Nghiên cứu các giải pháp nâng cao tốc độ thi công phù hợp khi thi công hầm chui trung tâm hội nghị quốc gia bằng phương pháp đào hở

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT NGUYỄN THỊ BÍCH NGỌC NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO TỐC ĐỘ THI CÔNG PHÙ HỢP KHI THI CÔNG HẦM CHUI TRUNG TÂM HỘI NGHỊ QUỐC GIA BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÀO HỞ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT NGUYỄN THỊ BÍCH NGỌC NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO TỐC ĐỘ THI CÔNG PHÙ HỢP KHI THI CÔNG HẦM CHUI TRUNG TÂM HỘI NGHỊ QUỐC GIA BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÀO HỞ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ……… Chuyên ngành: Xây dựng cơng trình ngầm, mỏ cơng trình đặc biệt MÃ SỐ: 60.58.50 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS ĐÀO VĂN CANH HÀ NỘI – 2013 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Hà Nội ngày 10 tháng năm 20 13 Tác giả Nguyễn Thị Bích Ngọc MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cam đoan Mục lục Danh mục bảng Danh mục hình vẽ MỞ ĐẦU………………………………………………………………………… .1 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG HẦM THEO PHƯƠNG PHÁP HỞ …………………… .………………… ………… 1.1 Tổng quan phương pháp thi công hầm…………………… …… .5 1.1.1 Phương pháp thi công ngầm 1.1.2 Phương pháp thi công lộ thiên 1.2 Phương pháp thi công lộ thiên 1.2.1 Phương pháp thi công hở 1.2.2.Phương pháp hạ dần 27 1.2.3 Phương pháp hạ chìm 28 1.3 Nhận xét chương 31 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CÁC GIẢI PHÁPNÂNG CAO TỐC ĐỘ ĐÀO HẦM 32 2.1 Các yếu tố ảnh hường đến tốc độ thi công hầm 31 2.1.1 Ảnh hưởng địa chất, địa chất thủy văn đến tốc độ đào hầm 32 2.1.2 Ảnh hưởng thiết bị tới tốc độ đào hầm 35 2.1.3 Ảnh hưởng công nghệ tới tốc độ thi công hầm 36 2.1.4 Ảnh hưởng công tác tổ chức lao động tới tốc độ đào hầm 41 2.2 Các giải pháp nâng cao tốc độ thi công 41 2.2.1 Công tác khảo sát thu thập số liệu ban đầu 42 2.2.2 Giải pháp tổ chức thi công 46 2.2.3 Giải pháp thiết bị thi công 48 2.2.4 Công nghệ thi công hầm 50 2.2.5 Xây dựng vỏ chống hầm 52 2.3 Nhận xét chương 55 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN GIẢI PHÁP PHÙ HỢP NÂNG CAO TỐC ĐỘ THI CÔNG HẦM CHUI TRUNG TÂM HỘI NGHỊ QUỐC GIA .57 3.1 Thực trạng thi công hầm chui Việt Nam 57 3.1.1 Thực trạng thi công hầm chui số đô thị lớn Việt nam 59 3.2 Nghiên cứu lựa chọn giải pháp nâng cao tốc độ thi công hầm chui 64 3.2.1 Công tác khảo sát thiết kế 65 3.2.2 Biện pháp tổ chức thi công 66 3.2.3 Công nghệ thi công hầm chui 67 3.2.4 Giải pháp máy móc thiết bị 73 3.3 Giải pháp nâng cao tốc độ thi công hầm chui trung tâm hội nghị quốc gia 76 3.3.1 Giới thiệu cơng trình hầm chui trung tâm hội nghị quốc gia 76 3.3.2 Áp dụng giải pháp nâng cao tốc độ thi công hầm chui trung tâm hội nghị quốc gia 79 3.4 Nhận xét chương 97 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Các yếu tố cấu thành công nghệ thi công …………………………… …6 Bảng 1.2 Các phương pháp thi công đào hầm………….