Nghiên cứu ảnh hưởng của tương quan vị trí giữa hai đường hầm song song tới độ lún bề mặt đất áp dụng nghiên cứu đối với đường tàu điện ngầm tại hà nội

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT HOÀNG AN ĐÀ GIANG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA TƯƠNG QUAN VỊ TRÍ GIỮA HAI ĐƯỜNG HẦM SONG SONG TỚI ĐỘ LÚN BỀ MẶT ĐẤT ÁP DỤNG NGHIÊN CỨU ĐỐI VỚI ĐƯỜNG TÀU ĐIỆN NGẦM TẠI HÀ NỘI Chun ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình ngầm Mã số: 60580204 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TS Võ Trọng Hùng HÀ NỘI - 2013 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết luận án trung thực chưa công bố công trình khác Tác giả luận văn Hồng An Đà Giang MỤC LỤC Trang TRANG PHỤ BÌA LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA TƯƠNG QUAN VỊ TRÍ GIỮA HAI ĐƯỜNG HẦM SONG SONG TỚI ĐỘ LÚN BỀ MẶT ĐẤT 1.1 Tổng quan hệ thống tàu điện ngầm đô thị thực tế giới Việt Nam 1.1.1 Tình hình xây dựng tàu điện ngầm giới 1.1.2 Tình hình xây dựng hệ thống tàu điện ngầm Hà Nội 1.1.3 Tình hình xây dựng hệ thống tàu điện ngầm thành phố Hồ Chí Minh 1.2 Tình hình cấu tạo đường hầm thị 11 13 1.2.1 Đường tàu điện ngầm 13 1.2.2 Đường hầm cho người 13 1.2.3 Đường hầm kỹ thuật 13 1.3 Đặc điểm thi công điều kiện xây dựng hai đường hầm song song 14 1.4 Các nghiên cứu ảnh hưởng phương pháp thi công tới độ lún bề mặt xây dựng đô thị 15 1.4.1 Ảnh hưởng phương pháp thi công hầm máy TBM đến độ lún bề mặt 15 1.4.2 Ảnh hưởng trình tự thi cơng tới độ lún bề mặt 17 1.5 Nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố khoảng cách hai công trình ngầm song song tới độ lún bề mặt 20 1.6 Nghiên cứu ảnh hưởng cơng trình ngầm thi cơng bên tới cơng trình ngầm thi cơng bên 26 1.7 Các yếu tố khác ảnh hưởng tới độ lún bề mặt 27 1.8 Nhận xét chương 29 CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT VÀ THỰC NGHIỆM VỀ VẤN ĐỀ ẢNH HƯỞNG CỦA TƯƠNG QUAN VỊ TRÍ GIỮA HAI ĐƯỜNG HẦM SONG SONG TỚI ĐỘ LÚN BỀ MẶT 2.1.Phân loại tương quan vị trí hai đường hầm song song 31 31 2.2 Tổng quan phương pháp tính tốn, dự báo đọ lún bề mặt gây hai đường hầm song song 32 2.2.1 Phương pháp lý thuyết 32 2.2.2 Phương pháp thực nghiệm 33 2.2.3 Phương pháp mơ hình hóa 34 2.3 Phương pháp lý thuyết tính tốn dự báo độ lún bề mặt xuất thi công đường hầm độc lập 36 2.4 Phương pháp lý thuyết đánh giá mức độ lún bề mặt xuất thi công hai đường hầm song song mức 39 2.5 Nghiên cứu sử dụng mơ hình số, tính tốn dự báo độ lún bề mặt xuất thi công đường hầm tàu điện ngầm đất yếu 41 2.6 Nhận xét chương 44 CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ẢNH HƯỞNG CỦA TƯƠNG QUAN VỊ TRÍ GIỮA HAI ĐƯỜNG HẦM SONG SONG TỚI ĐỘ LÚN BỀ MẶT ĐẤT 46 3.1 Nghiên cứu đề xuất phương pháp xác định ảnh hưởng tương quan vị trí hai đường hầm song song tới độ lún bề mặt trường hợp hai đường hầm song song trục 46 3.2 Nghiên cứu đề xuất phương pháp xác định ảnh hưởng tương quan vị trí hai đường hầm song song tới độ lún bề mặt trường hợp tổng quát 50 3.3 Nghiên cứu đề xuất xây dựng mơ hình xác định ảnh hưởng tương quan vị trí hai đườn hầm song song tới độ lún bề mặt phục vụ cho phương pháp mơ hình hóa 53 3.4 Nghiên cứu đề xuất phương pháp xác định ảnh hưởng tương quan vị trí hai đường hầm song song tới độ lún bề mặt 54 3.5 Nhận xét chương 55 CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG TÍNH TỐN ĐỘ LÚN BỀ MẶT ĐẤT CHO CÁC ĐƯỜNG HẦM TÀU ĐIỆN NGẦM TẠI HÀ NỘI 57 4.1 Giới thiệu sơ lược Tuyến Đường sắt Đơ thị Thí điểm thành phố Hà Nội, đoạn Nhổn - Ga Hà Nội 57 4.2 Điều kiện xây dựng đường tàu điện ngầm Hà Nội 58 4.3 Xác định yếu tố ảnh hưởng tới độ lún bề mặt xây dựng đường tàu điện ngầm thành phố Hà Nội 4.3.1 Lựa chọn mặt cắt để tính tốn 61 61 4.3.2 Xác định yếu tố ảnh hưởng tới độ lún bề mặt xây dựng đường tàu điện ngầm thành phố Hà Nội 61 4.4 Áp dụng nghiên cứu để tính toán, dự