Báo cáo về công nghệ thi công đường

Báo cáo công nghệ thi công đường hầm máy đào TBM Khái quát chung TBM Nội dung Cấu tạo phân loại Hoạt động máy TBM Vỏ hầm ứng dụng cho máy TBM Khái quát TBM I KHÁI NIỆM Máy đào đường hầm dạng khiên (Tiếng Anh : Tunnelling shield), kết cấu bảo vệ, sử dụng đào đường hầm xuyên qua bùn đất mềm bùn lỏng, nhằm trì ổn định vách đất đường hầm thời gian cần thiết để thi công (đúc) kết cấu vách bê tông cốt thép đỡ tuyến đường hầm Ban đầu có chức đơn giản chắn giữ thành đất đào đất đường hầm thủ công, sau với việc giới hóa thi công đào đường hầm, cải tiến gắn thêm chức đào đất đường hầm trở thành dạng máy đào chuyên dụng Trong thực tế, khiên đào đường hầm phục vụ cấu trúc hỗ trợ tạm thời cho đường hầm đào Khái quát TBM Tunnel Boring Machine (Ø 15.20m) CẤU TẠO VÀ PHÂN LoẠI MÁY TBM i CẤU TẠO Thông thường máy đào shield có hình tròn ( đường kính từ 1,5m trở lên đến 19m ), cấu tạo từ phận : - Bộ phận che kín (hood), - Bộ phận thân (girder), - Bộ phận đuôi (tail) Bộ phận trước che kín có đĩa cắt đất đá, phận thân có kích để đẩy phận đầu lên phía trước, phận đuôi có thiết bị gắn ráp vỏ hầm (segment) CẤU TẠO VÀ PHÂN LoẠI MÁY TBM I.1 Một tổ hợp thiết bị TBM bao gồm: Đầu cắt : đĩa tròn gắn hộp dao cắt gầu đào, tốc độ quay đầu cắt thường khoảng 6-10 vòng/phút Khi đĩa tròn quay, hộp dao tiến hành cắt vụn đất đá, sau gầu đào múc đất đá vụn đổ vào máng trượt sau máy đưa thiết bị vận chuyển Thiết bị vận chuyển : thông thường hệ băng tải kết hợp xe goòng Đất đá vụn từ máng trượt đổ vào băng tải chuyển lên xe goòng để đưa khỏi đường hầm Khung máy : kết cấu thép chịu lực, thiết bị lắp đặt khung máy Thiết bị di chuyển máy : Là hệ thống xi lanh thuỷ lực cỡ lớn Khi máy di chuyển, chân đỡ máy co vào, xi lanh thuỷ lực tỳ vào thành vỏ hầm phía sau đẩy toàn máy tiến phía trước CẤU TẠO VÀ PHÂN LoẠI MÁY TBM Nguồn động lực : bao gồm nhiều động điện có công suất lớn cung cấp lượng cho cấu khác máy Thiết bị nâng : phía sau khung máy Sau máy tiến lên phía trước, thiết bị tiến hành lắp vỏ hầm sau Thiết bị điều khiển : đặt buồng lái trung tâm máy điều khiển tất chức bao gồm tốc độ hướng đào Các camera cung cấp đầy đủ cho người lái tình hình hoạt động máy Thiết bị phụ : Cung cấp nước, khí nén, chiếu sáng … cho tổ hợp TBM CẤU TẠO VÀ PHÂN LoẠI MÁY TBM I.2 Hoạt động máy TBM Máy đào shield đưa xuống vị trí đào lòng đất từ giếng thẳng đứng đào vị trí khởi đầu đường hầm Máy vừa đẩy lên phái trước để đào, đất đào phía trước mặt cắt đưa vào phía sau máy chuyển theo giếng thẳng đứng Sau đoạn đào, vỏ hầm (segment) gắn liên kết quanh chu vi tiết diện hầm tạo thành vỏ hầm ( vỏ hầm lớp thứ nhất) Máy đào đẩy lên phía trước kích đẩy gắn phần thân CẤU TẠO VÀ PHÂN LoẠI MÁY TBM ii Phân loại A, Phân loại theo khiên đào Gồm hai loại : - Loại mui trần : thích hợp đá - Loại khiên bảo vệ : Khiên đơn (single shield) khiên đôi (double shield) Thích hợp đất đá mềm Khiên bảo vệ dạng khiên đơn khiên đôi CẤU TẠO VÀ PHÂN LoẠI MÁY TBM Sự khác máy đào mui trần máy đào khiên bảo vệ : máy đào mui trần dựa vào phản lực chống thiết bị vào vách đá để tiến lên, vi nham lộ bốn phía máy sau đào xong Còn máy đào khiên bảo vệ đào sâu, lợi dụng phận đuôi máy chống vào ống bê tông lắp sẵn tạo lực đẩy để tiến lên * Ưu việt máy đào hai khiên bảo vệ : - Đều dùng thi công đá rắn đá mềm Khi thi công điều kiện địa tầng xấu, đất đá không tự ổn định tính ưu việt máy rõ rệt - Khi thi công đá cứng, lợi dụng hệ chống ngang chống đỡ phán lực vách hầm truyền lại, máy lợi dụng lực kích lắp đuôi máy kích vào ống vỏ hầm lắp xong làm đà cho máy tiến lên, lợi dụng hệ chống ngang để tiến hành đào, đồng thời lắp ráp phiến ống vỏ hầm, máy đào hai khiên bảo vệ làm cho thời gian dừng máy khâu đào khâu lắp Vỏ hầm Sau tháo ván khuôn vỏ hầm (khi R=15MPa) ngâm nước tối thiểu tuần, bảo dưỡng nóng 60 độ C (từ 7-10h) buồng kín Vỏ hầm Sản phẩm thu sau trình bảo dưỡng Kiểm tra độ bền Vỏ hầm Lắp đặt miếng đệm vòng cao su chống thấm Vỏ hầm Hoàn thành Vỏ hầm Vận chuyển đến công trường lắp đặt Nguồn : http://skmost2014.com/panoramas/production-plant/ Các phương án chống thấm cho hầm vỏ đúc sẵn Vỏ hầm Công tác chống thấm cho vỏ hầm đúc sẵn bao gồm : chống thẩm thấu qua lớp vỏ hầm, mối nối miếng vỏ hầm khe hở khác ( ốc vít, lỗ bơm bentonit v.v ) Để chống thẩm thấu qua lớp vỏ : nâng cao độ chặt betong tương ứng với lựa chọn kĩ thành phần betong kỹ thuật đúc, thêm phụ gia…Ngoài ra, trước vận chuyển miếng vỏ hầm đến nơi lắp đặt, bề mặt cấu kiện betong quét thêm lớp chống thấm đặc biệt Vật liệu chế tạo lớp chống thấm đòi hỏi phải có độ bám dính tốt, mattit furan, nhựa bít kín 14 TEP-4, 14 TEP-7…Những vật liệu keo chống thấm quét với độ dày 11,5mm Nhược điểm lớp keo dễ bị tróc trình vận chuyển lắp đặt Giữa mối nối, đúc miếng vỏ hầm, để khe rãnh vòng quanh đặt vào vòng cao su : Vỏ hầm Trước lắp vòng cao su Vỏ hầm Sau lắp vòng cao su Vỏ hầm Vòng cao su đặt sẵn khuôn đúc Đối với lỗ hổng miếng vỏ hầm để phun vữa gia cố, dùng nút có ren (calip nút ren) bitumen (mật độ 0,95—1,50 g/см³) hay polime để chống thấm Với đinh vít sử dụng vòng đệm cao su TẬP ĐOÀN SÔNG ĐÀ CÔNG TY CỔ PHẦN SÔNG ĐÀ ( Video ) SONG DA Các hãng dẫn đầu giới sản xuất thiết bị khoan đường ngầm ( TBM = Tunnel boring machine ):  Hãng Herrnknecht AG ( đường kính khiên đào từ 250mm đến 14m ), Wirth (Đức) Website : http://www.herrenknecht.com/ http://www.wirth-europe.com/  Hãng Mitsubishi Heavy Industries Ltd., Kawasaky Heavy Industries Ltd Hitachi Zosen Corporation (Nhật) Website : http://www.mhi.co.jp/en/products/infrastructure_index.html http://www.khi.co.jp/english/product/infra/index.html http://www.hitachizosen.co.jp/english/product/steel/  Hãng Lovat Tunnel Equipment Inc.(Canada) Website : http://www.cattunnelboring.com/MS/MS1/  Hãng Alpine Westfalia (Áo)  Hãng Framatome Mechanical Engineering(NFM), Fives-Cail Babcock, C.S.M.Bessac (Pháp) Website : http://www.nfm-technologies.com/ http://www.csmbessac.com/ [...]... thành, hoặc dùng để thay đổi phương hướng của đường đang thi công Hoạt động thi công của MÁY TBM Xây dựng giếng đứng Hoạt động thi công của MÁY TBM Hoạt động thi công của MÁY TBM Hoạt động thi công của MÁY TBM Hoạt động thi công của MÁY TBM Hoạt động thi công của MÁY TBM Lắp ráp máy đào Hoạt động thi công của MÁY TBM Hoạt động thi công của MÁY TBM Hoạt động thi công của MÁY TBM B, Đào giai đoạn đầu Sau... vật tư trong hầm và các thi t bị cần thi t… Hoạt động thi công của MÁY TBM D, Đào chính Phần đào chính là giai đoạn thi công chính của công trình Đặc điểm thi công của giai đoạn này như sau: Những thi t bị được sắp nối phía sau máy đào, những đường dây ống như ống nhớt áp lực, dây điện v.v… được kéo dài ra tùy theo tiến độ chiều dài của đường hầm Sau đào giai đoạn đầu, những thi t bị tạm được di dời... hoàn thành công việc đào Ngoài ra trong trường hợp của đường hầm cho đường xe điện ngầm, nó có thể là vị trí để máy đào quay đầu đào ngược lại một đường thứ hai song song với đường ban đầu - Giếng đứng ở điểm giữa : Trong trường hợp đường đào dài, thì giếng trung gian được coi như là giếng ở điểm khởi đầu của khúc nối tiếp Ngoài ra, nó còn có chức năng làm thông gió hoặc thoát nước sau khi đường hoàn... (freezing method) thường được sử dụng Hoạt động thi công của MÁY TBM Hoạt động thi công của MÁY TBM •Gia cường địa chất để tạo cho đất ở phía trước cửa máy đào có đủ độ cứng để không bị sụp lở khi gỡ tường chắn đất ra (a~d) •Tạo cấu trúc 2 lớp ở phần cửa ra, và gỡ vách phía trước để máy đào đi ra.