………………………… Bảng 1.3 Mức độ sụt lở thành hào…………………………………………… … 10 Bảng 1.4 chiều sâu cho phép đào đất thẳng đứng không cần chống…………… 13 Bảng 2.1 So sánh phương thức tường phương thức tường nền………… 38 Bảng 2.2 Phạm vi sử dụng máy xúc thủy lực theo điều kiện thực tế…………… 45 Bảng 2.3 Cơ sở lựa chọn dung tích gầu theo chiều sâu hố móng…………………45 Bảng 3.1 Phân tích khả áp dụng cho biện pháp bảo vệ thành hố đào …69 Bảng 3.2 Phân loại cấp đất theo phương pháp đào …………………………… 74 Bảng 3.3 Phân loại đất cho máy đào………………………………………….… 74 Bảng 3.4 Tiến độ thi công hầm trái theo phương pháp tường hào nhồi sử dụng bê tông đúc sẵn………………………………………………………… ……….… 84 Bảng 3.5.Tiến độ thi cơng hầm trái theo phương pháp đóng cọc bê tơng cốt thép ……………………………………………………………………………… … 85 Bảng 3.6.Một số loại gầu hãng Bachy…………………………………….… 94 Bảng 3.7 Số liệu số cơng trình sử dụng cọc xi măng đất……………… 97 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Sơ đồ tổng quát phương pháp thi công ngầm ………….……… Hình 1.2 Phân nhóm cách goi phương pháp thi cơng………………………8 Hình 1.3 Các phương pháp thi cơng lộ thiên …………………………… ……….9 Hình 1.4 Phương pháp đào bảo vệ hòa phương pháp hở ………… … 11 Hình 1.5 Hào thi cơng có thành nghiê…………………………… …………… 12 Hình 1.6 dạng thiết bị máy xúc thủy lực…………………………… … 16 Hình 1.7 Sơ đồ loại máy đào nhiều gầu………………………………… … 16 Hình 1.8 Quy trình thi cơng phương án tường ……………… 21 Hình 1.9 Thi cơng phương án tường ………………………………… 23 Hình 1.10 Các dạng kết cấu tường hào nhồi ………………………………….….25 Hình 1.11 Phương pháp thi cơng hạ dần ( bê tơng đúc sẵn lắp ghép)……… ….27 Hình 1.12 Một số tiết diện ngang cơng trình thi cơng theo phương pháp hạ chìm.29 Hình 1.13 Cơng trình hàm Thủ ……………………………………………….….30 Hình 2.1 Nút giao thơng Kim Liên – Đại Cồ Việt, nơi thường xuyên xảy tình trạng ách tắc…………………………………………………………………….…33 Hình 2.2 Kết cấu tàu điện ngầm bê tông lắp ghép 40 Hình 2.3 Sơ đồ đào hào máy đào gàu ngoạm …………………………… 51 Hình 2.4 Máy đào gàu ngoạm……………………… ………………………… 51 Hình 2.5 Xây dựng tường đất panen lắp ghép kết hợp bê tông đôt ………………………………………………………………………… 53 Hình 3.1Hầm Kim Liên hồn thành ………………………………………….60 Hình 3.2 Vết nứt hầm Kim …………………………… …………………… 61 Hình 3.3 Hầm Thủ Thiêm ……………………… ………………………… 62 Hình 3.4 Các đốt hầm Thủ Thiêm ………………………………….…………… 64 Hình 3.5 Các dạng tường kết cấu hào nhồi …………………………………… 70 Hình 3.6 Kết cấu tường đất panen bê tông cốt thép lắp ghép loại ………… …………………………………………………………….72 Hình 3.7 Thi cơng tường dẫn …………………………….