình cửa ham nói chung được lim sau khi đã

vào him và cần làm tốt che chống mái đốc biên và mái đốc đỉnh trước, nhằm mục.

ích giảm thiêu cản trở đối với thì công thân hằm khi dang thi công cửa

- Ho cửa him xu)

nhau trong đó cơ bản là:

a núi là phần bir núi được đảo đi với một số mục dich khác+ ĐỂ lộ ra bề mặt của gương ngằm ngoài cùng của him,

+ Mở không gian xây dựng cửa him, tạo mặt bằng xây dụng sin công tác vàcác công trình phụ tr của him.

+ Xử lý sườn núi cận kề cửa him để đảm bảo an toàn cho người và các thiết bịkhi th công

= Bờ dốc xung quanh cửa him xuyên núi cỗ rất nhiều hình thái khác nhau

“Thông thường, có thé chia các bờ dốc xung quanh của him xuyên núi, theo hướng

từ ngoài vào cửa him thành 3 phần: Một bờ đốc trên nóc cứa him và hai bi

cảnh bên cửa him, Tuy

có lợi nhất, nhưng bér

với điều kiện xung quanh, vẫn có thé còn phải xử lý cả địa hình, địa vật và môitrường bờ dốc ở đây nữa.

Đối với của hằm dẫn nước vào nhả máy thủy điện còn có các thiết bị như cửa

van, máy đóng mở, các hàng phai, lưới chắn rác nên việc đào hằm phải kết hợp với

việc lắp ráp các thiết bị một cách nhịp nhàng, thời gian đòi hỏi lâu Nhiều đường.

him dẫn vào nhà máy do qué đài nên phải mở thêm của him phụ nhằm vừa đảo đất

đá vừa tạo đường cho xe máy thi công, trong lúc cửa him chính đang còn phải lắprip thiết bị

-I5-shy \

Ciatiohôn dính (

cia dm phụ

Hình L6 Sơ đồ shi công cửa him phụ

1.3.2 Đặc diém thi công cứu him qua vùng dé yếu và một số địu chất bắt lợi khỉ

thì công hi

«4, Đặc điển thị công của hm qua vàng đá yeu

- Cửa him qua ving đá yếu ở đây được hiểu là các lớp đất đá bị phong hóa

mạnh, những đứt gãy, những lớp đá xen kẹp đất mm yêu, những lớp da có hiện

tượng ngậm nước lớn Khi chưa dio ham thi địa chất ở trên trang thi cân bằngnén Sau khi đào him khối đất đá mắt cân bằng nên tạo sự địch chuyển để tim lại sựcân bing mới Mặt khác trong quá trnh đảo chưa kip chống đỡ nên dit đá mỗi Từhiện tượng đó nên sinh ra các lực "chủng ứng suit "từ biển”, va khi vượt quá khả

năng chịu cia đất đó, sẽ sinh ra hiện tượng sat lờ, sụt hm, đi hỏi phải sử lý rt tốn

kém, ảnh hưởng đến tiễn độ thi công.

~ Thi công đoạn miệng him qua vũng địa chất yếu thi trình tự mẫu chốt nhất là“đảo để tiến vào him và lựa chọn lựa biện pháp chống trong khi dio Trước khi tiếvào him cần xem xét sự ôn định mái đốc cửa him, sức mang tải của đắt đá, mỗi

quan hệ giữa trục đường him và mái đốc của đường him, mà tiến bình phòng hộ

hoặc gia cổ mái dốc hai bên, mái dốc đính cho thỏa đáng, củng làm tốt hệ thông.thoát nước Xác định phương pháp thi công miệng him phải căn cứ nhiều nhân tố.như tình hình máy móc thiết bị thi công, địa chat công trình, địa chat thủy văn và.điều kiện địa hình, tién độ thi công, an toàn và chất lượng, kết cầu chống đỡ.

Khi mãi dốc của cửa him không én định thi việc định vj cửa him hơi tiến vềphía trước phối hợp với neo cắm sâu vào đất đá và đổ vật iệu đối trọng (khối dip

phản áp) thường tạo ra điều kiện thuận lợi

-l6-Hình 1.7 Sơ di mặt cắt dpe cửa him có Kid đắp phản áp

1- Va chẳng: 2Khải đập phản áp; 3- Hành lang vồng; 4- Rank vòng; 5- Kẻ bio vệ bờ“đắc; 6- Lễ thoát nước; 7- Ranh dọc nén; 8: Bờ đốc hào thi công; 9- Vành chin; 10- Bờ mié

~ Tại các vùng cửa him lớp phủ mỏng, đắt thường rời rac, nên áp lực địa ting

so với áp lực tác dung lên him, Chính vì vậy bê

tông vỏ him cin phải được gia cổ với bê tông vom ngược và cốt thép Phải áp dụngviệc thoát nước và chống thắm nước khi thấy cần thiết để bảo đường vì sự rò rinước dễ xảy ra trong ving cửa him Phải nghiên cứu tác động của động đất trongđiều kiện đất yêu vi động dat gây tác động bat lợi cho vùng gan cửa ham,

Cần phải nghiên cứu tổng hợp các vấn đề có thể xảy ra trong khi xây dựng

đường him như trượt lớ, đất đá không đủ khả năng chịu tải, áp lực không đối xứng,

lún đắt mặt, lũ gây xói lở Sau đó phải thiết kế những biện pháp hiệu chỉnh tương

Một số loại dia chất bắt lợi gặp phải kh thi công đường him

Khi thi công đường him thường gặp một số ving dia chất đặc biệt bit loi choviệ thi công: như vũng hang động, vũng đất sụt, vũng dia ting rời rac rong quátrình đảo, che chống và xây vỏ do ảnh hưởng cia nhiề loại nhân tổ có thể phát sinh+ đá, him dio bị biến dang lam hỏng che chẳng, kết cu v6 him bi nứt vỡ.

