Nghiên cứu công nghệ đào đường hầm a6 thuộc dự án đường cao tốc nội bài lào cai bằng phương pháp natm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN THẾ QUANG NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ ĐÀO ĐƯỜNG HẦM A6 THUỘC DỰ ÁN ĐƯỜNG CAO TỐC NỘI BÀI - LÀO CAI BẰNG PHƯƠNG PHÁP NATM 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 Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Hà Nội, ngày 09 tháng 04 năm 2013 Tác giả luận văn Nguyễn Thế Quang MỤC LỤC Lời cam đoan Mục lục Danh mục bảng Danh mục hình vẽ Mở đầu Chương 1: Tổng quan thi công đường hầm theo phương pháp NATM 1.1 Các loại cơng trình ngầm mục đích sử dụng 1.2 Tổng quan thi cơng cơng trình ngầm 10 1.2.1 Khái quát chung phương pháp thi cơng cơng trình ngầm 10 1.2.2 Phương pháp thi công lộ thiên 13 1.2.3 Phương pháp thi công ngầm 16 1.3 Phương pháp đào hầm Áo (NATM) 23 1.3.1 Khái quát 23 1.3.2 Nguyên lý phương pháp NATM 26 Chương 2: Đánh giá độ ổn định đất đá xung quanh đường hầm A6 .31 2.1 Khái quát đường hầm A6 dự án đường cao tốc Nội Bài – Lào Cai 31 2.2 Đánh giá tình hình địa chất khu vực đường hầm A6 33 Chương 3: Áp dụng công nghệ NATM cho đường hầm A6 .36 3.1 Cơ sở tính tốn cho đường hầm A6 36 3.1.1 Lựa chọn sơ đồ đào: 36 3.1.2 Cơng tác khoan nổ mìn 37 3.1.3 Kết cấu chống giữ 44 3.2 Áp dụng phương pháp NATM cho khu vực đất đá 46 3.2.1 NATM đất đá khu vực C 46 3.2.2 NATM đất đá khu vực D1 47 3.2.3 NATM lớp đất đá khu vực D2 49 3.3 Công tác tổ chức thi công 50 3.3.1 Công tác khoan nổ 53 3.3.2 Công tác thông gió đưa gương vào trạng thái an tồn 53 3.3.3 Lắp đặt thiết bị quan trắc, quan trắc ứng suất, biến dạng, dịch chuyển đất đá 56 3.3.4 Lắp đặt bu lông neo đá 60 3.3.5 Các phương pháp phun bê tông 62 3.3.6 Công tác thi công vỏ chống cố định 69 3.3.7 Lắp đặt thêm thiết bị quan trắc, quan trắc ứng suất, biến dạng, dịch chuyển đất đá vỏ chống 72 3.3.8 Các công tác phụ trợ 73 Kết luận kiến nghị .77 Tài liệu tham khảo DANH MỤC BẢNG BIỂU TT Tên bảng Trang Bảng 1.1 Cơ sở thiết lập công nghệ thi công hầm 11  Bảng 1.2 Các phương pháp thi công đào hầm (tách bóc đất/đá) 11  Bảng 1.3 Các giải pháp bảo vệ, chống tạm 12  Bảng 1.4 Phạm vi áp dụng giải pháp đặc biệt theo yêu cầu bảo vệ 12  Bảng 1.5 Khả áp dụng phương pháp thi công ngầm 20  Bảng 2.1 Tính chất lý loại đá khu vực đường hầm A6 33  Bảng 2.2 Bảng đặc tính tiết diện hầm A6 loại đá 35  Bảng 3.1 Bảng xác định hệ số k 44  Bảng 3.2 Các thơng số khoan nổ mìn cho đường hầm khu vực C 46  Bảng 3.3 Các thông số cho kết cấu chống giữ đường hầm khu vực C 46  Bảng 3.4 Các thông số khoan nổ mìn cho đường hầm khu vực D1 47  Bảng 3.5 Các thông số cho kết cấu chống giữ đường hầm khu vực D1 48  Bảng 3.6 Các thơng số khoan nổ mìn cho đường hầm khu vực D2 49  Bảng 3.7 Các thông số cho kết cấu chống giữ đường hầm khu vực D2 49  Bảng 3.8 Các thông số phục vụ thi công đường hầm khu vực C 51  Bảng 3.9 Các thông số phục vụ thi công đường hầm khu vực D1 52  Bảng 3.10 Các thông số phục vụ thi công đường hầm khu vực D2 53  Bảng 3.11 Thống kê thiết bị quan trắc đường hầm khu vực C 57  Bảng 3.12 Thống kê thiết bị quan trắc đường hầm khu vực D1 57  Bảng 3.13 Thống kê thiết bị quan trắc chuyển vị biên đường hầm khu vực D2 58  Bảng 3.14 Thống kê thiết bị quan trắc ứng suất tác dụng