……………………….89 Hình 3.8 Đào đất panen hào mép thứ ………………… ……………… 90 Hình 3.9 Đào đất panen hào mép thứ hai …………………………… ….…… 90 Hình 3.10 Đào đất panen hào …………………………………….…….…90 Hình 3.11 Hạ gioăng chống thấm ……………………………………………… 91 Hình 3.12 Gioăng chống thấm ………………………… ……………….……… 91 Hình 3.13 Kiểm tra độ sâu thổi rửa hố đào …………………………….…… 91 Hình 3.14 Hồn thành panen tường thứ nhất………………………………….… 92 Hình 3.15 Đào panen thứ ………………………………………………… … 92 Hình 3.16 Hoàn thành panen tường thứ hai đào đất panen tường thứ …… 92 Hình 3.17 Hồn thành panen tường thứ đào đất panen tường thứ …… 93 Hình 3.18 Hồn thành panen tường thứ 4và đào đất panen tường thứ ……… 93 Hình 3.19 Hồn thành panen tường thứ … …………………………….…… 93 Hình 3.20 cải tạo đất yếu cọc xi măng đất …… …………………… 93 Hình 3.31 Thiết bị khoan cọc xi măng đất cải tạo đất …………………… 95 Hình 3.22 Cơng nghệ xây dụng tường tỏng đất panen lắp ghép… 98 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Ngày hầm khơng gian ngầm ngày đóng vai trị quan trọng hệ thống giao thông đại Nhiều đô thị gặp phải tồn vấn đề giao thông Tại Việt Nam giao thông đô thị gây xúc lớn xã hội, tốn nan giải cho giới quy hoạch,bên cạnh giao thông đô thi Việt Nam rào cản quan trọng q trình thị hố phát triển kinh tế đất nước Kết cấu hạ tầng giao thơng cũ khơng cịn đáp ứng nhu cầu lại vận chuyển lớn ngày gia tăng Trong bối cảnh việc đưa vào sử dụng khơng gian ngầm giải pháp hữu ích Cơng trình hầm có nhiều ưu so với loại hình giao thơng khác nhờ lại nhanh chóng, tiện lợi, an toàn cao, trường hợp thiên tai, chiến Có thể nói giao thơng ngầm xu phát triển tất yếu Việt Nam giới Bên cạnh đó, Việt Nam có nhu cầu lớn vấn đề phát triển sở hạ tầng phục vụ cho công công nghiệp hoá đại hoá đất nước Sự phát triển kinh tế xã hội đất nước gắn liền với xây dựng phát triển cơng trình hạ tầng kỹ thuật đô thị Một đô thị đại phải cần có hệ thống cơng trình hạ tầng kỹ thuật nói chung hạ tầng kỹ thuật ngầm nói riêng đại, đồng hoàn chỉnh Ngày với phát triển khoa học kỹ thuật, người xây dựng hầm nhiều điều kiện khác Hầm đường ô tô xây dựng tập trung thành phố Hà Nội thành phố Hồ Chí Minh Các hầm đường tơ xây dựng đưa vào sử dụng góp phần quan trọng việc giải ùn tắc giao thông tăng khả thông xe quan trọng thành phố, giải tốt toán quỹ đất hạn hẹp, mở thêm không gian cho đô thị đại Tuy nhiên, cơng trình ngầm thị thi công thành phố, nơi dân tập trung đông, trình thi cơng thường kéo dài, ảnh hưởng lớn đến giao thông lại sinh hoạt cộng đồng dân cư Vấn đề đặt ta cần tìm kiếm giải 101 Do độ sâu bố trí hầm chui trung tâm hội nghị quốc gia không lớn, khu vực thi công không dày đặc nên luận văn lựa chọn phương pháp thi công phù hợp ( tường ) phù hợp kết cấu chống cho hầm kết cấu bê tông cốt thép đúc sẵn Với kết nghiên cứu lựa chọn