Sau diy la một số loại địa chất yéu hay gặp phải ở vị tỉ cửa him,* Hiện tương Karst

Đây là hiện tượng đá bị hỏa tan tạo thành những hang động Nham thạch bị hòa.

tan gim cốt đ vôi, để hoa, thạch cao, đá mudi v.v bị ác đụng cơ giới, héa họccủa nước sinh ra vết nứt, thời gian lâu dài dẫn tới hình thành hang động, mặt dat đá

phát sinh him hỗ, đất trũng và một số hiện tượng lỗi lm khác Miễn Bắc và miền

Trung nước ta có diện phân bố đá vôi rất rộng, thường hay gặp hang động Vì thé

sut Io.

xây dựng him phải hết sức chú ý, bai vi khi lượng bê tông dé lắp hang karst là ritlớn, Vi dụ: Đường him dẫn nước của thủy điện Nho Quế 3 đã xử lý một hang Karstmit hing chục tắn xi ming

Khi đường him xuyên qua ting da hia tan, có noi chất đã hang động đã vụnnit, rất để phát sinh sut lở Có nơi hang động nằm dưới đây him, vật chit lip ai

xử lý đầy him rất khổ khăn Có nơi đã gặp ngồi

ủ m lến mép của chúng,

vật lap chứa nhiều nước sẽ để xô không ngừng vào ham dẫn đến rất khó ngăn chin,thậm chí làm cho mặt dat nứt vỡ lún sụt, áp lực khối dat đá trên núi tăng đột ngột.Có khi đã gặp túi nước lớn hoặc sông ngẩm, nước cộng với nham thạch hòa tan

hoặc nước lẫn bùn cát 6 ạt đổ vào đường him không gi ngân cản nỗi (như đã từng

ra tại hằm đường bộ số 1 đèo Hải Vân) Có nơi sông ngằm uốn lượn quanh co.

trở đi trở lại rat phức tạp, xử lý rắt khó khăn.

* Hiện tương phong hóa

Phong hồa là qua trình biến đổi đất đá và các khoáng vật chứa trong đó khi tiếp

xúc trực tiếp với môi trường không khí, Phong hóa được chia làm hai loại: phong

hóa vật lý và phong hóa hóa học, ngoài ra còn có thêm phong hóa sinh học thực

chất nó là quá trình phong hóa hóa học đưới tac nhân các chit do sinh vật tiết ra gâynên Khi đất đã bị phong hóa thì cấu trúc đá thay đổi lâm mắt cấu trúc kết tỉnh củađã thành liên kết keo rời rac cường độ va lực dính của chúng bi giảm di Trong cáctổng phong hóa đá trở nên rồi rạc xen lẫn đất bùn, đã md côi do đô khi dio him dễ

sutlỡ ấp lực địa ting lớn.

Khi thì công him trong lớp 44 phong hóa cần giải quyết tốt vì chẳng và xử lýnước ngằm Trước khi xây dựng có thể bóc toàn bộ một hoặc một phân đất đá

phong hóa, hoặc che phủ vật liệu chống phong hóa, cải tạo ting phong hóa bằng,

cách phụt vữa Đối với him nằm trong đá chắc tuy áp lực địa ting nhỏ có thé không.phải cằn xây vỏ nhưng để đảm không bị phong hóa thường phải tri xi ming

> Ting đắt ời rac hoặc các lớp xen kẹp nằm nghiêng

Các loại này gồm: đá đã phong hóa; ting đắt Hin sỏi cuội nỗi, đất Kin đá hat, lẫncát, và đất edt xen lẫn đắt sết cho đến các loại cát khô không dinh kết rời rae v.v

Loại đất này có kết ấu địa ting rời rae, tinh gắn kết yêu, tính ôn định kém, ác lớp

đá nghiêng thường có độ kiên cổ khác nhau, sự kết dính các lớp không chat chẽ dẫn.

én 4p lực địa ting lớn, áp lực phân bổ lên vỏ đường him không đều và không đổi

xứng Khi đồ đường him di qua ving địa chất này đễ phát sinh hiện tượng sat 1,kết cầu vỏ rit phức tạp Nếu khu vực xây dựng có nước ngim thì nước ngim sẽ theo

các lớp chảy vio đường him gây khó khăn trong thi công Đường him đi qua loại

địa ting trên cần bốt súc trnh làm xáo động, Nói chưng nên dùng nguyên tắc che

chống trước sau mới đào, che chống kin mit vừa đo vừa bịt kín, khi cần thế có thé

dũng biện pháp vượt lên trước phun vữa cải thiện ting đất và biện pháp khổng chế

nước ngằm

* Đắt su

Khi dio đường him, nguyên nhân dẫn đến đất sụt có nhiều loại, Khái quát Ii có

thé quy thành: Thứ nhất là do hiện tượng từ bi lên tượng lún do tiêu nước ngâm.

vav Thứ hai là do nhân tố con người, có nghĩa là do thiết kế Không thỏa đăng,

hoặc phương pháp thi công không thỏa đáng Ở các vùng núi phía Bắc, miễn Trung,miền Nam, Tây Nguyên cũng như tại đường Hồ Chí Minh hiện nay đất sụt trong.

mùa mưa lũ là một hiểm họa cho giao thông và tính mang con người Dat sục đútmạch máu giao thông hing tuằn cổ khi hàng tháng sau mới khôi phục được, gây rathiệt hại rất lớn, Bat sụt với thi công còn gây ra nhiều điều bể tắc và ổn thất kinh tếnặng nề.

Mot số nguyên nhân dẫn tới sụt đắt

- Đoạn him di qua đoạn ting, di vụn nat hoặc nếp cong, nếp un nhỏ phát triển

của ting nham thé mỏng, mỗi khi đảo gây hiện tượng ching ứng suit, đt đá xungquanh him mắt từng cục sụt lở, lớn thi gây đất

sut Khi di qua các loại bi ích, do kết cầu rồi rac, giữa cúc hạt không din kết hoặc

dinh kết yếu, sau khi dio xong cũng gây ra sụt lờ Ở nơi mặt đất kết sầu mềm yêuphát triển hoặc vật lắp là bùn quá nhiều, đều sản sinh sụt lờ lớn.

Lên định, nếu nhỏ thì Lim cho đá r

ở vùng ap suất lệch,

hầm mặt nông ở chỗ tring của hẻm núi và nằm nông ở sườn đốc thường rắt dễ phát

sinh su

~ Nước là một trong những nhân tổ trọng yêu tạo thảnh sụt lở Tác dụng làm

mềm hóa xâm thực, xói mỏn, hòa tan của nước ngắm càng làm gia tăng khối dat đá.mắt én định va sụt lở Giữa đá mềm rắn xen kế nhau hoặc nham thạch có kẹp tingmềm yếu, dưới ác dung của nước ngằm, cường độ của mặt mềm yếu giảm xuống

re nhanh, do đó mà phát sinh trượt đắt đá.