lên kết cấu chống đường hầm khu vực D2 59  Bảng 3.15 Các yêu cầu Kỹ thuật Neo Đá IBO 61  Bảng 3.16 Tiêu chuẩn cho vải địa kỹ thuật PVC 67  Bảng 3.17 Tiêu chuẩn cho màng thoát nước EVA 67  Bảng 3.18 Tiêu chuẩn cho vải địa kỹ thuật không dệt 67  Bảng 3.19 Sai số cho phép thi công đường hầm 76  DANH MỤC HÌNH VẼ TT Tên hình Trang Hình 1.1 Sơ đồ phân nhóm cơng trình ngầm Hình 1.2 Các phương thức thi cơng lộ thiên 15 Hình 1.3 Phân nhóm phương pháp thi cơng 17 Hình 1.4 Sơ đồ tổng quát phương pháp thi công ngầm 18 Hình 1.5 Sơ đồ phương pháp đào chống tạm 19 Hình 1.6 Phương pháp NATM dùng khoan nổ mìn 25 Hình 1.7 Thi cơng khối đá bở rời, sử dụng ván thép tạo ô bảo vệ 25 Hình 1.8 Thi cơng chia bậc vịm - NATM 26 Hình 3.1 Sơ đồ bố trí lỗ khoan thi cơng gương bậc 37 Hình 3.2 Mặt cắt ngang điển hình đường hầm khu vực C 47 Hình 3.3 Mặt cắt ngang điển hình đường hầm khu vực D1 48 Hình 3.4 Mặt cắt ngang điển hình đường hầm khu vực D2 50 Hình 3.5 Các kích thước phục vụ thi cơng đường hầm khu vực C 50 Hình 3.6 Các kích thước phục vụ thi cơng đường hầm khu vực D1 51 Hình 3.7 Các kích thước phục vụ thi cơng đường hầm khu vực D2 52 Hình 3.8 Sơ đồ thơng gió đẩy chiều dài thi cơng 300m 56 Hình 3.9 Sơ đồ thơng gió hỗn hợp chiều dài thi cơng 300m 56 Hình 3.10 Bố trí thiết bị quan trắc chuyển vị biên đường hầm khu vực C 56 Hình 3.11 Bố trí thiết bị quan trắc chuyển vị biên khu vực D1 57 Hình 3.12 Bố trí thiết bị quan trắc chuyển vị biên khu vực D2 58 Hình 3.13 Bố trí thiết bị quan trắc ứng suất bên tác dụng lên kết cấu chống đường hầm khu vực D2 58 Hình 3.14 Thi cơng neo đá cho đường hầm 62 Hình 3.15 Sơ đồ khái quát phương pháp phun bê tơng 62 Hình 3.16 Phương pháp phun ướt 63 Hình 3.17 Cơng tác phun bê tông cho đường hầm 64 Hình 3.18 Mặt cắt thể kết cấu chống đường hầm khu vực C 65 Hình 3.19 Mặt cắt thể kết cấu chống đường hầm khu vực D1 65 Hình 3.20 Mặt cắt thể kết cấu chống đường hầm khu vực D2 66 Hình 3.21 Thi cơng mối nối lớp phịng nước PVC 68 Hình 3.22 Thi công vỏ chống cố định sử dụng cốp pha trượt 70 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Cơng trình ngầm, khơng gian ngầm xu hướng phát triển tất yếu nhân loại mà không gian mặt ngày thu hẹp Đối với Việt Nam, đất nước có nhu cầu lớn vấn đề phát triển sở hạ tầng, giao thơng, tồ nhà, nhà máy nhiều dự án khác phục vụ cho công công nghiệp hố đại hố cơng trình ngầm gần có mặt hầu hết loại cơng trình Dự án đường cao tốc Nội Bài - Lào Cai dự án đường giao thông với điểm đầu từ đường vành đai III đường Bắc Thăng Long - Nội Bài (khoảng Km10+450) điểm cuối tuyến xã Kim Quang - huyện Bát Xát - Tỉnh Lào Cai Đây tuyến đường huyết mạch nối với đường cao tốc Côn Minh - Hà Khẩu nằm khuôn khổ tuyến đường xuyên Á Tuyến cao tốc Nội Bài - Lào cai có hai hạng mục cơng trình ngầm hạng mục hầm chui qua quốc lộ (gần điểm đầu tuyến) hạng mục đường hầm giao thông A6 Đường hầm giao thông A6 đường hầm đào xuyên qua núi xã Châu Quế Thượng, huyện Văn Yên (tỉnh Yên Bái) Khác với hạng mục hầm chui thi công phương pháp lộ thiên, đường hầm A6 nằm khu vực đất đá phức tạp thuộc loại trung bình yếu, địi hỏi cấp thiết tìm biện pháp thi cơng phù hợp giúp đảm bảo an toàn, tiến độ đạt hiệu kinh tế Nhất thời điểm kinh tế Việt Nam bị ảnh hưởng khủng hoảng kinh tế giới, cần sớm có cơng