(e~f) •Máy đào trực tiếp xuyên qua vách chắn (g) Hoạt động thi công của MÁY TBM C, Chuẩn bị giai đoạn đào chính... là đất dính như: đất sét, á sét, đất thịt, hoặc gơ-nai phong hoá, đá v.v Hoạt động thi công của MÁY TBM I Trình tự thi công  Xây dựng giếng đứng  Lắp ráp máy đào shield  Đào giai đoạn đầu  Chuẩn bị giai đoạn đào chính  Đào chính  Đào đến vị trí cuối  Tháo gỡ máy đào  Tạo vỏ hầm thứ nhì  Hoàn thành Hoạt động thi công của MÁY TBM A, Giếng Đứng Bao gồm : - Giếng đứng ở điểm khởi đầu : Dùng để đưa... đất cứng, những lớp đất đặc thù… + Không cần thi t bị xử lý đất bùn thải lớn + Giảm thi u độ lún của lớp đất nguyên dạng + Giảm thi u khu vực địa chất cần được gia cường + Không cần phương pháp khí nén CẤU TẠO VÀ PHÂN LoẠI MÁY TBM - Mặt bằng trên giếng đứng khởi đầu nhỏ gọn : - Có thể bơm vữa vào khe khe hở giữa vỏ hầm và lớp đất bên ngoài đồng thời với công tác đào - Xung quanh bên ngoài máy đào được...CẤU TẠO VÀ PHÂN LoẠI MÁY TBM B, Phân loại máy TBM theo áp lực chủ động trong khi khoan Để thi công hầm trong môi trường địa chất phức tạp, TBM với áp lực chủ động đã được tạo ra Loại TBM như thế được trang bị thêm ở phần phía sau của khoang chứa đất buồng kín với các thi t bị để tạo ra áp lực cân bằng với áp lực trước phần đầu TBM - Phương thức dùng áp lực đất : + TBM dùng áp lực... đất (EPB TBM), để giữ ổn định gương đào, cần phải tạo được bột đất nhão trong buồng công tác (khoang đào) Để tạo bột đất nhão, cần dùng phụ gia để xử lý tùy theo loại đất ở hiện trường: - Nước - Bọt - Polyme - Chất chống keo tụ sét - Phụ gia chống mài mòn Với mục đích tạo bột đất nhão, tạo áp lực và duy trì áp lực cần thi t trong khoang đào, tạo độ lưu biến phù hợp cho đất Ngoài ra còn làm giảm lực xoắn... tạo an định cho mặt gương nên thích hợp cho trường hợp đào dưới lòng biển hoặc dưới lòng song có áp lực nước ngầm cao CẤU TẠO VÀ PHÂN LoẠI MÁY TBM CẤU TẠO VÀ PHÂN LoẠI MÁY TBM Để làm ổn định vùng đất thi công, thông thường phụ gia được dùng để phun vào đất là dung dịch bentonit Dung dịch vữa bentonite được hợp thành chủ yếu bởi đất sét bentonite, nó được đặc trưng bởi sự tạo thành lớp màng bùn bảo vệ... bentonite tạo ra Bentonite được chuyển đến công trường theo dạng rời và được cất giữ vào xi lô hoặc cũng có thể theo dạng bao giống như bao xi măng Người ta sử dụng máy trộn tương tự như máy trộn bê tông trong thời gian khoảng 20 phút với tỷ lệ 30–50 kg bột bentonite cho 1m3 nước tuỳ theo đặc tính kỹ thuật yêu cầu và được chứa vào những xi lô cao sẵn sàng để cấp cho công trình Thành phần dung dịch bentonite: ... định Hoạt động thi công MÁY TBM Hoạt động thi công MÁY TBM Hoạt động thi công MÁY TBM Hoạt động thi công MÁY TBM Hoạt động thi công MÁY TBM Hoạt động thi công MÁY TBM Hoạt động thi công MÁY TBM... nước sau đường hoàn thành, dùng để thay đổi phương hướng đường thi công Hoạt động thi công MÁY TBM Xây dựng giếng đứng Hoạt động thi công MÁY TBM Hoạt động thi công MÁY TBM Hoạt động thi công MÁY... chuyển vật tư hầm thi t bị cần thi t… Hoạt động thi công MÁY TBM D, Đào Phần đào giai đoạn thi công công trình Đặc điểm thi công giai đoạn sau: Những thi t bị nối phía sau máy đào, đường dây ống