THI CÔNG HẦM VÀ CÔNG TRÌNH NGẦM

NGUYÊN XUÂN TRỌNG THI CỔNG HÂM VÀ CÔNG TRÌNH NGẦM (Tải bản) NHÀ XUẤT BẢN XÂY DựNG HÀ NỘI -2 Lồi tựa Thực tiễn lì í>ùy củ IIỊ* đ ỏ i hỏi n ạitừi p h ả i c ó nhiều khôn ÍỊ gian dư ới đ ấ t vù c'ÙÌÌỊĨ (lời hôi phái có kĩ thuật ĩhi công hám côĩìiỊ ĩrình lỉiỊcun ỉìỊỉày cao Đê dớp LtiĩiỊ yừu cầu d ỡ m un 1963 plìianìỊỊ p h p N A T M đời ịNe\\' Aitstriun Tunndiììsị M e t h o d - phuxmịị p h p x â y (luni> hầm Ả o m ời) vù đ đư ợc c c nuớc c ôn g nhận lù công nghệ tiên tiến, dụi vù duợc ãp dụng rôỉiiỊ rdi trôn khắp ĩ!ìế gioi xây dinĩỊỊ hầm Vậy N A T M lủ ỈỊÌ? Kỉ thuật cụ tììếììììtt' t!ỉCũĩìùo? Dựa vào lài liợit Mỹ, Anh, Pháp m ột s ố nước châu Alt, cùa Nhật đặc hiệt Tntìịiị Qỉiòc lác Sịiá đà c ố iỊắiiiỊ biên SOOÌÌ “Thi cỏn LỊ h ầ m côn g trình ỈĨÍỊÍh ì i ắ' ỉ rom* (tó có ạìói thiệu pìunm g pháp thi côỉỉiỉ hầm tììeo NATM DồỉỉiỊ ihừi, túc iịiú vần ílàỉìlì Ị)hần thích iíúỉii’ cho phương p h p truyền ĩhổiìỊ* cúc plìiroiìị* p h p khác O uyíiì sách i>ồm clurơiiiỊ ỈÌÌỘI s ổ phụ lục máy vù hình (ình ĩhi cômỉ lìầỉii Ba chinnìỉị dầu chít yctt iỊiửi thiệu phmmỉị pháp thi côiììỊ hầm theo NA TAI ĩrân ilìểỊỊiới rnmỊị có Việi Nam Các c/ iuviỉị ; khúc iỊiYri ĩhiựu: ỊìhinmỊỊ pháp í/ỉ/ CÔIỈỊỈ hầm truyền thống, hầm chôn n ó n ” , h ầ m ( l o l ỉ i Ị ằ m , t h i c ô i ỉ i Ị b a n {Ị k l ỉ i c n , Ị h i CỎ IIỊỊ h ụ c l o ợ u , ỉ l ì i c ô n g v ù ỉ ì i i i l n t c h ấ t d ặ c b i ệ t , ntnỊỊ úiìi> nén diện ĩiuức thông ÍỊÌÓ, chiếu sáỉĩỊỊ, l ố chức C/IICÌIỈ lí thỉ côn\Ị theo phuxmỊ* phiÌỊ) mõi S c h x m n h iê u ììộ i d ỉ i ì ì ỉ ị p h o n q p h ú c ô th ổ (lùn g m l i liệ u c h o CCUÌ b ọ ỊịU ĩn g (lạy, s in h viên niỊÙỉili hầm vủ CÔIỈÍỊ trình ỊìiỊầỉỉi trường Đại học , Trung học (lùỉig lù/n tài liệu tham kh áo, lìỊịlìiân cửu cho cún b ộ kĩ thuật, cún quán lí, côm* nhân c ô n Iiiịcuih tiầềìì YÌỈ côn g í rình niịầm nyành có licìi quan Tác iịiú cám ơn GS TS LiiOHiỊ PhirơnỊỊ Hậu aiĩìỊỊ cấp lủi Ỉiậỉt hầm vờ cỡnx trình ìỉiỊầni bih' dại học TmiiíỊ Quốc, XIlất hùn nam 1999; GS TS Tăng Văn Đoàn qóp ý ĩhóiiỊị ỉ>iú (hiừní* hum vù Cỉtỉìg cấp iu liệu vẻ ílìi cỏìiịị hầm đuờiig đèo H ải Ván V i lò ỉỉỊỊ ỈHOỈỈỊỈ m u ố n c u n g c ấ p ỉỉỉọ t CÔÍÌỊỊ n g h ệ m i p lu tc vu b n đ ọ c k ịp th i, n lu n ĩiị trình clộ cỏ hạn tài liệu tham kháo khôn " ìihiéu nùi kĩ ílỉiiậí lại phức ĩạpt không th ế t r n h k h ỏ i th iế u s ó t, tá c ẹ iâ r ấ t m o n g đ ộ c g iá g ó p V v ù c h i Ị Ị Ì o , b ố s u n g đ ể s c h ỉiỸ ỊÙ y c n g lìit ù iì ỊÌìiỌ ìì hon Tác giả Chương ỉ KHÁI NIỆM CHUNG 1.1 So’ luực lịch sử phát triển xây dựng đuừng hầm cõng trình ngầin Tiiòi thưựim cổ người hiết đào hầm nsiàm đặc biệt đê khai thác quặng m ỏ tluan đá Người La Mã xây đựng dường ham ngiim thúy lọi đcn tốt Tác phiẩm viết xây dụn" đường hầm De métallica người Đức Gieorg Bavvor (tên Latin Georg Agricola) viốt xuất vào năm 1556 Công trình nsầm hiiện đại đường hầm Malpas, dài 155 m xây dựng từ năm 1676 đến năm 1681 clìio kênh Midi ứ miền Nam mrức Pháp Đen ki thứ XIX, dặc bÌỊ't vào thẻ kỉ XX, dô yêu cầu mà giáo thông dường bộ, dường thiủy, itirànsĩ sắt siao thông thành phố phất triển mạnh mẽ ciao thông hầm đuiừng bộ, dưừng SUL, dường thủy ham cho tàu diện ngầm Đã xuất hầm đườrm Simplon qua dãy núi A lpcs- Penins nằm ỉĩiữu Valacs (Thụy S ĩ ) Piemonie ( Y) dài 19.730m độ cao 2.009m Dó dưừim ham núi cao đirợc xây dụmg sớm dài thé giới vào thời Vào kỉ XX tlìủ lớn giới xây (lụns mạn lưới tàu điện ngầm đô thị đ.ũ dặc hiệl Mạc Tư Khoa ỏ Tru na Quốc, sau ngày giải phóng 1949 đến nav xây dựng 4.000km hầm đườns sắt dài vào loại giới Năm 1995 Tn.mil Quốc xây dựng hầm đường Tần Lĩnh dài 19.45km tạo buúe CỘI phá ni(Vi vò kĩ thuật xây dựnii nước Vào cuối thể kỉ XX kĩ thuật xày dựng hầm ngầm qua sông, qua eo biên đạt bước phái triển nói dã có nhiều pliưưng pháp thi công hữu hiệu Năm 1984, Nhật Bán xây clựns đường hầm Thanh Hàm xuyên qua co biên Tân Hải Hiệp dài 53,85 km Năm 1991 nước A n h VÀ n c P h p h ợ p tá c x â y d ự n g đ n ỉi h ầ m x u y ê n q u a c o h iê n M a n c h e n ố i liề n lurớc Anh nirớc Pháp dài 50km (tron” có 37,5km nam sâu cách mặt nước biên khoảng lOOin; (hình 1.1) Lodres80kta ANGLERRE Folkesíone - MANCHE —— Hầm giảm áp uuơnyi crnĩỉ Hám liên lạc ngang g _ J đ n g kính 3,30m) /alais Điểm nút Khoảng cách tử màt biến đế n hầm khoảng lOOm Hám Điểm nút Sangalle FRANCE S Ệ■* Ề !