trình đường hầm A6 phục vụ nhu cầu lại vận chuyển hàng hóa giao thương với nước khu vực thuận lợi, an tồn Mục đích đề tài Trong khn khổ luận văn, tác giả sâu nghiên cứu công nghệ đào đường hầm A6 thuộc dự án cao tốc Nội Bài - Lào cai qua đất đá trung bình yếu phương pháp NATM có hiệu kinh tế cao Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu đường hầm A6 nằm dự án tuyến đường cao tốc Nội Bài - Lào Cai Nội dung nghiên cứu - Tổng quan phương pháp thi công hầm theo NATM - Nghiên cứu đề xuất thiết lập công nghệ thi công hầm A6 theo NATM - Áp dụng công nghệ NATM vào thực tế thi công hầm Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu sử dụng đề tài phương pháp nghiên cứu tổng hợp: điều tra thu thập tài liệu, nghiên cứu lý thuyết thiết lập giải pháp thi công hầm A6 theo NATM Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài * Ý nghĩa khoa học đề tài: Góp phần làm sáng rõ lý thuyết NATM thi công môi trường đất đá Việt Nam * Ý nghĩa thực tiễn đề tài: Kết nghiên cứu đề tài luận văn tạo hướng công nghệ thi công đường hầm A6, tài liệu tham khảo cho đơn vị thi công hầm Cấu trúc luận văn Luận văn gồm: Phần mở đầu, chương phần kết luận trình bày 78 trang với 30 hình, 26 bảng CHƯƠNG - TỔNG QUAN VỀ THI CÔNG ĐƯỜNG HẦM THEO PHƯƠNG PHÁP NATM 1.1 Các loại cơng trình ngầm mục đích sử dụng Cơng trình ngầm cơng trình xây dựng lịng vỏ đất, hay mặt đất; chúng liên kết trực tiếp với khối đất, đá vây quanh Trong xây dựng cơng trình ngầm, khối đất đá, kết cấu cơng trình ngầm q trình thi cơng có mối liên quan mật thiết, địi hỏi phải có nhiều kinh nghiệm, lí thuyết lĩnh vực chuyên môn khác Mối liên hệ thiết sở thể khác cơng trình ngầm với cơng trình xây dựng khác Xây dựng cơng trình lịng đất coi lĩnh vực khoa học có nhiều sở lí thuyết khoa học kinh nghiệm Chính khối đất đá vây quanh, cơng việc thi cơng khoảng khơng gian chật hẹp kích thước cơng trình ngầm yếu tố tạo nên khó khăn cơng tác xây dựng Việc thi công mặt đất nhìn thấy khơng có chứng kiến công chúng, trừ trường hợp xây dựng cơng trình gần mặt đất Và cán kỹ thuật đào tạo để làm việc lĩnh vực chưa có nhận thức, tưởng tượng đáng kể trước học tập, nghiên cứu Trong xây dựng cơng trình ngầm, khối đất đá vừa làm chức nhận tải (tiếp nhận tác dụng học) vừa nguyên nhân gây tải trọng, tác động lên kết cấu công trình ngầm Do chịu nhiều tác động địa chất biến động tự nhiên nhiều năm, khối đất đá nói chung khơng đồng có cấu trúc phức tạp, đòi hỏi thận trọng cao khâu kỹ thuật: từ khảo sát, thăm dò, từ dự án tiền khả thi, dự án khả thi, thiết kế sơ bộ, thiết kế chi tiết đến công tác thi công, theo dõi, quan trắc bảo dng cụng trỡnh 66 bê tông phun t=250 neo gia cè tr−íc L−íi thÐp d= 150X150 líp c¸ch n−íc neo đá Nền hầm Hỡnh 3.20 Mt ct th hin kết cấu chống đường hầm khu vực D2 3.4.5 Thi cơng lớp phịng nước a Mơ tả: Hệ thống chống thấm nước vỏ hầm thi công lớp gồm màng chống thấm màng thoát nước Lắp đặt chống thấm màng thoát nước lớp bê tơng phun lớp bê tơng lót cuối thể vẽ Màng thoát nước tiêu nước ngầm làm giảm áp lực nước ngầm Nó giúp bảo vệ màng chống thấm không bị hư hại chuyển vị khác bê tông phun bê tơng lót bên Tấm chống thấm ngăn nước ngầm xâm nhập vào hầm bảo vệ lớp bê tơng lót khơng bị ăn mịn hố chất tạo nước ngầm b Yêu cầu vật liệu: Màng thoát nước