* Dir gay

- Diit gay là sản phẩm của sự phá hủy kiến tạo có sự dich chuyển của đắt i trong

võ trấ đắt do chuyển động kiến tạo gây ra Din gay có các yếu tổ chính:

+ Mật đứt gay là mặt phá hủy, theo đồ dit đá ở hai bên mặt sẽ dịch chuyển

tương

-19-+ Đường đút gãy là giao tuyển của mặt đút gãy với mặt địa hình, là đường thể

hiển đứt gay trên bản đồ địa chất

+ Góc của mặt đất gây là gốc hợp thành của mặt đất gãy với mặt phẳng nim

+ Hướng dich chuyển của đứt gây

chuyển của đứt gy là khoảng cách xé địch của lớp đá

theo hướng dịch chuyển tương đổi của hai cánh phân chia ra các loại

ih: đứt gãy thuận, đứt gay nghịch, đứt gãy bằng Ngoài ra còn căn cứtheo mỗi tương quan với các cầu trúc địa chất khác nhau theo độ sâu trên vỏ trái đất

dé phân chia nhiều loại đứt gãy như đứt gầy dọc, đứt gay cắt chéo, đứt gây sâu, đứt

gây rìa Đối với đứt gay bằng, còn phân biệt đứt gãy bing quay phải và đứt gay

bằng quay trấi Nếu nhịn từ trên xuống, thấy hướng dịch chuyển theo chiều thuậnkim đồng hd, thi đó là đứt gây quay phải và nếu ngược chiều kim đồng hồ thì đó là

đứt gây quay tri

- Quy mô của đút gãy thay đổi từ vải mết tới hàng chục hing tram ngàn Km.

Biên độ dịch chuyển của cá lớp đá ngay trong một dit gay cũng có thé thay đổi từvải chục em tới may ngân mét theo chiều thing đứng và dich chuyển ngang có thểtử mẫy chục Km tới hàng trim Km Do ảnh hưởng của sự dịch chuyển, đất đã trongphạm vi dit gay bị chèn p, thâm chi bị nit vụn và bị phong hia be rồi Da số các

nghiên cứu đều cho thấy trong vùng dit gãy, dit đá mang các tính chit của ditmềm, thường có cầu trúc xen kẹp, có sức chịu tải thp, có tính bin dạng lớn, hit

như bão hia nước, có hệ số ring lớn, hệ số nền lún lớn, mô dun tổng biển dạng

thấp, hệ số se kháng cắt không đáng kể.

Rắt nhiều công trình thủy lợi, thủy điện đều nằm trên tuyển đứt gây Đườn

núi chung và đường him dẫn nước vào nhà máy thay điện nói riêng có chiđài hằng nghìn mét, nên tuyển công trình xuyên qua đứt gầy là không tránh khỏi

“Trưởng hợp tuyển him dẫn nước thủy điện Buôn Kuốp gặp đứt gãy lớn phải chuyển

~ Như vậy đối với một tuyển đường ham, bao gid cũng tồn tại hai dạng môi

trường dat đá khác nhau, môi trường đá cứng và đá mềm rời Vì vậy xác định vị trí

xây dựng công trình him ở hai dạng môi trường đắt đá khác nhau thi có những vấn

48 chuyên môn khác nhau Ở khu vực môi trường đá tố, nếu gặp điều kiện cdu tạo

dia chất tốt, ứng suất địa tinh không lớn, địa ting gồm các dé có bé diy lớn và có

cường độ cao, trong trường hợp như vậy công trình đường him có thé được thiết kế

không có kết edu khung v6 bảo vệ g kế kết

sấu nhọ Nhưng nếu gặp trường hợp cấu tạo địa ting kém, có nhiễu đút gãy di qua

ổn định, hoặc nếu cần thi chỉ cd thi

-30-ụ hệ thống khe nứt và đối võ v-30-ụn, ứng suất inh địa rt lớn, đá trim tích với các

lớp đã có bé dày nhỏ, đá bị phong hỏa nghiêm trọng, chữa nhiều nước Trong

trường hợp như vậy, kết cầu khung vỏ chống đỡ cia công trình him sẽ chịu ấp lực

đất đã vậy quanh ắt lớn, nếu qua trinh khảo sát không phát hiện ra thì quá tình này

trong quá tình th công sé không cổ biện pháp ứng phó thích hợp, lúc đó kết cầu võchống đỡ yéu sẽ có thé xây r các sự cổ nghiêm trọng như sạt lở, biến dạng mắt ôn

đình hoàn tin

1.3.3, Các chủ ý khi thi công đoạn của him:

1 Trước tiên phải đánh giá én định mái dốc tự nhiên ở cửa him dé có biện pháp.

xử lý,

2 Thi công miéng him nên tránh mùa mưa Khi tiến hành công trình đảo dat đá

tai miệng him không được dùng nỗ phá lỗ sâu hoặc nổ phá bao thuốc tập trung đểtránh ảnh hưởng ồn định hai bên dốc và mái đốc định, Cằm dựa theo yêu cầu thiết

kế cắm tuyén mái đốc bên, mái đốc định, phải ti

xuống đưới, không được dio từ day hoặc vừa đảo trên vừa đảo dưới

hành đào theo đoạn từ trên3 Cần phải đào hót hết lớp bùn ngắm nước và cúc tạp chất thật sạch Đối với

chỗ đắt da cường độ km có thể kết hợp với diễu kiện cụ thể dũng cách mở rộng

mồng, đồng cọc, phun vữa dé gia cổ móng

4 Tường vòm cửa him phải tỉ công đồng thời với tưởng vòm vỏ hằm gần đóliên kết thành một thẻ thống nhất, đảm bảo trồng vòm nỗi với nhau thật ốt, Đỗ bêtông và dip lại tưởng cuối cửa him cần tiến hành đồng thôi bai bên, để phòng sin

sinh áp lự lệch đối với vỏ him,

5 Sau khi hoàn thành song cửa him, n

vita hoặc đặt các khung bê tông bên trong trong cỏ.1.3.4 Các sự cổ sạt cita him ở Việt Nam

thuật khi xây dựng đường hằm qua đất đá mềm đặc biệt nghiêm trọngvà có tan suất xây ra lớn hơn nhiều so với các loại công tinh xây dụng khác Trong

‘qué trình thi công đường him Việt Nam đã gặp phải rit nhiều sự cố Ki thuật khácnhau Mỗi sự cổ kĩ thuật xảy ra đều là bài học hữu ích đối với những người xây

.được ving đứt gãy, có lớp đắt sét trương nở ) do điều kiện đất đá thay đổi (các lớp

đất đá xen kẽ nhau từ tốt đến xu và không dự báo đưc diễu kiện đất đá) hoặc ảnh

hưởng của nước ngằm Sau đây là bảng I.1 liệt ké các vấn để hay xây m đổi với cửađường him:

"Băng 1.1 Cúc hiện cong xảy ra hay xây ra đỗ với cứu đường him

Hiện tượng Nguyên nhân

Việc xây đựng ở vùng cửa him đôi khi làm mắt chân mái đốcit chan mái | hoặc trượt lở Điều này là do xáo trộn đất đá quanh đường himdốc hoặc trượt | hoặc cất phin mát đốc do xây đựng cửa him, Khi cỏ khả năng mắthoặc rượt lở do đào đường hầm thì phải thực hiệnnhững biện pháp bảo vệ mái đốc trước khi đảo ham.

lỡ chân mái

‘Ap lực không đối xứng có th tác dung lên mặt cất cửa đườnghầm và có thể xuất hiện ứng suất lớn trong đường him tùy theo vití của mái đốc và him Nêu không làm cho đường him én địnhthi phải cỏ biện pháp cân đối dp lực của đất bằng cách đỗ vật liệuđối trọng hoặc cắt để ôn định mái đốc

Áp lực không

đối xứng TM

Tai vùng của hằm lớp đất đã phù có chiều diy nhỏ, thường làtrằm tich nên tổng ti trọng lớp phủ ở trên đường him đôi khi cóthé tác dụng lên đường him Bit đá ở vùng cửa him gồm các trằm

tích không bin vững hoặc nằm rong vùng phong hóa, vĩ vậy vũngđầy thường bị lần hoặc biển dạng do dit đá không đa khả năng

mang tải Phải thực thiết kế không chỉ cia hằm mà cả

phương pháp xây dựng để cho đất đã có thé đạt được khả năngmang ti

Đất đá khôngđủ khả năng

chịu tai

G vũng cửa him đất thường yếu và cỗ kết kếm Ngay cả khi

đất đã chứa các loại di cứng, các đứt gãy và vũng nứt né có thélâm cho các nút nẻ phát tiên Trong nhiễu trường hợp gương cóthời gian đứng vững ngĩn Khi gương không thé đứng vững lâudài thi cin phải nghiên cửa áp dựng một phương pháp khai đảohay phương phập phụ dé bảo vệ gương không bi sip

Sập gương.

Tại vùng cia hầm đất đã phù đất đã hiểu khả năng mang ti

và gương có thd gian đứng vững ngắn chắc chắn gây ra tác động

lún tryyền cho đất đã trên mặt Đối với các công ình trên mặt đắt

phải hạn chế lún cần đưa ra những biện pháp phù hợp để đỀ phòngLaan đất mat

Tiện tượng Nguyên nhân.

Bắt kỹ vẫn để nào và áp đụng một phương pháp phụ khi cần,

Phải thiết kế vùng cửa him đẻ cho cửa him ở một vị trí không.có đá rơi, mảnh đá trôi Khi không thé định vị cửa him như vậy thi

phải đưa ra những biện pháp phù hợp ching lại tai họa cổ thể xay

Đá roi

(Cin phải nghiên cứu ảnh hưởng của việc xây đựng đường himCc công tình | đến các công trình hiện có trong vùng lân cận như nhà, thấp bing

lân cận đường bộ và đường sắt, và tác động của tí

sau khi đường him đi vào phục vụ.

Mot số ví dụ về sự cổ sat cửa him ở các công trình Việt Nam.

wut lở tại của hằm phía nam hằm đường bộ qua đèo Hải ân.

Khi dio đến lý trình 0+27 him chính, nhà thầu đã tiến hành khoan phụt tạo ôcho chu ki tiếp theo Ngày 5/09/2001 sự cổ kĩ thuật siy ra, một khối lượng dit đã tại

đỉnh him bị sụt lở kéo theo các Khung tạo 6 bị gục xuống Nhà thầu đã tiền hànhphun bé tông liên tục vio vùng sụt lỡ nhung hiện tượng sụ lở wwe ting và

tạo thành hốc rỗng trên đỉnh him Dit trong khu vực này là đất phong hóa Granitecô dang cát sét, đt toi không đồng nhất bao gồm đất cất sét mẫu nâu ving, ximtrắng xen lẫn các dai sét cất miu nâu sim, nước ngằm tại khu vực này chảy nhiều,luôn nhỏ giọt tir trên đình ham xuống và chảy ra từ các lỗ khoan thoát nước trên.guong him Khi hiện tượng sụt lở vẫn tiếp tục gia tăng thì nhà thầu đã lắp lại gương.

him bằng đá, đồng thời dùng thiết bị năng đưa lưới thép CQS6 vào phun bê tông.

Tuy nhiên biện pháp này chi ngăn được tạm thời trong ngày 06 và ngày 07/9/2001

Đến ngày 08/9 và 09/9 do lượng mưa lớn kéo đài làm cho mực nước ngằm tăng lênvà din đến sat lở tiếp tục Vật liệu thoát ra từ gương him là sét pha cát bão hòa

nước (dạng bùn) với tông khối lượng khoảng 300mỶ.

4 Sự có

-34-Hình L8 Sự lở tại của him phía nam đường him Hải Vin

- Nguyên nhân

+ Nguyên nhân do khảo sát Số liệu kháo sit đã không lường trước được sự tổn

tai của các khối cuội ting có kích thước lớn âm phá vỡ tinh đồng nhất của mỗi

trường, Kết quả khảo sit không cung cấp diy đủ số iệu về điều kiện đị chất thủyvăn, đặc biệt là mức độ giảm it đá do lưu lượng và tốc độ thắm củacủa khốinước ngim vào mùa mưa.

+ Nguyên nhân do thiết kế: Chính vi các số liệu khảo sát không đầy đủ nên biện

pháp thiết kế thi công đề ra rong thiết kế không tính tối khả năng mắt n định ti

mặt gương khi đất đá bão hòa nước.

+ Nguyên nhân khác: do trước khi th công dự án him Hải Vân, các nhà thầuViệt Nam hầu như chưa thi công công trình nào trong khối đắt yẾu tương tự nhưhim hải vân nên còn ít kinh nghiệm trong đánh giá rủi ro và các biện pháp phòng.

ngừa cin thiết

- Biện pháp xử lý:

+ Bit toàn bộ gương him bằng đá

++ Bơm bê tông vào ving bịsạ lở bằng bê tông cổ phụ gia đông cứng nhanhAuge trộn ngay tai đầu ra của ông bom.

+ Khoan một mang lỗ khoan từ trên bé mặt đt tự nhiên vào khu vục bị sat 166đặt Ống thép có đục lỗ và tiến hành bơm vữa bê tông

+ Tiến hành đảo him dẫn trước với mục đích thăm dé vả tao không gian để tiến

hành phạt vita gia o6 dit trước khi đo toàn tiết điện

+ Sự cổ sập của tam thời him thủy điện Ngân Trươi

-34-im thủy lợi Ngân Trươi - Cảm Trang (Ha Tĩnh), rộng 10m, cao 9 m, dài 240m.vào ngày 22/9/2010 thì khi xảy ra sự cổ sập cửa thi công him khi đó gương đào đã

Hình 1.10 Hoạt động thấu an toàn ởphía trong chỗ sập đổ của tam

thời hm thủy lợi Ngàn Tre

+ Sự cố này à kết quả tổng hợp của nhiều nguyên nhân khách quan và chủ quan

khác nhau Trong đó, đáng chú ý là

+ Trinh độ người thiết kế trong việc đánh giá và xử lý ảnh hưởng của các yatổ tự nhiên còn chưa phủ hợp với thực t khách quan Thời gianthỉ công dải, nhưngkhông tin hình đo biến dang va chuyển vĩ của biên dio, không đánh gi đặc tính

lưu biển của đất đã xung quanh và không đánh giá được tác hại của ding nướctrong lục đối với cả một độ và tính liên kết của đất đ vây quanh các mặt lộ mới

hình thành.