& ■ Paris:225km Hắm ngầm dài 50 km (trong đố cỏ 37,5km dưới' biển) s y Hắm còng vụ 23/ (đường kinh 4,5m) " H ìn h 1 H ầm Hai đường hầm độc lập (đường kính 7,30m) ngầm qua e o biên M a n ch e «iữa nước A n h nước Pháp Trước Cách mạng T háng Tám 1945 Việt N am năm 1930 có xây dựng hầm giao thòng thủy Rú Cóc (ở xã Nam Sơn, huyện Anh Sơn tỉnh Nghệ An), hầm naầm xuyên qua núi ỵiúp cho thuyền bè lại lừ phía thượng lưu xuống hạ lưu sông Lam đê tránh qua đập nước Đô Lương N°ành đường sắt có vài hầm ngầm miền Trune mà điển hình hầm Phước Tưọnẹ đèo Hai Vàn thuộc địa phận tỉnh Thừa Thiên Huế Trong chiến tranh chống Pháp, chống Mỹ hầm xây dựng nhiều son" chủ yếu hằm ngắn nằm núi phục vụ quốc phòng làm kho tàng hay công tỉnh Quảng Ninh hầm lò xây dựng nhiều chủ yếu phục vụ khai thác than Sau ngày thống nhắt đất nước năm 1975, ta m đàu xây đựng hầm Dốc Xây quốc lộ l A phía nam tình Ninh Bình dài khoảng lOOm Trong công xây dựng đất nước đại quy mô nay, nước ta xây dựrg hầm đường qua đèo Hải Vàn dài 6kin; Khi xây dựng XOIĨS rút ngắn thời gian qua đèo từ m ộ t xuống k h o ản e 15 phút; giao thôn" Nam Bắc nhanh chóng an toàn tiện lợi T h n s 5/2002 ta khánh thành hàm Aroànỉi I đườna Hồ Chí M inh dài 453m tiếp tục xây dựng hầm Aroàng II T rons lương lai không xa hầm công trình ngầm đất nước ta có bước phát triền to lớn tuyến đường giao thông phải vào vùng đồi núi hiểm trờ vùng đô thị lớn Với bước phát triển khoa học kĩ thuật vũ bão đời công nghệ - công imhệ xây dựng hầm Áo New Austrian Tunneling M ethod N A T M - nu ười xây ilựnu ngầm đất vùng địa chất phức tạp khác làm cho công trình xây dựíVí hàm vỳ công trình nsầm an toàn, kinh tế ngày hấp dẫn 1.2 C ác kiểu công trìn h chủ yếu 1.2.1 H ầm ngầm cho tàu thuyền Các hầm ngầm cho tàư thuyền qua có kích ihước lớn v í dụ hàm ngầm Rove nước Pháp aiữa thành phố Marseille hồ Berve dài 7km có khâu độ 22m (hình 1.2) Hầm ngầm chiều Panneterie kênh đào phía bắc nước Pháp có độ lOm chiều cao bên 8,90m (hình 1.3) Hình 1.2 Hầm Iiíiầin R o v e Mặt cắt ướt kênh đào phai hai lần mặt cắt ướt tàu Đường kéo thuyền xây nhô raở phía đế tăníĩ thêm diện tích ướt cho kênh làm íỉiam lực cản thưyền xà lan Mặt cắt dọc đường hàm thường phẳng ngang Ở Việt Nam ta thời Pháp thuộc xây dựng hầm núi Cóc xã Nam Sơn, huyện Anh Sơn tỉnh Nghệ An để tạo thuận lợi cho tàu thuyền từ thượng lưu Hình 1.3 Hàm ngầm Panneterie sông Lam xuốnsí hạ lưu, tránh dập nước Đô Lương 1.2.2 H ầ m th ú y lợi Hầm thủy lợi luôn có mặt cắt hình tròn cho lưu lượng tối đa với tiết diện cỏ Tuyến đường hầm thủy lợi càn tránh điểm cao bám lấy đường đồiiíỉ mức càn° sát tốt Ta lựa chọn lớp đất có lợi để qua thay đôi tuyến cắm càn s ngắn tốt Hình 1.4 Kiểu mặt cắt c ố n g ngầm thường thay Paris 1.2.3 C ông ngầm Cống ngầm thường có mặt cắt hình trứng có chậu đáy đê tăníỉ tốc độ dòng chảy cho lưu lượn2 bé cốnsi phải có độ dốc tối thiêu 2%0 Người có thê xuống kiểm tra chúns có chiều cao 2m (hình ] 4) tính từ đáy c ố n g gom cóng tháo có kích thước lớn hon(hình 1.5) ì 2.4 Hầm đường sắt Các hầm dư n a đôi (hình ].6) thưừiig có khâu độ đến 9un hầm iluờng t 4,5 đen 5,5m Khâu độ phụ thuộc vào điều kiện cho phép cúc nhân viên dirờng sắt qua lại tronu lúc tàu chạy Đối vứi đưòmu hằm đôi độ 8m cấm qua lại; khau độ 8.70m tối thiểu cho phép •C '!Q gom to Cồng gor H ìn h 1.5 K ièu mật cắt g nom người đứng dẹp vào vách hầm để khỏi va vào tàu chạy T ùng quăng người ta bố trí hốc tron? tuừníì đê (Cho người tránh tron lúc đoàn tàu qua Ớ Trunsỉ Q u ố c, trẽn tuyến đường đơn rộ ne 4,5m , đưởng đôi rộng 8,5ni đuừnu hàm địa pharơng có kích thiết kế hầm tránh cho người \e T ro n g Ihời gian g ần đày Việt N am ta xây dựng hầm đường sắt qua đ èo Mai V ân (thuộc tỉnh Thừa T hiên Huế) Hình 1.6.1l a m đường cong tuyên Liart cíỏiì ■ Mézière (Pháp) 1.2.5 D n g tà u điện ngầm Kích thước đường tàu điện ngầm tùy theo việc bố trí theo tuyến hay ỉuvcn đôi nhiều Chiều rộng đườne kính thay đổi từ 3,30m đường óng Luân Đôn đén 9m hầm đường đôi khô thông thường cao hầm có đến đường Íao ihôim Các nhà ga cho hai đường (hình 1.7) có độ 12 đến 15 m Cúc nhà ca hai dirờiis tuyến vùng Đông Tây H ìn h 1.7 Hầm ngầm hai xe kiêu thườne cùa Paris có khâu độ lớn 20m thây đ ns tàu điện niz;ìnì Piiris Ntnrời ta ihiết kế rộng lirợng hành khách dự kiến lớn điếm nối với mạng lưới iiiao ihôntí đô thị (hình s 1.9) Đê vạch tuyến có hai quan niệm thực T nhai iiLHiừi ta bám sát tuyến đường sẵn có bììnu cách có thế, tuyến sát mặt đất thông thường khôn Si Siặp mrức Việc xây dựns cùiìíi trình kinh té, sặp Hình 1.8 Nhà sa hai xe, kiêu thườna thây cùa tàu diện naầm Paris chuyện đền bù rắc rối "ây cho bắt động sản bị hạn chế Tuy nhiên, tuyến chạy 'Jần sát mặt đát đòi hói phai tránh cốníỉ nỉỉầm côn? trình có chiếm khoang 10 đến 20% tổnsĩ công trình xây dựng Tron thành phố mà tuyen đirờns k h ô n " ilìẳnii theo quan niệm người ta phải thiết ké tuyến tàu điện ngầm ngoằn ngoèo bất lợi cho côn í: việc kinh doanh sức khỏe cho hành khách sau Hình 1.9 Hằm Saint- Cloud (Pháp) Nếu người ta chấp nhận qua khu vực tư nhân, bắt buộc phai xây dựníĩ hầm tàu điện độ sâu Giải pháp có thê tlụrc tồn sâu lóp đái chắc, sonu dễ thi c ô ns n liư Luân Đôn Trons tnrờng hợp vậy, giá thành cô nu trình vào hầm cao, thời gian công sức từ sân ga lên mặt đất tăng lên đán ụ kê Cuối cùng, thành phố lớn, người ta đến xếp chồng lên nhiều m ạn " lưới tàu diện neầm Như Paris, từ 10 đến 15m đất chàng chịt mạng lưới tàu điện ncầm đô thị công trình vệ sinh Mạng lưới tàu điện ngầm vùiìiỉ phái đặt đọ sâu thay đôi từ 15 đến 30m, nói chun? nằm lóp nước giếng tron í địa tầim thay dối từ đá vôi đến cát sỏi Do người ta phải có nhiều phương án thi cô n s đắt đỏ làm