phải nhựa poly-propylene (PP) khơng dệt vải địa kỹ thuật PVC có chiều dầy đồng cấu trúc bề mặt phù hợp với phịng nước, màng nước phải có tiêu lý theo bảng Tư vấn giám sát chấp thuận Tấm chống thấm phải làm PVC hố dẻo khơng cốt thép để phù hợp với chiều dày cấu tạo bề mặt Từng cuộn rải màng chống thấm phải cung cấp tính tốn 67 để rải cho phủ khít chu vi bề mặt vỏ hầm để hạn chế mối nối thi công Các điểm nối phải chấp thuận yêu cầu nêu vẽ Màng chống thấm sử dụng cho cơng trình loại vật liệu PVC (Polyvinyl Chloride), phù hợp theo tiêu chuẩn thiết kế Màng chống thấm sản xuất có chiều dài theo cuộn đủ chiều dài yêu cầu vẽ thiết kế Yêu cầu vật liệu quy định bảng sau Bảng 3.16 Tiêu chuẩn cho vải địa kỹ thuật PVC Chỉ tiêu Chiều dày trung bình Cường độ chịu kéo 20oC Độ giãn dài Cường độ đâm thủng Tiêu chuẩn Kỹ thuật 2.0 mm (tối thiểu) 14.5N/mm (tối thiểu) 250% (tối thiểu) 500N (tối thiểu) Tiêu chuẩn EN1848-2 EN12311-2 EN12311-2 EN1230-1 Bảng 3.17 Tiêu chuẩn cho màng thoát nước EVA Chỉ tiêu Chiều dày trung bình Cường độ chịu kéo 20oC Độ giãn dài Cường độ đâm thủng Tiêu chuẩn Kỹ thuật 0.8 mm (tối thiểu) 15.7N/mm2(tối thiểu) 600% (tối thiểu) 490N/cm (tối thiểu) Tiêu chuẩn JIS A 6008 JIS K 6773 JIS K 6773 JIS K 6252 Bảng 3.18 Tiêu chuẩn cho vải địa kỹ thuật khơng dệt Chỉ tiêu Chiều dày trung bình Cường độ chịu kéo 20oC Độ giãn dài 20oC Tiêu chuẩn Kỹ thuật Tối Tiêu chuẩn thiểu 3.0 mm (tối thiểu) JIS L 1096 200N/5cm(tối thiểu) JIS L 1096 20% (tối thiểu)） JIS L 1096 Cường độ đâm thủng 50N/cm (tối thiểu) (20Ԩ) Trọng lượng m2 300g/m2 (tối thiểu) JIS L 1096 JIS L 1096 68 Màng thoát nước phải có độ bền hố học nằm phạm vi PH từ đến 13 với độ mát cường độ tối đa 10% phạm vi c Biện pháp thi công lắp đặt Lắp đặt chống thấm màng nước lớp bê tơng phun lớp bê tơng lót cuối thể vẽ Màng thoát nước tiêu nước ngầm làm giảm áp lực nước ngầm Nó giúp bảo vệ màng chống thấm không bị hư hại chuyển vị khác bê tông phun bê tơng lót bên Tấm chống thấm ngăn nước ngầm xâm nhập vào hầm bảo vệ lớp bê tơng lót khơng bị ăn mịn hố chất tạo nước ngầm Cố định màng thoát nước bê tơng phun chống thấm cho màng nước phải tuân theo dẫn nhà sản xuất Ta phải bố trí để chuyên gia lắp đặt Nhà sản xuất có mặt Cơng trường thời gian thử nghiệm lần áp dụng Tư vấn giám sát thấy đạt yêu cầu tiến hành mà khơng cần có mặt chun gia Hình 3.21 Thi cơng mối nối lớp phịng nước PVC 69 Nhìn chung, điểm định vị phải cách tối đa 2m bố trí điểm định vị bổ sung cho bê tông phun để đảm bảo khớp với Trước cố định màng thoát nước, phải cắt bớt phần chiều dài bulông thừa vừa với đai ốc phần trồi kết cấu thép phải bảo vệ làm nhẵn cách sử dụng phê tông phun vữa Mối nối phịng nước màng nước chồng nối 150mm Phần chồng nối phòng nước khị hàn phủ nóng hai lần 3.3.6 Cơng tác thi công vỏ chống cố định Vỏ hầm bê tông liền khối đổ chỗ sử dụng rộng rãi CTN giao thông, thuỷ lợi, v.v… đóng vai trị vỏ chống cố định có chức chịu lực, cách nước, chống thấm, tạo thẩm mỹ, v.v… thi công sau kết thúc công tác đào gia cố tạm vị trí mặt cắt đổ bê tơng Vỏ bê tơng có khơng có cốt thép tuỳ theo yêu cầu kỹ thuật, chức làm việc Tuỳ thuộc vào đặc điểm làm việc chức sử dụng, bê tơng có chiều dày khác Chiều dày vỏ, cốt chiều dày lớp phủ theo dẫn Hội cơng trình ngầm giới (ITA - International