+ Phương ân thi công kết sấu gia cổ mặt trước hào cửa him, cũng với quy trình

thí công kết cầu chẳng gữ cia và cổ him chưa phủ hợp với mỗi trường tự nhiênSự cổ sập đổ của thi công him thủy lợi Ngân Trươi - Cảm Trang ngày22/9/2010 là hậu quả của những sai lầm lớn trong công tác thiết kế và thi công ở

+ Cơ hệ đất đá cùng với hệ thống kết cấu gia cường sơ bộ bir đốc, cùng với cửa

và cổ hẳm sơ bộ đáng lẽ không phải làm việc trong điều kiện có nước trọng lực,nhưng trên thực tế đã phải tồn tại vượt qua cả mùa mưa mà không được quan trắc.

đánh giá để gia cường thêm,

+ Đắt đá xung quanh cửa him vừa kém liên kế

8 bởi nước trọng lự, nhất là bởi nước mưa

vừa dễ bí giảm chất lượng đáng+ Đường him được thi công theo công nghệ không chia gương, nên quy mô

gương đảo là không nh.+ Đường

lượng đắt đã bị giảm dẫn, ngược lại cic tải trong chung tăng dan, đặc biệt độ nứt né

được thi công theo hướng từ ngoải vào trong; theo thời gian, chất

tính lên kết của chúng giảm xuống, trong khi lực xô trượt và

lực gây sụ tăng dẫn không kiểm soát được.

+ Ba đốc chính điện hào cửa him đã được bóc hết lớp đắt phủ nguyên thủy vàing dưới cùng để mở gương him đầu tiên lại

cao cùng với sóc ú :

ham trong thời gian thi công, đặc tính của khối đá còn lại xung quanh, cùng với sự.

ảnh hưởng xấu của thời tiết các mùa khác nhau trong 1 năm.

+ Lớp đất đá của tầng chân bờ dốc còn lại trên nóc đoạn cửa và cổ him thi công

là rat mỏng Sau quá trình biến đổi cơ lý, lớp này đã bị tăng độ nứt nẻ, giảm mật độ.

va giảm tính liên kết, cho nên trở thành mắt tương xứng với cả yêu cầu tạo vòm cân.

bằng tự nhiên trên nóc him và yêu cầu chống trượt của bờ đốc,

1g chưa tương xứng với quy mô cửa và cổ

+ Do đặc thi của quá trình đào chồng sơ bộ ở đây, cho nên mặt lộ xung quanh

hầm vẫn có khoảng biến dang tự do; thêm vào đó, hệ thổng kết cầu thép gia cường

sơ bộ, tuy mang

nhưng vẫn mang tính biển hình tức thai khí các tải wong Không song song với mặt

phẳng vì chống

nh cứng khi các tải trong song song với mặt phẳng vì chốn;

-36-+ Theo thời gian, chất lượng của đất đá phần bờ dốc xung quanh cia và cổ him

cảng xấu đi Ca các ti trong tie dụng trong các mặt phẳng vuông gốc với trực doclồ (gây biến đọng các vì chẳng) và các ti trong ngang, song song với trục dochầm lò (gây trượt bờ đốc và xô đô các vi chẳng) cing phát triển, nhưng khả năng

chống trượt của cả lớp bê tông phủ ngoài bờ dốc và kí chống giữ bên

trong cia và cổ hằm không những không lớn, mi còn bi giảm din do phong hồn

+ Tác dụng tổng hợp của ti trong gây trượt và ải trọng gây sụt bờ đốc ở đây,đã vượt quá giới hạn ôn định tổng hợp của bản thân đất đá và hệ thống kết cấu gia

cường; cho nên đã din tới sự cổ sập đỏ phần bir dốc dé trên cửa và cổ ham.

1.4 Đặc điểm thi công cira vào đường him qua điều kiện đá yếu ở thủy điệnNho Qué 3

1.441 Vị trí công trình.

‘Dy án thủy điện Nho Qué 3 là công trình thứ 3 trong ham dẫn và mở rộng cho

hết mặt eft thuỷ điện trên sông Nho Qué thuộc địa phận huyện Mèo Vac tỉnh Hà

Giang, nằm cách trung tâm tinh Ha Giang 170km về hướng Bắc.

Dự án thủy điện Nho Qué 3 la công nh kiểu đường dẫn gồm: Cửa lấy nước,kênh dẫn nỗi với đường him áp lực dài gin 1,9km dẫn nước vào nhà máy thuỷ điện.

Tước sau khi ra khỏi nhà máy sẽ trả lại sông Nho Que.

Nhiệm vụ chính của dự án là phát điện Với công suất kip máy LLOMW, hàngnăm cung cấp cho lưới điện quốc gin 507 triệu kWh,

1.42 Các thông sé chính của công trình

- Cấp công trình: Công trình thuộc cắp II

~ Mực nước dâng bình thường (MNDBT): 360,00 m~ Mực nước chết (MNC): 358,00 m.

= Dung tích toàn bộ hỗ chứa (Web): 2,18 triệu mỸ= Công suất lắp máy: Nim = 110 MW

= Điện lượng bình quân năm: Eo = 507,triệu KWh.

- Số tổ máy: 2 tổ

1.4.3 Cụm công trình đu mối và tyễn năng lượng.

= Đập ding: có chiễu rộng đỉnh đập 8,9m, Cao trình đình dip 369,00m, Chiều

cao đập lớn nhất là 28,50m, Chiều dai tuyển đập theo đình là 34,40m.

- Đập tran: bổ trí ở lòng sông phía bờ trái, Xa mặt không cửa van, mặt cắt thựcdụng dang Ôphixêrôp, cao độ ngưỡng trin 360.00m Tiêu năng trường hợp lưu

-31-lượng nhỏ bằng mũi hit, với lưu -31-lượng lớn bằng dòng chảy day, cao trình mũi

phóng 347.50m

~ Kênh đẫn: từ tuyển đập đến cửa him dẫn nước đài 2845m, nằm rên sườn núi

thấp có độ dốc 20-30", diy đầu kênh dẫn cao trình 352,00m, cao trinh đỉnh thành

kênh là 360.40m Kênh có mặt cắt hình chữ nhật BxH = 7,0x8.4m.