chậm lién độ cônsĩ trình 1.2.6 Hầm đường Trước đ âv.liầm đuờna giới chi có chiều Ngày nay, nói chung hầm điiờng có hai chiều có độ đến lOm có vùng mở rộng phép dìmg xe Hầm đường S ‘- Cloaud đườim cao tốc phía tây neoại ô Puris íiồm đường có đường kính bằna 17m Hầm đường đèo Hải Vân (Việt Nam) độ 12,85m cao l,0 m dài 6km, khởi côna ngày 1/10/2000 hoàn thành vào tháng 10 năm 2004 (hình 1,9a) N ăm 2003 khởi công hàm đuửng qua đèo Ngang (giáp giới tỉnh Nghệ An tỉnh Quảng Bình) sau chu rin bị khởi côn" hãm imầm chui qua s ô n s Sài Gòn l o m lại hầm công trình ngầm nước ta gắn với côn" trình xây dựng hãn kinh tế quốc dân cách hĩrn có bước phát triển troniỉ sựnghiệp xây dựnỵ đất nước la thành nước công nghiệp hóa dại hóa 1.3 L í lu ậ n co* b ả n q u trìn h p h t triển thiết k ế thi công d n g h ầ m ì 3.1 G iới th iệ u ch u n g Từ kỉ thứ XVIII lại đây, loài nsỊười yêu cầu không gian đất tmày nhiều, CỈO công tác nghiên cứu công trình dưcri uất có bước phát triển đột phá mãnh liệt Tron Sĩ thực tiễn phần lớn công trình đất người ta nhận llúrc phổ biến vấn đề cốt lõi cùa hầm công trình ngầm quy két vào hai khâu mấu chốt đào hầm cho chốna ( o nghĩa đào nh có lợi cho hầm ôn định tiện lợi cho che chống Ncu cán che chống che c h ố n " để đảm bảo ôn định cách có hiệu qua lại liýn lợi cho việc đào hằm Đó hai vấn đề dựa vào hạn chế lẫn hầm công trình ngầm Các còng tác khác biện pháp giãi xử lí phục vụ cho víín đề cốt lõi áy Trong trình xây đựng hàm côna trình 11«ầm, qua thời kỳ khác nhau, xoay quanh thực tiễn nghiên cứu vấn đề cót lõi trên, nsười ta đề xuất lí luận khác sáng lập hệ thốnỉĩ lí luận khác Mỗi loại hệ thống lí luận có khái niệm công trình, nguyên lí sức bền, biện pháp công trình phưon« pháp thi công riêng cúa Một loại lí luận truyền thống kỉ 20 “Lí luận tải trọng lon" rời” Nội dune cốt lõi lí luận là: Đất đá có khả tự ôn định, không phát sinh tải trọng; đất (tá không ổn định có th ể gây sụt lở môi chất cần phải dùnu kết cấu đê che chốniỉ Như vậy, tải trọns tác dụng lên kết cấu chống tức trọng lực khối đất đá bị long rời phạm vi định có khả sụt lở Đó lí luận truyền thống Đại diện cho phái có Terzaghi vù Proiôđiacônôp số khác Quan điểm vần ứng dụng rộng rãi ngày Còn loại lí luận lí luận che chống đại đề xuất vào thập kỉ 50, gọi 1à “Lí luận đất đá chịu lực” Nội dung cót lõi là: Đất đá ôn định hiển nhiên nhờ thân có năns lực chịu tải tự ổn; đắt đá xung quanh ổn định trình, trình ta cunu cấp hỗ trợ hạn chế càn thiết, đất đá xung quanh vần có thê trở lại trạnsỉ thái ôn định Đại biêu cho loại hệ thống lí luận có nhân vật sau: K.V.Rabcewicz, Miỉei' Fecher, Fenner Talobre H Kastener cùn« số khác Đó ià m ột loại lí luận tương (lối đại Nó thoát li luồng suy n£>hĩ vấn đề cân nhắc công trình mặt đất gần với thục tế cônu trình đất, gần nửa kỉ trở lại đày tiếp thu rộng rãi, đẩy mạnh ứnu dụiiii cànsi biểu tiền đồ phát triển rộníĩ lớn Từ ta thấy lí luận ý đến kết xử lí theo kết quả; loại lí luận thứ hai ý đến trình tiến hành khống ché trình, tức lợi dụ nu đầy đủ năna, lực chiụ tải đất đá vây quanh, hai loại hệ thống lí luận, nuuyên lí phirơno pháp mà nói, loại tự biếu đặc điếm khác Bang 1.1 thuyct minh so sánh hai loại hệ thống lí luận lớn ay Điều cần ý : Cônạ trình hầm công trình ngầm khai thác không gian đất khói đất đá chịu ứng suất, lựa chọn phương pháp thi công, dùng bát kì lí luận hay phuơnq pháp nào, cần điều kiện mặt công trình cụ thể, tổng hợp cân nhắc lựa chọn phương án thiết kế thi c in g kinh tế nhất, hợp lí nhất, chí ứna dụng tông hợp nhiều loại phưưim pháp, trình lựa chọn lối im động thái chịu nhiều nhân tố ánh hươniĩ 1.3.2 T h u yết m inli so sánh hai hệ thốn - lí luận Bảng 1.1 r Nhạn ihức 11 Lí luận đất đá chịu lực Tuy nhicn đất đá xmm quanh có năn 2: Tuy nhiên đất đá vây quanh có thê phát lực chịu tái định, nhưne có khả sinh long rời đén ổn định, năn SI bị I0112: rời phát triến mà trình bị long rời vãn có năne lực đen ôn định, kết sinh tác chiu tải đinh, khônơ cần hết sửc lơi chum lải trọim lên kết cấu chốn" đỡ dụng mà cân ơiữ gìn, bảo vệ tăng Đó n^uồn iíốc tải trọng đất đá cường lực chịu tải Đó cách xem xốt đối vơi đất đá vây quanh vâv quanh Lí luận tải trọng long ròi Ị Cơ học đất đá xem đât đả vây quanh ị Cơ học đá, xem đá vâv quanh khôi đá khối hạt rời đe tính toán tài trọ 112 phân bô lớn hay nhỏ phát sinh đối íms suất, phân tích tính toán trạng thái vù r ' t ' ' qua trinh biên hóa ứng suât- biên dạiìii va với kết cấu chống xem hệ chống điều kiện biên giới cứa Cơ học kết cáu xem hệ clìôns vỏ khôi đủ bị ímg suât, có tác dụng khống chè ! hầm két cấu clhịu tâi để tính toán nội ứng suai - biến dạns đá vây quanh, lực chúng cho thật họp lí; lập nên kiếm tra hiệu qua tấc dụns; làm cho hệ thống học "Tải trọn? - kết cấu” ưu hóa Lập nên hệ thống học "Vi nh;mi lấy lải trọng bất lợi tôns hợp lại - che chốn*" lấy trạng thái thực tế ínm sum làm tải ironơ thiết kế kết cấu - biến dạng làm trạng thái thiết ké chon*: Ị Ị Neu\ên lí CO' học V đỡ 1 CL> 'Õ o «r-Ịu u Cân nhắc vấn đề đất đá rắt có