Tunnelling Association), chiều dày lớp vỏ cho tuynen thường không nhỏ 30cm Đối với bê tông cốt thép bê tông chống thấm, chiều dày vỏ khơng nên 35cm Vì vỏ bê tơng liền khối coi kết cấu chống cứng có khả biến dạng, dịch chuyển hạn chế nên thời điểm đổ vỏ chống cố định, cơng tác đào cơng trình ngầm kết thúc, vị trí đổ bê tông cách đủ xa so với gương tiến hành đào, kết cấu chống tạm hoàn chỉnh, biến dạng dịch chuyển khối đá ngừng lại Tuỳ thuộc vào sơ đồ thi công chọn, vỏ bê tơng liền khối tiến hành: 70 Hình 3.22 Thi công vỏ chống cố định sử dụng cốp pha trượt Với đường hầm A6 đào qua khu vực địa chất phức tạp, đất đá trung bình yếu nên ta sử dụng sơ đồ thi công song song: Đổ vỏ hầm song song với đào chống tạm gương hầm cách gương khoảng định để tránh ảnh hưởng công tác a Các yêu cầu tính * Yêu cầu độ bền Nói chung độ bền bê tơng phải thoả mãn yêu cầu theo toán tĩnh học Tuy nhiên để chống hình thành vết nứt, khơng nên sử dụng bê tơng có độ bền q cao, lẽ tác dụng nhiệt độ trình ninh kết, bê tơng có độ bền cao khả tiếp nhận công học kém, nghĩa bê tơng dịn Độ bền lớp vỏ ngồi ấn định thơng qua 71 thiết kế, ví dụ lớp vỏ hình trụ trịn, đường kính 15m, nên có khả mang tải 30MN/m2 * Yêu cầu khả cách nước Nói chung có nhiều giải pháp phịng nước Trường hợp sử dụng bê tơng cách nước thiết phải ý đến tiêu chuẩn hành thống bên giao thầu nhận thầu Chẳng hạn đường hầm đường sắt hay đường bộ, bê tông cách nước không cho phép nước xâm nhập sâu 30 mm Ngoài cần ý đến khả xuất vết nứt Chẳng hạn chiều rộng hay độ mở khe nứt không vượt 0,15 đến 0,20mm * Các tính chất đặc biệt Vỏ bê tơng phải có tính bền sulphát, nước chứa muối sulphát (>600mgSO4/l) khối đá có thành phần sulphát (>3000mg SO4/kg) Trong trường hợp phải sử dụng xi măng có tính bền sulphát cao Trường hợp hàm lượng sulphát nước ngầm đến 1500mg/l, cần sử dụng tro bay thành phần chất độn b Cốp pha đổ bê tông Để thi công vỏ bê tông liền khối đổ chỗ bắt buộc phải sử dụng cốp pha (ván khn) Có hai loại cốp pha là: cốp pha lắp ghép chỗ cốp pha di động Cốp pha kết cấu chuyên dụng, đảm bảo nghiêm ngặt hình dạng, kích thước theo thiết kế lớp vỏ bê tông Cốp pha lắp ghép chủ yếu sử dụng để thi cơng đoạn hầm có tiết diện ngang thay đổi phức tạp (ngã ba, đoạn hầm cong với bán kính cong nhỏ, v.v…), khối lượng thi công vỏ bê tông nhỏ Cốp pha lắp ghép ghép nối từ tấm, mảnh chế tạo sẵn tái sử dụng nhiều lần Các phần cốp pha giá vịm cốp pha (tấm sheet) Nhược điểm loại cốp pha lắp ghép tốc độ đổ bê tông không cao 72 Hiện nay, để thi công vỏ bê tông CTN chủ yếu sử dụng cốp pha di động Cấu tạo ván khuôn di động thường bao gồm xe mang dạng cổng (để cho thiết bị di chuyển qua vị trí cốp pha đổ bê tơng) phận ván khn có nhiều phần nối với khớp, xe mang ván khn có bố trí kích thuỷ lực để nâng hạ Chiều dài cốp pha thường dao động từ 6-8 m, có trường hợp tới 12m (chiều dài cốp pha liên quan đến tốc độ đổ yêu cầu, bán kính cong nhỏ dọc theo tuyến cần đổ, khả ổn định cốp pha theo trục dọc, lực thiết bị đổ bê tông, v.v…), đốt cách khe co dãn Xe mang tự hành không tự hành Trường hợp không tự hành để di chuyển cốp pha phải sử dụng đầu kéo tời kéo Các xe mang nặng thường di chuyển CTN ray Như đường hầm A6, ta sử dụng hệ thống cốp pha trượt Đây hệ thống cốp pha sử dụng hiệu thi công đổ bê