cơng nghệ kết cấu chống góp phần đáng kể nâng cao hiệu thi công rút ngắn thời gian thi công hầm chui trung tâm hội nghi quốc gia Kiến nghị Khi thi công công trình ngầm thị cần làm tốt cơng tác khảo sát ban đầu, bước tiền đề cho việc thiết kế thi cơng cách hợp lí hiệu quả, cúng với cần quan tâm mức đến việc đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nghiệp vụ, kinh nghiệm thi công, học hỏi đúc rút từ cơng trình thi cơng trước đó, đồng thời trang bị thiết bị đảm bảo giới hóa cao cơng tác đào hầm gióp phần đẩy nhanh tiến độ thi cơng cơng trình Khi xây dựng cơng trình ngầm đô thị, diều kiện cho phép nên thi công theo phương thức tường đất với kết cấu tương hào nhồi sử dụng cấu kiện bê tông đúc sẵn lắp ghép Để giữ vững ổn định thành hố đào, nên đào hào theo block riêng Khoảng trụ đất đoạn hào thi cơng đóng vai trị trụ bảo vệ, tích cực chống sụp đổ thành hào đào, tạo thuận lợi cho công tác thi cơng ngồi trường Trong thi cơng cơng trình hầm chui cơng tác đào hào chiếm nhiều thời gian, việc sử dụng kết cấu bê tông đúc sẵn có khả mang tải sớm, cơng nghệ đào cách qng hợp lí góp phần khơng nhỏ rút ngắn thời gian thi cơng cơng trình Bởi vậy, nên xem xét áp dụng hợp lí phương pháp công nghệ đào điều kiện cụ thể, góp phần giải tốt tình trạng chậm tiến độ xây dựng cơng trình ngầm thị Việt Nam 102 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Đào Văn Canh ( 2009 ), Các giải pháp nâng cao hiệu xây dựng cơng trình ngầm Bài giảng cao hoc [2] Đào Văn Canh ( 2010) , Xây dựng cơng trình ngầm dân dụng cơng nghiệp Giáo trình giảng dạy đại học [3] Phạm Hữu Sơn ( 2005), Thiết kế kỹ thuật hầm chui trung tâm hội nghị quốc gia Tổng công ty tư vấn thiết kế giao thông vân tải [4] L.V Makốpski ( 2004), Công trình ngầm giao thơng thị TS Nguyễn Đức ngơn dịch, GS TSKH Nguyễn Văn Quảng hiệu đính Nhà xuất xây dựng [5] Nguồn internet : http://congnghe.xaydungvietnam.vn http://www.apave.com.vn http://vi.wikipedia.org http://www.vncold.vn http://www.tonghoixaydungvn.org/ http://www.ebook.edu.vn/ D D D D D D D D D D D D D D c c c c c c c c c c c c D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D L L L L L L L L L L L D c c c c c c c c c c c D L L L L L L L L L L L c c c D D L L L L L L D D D D c c c D D D D D D D D D L L L L c c c c L L L L L L D Điểm a 15 20 25 30 k Ɣ Ư H t só a số b số c bt 2.3 2.4 1080 97.5 240 0.216667 -58.24 3.488333 2.3 0.42 2.4 1080 97.5 240 0.216667 -58.24 1.4651 2.3 0.22 2.4 1080 97.5 240 0.216667 -58.24 0.767433 2.3 0.5 2.4 1080 97.5 240 0.216667 -58.24 1.744167 2.3 0.54 2.4 1080 97.5 240 0.216667 -58.24 1.8837 2.3 0.25 2.4 1080 97.5 240 0.216667 -58.24 0.872083 2.3 0.45 2.4 1080 97.5 240 0.216667 -58.24 1.56975 2.3 0.61 2.4 1080 97.5 240 0.216667 -58.24 2.127883 2.3 0.27 2.4 1080 97.5 240 