~ Đường him áp lực; Néi tgp kênh hở là đường him dẫn nước có áp Bay him

năm ở cao trình 340,76m đến cao tinh 323,00m, đoạn cuối ở cao trình 234,00m,

Him có mặt cắt hình móng ngựa với chiều rộng thông thuỷ bằng 6,0m và bán kinhvòm trên R=3,0m Vỏ him bằng bê tông cốt thép M30 day 0,75m được neo vào

vách di bằng neo thép 25CIII

- Tháp điều áp: được b6 trí tại đoạn him ngang cách của lấy nước vào himkhoảng 1700m, cao trình đỉnh tháp 371,00m Tháp gồm 02 buồng, buồng trên cao.15,0m, đường kính trong 22,0m, chiều bê tông trung bình 2,Sm Buồng dưới cao

18,0m, đường kính trong 16,0m và chiều dầy v6 bê tổng 1,0m

= Nhà may thuỷ điện, kênh ra: Nhà máy thuỷ điện Nho Qué 3 được lắp 02

tuabin Francis trục đứng với công suất $5,0MW mỗi tổ Các cao độ chính của nhà

máy như sau: Cao trình sản lắp máy 234,00 m; cao trình sàn gian máy 220,00m; cao

trình sin ta bin 214,80m; Cao tình đặt máy 210,60 m

1.4.4 Diéu kiện dja chất tuyển him

Nỗi tiếp kênh hở là đường him dẫn nước có áp đãi 1821.0m( mặt bằng) và

1912.0m (theo tre dọc) Toàn tuyển nằm trong thành tạo đá vôi của hệ ting BắcSơn (C-Pbs) Doe theo tìm tuyển him dẫn dia hình phân cắt mạnh mẽ, sườn tự

nhiền ở cao tinh 382-505m, Đây, ở cao trình 341.00m, đấy cụ

ở cao tinh 234.41m, Thân him nằm hoàn toin trong da vôi d6i TIA là đã gốc nứt némạnh phát triển nhiều hang hốc karst, đã cứng chắc, có 02 phá huỷ kiến tạo bậc IVvà 03phá huỷ kiến tạo bậc V cất qua

im him

Theo kết quả khoan thăm dé cho thấy hoạt động karst phát triển tương đối mạnh.

mẽ, tạo thành các hang hốc karst có kích thước từ 0.2-3.6m và đôi khi tới hàng vài

chục mét, Vì thé có thể gặp các rủi ro khó lường trước và gặp khó khăn khi xử lýsự cố như sập, sat nóc him nên phải thiết kế các kiểu gia cổ điển hình dự phỏng

* Doan ham dẫn nước có áp từ cửa lắp nước trước him đến giếng đứng:

Nối tiếp kênh hở là tuyển him dẫn nước có áp đài 1912.0m ( cao trình nền him

340,76m -323m) Toàn tuyển nằm trong thành tạo đã vôi của hệ ting Bắc Sơn

(C-Pbs) Doe theo tim tuyển him dẫn địa hình phân cắt mạnh mẽ, sườn tự nhiên ở cao

trình 382-50Sm, Căn cứ ti liệu các hỗ khoan khảo sit trong giai đoạn DAĐT và

~38-'TKKTI: N3-HD1/40m; NQ3-NL3/60m;N3-HD2/80m, N3-A1/40m), thứ tự từ trên.xuống gồm các lớp đất đá sau

- Lớp 2a) sườn tin tic: Ast lẫn nhiều dim cục Bề dây 1-5m.

~ Đới phong hóa mãnh liệt (IA,) : A' sết ẻ ẻ

- Đới phong hỏa mạnh (IA3): Bé gốc phong hỏa thinh dim mảnh nhết sé BEdây 15m

nhiều dam sạn Bé diy I-ám.

- Đới phong hóa (IB) : Đá gốc phong hóa trung bình nứt né mạnh phát triểnnhiễu hang hốc karst, cứng chắc trung bình

~ Đới đá nứt né (IIA) : Đá gốc nứt nẻ mạnh, phát triển nhiều hang hốc karst, đá

cứng chắc.

Theo dự kiến đáy đoạn ham dẫn có áp ở khoảng cao trình 340.76m-323m,

đường kính 5.5m nằm hoàn toản trong đá vôi đối HA cứng chắc, nằm trên mục

nước ngầm khoảng 1-2m đến 20m, gặp 2 phá hủy kiến tạo bậc Iva 2 phá huỷ kiến

tạo bậc V cất qua Theo kết quả khoan thăm dò cho thấy hoạt động karst phát triển

tương đối mạnh mẽ, tạo tinh các hang he karst cổ kích thước từ 0.2-3.6m và đôikhi tới hàng vài chục mét Vì thể có thé gặp các rủi ro khó lường trước được và gặpkhó khăn khi xử lý các sự cỗ như sập, sat nóc him nên phải có các phương án dựphòng rủi ro

* Đoạn him dẫn nước có áp từ giểng đừng đến nhà may:

Nỗi tếp giếng đứng là tuyển him din nước có áp di 6 lầm (cao trình nền

jim 233m - 234m), đường kinh 5.0m, Toàn tuyến nằm trong thành tạo đã vôi của

hệ ting Bắc Sơn (C-Pbs) Doe theo tim tuyển him dẫn địa hinh phần cắt mạnh mẽ,sườn ự nhiên ở cao trình 390m - 272 m, sườn núi cổ độ đốc tự nhiên 30° ~ 40”, Căncứ tài liệu các hồ khoan khảo sát trong giải đoạn DAĐT và TKKTI, thứ tự từ trênxuống gằm các lớp đất đã sau

~ Lớp (edQ+ IA,) : A’ sét lẫn nhiều dim cục Bề dày 1-Sm.

= Đới phong hóa mạnh (IAs) : Đá gốc phong hóa thành ddim mảnh nhét sét, BEaay l-5m

- Đới phong hóa (IB) : Đá gốc phong hóa trung bình, nút nẻ mạnh phát triển

nhiều hang hốc karst, cứng chắc trung bình.

- Đới đá nứt nẻ (IIA) : Đá gốc nứt nẻ mạnh, phát triển nhiều hang hốc karst, đácứng chắc,

‘Theo dự kiến đoạn him din có áp này nằm hoàn toàn trong đá vôi đới ILA cứngchắc, nằm trên mực nước ngim khoảng 1-2m đến 20m ( đoạn tiép giáp giống đứngnằm dưới mực nước ngim từ Im-Sm) Theo kết quả khoan thăm đồ cho thấy hoạt

biện pháp khoan neo vượt trước bằng thép 032CIH chiều dài 3.5m với khoảng cách

neo 30em, bước theo dọc trục him a= 2.0m, Chống đờ bằng vòm thép 124 vớikhoảng cách các vim thép 0.5m Sau khi vòm thép được dung tiên hình phun vữa

xi măng lưới thép.