the bị Khi can tlìict, dùns neo bí* lonii rời sụt lở sau đào xong, cho tông, kẽt hợp với cấu kiện mềm tiến hành nên chia đọan sau đào xong, kịp che clìốn2 sơ bộ, đe kièrn ché trình đai thời dùns hệ thống tạm thời có độ đá long rời hien dạng siữ gìn lăng CLiừiU’ cứng tương đối íởn tiến hành che lực chịu tai đất đá; che chốns Sir chốníĩ, đợi cho đà đào thành hình tạo thành phận két cáu vỏ hằm xong, thảo đỡ hẹ chịu tải, két hợp xây vỏ hàm lan hai níiay chống dùng vỏ hầm toàn khối dày (cũng bao gồm đất đá iỊÌa cố) CỪIIÍỊ làm hệ che chóng vĩnh cửu tạo thành hộ ihốiiii kct câu chịu tải liên hợp ZJj ou CL r~- ' p 12 Đào hầm thường dùnvĩ cách chia Đào ham thường đìmu cách đào mặt cát lớn đào lùng phần để tiện lắp hệ để tránh làm xáo dộiiii đất đá cách lói chống Đào sâu băng phương pháp thiểu Cùng clùne phá nô máy móc r khoan lỗ mìn giới nhỏ lớn truim bình Cấu kiện hẹ thống tạm thời dễ thấy, dễ Bố trí neo phun thòi kỳ đau tiêu hiểu CÔI1S Iichệ lươn2 đối đơn eiân dễ hành theo yêu cầu, rãi ihícỉi úìiiĩ với điêu thao tác Khi gặp đat đá rời rạc vụn kiện, côim nghệ kluì phức tạp Đo đạc JÚI1^ nát, chí có nước, càn lấp đày vật thãi đất đả phái yêu cầu cao liệu che lẽn vách hầm thu Khi gặp đất đấ rời rạc, vụn nát, chí cú công hiệu Khi thảo hệ chống tạm thời nitức, can dùng phương pháp xử lỷ (như phun phức lạp, càne không an toàn, nêu vữa) để chống; đỡ, tiếp lục thi côim không tháo được, ây lãng phí lại Khôn? can tháo dở hệ chốniĩ thời kỳ làm cho điều kiện chịu lực vó hâm đau, thi công an toàn, kết câu che chông không tốt chịu lực tốt 5.2.2 C ấu tạo máy móc khiên Khiên đào thủ công K hiên đào thủ công hình thức khiên, phần lớn dùng để đào tầng đất tự ổn định C hủ yếu năm phận gộp lại: vỏ khiên, kết cấu che chống, cấu đẩy, cấu lắp ráp thiết bị phụ thuộc khác (hình 5.3) a Vỏ khiên Vỏ khiên loại vỏ hình tròn thép hàn Hình 5.2 V ỏ k h iê n lại ba phận tạo thành: vòng m iệng cắt, vòng che V ò n g m iệ n g c ắ t ; V ò n g c h e c h ố n g ; chống đuôi khiên (hình 5.2) V ò n g đ u ô i; S n g ia c ố ; S n g ia cố h ìn h v ò n g - Vòng miệng cắt: V òng m iệng cắt phận phía trước khiên có lắp lưỡi dao, thi công có th ể xén vào đất Lưỡi dao làm thép cứng chịu mài m òn có sườn tăng cường ché tạo hình vát, giảm lực cản xén đất Trong địa tầng ổn định chiều dài vòng m iệng cắt phía phía Khi đào địa tầng tự ổn định (như bùn, cát chảy) phận vòng cắt dài hon phận dưới, phận dài gọi diềm trước, để che chắn cho công nhân an toàn đào đất C ó loại khiên trang bị diềm trước có kích đièu khiển đua dài đằng trước, để tăng thêm chiều dài che chắn Nói chung vòng m iệng cắt không nên dài, không tính ổn định khiên tăng thêm lực cản tiến lên khiên - V òng che chống: Vòng che chống nằm phận khiên phận chịu lực chủ yếu củ a khiên V òng vỏ ngoài, sườn gia cố hình vòng sườn gia số hướng dọc lắp ghép lại Sườn gia cố hình vòng hàn hai đầu vòng che chống, sườn gia cố hướng dọc hàn sườn gia cố hình vòng Các kích khiên bố trí khoảng dùng lục đẩy chuyển cho vỏ khiên Đe tăng thêm độ cứng cho khiên cần gia cố vòng che chống T rong vòng che chống bố trí ngăn hướng đứng hướng ngang hình thành giá ngăn ô vuông Trên ngăn hai tầng ngang bố trí sàn công tác - Đuôi khiên: Đ uôi khiên nằm phận sau khiên, vỏ hình vòng thiết bị bịt kín lắp ráp phía bên lắp lại m thành Tác dụng che chống chu vi hầm đề phòng nước ngầm vật liệu vữa lọt vào hầm khiên đào Đ ồng thời nơi tiến hành lắp ráp vỏ hầm Vỏ hình vòng đuôi khiên chế tạo băng thép hình m ỏng cường độ cao, nhằm giảm thiểu khe hở hình vòng m khiên để lại sau tiến lên phía trước 240 Hình 5.3 K h iê n đ o b ằ n g th ủ c ô n g khiên : K ích c ủ a m ui trư ớc; M ui Ưước th áo lắp đư ợc; Sàn c ô n g tác; s ằ n cô n g tác th áo lắp đư ợc; T ấm c h e ch ố n g ; K ích ch h ó n g ; K ích c ủ a k h iên ; C án h tay nâng; 10 T h iết bị bịt kín sa u đ u ô i; 11 D ầm ngăn hình c h ữ tỉnh (#); 12 M iện g c hình dùi V ật liệu bịt kín đuôi khiên, thường lắp ráp thép sau đuôi khiên mặt phiến ống N goài tác dụng ngăn vữa phun nước ngầm lọt vào khiên ra, phía sau khiên nén bùn nước khiên cân áp lực đất nói có tác dụng vữa bùn giữ áp lực cho thân khiên Đe nâng cao tính bịt kín, có cần lắp đoạn vật liệu bịt kín Số đoạn cần lắp ghép, phải dựa vào đường kính khiên Điều kiện địa chất vật liệu bịt kín cần thay thi công số điều kiện khác để định Vật liệu bịt kín có: cao su, nhựa tổng họp, đồng, thép không gỉ vật liệu chúng hợp lại H ình dạng vật liệu có hình , hình bàn chải v.v Tuổi thọ vật liệu tuỳ theo chất lượng, cấu tạo m định, liên quan đến chất lượng ống độ xác lắp ghép vỏ hầm T hiết bị bịt kín đuôi khiên loại khiên đào thủ công, phần lớn dùng kết cấu thiết bị bịt kín hai cấp (hình 5.4) Hình 5.4 Thiết bị bịt kín sau đuôi khiên 1, P h iế n ố n g v ỏ h ầm ; Đ uôi k h iên ; T ấm thép; C a o su tổ n g hợp; C a o su c lo ro p re n ; K eo bọt; C ao su andehil a m m o n iu m b K ết cấu che chống Kết cấu che chống nói chung mui phía truớc thảo lắp đuợc, sàn công tác tháo lắp đuợc chắn phòng hộ lắp ghép lại mà thành - M