tông đường hầm tiết diện trung bình lớn, khung dạng khớp để chống lại lực đổ bê tông Cốp pha trang bị hệ thống tự di chuyển dạng thuỷ lực, hệ thống phun tia với thiết bị phân phối kiểu “DCL” hệ thống đầm rung hông 3.3.7 Lắp đặt thêm thiết bị quan trắc, quan trắc ứng suất, biến dạng, dịch chuyển đất đá vỏ chống + Nếu giá trị đo vượt giới hạn cho phép: Điều chỉnh lại kích thước gương, trình tự đào, biện pháp chống giữ cho chu kỳ gia cố bổ xung tăng kích thước lớp bê tơng phun kích thước neo + Nếu giá trị đo nằm giới hạn cho phép: Thi công lớp vỏ chống cố định (bê tông đổ chỗ) cần thiết - Các loại thiêt bị quan trắc:thiết bị đo ứng xuất,thiết bị đo chuyển vị, thiết bị đo độ lún, máy laser thông tầng 73 3.3.8 Các công tác phụ trợ * Chương trình huy động thiết bị cho thi cơng hầm: Chương trình huy động phải gồm mặt tổng thể ghi vị trí, kích cỡ bố trí tất cơng trình tạm kể hàng rào an toàn cổng vào ra, có tuyến hệ thống cấp nước, nước, cung cấp điện, đường vào đường công trường * Nước phục vụ thi công: Thi công địa hình đồi núi, xa khu dân cư nhu cầu nước sinh hoạt nước thi công vô quan trọng Tất lượng nước yêu cầu cho liên quan đến thiết bị máy móc, dụng cụ, khống chế bụi, nén chặt vật liệu đắp bù cho mục đích sử dụng khác cần cho hồn thành hồn tồn Cơng trình phải cung cấp đầy đủ đóng vai trị quan trọng Chuẩn bị lượng nước đề phòng cho hỏa hoạn, cháy nổ Nếu trường hợp thiếu nước sử dụng tiến hành thi cơng phải lấy nước giếng đào, sông suối phê duyệt gần khu vực thi cơng cơng trình *Cấp lượng tạm phục vụ thi công: Năng lượng tạm bao gồm điểm sau - Các hoạt động thi công phải cung cấp đầy đủ lượng cho vận hành thiết bị máy móc cho mục đích sử dụng khác Nếu lượng sẵn có phải thu xếp với công ty công cộng để cung cấp toán cho dịch vụ cần đến lượng chiếu sáng - Chiếu sáng tạm: phải cung cấp chiếu sáng tạm thời cho phía bên hầm để bảo vệ cơng việc đào hầm trì điều kiện làm việc thích hợp Chiếu sáng tạm phải trì nghiệm thu Cơng trình Ta phải cung cấp lắp đặt hệ thống dây dẫn điện (mạch dây nhánh) có đặt hộp phân phối vùng cho lượng chiếu sáng cung cấp đủ tồn cơng trường xây dựng 74 - Các máy phát điện với công suất phù hợp phải Nhà thầu trang bị để cấp điện bị điện * Cơng trình vệ sinh tạm: Nhà thầu phải cung cấp cơng trình vệ sinh tạm Công trường, quy định đây, cho nhu cầu tất công nhân xây dựng người khác thực công việc cung cấp dịch vụ cho Dự án Các cơng trình vệ sinh phải có cơng suất phù hợp, bảo trì tốt suốt thời gian xây dựng, nơi khuất cảnh quan công cộng, cách nhiều Nếu sử dụng kiểu nhà vệ sinh xử lý hố học, 20 người phải có nhà vệ sinh Nhà thầu phải bắt nhân viên Công trường sử dụng công trình vệ sinh * An tồn thi cơng hầm đường dẫn: Ta phải bố trí lối vào hầm bên xung quanh khu vực hầm - Thủ tục ra/ vào hầm: Ta phải thiết lập thủ tục ghi chép vào hầm, người khơng có phận không phép vào hầm Ở mức tối thiểu thủ tục phải cao gồm trang bị thẻ ghi chép ra/vào cổng hầm để ghi lại tồn tình hình nhân đơn vị vào hầm Nhà thầu phải thiết lập điều khiển hệ thống mà có người có quyền có mặt cơng trường /hoặc khu vực hầm vào Cơng trường và/ khu vực Hầm Nhà thầu phải bố trí lối vào điểm cụ thể có bố trí rào chắn barie Nhà thầu phải trang bị cổng barie điểm vào bố trí nhân viên bảo vệ canh giữ 24 tiếng