"Hình 1.11 Mặt edt đoạn cửa vào đường him thủy điện Nho Qué 3

“Theo hd sơ thiết kế đường him thủy điện Nho Qué 3 cửa him nằm ở tọa độ.X=2558724.51; Y=554180.21 nằm sâu trong lớp lớp đá vôi AII nứt nẻ mạnh thuộc.

hệ ting Bắc Sơn (C-Pbs) Hoạt động Karst phát triển tương đối mạnh mẽ, theo kết

quả thăm dé của hỗ khoan N-HDI cách vị trí cửa vào 25m phát hiện một số bang

hốc Karst có kích thước khoảng 0,5m được thống kê trong bảng 1.2:

-30-Kết quả khảo sắt hồ khoan gấp hang karst tại hồ khoan N3

HDI him dẫn nước Nho Qué 3

Tên hd khoan | Độ sâu gặpCao độ miệng hồ | bang (từ: đến)

370,123 |285.470-475

Hình 1.12 Mat cắt dục cửa vào dường him thủy điện Nho Qué 3

Bề mặt sườn đốc chỗ đặt cửa him địa hình khá dốc 30-40Ÿ, nhiễu chỗ đốc đứng,

hiện tượng ạt trượt, rãnh xói, khe xói, mương xói khá phát tiễn, thường xảy ra vào

mùa mưa lũ Các khối sat còn lại chủ yếu phát triển trong lớp phủ edQ

‘Theo dự kiến day đoạn him din có áp ở khoảng cao trình 340.76m trong khi đó.

cao trình mặt đất tự nhiên 359,7m, vì vậy dé lộ ra mặt cắt gương cửa him ta sẽ phải

bốc bỏ lớp đất đá phủ sâu 18.9 m do đó dễ làm mắt trang thai cân tự nhiên của mái

Việ thi công cửa hằm ở đây cằm hai công việc chủ yếu là thi công phần hở (tạomái taluy) và thi công phần ngằm (mỡ mặt cắt gương him), do của him nằm khá

sâu đuổi lớp đất đá phủ, đã lại nút nẻ mạnh dễ sat trượt nên bai công việc này

không thé đồng thời tiến hành do đó việc thi công cửa him theo sơ đồ nối tiếp từng.này có nghĩacông tác thi công cửa him chỉ được tiến hành sau khi đã tạo các độ đốc của mái

phần theo tinh tự xây phần hở trước > thi công phần ngầm B

taluy cửa him và phun béténg gia cổ cúc tluy nhằm tránh khỏi bị trốc lờ nhỏ và

chống lại sự xối môn của các dòng chảy (kế cả dòng nước và các dòng phóng vật

khác) qua đây.

Mat khác hoạt động karst ở khu vực này khả phít ti

việc khảo sắt khó có thé lường trước được hỗt ác rủi ro, khi tiến hành mở gương

ngoài biễn pháp ching đỡ bằng vòm thép, ta phải ding các biện pháp phụ để

én định mặt đào như neo vượt trước, giàn Sng, phụt vữa gia cóL5 Kết luận:

đất đá nút nẻ mạnh,

1 Có nhiều phương pháp thi công đường him nha máy thủy điện tong đồ

phương pháp được áp dụng phổ biển ở Việt Nam hiện nay là phương pháp khoan nỗvà phương pháp NATM

2 Thi công cửa him qua ving địa chất yêu thì trnh tr mẫu of

tiến vio him và lựa chọn giải pháp chống đỡ cho hợp lý Trước khi tin vào him

cần phái tế mái dốc định cho thỏa đáng cùng

làm tốt hệ thống thoát nước trên các sườn hào nhằm tránh tỉnh trang mước mura Kim

xói lở mái taluy gây sat lắp cửa hm, Cửa him thường nằm nếp 16m của kiến tạo, do

vay lớp phủ thường là đá tằm tích, nên áp lực lên kết cầu chống đỡ rit lớn, so với

vị trí him ở đưới đình núi Mat khác việc sử lý cửa him cùng tiến hành với đào thânhim nên thời gian thi công cửa him thường bị gián đoạn do phải ch gia cổ phầnmái đốc nóc him, đặc biệt trong thời gian mùa mưa Từ hiện tượng trên nên cửahim luôn chịu hiện tượng “ching ứng suất", "tử biển", và đôi khi gặp "ương nở

hành phòng hộ gia cổ mái đốc,

từ lý do trên nhiễu của him thi công ở Việt Nam vào mùa mưa luôn bị sat trượt,

thậm tí bục cửa him, phải có thôi gian sửa chữa lâu Một số cửa hằm him đã tìmcách ánh hiện tượng tên bằng cách hi công cửa hm phụ

3 Của vio đường him thủy điện Nho Qué 3 nằm tong thành ạo đá vôi của hệnứt né mạnh, hoạt động

karst mạnh mẽ Vì thể có thể khi đào của him phải ding một số biện pháp gia cổ én

tầng Bắc Sơn (C-Pbs) cứng chắc, nút nẻ trung bình

đình gương him trước khi dio nhằm tránh các rủi ro khô lường trước được và gặpkhó khăn khi xử lý các sự cổ như sập, sat nóc him,

CHUONG 2

CÁC PHƯƠNG AN THỊ CONG CỬA VÀO DUONG HAM QUAVUNG ĐÁ YÊU

2.1 Các phương pháp thi công cửa him qua vùng đá yến

Trong thi công đoạn cửa him thi tình tự mẫu chốt nhất là đảo để tiền vào him.

Có 2 phương pháp đảo:

+ Đào toàn mặt cái

+ Đào theo him dẫn vi ma rộng cho hỗt mặt cắtPhương pháp 1: Đào toàn mặt cắt

'ông tác thi công cửa ham được tiễn hành sau khi đã tạo các độ đốc của mái.taluy cửa hằm và phun bê tông gia cổ các taluy nhằm tránh đảm bảo các an toàn khi:

thi công cửa him Don dẹp sạch phần đắt đá cửa him rồi tiền hành neo vòm thép cócùng tiết diện với him Tiển hành cổ định các khung thép bing bảo tải cát, sau đótiến bảnh định vi vị tr các lỗ min trên gương, tiễn hành nổ phá trên toàn mặt cắt

công tác tổ chức và quin lý thi công

Nhược điểm: Mat đảo tương đổi lớn nên tính én định của đắt để cũng bi giảmthấp, yêu cầu năng lực dio, năng lực vận chuyển đã rất lớn, Mặt khác do chỉ đảomột lần trên toàn mặt cắt nên cường độ chin động đối tới đất đá khi nd min làmạnh, vi thể yé tặt ché thiết nổ phá, nhất là đối với vùng.đất đá có tính ôn định tương đổi kém.