ui trước tháo lắp Mui trước tháo lắp nhièu hình quạt ghép lại, nằm o n g rãnh truợt v đường bánh xe trượt đỉnh vòm vòng miệng cắt đoạn cuối nói với m ột đầu kích, m ột đầu khác kích cố định ngăn ngang phận sau vòng che chống Khi kích duỗi phía trước đẩy mui trước đua phía trước, chiều dài đua hành trình kích - Sàn công tác tháo lắp Sàn công tác tháo lắp được đặt hai lórp sàn công tác ngang, Đuôi đuợc nói với kích cố định sàn công tác Khi kích duỗi ra, sàn tháo lắp dọc theo đường ray đặt sàn công tác chạy p hía trước, chiều dài đua hành trình kích - Tấm chắn che chống: Tấm chắn che chống cấu tạo chắn giá khang kích chống đỡ liên kết lại Tấm chắn che chống lắp ráp phía trước giá khung, kích chống đỡ m ột đầu lắp giá khung m ột đầu cố định ngăn cách hình vòng khiên (xem hình 5.2) Khi kích duỗi đẩy giá khung trượt gối đưa chắn tiến lên phía trước, chiều dài đua băng hành trình kích Đào đến đâu che chống đến Đê’ bảo đảm cho khiên trình đào không ảnh hưởng tác dụng che chắn, hành trình kích che chống phải dài hành trình kích khiên khoảng lOOmm 300mm, c C cấu đẩy tiến lên C cấu đẩy tiến lên chủ yếu kích thiết bị thuỷ lực khiên lắp ghép lại Kích khiên bố trí đồng xung quanh vòng chống, số lượng kích lực đẩy kích phải dựa vào đường kính khiên tổng lực để lớn hay bé, cấu tạo vỏ hầm , hình dạng m ặt cắt đường hàm m ột số điều kiện khác để định Gối tựa kích khiên nói chung dùng hình thức liên kết lề với phận cuối kích, nhằm lực đẩy phân bố đồng m ặt vỏ hầm, thi công đoạn đường cong, gói tựa liên kết lề điều cần thiết Thiết bị thuỷ lực cấu đẩy tiến lên chủ yéu gồm: bơm thuỷ lục, m ô tơ khởi động, thiết bị điều khiển thao tác, thiết bị làm nguội dần đường ống dẫn lắp ráp lại Ngoài thiết bị điều khiển thao tác lắp ráp vòng chống đỡ sàn công tác ra, phận khác lắp xe đièu khiển thuỷ lực đằng sau khiên d C cấu lắp ráp Cơ cấu lắp ráp máy lắp ráp vỏ hầm, thiết bị chủ yếu máy cánh tay nâng chạy thuỷ lực Bình thường cánh tay nâng lắp ráp phía sau vòng che chống Do không gian hạn chế nên loại khiên vừa nhỏ có loại lắp ráp xe đằng sau khiên C ánh tay nâng có thê chuyển động quay tròn, theo đường kính, lại có th ể chuyên động tiến lên lùi xuống theo đường tim hầm, hoàn thành m ột cách xác chuyển động có thê lắp ráp bu lông lắp sẵn phiến ống vỏ hầm vào lỗ bu lông phién ống, nhằm đê cắm bu lông vào xiết chặt lại Máy lắp ráp vỏ hầm có loại: loại hình vòng tròn, loại trục rỗng, loại giải bánh răng, dó máy hình vòng tròn dùng nhiều (hình 5.5) đ Tliiết bị phụ thuộc Thiết bị phụ thuộc khiên đào thủ công tương đối đơn giản, chủ yếu có: xe điều khiển thuỷ lực, xe chở thiết bị phun vữa, thoát nước m áy trì hình tròn xoay Mây trì hình tròn xoay bảo đảm cho vỏ hầm lắp ráp vào vị trí xác, gồm ihiết bị điều chỉnh lắp đặt phần lớn hoạt động kiểu kích lên duỗi (hình 5.6) Khi thi công khiên thủ công, trình công tác máy sau: 243 Hình 5.5 Máy lắp ráp hình vành tròn Mâm quay; Bánh quay che chóng; Cánh tay co duỗi hướng đuờng kính; Cánh tay co duỗi hướng dọc; Cánh tay nâng; Móc cẩu; Khối cân bang Hình 5.6 Máy trì hình tròn xoay Tấm chắn đỉnh hình quạt; Cánh tay chỗng đỡ; Kích co duỗi; Giá đỡ; Kích trượt hướng dọc M toàn đại phận kích, tác dụng kích đẩy khiên tiến lên phía trước, vòng m iệng cắt cắm vào đất, m ặt đào tự ổn định thao tác cắt tiến hành vói hỗ trợ vòng m iệng cắt Khi m ặt đào không tự ổn định được, có thê m kích cho diềm trước hoạt động cắm vào tầng đất đong thời m kích che chống sàn tháo lắp tề chống giữ m ặt đào, bảo đảm cho thao tác đào tiến hành m ột cách bình thường Các kích khiên đua không ngừng lên phía trước, vòng m iệng cắt củ a khiên xén đất không ngừng, kích duỗi hết toàn hành trình thôi, lúc khiên di chuyển m ột bề rộng vòng vỏ hầm Sau m áy lắp ráp tiến hành lắp ráp phiến ống vỏ hầm thao tấc b ổ trợ khác, hoàn thành m ột tuần hoàn công tác Khiên nửa giói Khiên nửa giới loại khiên phát ti iển sở khiên thủ công L oại có thê giữ ưu điểm khiên thủ công, khắc phục khuyết điểm : lao động nặng nhọc hiệu suất thấp, thay đổi lao động thủ công phận thành đào giới, giảm nhẹ cường độ lao động, nâng cao hiệu suất C oi trọng điều kiện chất đất thích hợp trường điểm phải ý đê lựa chọn khiên thi công Kết cấu chủ yéu khiên nửa giói hình 5.7 thê Khiên nửa giới chủ yếu dùng cho mặt đào c ổn định chỗ địa tầng nước M áy có đặc điểm , kết cấu đơn giản, giá thành tương đối thấp C giới đào phần dựa vào điều kiện khác dùng loại m áy đào khác (hình 5.8) đặc điểm kỹ thuật chúng bảng 5.2 244 Hình K h iê n n a c giớ i V ỏ k h iên ; K ích c ủ a m ui tháo lắp phía trư ớc; M ui trước tháo lắ p đư ợ c; S àn cô n g tác cố đ ịn h ; S àn công tác tháo lắp; T ấm ch ắn ch e ch ố n g ; K ích c h e c h ố n g ; M áy đ o đ ấ t; T âm g t m áy vận ch u y ển ; 10 K ích c ủ a k h iên; 11 C c ấ u lắp g h é p vỏ hầm ; 12 T h iế t bị bịt kín sau đuôi Khiên nén bùn nước Khiên nén bùn nước vỏ khiên, cấu tạo, cấu đẩy tiến, c cấu dẫn thoát vữa bùn, cấu lắp ráp vỏ hầm, cấu phụ thuộc v.v lắp ghêp lại Két cấu chủ yếu máy hình 5.9 thể Bảng 5.2 