đồng hồ cần thiết bố trí nhân viên an ninh để đảm bảo an tồn ngăn chặn người khơng có trách nhiệm không phép vào * Các yêu cầu hệ thống liên lạc đường hầm: Phải trang bị trì hai hệ thống liên lạc điện thoại khơng dây có dây có khả cung cấp tín hiệu liên lạc ngắn gọn rõ ràng cơng việc bên hầm bên ngồi 75 cổng hầm Hệ thống thông tin liên lạc trang bị để trao đổi công việc hầm, văn phòng trường với văn phòng trường đơn vị tham gia Phải trang bị trì hệ thống thơng tin liên lạc hoàn thành nghiệm thu toàn cơng trình hầm đến có u cầu khác đơn vị quản lý * Ghi chép nhật ký công trường: Phải chuẩn bị sổ sách ghi chép báo cáo tồn cơng việc hàng ngày, nhiên không cần thiết phải giới hạn thông tin số liệu sau đây:  Thời gian nổ,  Toàn nhân viên làm việc khu vực hầm,  Tất số liệu ghi chép loại dụng cụ với đồ thị thích hợp  Điều kiện thời tiết,  Thiết bị thi cơng hầm,  Kích thước phân đoạn đào,  Chiều dài dự kiến đào,  Các số hiệu lý trình,  Các ảnh tồn mặt hầm sau nổ ảnh làm hồ sơ trước lắp hệ thống chống đỡ,  Vị trí số lượng cấu kiện hệ thống gia cố vv… cho lần đào  Báo cáo ghi chép theo yêu cầu Tiêu chuẩn kỹ thuật đặc biệt Nhà thầu phải trình báo cáo ghi chép hàng ngày lên Tư vấn giám sát Trong trình đào hầm chứng kiến Đại diện Tư vấn giám sát, Nhà thầu phải ghi chép chi tiết điều kiện địa chất lập đồ địa chất với ảnh cần thiết đính kèm theo nhằm đánh giá tính phù hợp phương pháp đào hệ thống chống đỡ Các chi tiết vẽ sở cho việc dự tính điều kiện địa chất trước đào mặt cắt hầm 76 * Sai số cho phép: Sai số cho phép phạm vi mặt cắt đưa Chỉ tiểu điều khoản này, kích thước dương (+) thể dịch chuyển cho phép phạm vi, từ mặt cắt không nằm phạm vi hầm; hướng âm phía hầm Sai số cho phép chiều dày lớp thi cơng vịm hầm quy định; hướng dương thể chiều dày nhiều thiết kế, hướng âm mỏng Thi công phải đáp ứng hai sai số dương âm NL có nghĩa khơng có giới hạn Bảng 3.19 Sai số cho phép thi công đường hầm Sai số vị trí (mm) Sai số chiều dày + - (mm Đào giai đoạn đầu NL + - - Bơm phun bê tong NL NL Khung cốt thép NL - - Bơm phun bê tông giai đoạn hai 25 25 Lớp lót bên 25 50 25 06 Đỉnh mặt đường BTXM 06 06 - Đá dăm móng đường - - NL Đỉnh bê tơng vịm ngược 25 30 - Bê tơng vịm ngược - - NL 06 Đào vịm ngược NL 25 - - Hạng mục cơng việc 25 Chiều dày lát đường phải đáp ứng chiều dày thiết kế +50mm - 10mm Bó vỉa rãnh thoát nước bên phải đáp ứng tuyến cao độ thiết kế, với sai số chung ± 3mm 77 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận a Đường hầm A6 thuộc dự án đường cao tốc Nội Bài - Lào Cai đào qua đất đá trung bình yếu Nếu thi cơng đường hầm theo phương pháp truyền thống phức tạp khó giữ vững độ ổn định cơng trình q trình thi cơng Áp dụng phương pháp đào hầm Áo khắc phục nhược điểm, đảm bảo an toàn cho người thiết bị q trình thi cơng đẩy nhanh tốc độ đào hầm b Nguyên tắc thi công theo NATM đúc kết dạng chữ vàng đại ý "hạn chế xáo động, chống đỡ kịp thời, chăm đo đạc, nhanh chóng khép kín" Những địi hỏi quan trọng thi công phương pháp NATM sau: - Mặt cắt ngang cơng trình nên có dạng hình van nhằm khơng tạo ứng suất tập trung - Áp dụng kết cấu chống nhẵn liên tục toàn chu vi đường hầm để giảm thiểu biến dạng ban đầu khối đất đá xung quanh cơng trình - Cần thiết phải khép kín kết cấu vỏ gia cố bê tông phun