‘Trinh tự thi công cửa him theo phương pháp này như sau:Bước]: Đào bóc đắt đ tao mái taluy của him

Dùng máy đào kết hợp với khoan nỗ tiến hành bóc bỏ lớp đắt phủ để tạo mái

taluy theo hd sơ thiết ké, Việc thi công mở mái taluy tuân thủ theo nguyên tắc hạ

dẫn từ trên xuống đưới, chỉ được tiễn hành công việc ở cơ dưới khi công tác khoan

đảo ở cơ trên đã hoàn thank,

= of”

Hình 2.1 Đào bóc bỏ mái taluy cửa him

“Bước 2: Giải lưới thép và phun gia cố mai taluy

Hình 2.2 Phun bé tông gia cổ mãi taluy

Mai taluy sau khi đảo khi tiếp xúc với không khí dễ bị hiện tượng phong hóa,

hoặc khi gặp nước mưa gây ra xói lở bờ đốc, hoặc trong vùng đất đá vụn nát longrời để đảm bảo an toàn cho người và phương tiện trong quá trình thi công phía dướingười ta tiền hành đặt lưới thép vả sau đó phun bê tông gia cố mái taluy Việc lắpđặt lưới thép được thực hiện bằng cách cho công nhân đứng ở sin nâng của máy.khoan hoặc đả giáo xây dựng lắp đặt những vj tri cần đặt lưới thép vào mái taluy,dùng định ghim ép sat lưới thép vào mái taluy Sau khi giải lưới thép song tiến hành.

phun nước vệ sinh sach sẽ mặt mai taluy ding máy nén khí lim khô, sáu đó phun bê

tông vào những chỗ đã đặt lưới.

Bước 3: Dũng mắy toàn đạc xắc định vì trí tim him và chu vi vỏ him Sau đónico vm thứp có cùng tiết điện với him phía ngoài cửa him Tiền hành cổ định các

-38-Phương pháp 2: Đào him dẫn và mở rộng dan cho hết mặt cắt.

Phương pháp nay dược dùng chủ yếu trong điều kiện đất đã bị ép vắt, nát vụn,mm yếu ấp lực dia ting lớn, hoặc tết diện him lớn trong khi thời gian tự ổn dịnh

của đất đá tương đối nhỏ Để an toàn và trắnh rủi ro khi thi công cửa him người ta

hay dùng biện pháp đào him din và mổ rộng dẫn cho hết mặt cắtLũu điểm: Ap dung được trong địa tng đắt đá ri

rộng cho hết mặt cắt, vừa mỡ rộng vừa chống đỡ ngay,

huyết điểm: Tô chức thi công phức tạp, ngoài ra còn có những khó khăn phy

khi phải chống đờ lại sau kh nỗ min ở him dẫn và mở rộng cho hết mặt ct dưới.bảo vệ các vì chồng ở các hằm dẫn và mở rộng cho hết mặt cắt trên.

u, Đảo theo hi

Trình tự thi công cửa ham theo phương pháp trên được thực hiện như sau:

Bước: Đào bóc dedi tạo mái tp cứ him

Việc đảo mái taluy được thực hiện theo trình tự đào từ trên xuống dưới, chỉ.được đào cơ đưới khi cơ trên đã hoàn thành,

"Bước 2: Khoan cắm ống thép vào mặt cắt gương him

Dũng máy đảo kết hợp với khoan nỗ dể tạo ra mặt cắt gương him như hình vẽ.

Sau đó đông các ông thép cổ chigu dài L đọc theo cha vi mặt cất him

Hình 2 Khoan cắm dng thép vào mặt cắt gương hém

-36-Bước 3: Đào hẳm dẫn trên

Dựng các vòm thép trước cửa hang và cổ định vim bằng các bao ải cát chất ở

phía trên Sau dé đào phần hang din ở phía trên như hình vẽ Đảo đến đầu ta tiếnhình dựng vòm thép che chẳng đến đó Chigu đài đào hang dẫn trên luôn nhỏ hơnchiều di ông thép đồng vào một khoảng 1.2-1,5 m

Hình 2.6 Đào hằm dẫn trên

“Bước 4: Đào him dẫn dưới

‘Sau khi đào song him dẫn trên ta tiến hành đảo phẩn dưới Với những loại vì

chống bên trên sẽ bị hing khi nd min bậc dưới Việc giữ vi chẳng vòm khỏi bi sậpcó thé thực hiện bằng vige sử dụng các dầm gánh treo vào các vi ching đã được kếgiữ bằng các quang treo Theo tiến trinh dich chuyển của gương, dim treo cũng

duge dịch chuyển về phía tước xuyên qua bậc nỗ min,

-37-Bute: Mở rộng din mặt cắt

Tir trên xuống, đất đá nỗ min tơi ra được chuyển xuống him dẫn dưới nhờnhững giếng đứng nổi giữa him din dưới và him dẫn trên Trong him dẫn dưới đãcó các xe tự đổ hững đất đã rơi từ trên xuống rồi chuyển ra khối him,

Hình 2.8 Thi công mở rộng dẫn mat cắtBước 6: Tién hành thi công vỏ bê tông.

pháp gia cổ đường hằm

Trong đá cứng nút nẻ, phân lớp hoặc có kẹp các lớp sét, đ phong hồa thì sưukhi đào có thể xảy ra hiện tượng dịch chuyển, đ rơi từng hòn cá biệt hoặc toin bộ

khối đá sụt xuống Hiện tượng này không xảy ra tức thời ngay sau đào mã thường

sau một thời gian tính bằng giờ hoặc chục gi Chính vi vay việc lấp đặt kết cấu

chống đỡ sau khi thi công không những để ngăn chặn đã rơi, sập lờ vào người laođộng và trang thiết bi ma côn bảo vệ khôi đá xung quanh công trình ngằm trước các

tác động phá hủy của hiện tượng phong hỏa, hạn chế dịch chuyên của khối đá, giữ.

ổn định khoảng chống đảm bảo công tác vận hành, vận chuyển và thông gió Sauđây là một số biện pháp gia cổ đường him,

2.2.1 Vì chẳng vim thápa Điều kiện áp dung

Trong đá cứng bj nứt nẻ (f,<4), phân lớp hoặc có các lớp đắt đá nát vỡ nẻm yếu.sau khi đào có thể xảy ra biện tượng xé dịch và sụt lở nhằm ngăn chặn biến dạng.

vượt quá của đất đá và chịu đựng bộ phận tải trọng long rời khi dé người ta hay

dùng vi chống dang vòm thép, Việc sử dung giá vòm thép mang lại hiệu quả như+ Tăng cường và hạn chế đắt da biển dạng, vì độ cứng của giá vòm thép rất

cao, nên giá vm thép có thé han chế được tác dụng biển dang của him.++ Lim điểm chống để cắm các ông thép vượt lên gia cổ trước khi đảo