Đặc điểm kỹ thuật loại máy đào H ìn h th ứ c Đ ịa c h ấ t th íc h h ọ p Ư u điểm K h u y ế t đ iể m Kiêu mũi Đất sét lù tích K hông xáo động vi nham D ung tích gầu đào dao Đất sẽt cửng Nói chung dùng tương đối bé Đá m ềm máy bãng tải vận chuyển Kiêu Đất sét lũ tích C ó thể bừa >oan ốc Cát lẫn sét Kiêu m ũi dao quay K iểu xúc D ung tích gầu đào tương đối bế Cát hạt D ung tích gầu xúc lớn D ễ xáo động vi Cát T ốc độ đào nhanh nham Đất sét lũ tích 245 a Vỏ khiên Vỏ khiên nén bùn nước tương tự vói vỏ khiên thủ công K hông giống chỗ vòng m iệng cắt thẳng, m iệng vòng m iệng cắt hình đùi H đầu vòng che chống giá đỡ hình # (chữ tỉnh) T hiết bị bịt kín đuôi khiên kết cấu b ịt kín nhiều cấp (hình 5.10) b) Hình 5.8 Máy đào dùng cho khiên nửa giới a Kiểu lưỡi dao; Kiểu thùng xúc; Kiểu xoắn ốc b C cấu đào C cấu đào có phận: m âm dao cắt gọt, phòng chứa bùn nước, thiết bị trộn bùn nước, hệ thống bịt kín che chống m âm dao, hệ thống khởi động kéo m âm dao quay lắp ghép lại - M âm dao cắt gọt M âm dao cắt gọt, gồm: m âm dao, rãnh dao chính, rãnh dao phụ, dầm dao chính, dầm dao phụ, lưỡi dao cắt gọt, trống quay v.v M ặt m âm dao có m rãnh dao chính, rãnh dao phụ hình ria quạt, lưng m âm dao hàn sườn tăng cường theo hướng đường kính hướng vòng tròn đế hình tròn, đế hình tròn liên kết m âm dao, sóng dao thành m ột thể thống M iệng rãnh dao to hay nhỏ với số lượng rãnh dao chính, phụ nhân tố: chất đất, lượng nước ngầm , tốc độ đào, 246 Hình 5.9 Khiên nén bùn nước Máy trộn phận giữa; Máy dao cắt gọt; Bậc nhô cùa trống quay; Máy trộn phận dưới; Khiên; vữa bùn; Mô tơ khởi động mâm dao; Kích khiên; Cánh tay nâng; 10 Máy trì tròn xoay; 11 Bịt kín 12 Van; 13 Vòng vỏ hầm; 14 Thiết bị rót thuốc nước; 15 Bánh quaỵ chống đỡ; 16 Mâm quay; 17 Vòng mâm phía trong; 18 Vòng mâm dao cắt xén phía ngoài; 19 Ông đưa vữa bùn; 20 Thiết bị bịt kín che chống 21 Trống quay; 22 Thiết bị khống chế đào mức mâm dao; 23 Đáy hình tròn hộp mâm dao; 24 Lỗ vào; 25 P bùn; 26 Dao cắt gọt; 27 Dao đào sâu; 28 Sống dao chính; 29 Sống dao phụ; 30 Rãnh dao chính; 31 Rãnh dao phụ; 32 định ; 33 Tấm ngăn; 34 Mâm dao đá hạt to hay nhỏ định D ầm dao có: dầm dao chính, dầm dao phụ nằm rãnh dao, m ặt cắt hình hộp kết cấu chuyền lục chịu lục cấu đào M ũi dao cố định dầm dao D ao chia làm: dao cắt xén, dao đào sâu, dao cắt đứt., dao bảo hộ v.v Số lượng nhiều ỉà dao cắt xén, thường có hình vòng hình xoắn ốc, lắp dầm dao Trọng quay thường kết cấu hình bậc thang, phía truớc có bậc nhô ra, thông q u a bậc nhô liên két với đế hình vòng nằm m âm dao cắt gọt Đ oạn sau trống quay nối vói m âm liên kết hình vòng, m âm liên kết có vành trong, vành giúp cho m ô tơ kéo m âm dao quay thuận nghịch - Phòng bùn nước Phòng bùn nuớc m ột khu vực gồm có: m âm dao cắt xén, vòng m iệng cắt hình dùi, trống cố định, kết cấu che chống bịt kín, trống quay, ngăn hình tròn lắp ghép lại Phía phòng bùn nước có đầu nước vào, phía có m áy trộn m iệng tiết bùn nước Giữa phòng bùn nước với m ặt đào có rãnh dao, m âm dao khe nối chỗ cuối vòng m iệng cắt tuơng thông với nau, tất trạng thái bịt kín hoàn toàn - H ệ thống chống đ ỡ m âm dao Két cấu hệ thống chống đỡ m âm dao tuỳ theo hình thúc chống đỡ m âm dao khác mà chia loại khác Kết cấu che chống xung quanh do: trống cố định, trống quay, ổ bi phức họp, Ổ bi bịt kín nhiều lóp, bi hướng đường kính, hướng trục lắp ráp lại, khiên nén nước bùn cỡ lớn thường dùng che chống xung quanh m âm dao L oại che chống có không gian thao tác lớn, chịu lục tốt M âm dao khiên nén bùn nước cỡ vừa v nhỏ phần lớn dùng phương thúc che chống trung tâm H ình thức che chống m âm dao hình 5.11 thê c C cấu đẩy, cấu lắp ráp vỏ hầm, m áy d u y trì tròn xoay C cấu đẩy, cấu lắp ráp vỏ hầm , máy trì tròn xoay c giống vói khiên đào thủ công, có khác chỗ: kích thước to hay nhỏ, số lượng, hành trình, công suất lớn hay bé m Hình 5.10 Thiết bị bịt kín cấp đuôi khiên Đ u ô i k h iên ; B ịt k ín b ằ n g b àn ch ải th é p ; T ấ m th ép ; C ao su n h â n tạo ; T ấm p h ò n g hộ d C cấu đđy, thoát bùn C cấu đẩy, thoát bùn do: ống vận chuyển bùn nước, ống thoát vữa bùn, cửa van, máy cán đá vụn, bơm vữa bùn, cấu khởi động, cấu khống chế lưu lượng lắp ghép lại đ C cấu phụ thuộc Cơ cấu phụ thuộc khiên nén bùn nước do: thiết bị điều khiển thao tác, thiết bị biến áp điện đ ộ n s lực, thiết bị xe phía sau, thiết bị xử lý bùn nước lắp ráp lại m thành - Thiết bị điều khiển thao tác có: thiết bị giám sát khống ché trạng thái mặt đào, thiết bị điều khiên kiểm tra, đo đạc trạng thái vị trí khiên Thiết bị khống chế đưa đẩy tiết vữa bùn v.v n. ^ m u ? ■■“ f — l c*a T J ~ rer - ĩ a) bì KL 1f '~ƯỨWTJ '^ư ĩ/V * h ĩ / ứ r LV c! “ 11r1_- _1» _ ịP — _J \ Ồ) H ìn h 1 C h e c h ố n g m â m d a o k ết c ấ u b ịt k ín u) Kiến che chống xung quanh; b) kiểu clie chống trung tăm; c) kiểu che chống hỗn h(/p; d) Kết cấu bụ kín T rố n g q u ay ; k h o an g dằu m ỡ bôi trơn; V òng bịt kín n h iều lớp; T rố n e cố định; Ô ng rót dầu m ỡ bôi trơn; Ô bi T hiết bị điều khiên trạng thái mặt đào chủ yếu, có: máv kiêm tra sóng siêu âm m áy đo lưu lượng áp lực Máy siêu âm dùng để giám sát đo đạc lượng đất sụt nở phận vòm khiên, máy đo lưu lượng áp lực dùng để đo lượng đất cắt xén ra, tức lượno cặn bã bùn tiết Tình hình sụt lở đỉnh vòm dùng kim dò từ mâm dao duỗi đế đo đạc Thiết bị kiêm tra đo đục điều khiến vị trí trạng thái khiên có: máy quay phân tích vận tốc thiết bị đo đạ băng lade, máy đo gia tốc M áy đầu phương C |iia y dùng để kiểm tra góc vị banthân khiên,máy thứ hai dùng để kiểm tra góc naẩng lên cúixuống góc khiên 249 Hệ thống điều khiển đưa đẩy tiết bùn nước đất dùng biện pháp đo đạc nồng độ bùn lưu lượng đế tiến hành khống chế dùng m áy đo m ật độ sai số áp lực để tiến hành đo đạc N hững số liệu thu thập từ thiết bị giám sát khống chế nói đưa vào máy tính điện tử tiến hành xử lý tổn hợp để thực tự động hoá điều khiển - Thiết.bị xe sau Thiết bị xe sau gồm m ột số m áy đặt xe m ui bằng: xe chở tô máy động lực, xe chở van tự động, xe chở máy nghiền đá, xe chở m áy đo m ật độ sai số áp lực, xe chở thiết bị phun vữa, xe chở bơm đẩy tiết bùn v.v Các xe nối vào đuôi khiên thành m ột đoàn - T hiết bị xử lý bùn nước T hiết bị xử lý bùn nước hai phận: phận chế tạo vữa bùn phận phân ly nước bùn lắp ghép lại Quy m ô thiết bị to hay nhỏ, điều kiện tốc độ đào điều kiện địa chất v.v định Quá trình công tác thi công khiên nén bùn nước sau: M mô tơ thuỷ lực khởi động m âm dao, trống quay khởi động kéo theo mâm dao chuyến động M bơ in đẩy bùn, vói m ột nồng độ định vào ống dẫn bùn, đẩy vào nhà chứa bùn nước Tiếp lại m kích khiên làm cho khiên đẩy tiến lên phía trước Lúc ấy, lưỡi dao cắt xén mâm dao cắm vào đất, đất vụn cắt xén với nước ngầm thuận theo rãnh dao chảy vào phòng chứa bùn nước Đất vụn qua nhào trộn m âm dao máy trộn tạo thành vữa bùn có nồng độ cao Tuỳ theo tình hình khiên tiến lên phía trước không ngừng, lượng đất vụn tăng lên không ngừng, bùn nước không ngừng rót vào áp lục bùn nước phòng chứa tăng lên lớn Khi áp lục bùn vữa phòng đủ để chống lại với áp lực đất nước ngầm bên ngoài, bảo đảm cho mặt đào ổn định tương đối không bị sụt lở Chỉ cần khống chế cho lượng bùn nước rót vào nhà cân với lượng bùn nước từ phòng tiết ngoài, công tác đào tiến hành cách thuận lợi Khi khiên tiến lên phía trước đến m ột độ rộng vỏ hầm xong, túc lắp ráp vỏ hàm Tiếp đến lại cho kích vừa co lại đua tiếp tục đẩy lên tiến hành tuần hoàn thứ hai Bùn nước dẫn từ phòng phải qua ống thoát bùn máy nhai đá, bơm đẩy đưa đến thiết bị xử lý bùn nước nằm mặt đất để tiến hành xử lý phân ly bùn nước Đất vụn bị phân ly đưa đến bãi đổ đất vụn, nước bùn sau xử lý xong lại đưa vào phòng bùn nước tiếp tục sử dụns Phạm vi sử dụng loại khiên nén bùn nước tương đối rông, phần lớn dùng cho địa tằng siêu m ềm yếu với cát, tầng đá lẫn cát vùng sông ngòi, đáy biên có lượng ngậm nước cao Phương pháp không làm cho m ặt đất lún sụt hay vồng lên so với phương pháp khác Vụn đất mà loại khiên tiết vữa bùn đặc Ô ng dẫn bùn nước có kết cấu đơn giản liệt! 250 lợi so với loại đường ống khác Điều khiển loại khiên nén vữa bùn tương đối dễ, thực điều khiển từ xa Do trình tiết vụn đất khiên nén bùn nước từ đầu đến cuối tiến hành trạng thái bịt kín, trường thi công dọc tuyến đường hầm không bị bùn đất làm bẩn Khiên nén bùn nước có khuyết điếm: Do mâm dao cắt xén buồng chứa bùn nước bịt kín trước m ặt nên không thê quan sát tình hình thi công mặt đào, việc xử lý m ặt đào trừ cố khó khăn Khiên nén bùn nước cần phối họp với thiết bị đồng phân ly nước bùn sử dụng được, mà kết cấu thiết bị phân ly bùn nước lại phức tạp, quy mô lớn, khó mà sử dụng khu xây dựng dày đặc thành phố Khiên nén bùn nước loại phức tạp so với loại khiên khác giá đắt K h iên cân áp lực đất Khiên cân áp lực đất loại khiên phát triển sở tổng kết ưu điểm khiên nén bùn nước ioại khiên khác, kết cấu nguyên lý hoạt động có nhiều điểm giống với khiên nén bùn nước Khiên cân áp lực đất do: vỏ khiên, cấu đào, cấu đẩy, c cấu lắp ráp vỏ hầm cấu phụ thuộc lắp ghép lại Két cấu chủ yếu hình 5.12 a Vó khiên Vỏ khiên cân ảp lực đất curig tương tự vơ khiến nến bùn nước b C cấu đào C cấu đào do: mâm dao cắt xén, kho bùn đất, hệ thống che ch ố n g m âm dao cắt xén, hệ thống khỏi động mâm dao cắt xén lắp ghép lại Trừ kho bùn dất không giống với nhà bùn nước ra, phận khác giống với khiên nén bùn nước Kho bùn đất khiên cân áp lực đất không gian mâm dao, trống quay, ngăn trung gian vây lại m thành Trống quay hình chuỳ, đầu nối với m ép m âm dao cắt xén thành khối, cuối phối họp với ngăn trung gian Đường thông kho đất bùn mặt đào rãnh dao, chỗ khác trạng thái b ịt kín hoàn toàn Hệ thống che chống mâm dao khiên cân băng áp lực đất kiểu che chống hỗn họp (hình 5-1 lc ) tức có che chống phía có che chống trung tâm Đ ó hình thức che chống mâm dao thường dùng khiên cân áp lực đất loại lớn c C cấu đẩy c cấu lắp ráp, cấu bảo đảm tròn xoay củ a khiên cân áp lực đất giống với cấu khiên đào thủ công d C cấu đưa đất C cấu đưa đất khiên cân áp lực đất do: máy xoắn ốc lớn đưa đất ra, máy