nhanh tốt phạm vi khoảng cách lần đường kính hầm tính từ mặt gương - Thi cơng cơng trình ngầm nên có tính liên tục mang tính đối xứng theo trục cơng trình, tránh sử dụng kết cấu chống giữ ban đầu có độ cứng khơng đồng mặt cắt, kết cấu chống cần có độ linh hoạt tránh trường hợp tập trung ứng suất - NATM phương pháp địi hỏi có quan trắc Do đó, đánh giá biểu biến dạng khối đất đá cơng trình 78 phát triển thành phần ứng suất lớp vỏ chống ban đầu (bê tông phun) yêu cầu cần thiết Kiến nghị a Tiếp tục nghiên cứu phương pháp NATM áp dụng phù hợp với điều kiện địa chất cơng trình, địa chất thủy văn Việt Nam b Từ kinh nghiệm thực tiễn quốc tế Việt Nam năm qua, khẳng định việc xây dựng cơng trình ngầm phát triển khơng gian ngầm giải pháp hợp lý cho phát triển bền vững Việt Nam Tuy nhiên nhiều khó khăn đặt cho việc thực dự án này, bao gồm vấn đề đất yếu, giới hạn nguồn tài nguyên nhân lực, thiên tai, biến đổi khí hậu, lượng, nguồn nhân lực, mơi trường… Cơng trình ngầm có mặt hầu hết loại cơng trình trên, ngày phải tìm tịi học hỏi giải cơng nghệ cao đưa vào áp dụng cho cơng trình ngầm nước kiểm sốt rủi ro xảy đến TÀI LIỆU THAM KHẢO Đào Văn Canh, Nghiên cứu phương pháp đào chống lò điều kiện địa chất đặc biệt (Phay phá cát chảy) mỏ hầm lò Việt Nam, đề tài cấp Bộ 2003 Phan Đình Đại (1999), Xây dựng cơng trình ngầm thủy điện Hịa Bình, Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội Võ Trọng Hùng, Vỏ chống sử dụng khả mang tải khối đá Nguyễn Thế Phùng, Nguyễn Quốc Hùng (2004), Thiết kế cơng trình hầm giao thông, Nhà xuất Giao thông vận tải, Hà Nội Nguyễn Xuân Trọng (2004), Thi công hầm công trình ngầm, Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội Tổng công ty xây dựng Sông Đà (2004), Báo cáo áp dụng biện pháp thi công hầm theo phương pháp NATM cho dự án hầm đường qua Hải Vân Đèo Ngang, Đà Nẵng Nguyễn Quang Phích, Phương pháp đào hầm Áo- khả áp dụng yêu cầu M.W.Hyer (1988), Stress anaalysis of fiber-Reinforced Material International Tunnelling Association (1984), Settlelement Problems in connection with Tunnelling in soft ground, Seminar in Beijing “Tunnelling and Underground works” 10 Tom Melbye (1994), Sprayed concrete for Rock support, MBT international Underground Construction Group 11 Wooi Leong Tan (Nanyang Technological University Singapore) and Pathegama Gamage Ranjith (Deparment of civil engineering Monash University, Melbbourne, Australia) 2003, Parameters and Consideration in Soft Ground tunneling, ITA working group report 12 N.M.POKROVXKI (1977), Cơng nghệ xây dựng cơng trình ngầm Mỏ (bản Tiếng Nga), Maxcova 13 V.M.MOXTKOV (1974), Công trình ngầm tiết diện lớn (bản Tiếng Nga),Maxcova ... đường hầm A6 nằm dự án tuyến đường cao tốc Nội Bài - Lào Cai Nội dung nghiên cứu - Tổng quan phương pháp thi công hầm theo NATM - Nghiên cứu đề xuất thiết lập công nghệ thi công hầm A6 theo NATM. .. sâu nghiên cứu công nghệ đào đường hầm A6 thuộc dự án cao tốc Nội Bài - Lào cai qua đất đá trung bình yếu phương pháp NATM có hiệu kinh tế cao Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu đường. .. phương pháp đào hầm Áo NATM: Trình bày chất phương pháp, đặc điểm nguyên lý phương pháp NATM sở áp dụng phương pháp NATM thi công đường hầm A6 thuộc dự án đường cao tốc Nội Bài - Lào Cai 31 CHƯƠNG