0.216667 -58.24 0.94185 2.3 0.43 2.4 1080 97.5 240 0.216667 -58.24 1.499983 2.3 0.7 2.4 1080 97.5 240 0.216667 -58.24 2.441833 2.3 0.3 2.4 1080 97.5 240 0.216667 -58.24 1.0465 2.3 0.42 2.4 1080 97.5 240 0.216667 -58.24 1.4651 2.718 b γ H 1.12 TBN t   γ TB H  σ TB ; m b t  7.a.k α N  e  σ TB    a c Bảng 3.5 Tiến độ thi công hầm trái theo phương pháp tường hào nhồi sử dụng bê tông đúc sẵn Kết cấu Chuẩn bị Hạng Mục Giải phóng mặt Chuẩn bị vật tư vật liệu San ủi mặt Đào tường hào nhồi K1, K2, Lắp dựng bê tông đúc sẵn cho tường hào K3 Đào đất đến cao trình móng Gia cố đáy móng Lắp dụng kết cấu hầm chui Đào tường hào nhồi Lắp dựng bê tông đúc sẵn cho tường hào H1, H2 Đào đất đến cao trình móng Gia cố đáy móng Lắp dụng kết cấu hầm chui Gia cố đáy móng H3, H4, Đào đất đến cao trình đáy lớp cát đệm H5 Lắp dụng kết cấu hầm chui Gia cố đáy móng H6, H7, Đào đất đến cao trình đáy lớp cát đệm H8, H9 Lắp dụng kết cấu hầm chui W1,W2, Đào đất đến cao trình đáy lớp cát đệm W3,W4, Lắp dụng kết cấu hầm chui W5 Thi công hạng mục đường hồn thiện Thi cơng trạm bơm Thi cơng bồn hoa, điện, chiếu sáng, hồn thiện Tháng thứ 10 12 Bảng 3.4 Tiến độ thi cơng hầm trái theo phương pháp đóng cọc bê tông cốt thép Kết cấu Hạng Mục Chuẩn Giải phóng mặt bị Chuẩn bị vật tư vật liệu San ủi mặt Đóng cọc BTCT 40 x 40 K1, K2, Đóng cọc ván thép K3 Đào đất đến cao trình móng Lắp dựng ván khn cốt thép, đổ bê tông Nhổ cọc ván thép, đặt dẫn … Đóng cọc BTCT 40 x 40 Đóng cọc ván thép H1, H2 Đào đất đến cao trình móng Lắp dựng ván khn cốt thép, đổ bê tơng Nhổ cọc ván thép, đặt dẫn … Đóng cọc ván thép H3, H4, Đào đất đến cao trình đáy lớp cát đệm H5 Lắp dựng ván khuôn cốt thép, đổ bê tông Nhổ cọc ván thép, đặt dẫn … Đào đất đến cao trình đáy lớp cát đệm H6, H7, Lắp dựng ván khuôn cốt thép, đổ bê tông H8, H9 Nhổ cọc ván thép, đặt dẫn … W1,W2, Đào đất đến cao trình đáy lớp cát đệm W3,W4, Lắp dựng ván khuôn cốt thép, đổ bê tông W5 Nhổ cọc ván thép, đặt dẫn … Thi cơng hạng mục đường hồn thiện Thi công trạm bơm Thi công bồn hoa, điện, chiếu sáng, hoàn thiện Tháng thứ 10 12 14 16 ... nâng cao tốc độ thi công hầm chui trung tâm hội nghị quốc gia 76 3.3.1 Giới thi? ??u cơng trình hầm chui trung tâm hội nghị quốc gia 76 3.3.2 Áp dụng giải pháp nâng cao tốc độ thi công hầm chui trung. .. Tổng quan phương pháp thi công hầm theo phương pháp hở - Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ đào hầm - Nghiên cứu lựa chọn giải pháp nâng cao tốc độ đào hầm phù hợp thi công phương pháp hở - Áp... VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT NGUYỄN THỊ BÍCH NGỌC NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO TỐC ĐỘ THI CÔNG PHÙ HỢP KHI THI CÔNG HẦM CHUI TRUNG TÂM HỘI NGHỊ QUỐC GIA BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÀO HỞ