xoắn ốc nhỏ đưa đát ra, cửa van đưa đất ra, cửa van trượt, mô tơ khởi động lắp ghép lại 251 27 Hình 5.12 Khiên cân áp lưc đất Mâm dao cắt xén; Kho chứa bùn đất; Thiết bị bịt kín; Ô bi chống đỡ; Bánh xe khởi động; Mô tơ thủy Ông phun vữa; v ỏ khiên; Thiết bị bịt kín đuôi khiên; 10 Máy xoắn ốc nhỏ đưa đất ra; 11 Mô tơ thủy lực kéo máy xoắ đưa đất ra; 12 Cửa van đưa đất ra; 13 Máy xoắn ốc lớn đưa đất ra; 14 Cửa van trượt; 15 Cơ cấu lắp ráp vỏ hầm; 16 Kích n; 17 Trục bánh máy xoắn ốc; 18 Mâm quay máy lắp ráp vò hầm; 19 Bánh che chống quay; 20 Cánh tay n Dao cắt xén: 22 Rãnh dao chính: 23 Rãnh dao phu; 24 Dao đào sâu: 25 Dầm dao chính: 26 Dầm dao phu: 27 Trống cô' đ Trống quay; 29 Trục trung tâm; 30 Tắm ngãn cách; 31 Máy giữ cho tròn xoay Cửa van đưa đất phận mấu chốt khiên cân áp lực đất, hình thức cửa van đira đất thường dùng hình 5.13 Hình 5.13 Hình thức cửa van đưa đất a) Kiêu nắp quay; b) Kiểu bánh quay; c) Kiêu cửa van đ C cấu phụ thuộc C cấu phụ thuộc khiên cân áp lựe đất do: thiết bị điềt’ khiển thao tác, thiết bị điện động lực, thiết bị xe đ àn g sau lắp ráp lại Trong thiết bị điều khiển thao tác, điểm trọng yếu khiên cân băng áp lực đất việc quản lý áp lực đất Quản lý áp lực đất chủ yếu phải thông qua máy tính tổng họp xử lý, tiến hành tự đ ộ n s điều chình qua phát xuất tín hiệu nhân công điều chỉnh Quá trình công tác khiên cân áp lực đất, sau: m mô tơ thuỷ lực, khởi động trống quay kéo theo mâm dao chuyển động, đồng thời mở kích khiên, làm cho khiên Liến lên phía trước Đất vụn bị xén thuận theo rãnh dao tiến vào kho bùn đât Tuỳ theo kích không ngừng đáy lên mâm dao cắt xén không ngừng, đất vụn theo rãnh dao tiến vào kho đất bùn không ngừng tăng lên nhiều Lúc m máy xoắn ốc kéo đất ra, điều chỉnh cửa van làm cho đất vụn chét đầy máy xoắn ốc Khi đất bùn kho đất vụn máy xoắn ốc chứa chất đến m ột số lượng định, trở lực đất vụn bị xén từ m ặt đào qua rãnh dao tiến vào kho bùn đất trở nên lớn Khi trở lực đủ để chống lại áp lực đất áp lục nước ngầm thi mặt đào giữ ổn định tương đối mà không bị sụt lở Lúc ấy, cần g iữ ch o lượng đất vụn tronsi máy xoắn ốc lượng đất vụn khc đất bùn cân với lượng đất vụn mà máy cắt xén chảy vào kho, công tác đào có tiến hành m ột cách thuận lợi K hiên cân bằn áp lực đất tiến hành công tác cách thông qua quản lý áp lực đất bảo đảm cho áp lực đất cân ổn định tương lượng đất vụn đào Khiên cân áp lực đất có thê thích ứng với phạm vi chất đất điều kiện địa chất tưirns đối lớn Có thể dùng tầng đất dính kết, không dính kết, chí có lẫn đá cục, tàng đá hạt nhiều địa tầng phức tạp khác có nước nước K hiên cân áp lực đất thiét bị xử lý bùn nước, tốc độ thi cônơ cao, so với khiên nén bùn nước giá tháp bị lún tươns; đói nhỏ, điều khiên thao tác từ xa Khiên cân áp lực đất có khuyết điểm: Do máy có ngăn ngang bịt kín mặt đào, không thê trực tiếp quan sát tình hình mặt đào xử lý loại trừ cố mặt đào tương (tối khó khăn Mũi dao cắt xén, mặt mâm dao gặp ma sát tương đối lớn tuổi thọ lưỡi dao ngắn so với loại khiên nén hùn nước, yêu cầu tính chống mài mòn phải cao 253 Khiên có chắn ô vuông dập ép Khiên có tám chắn ô vuông dập ép sản phẩm củ a Viện T hiết kế công trình hầm Thượng Hai Đây loại khiên mà Trung Q uốc dùng thành công, cũna m ột loại khiên có số lượng dùng lớn Đường hầm Đá Phố hầm đường phía đông Diên An xuyên qua sông H oàng Phố Thượng Hái dừns loại khiên có chắn ô vuông để thi công Đường kính tối đa khiên có thê đạt I 1,32m Khiên chủ yếu có: Vó khiên, cấu đào, cấu thoảt đất vụn, cấu lắp ráp vỏ hầm ghép lại mù thành Ket cấu cùa khiên hình 5.14 Khiên có chắn ô vuông dập ép vùi kết cáu cá biệt có khác với loại khiên nói trên, lại đại phận giống khác chút Trong đó, cấu đào độc đáo: vòng m iệng cắt khiên có bố trí chắn gia cường có ô vuông Lưới ô vuông mạng lưới ô vuông dầm lớn lắp ráp lại Tấm ô vuông có thê tháo lắp tổ họp, thay đổi miệng ô lớn hay nhỏ Tấm chắn mặt ô vuông lắp dầm lán, chia làm hai loại: lớn nhỏ Tấm chắn mặt lớn có bố trí van thuỷ lục đóng m tuỳ ý T.im chắn mặt nhó có thê tháo lắp tuỳ ý dùng cho việc quan sát tiến vào mặt đào Giữa vòng miệng cắt vòng che chống có bố trí ngăn chia buồng, làm cho vòng miệng cắt thành buồna chứa bùn nước Súng phun nước cao áp lắp ngăn với đến buồníỊ chứa nước bùn C ông nhân thao tác đằng sau ngăn đó, tiến vào phòiìiì bùn nưức dế bắn phả cục đất lớn thành vữa bùn C cấu lắp ráp vó hàm giàn khung che chống có trọng tâm cố định, điều khiển băng Sỉiài rănsỉ bánh Do ba cấu: nâng, di chuyển ngang, quay tròn lắp ghép lại Toàn Cơ cấu lắp ráp íiiàn khung cố định trung tâm khiên, m tơ thuỷ lực khởi đ ộ n đ iề u k h i ể n q u a y H ì n h K h iê n c ó tấ m c h ắ n ô v u ô n g d ậ p é p M ạnti lưới ô v u ô n g ; T ấm c h ắ n ô v u ô n g ; v ỏ k h iên ; K ích cử a van; K íc h c u a k h ic n ; D ầ m đ ứ n g ; D ầ m n g a n g ; S ú n g p h u n n c ; B u n u n g ă n c ách b ịt k ín ; 10 H ệ th ố n g vữa b ù n ; 11 Đ u ô i k h iên bịt kín; 12 M áy lắp rá p p h iến ố n g ; 13 S àn đ iều k h iể n ; 14 P h iến ố n g vỏ hầm 254