báo xác định độ lún bề mặt xuất thi công hai đường hầm song song Hà Nội 64 4.5 Nhận xét chương 67 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO 70 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT Z - độ sâu đường hầm tính từ tim hầm đến mặt đất, m; a - khoảng cách trục đường hầm theo phương ngang, m; b - khoảng cách trục đường hầm theo phương thẳng đứng, m; R - bán kính hầm, m; D - đường kính hầm, m; Smax- độ lún cực đại, m; VL- hệ số phụ thuộc vào độ dịch chuyển hội tụ khối đất gây phương pháp thi công, %; i - khoảng cách từ điểm uốn đến trục phễu lún, m; K - hệ số phụ thuộc vào điều kiện địa chất khối đất; Sx - độ lún vị trí nằm trục đường hầm đoạn x, m; x - khoảng cách từ trục cơng trình đến vị trí tính lún, m; W - Nửa chiều rộng phễu lún, m; A - tỷ số nửa chiều rộng phễu lún điểm uốn phễu lún i; β - góc biên hầm điểm giới hạn ảnh hưởng lún so với phương thẳng đứng, o; VS- thể tích phễu lún, m3; Smod-độ lún thay đổi xét đến trình tự thi cơng, m; M - hệ số thay đổi DANH MỤC CÁC BẢNG STT Tên bảng Bảng 1.1 Chi tiết hai đường hầm song song Lafayette Park St James Park Bảng 1.2 Thông tin chi tiết thi công hai đường hầm song song Heathrow Express Bảng 2.1 Điều kiện địa chất khu vực khảo sát tuyến số Tehran Metro Bảng 2.2 Kết tính tốn độ lún bề mặt mặt cắt khảo sát tuyến số Tehran Metro Bảng 3.1 Thông số giả định thi công hai đường hầm song song trục Bảng 3.2 Thông số giả định thi công hai đường hầm song song trường hợp tổng quát Bảng 4.1 Khảo sát địa chất dọc tuyến đường sắt đô thị thí điểm thành phố Hà Nội Bảng 4.2 Thiết kế kỹ thuật tuyến tàu điện ngầm ví trí mặt cắt ngang lựa chọn Bảng 4.3 Các yếu tố ảnh hưởng tới độ lún bề mặt thi công tuyến hầm 10 Bảng 4.4 Tính chất lý lớp đất 11 Bảng 4.5 Độ lún bề mặt theo phương pháp lý thuyết Trang 18 26 42 43 48 52 60 62 63 63 64-66 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ STT Tên hình vẽ Hình 1.1 London Underground hệ thống tàu điện ngầm giới Hình 1.2 Ga Mayakovskaya hệ thống tàu điện ngầm đẹp giới Hình 1.3 Tuyến xe điện ngầm số 14 - “Meteor” Paris Trang 7 Hình 1.4 Bản đồ tuyến đường sắt đô thị theo Quy hoạch phát triển giao thông vận tải Hà Nội đến năm 2020 phê duyệt năm 2008 10 11 12 Hình 1.5 Sự lún dọc trục khiên đào Hình 1.6 Độ lún bề mặt gây hai đường hầm song song Lafayette Park Hình 1.7 Độ lún bề mặt gây hai đường hầm song song St James Park Hình 1.8 Mơ hình xác định ảnh hưởng khoảng cách hai đường hầm song song mức tới độ lún bề mặt Hình 1.9 Độ lún bề mặt gây đường hầm độc lập với khoảng cách hai đường hầm 1,5D Hình 1.10 Độ lún bề mặt gây đường hầm độc lập với khoảng cách hai đường hầm 3D Hình 1.11 Độ lún bề mặt gây đường hầm độc lập với khoảng cách hai đường hầm 4,5D Hình 1.12 Độ lún bề mặt gây hai đường hầm song song với khoảng cách hai đường hầm 1,5D 16 19 19 21 22 22 23 24 STT 13 14 Tên hình vẽ Hình 1.13 Độ lún bề mặt gây hai đường hầm song song với khoảng cách hai đường hầm 3D Hình 1.14 Độ lún bề mặt gây hai đường hầm song song với khoảng cách hai đường hầm 4,5D Trang 24 25 Hình 1.15 Kết khảo sát đường cong lún thi công hai 15 đường hầm song song bên đường hầm khác 27 Heathrow Express 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Hình 1.16 Mối quan hệ độ sâu, bán kính đường hầm độ rộng phễu lún Hình 2.1 Tương quan vị trí hai đường hầm song song khơng gian Hình 2.2 Hình dạng phễu lún theo phương vng góc với trục cơng trình ngầm Hình 2.3 Sơ đồ tính tốn độ lún bề mặt xuất thi công hai đường hầm song song mức Hình 2.4 Hình dạng phễu lún xuất thi công đường hầm song song theo phương trình O’Reilly & New (1988) Hình 2.5 Mơ hình lưới sai phân hữu hạn phục vụ tính tốn độ lún bề mặt xây dựng tuyến số Tehran Metro Hình 3.1 Sơ đồ tính tốn độ lún bề mặt xuất thi cơng hai đường hầm song song trục Hình 3.2 Đường cong lún bề mặt xuất thi công hai đường hầm song song trục Hình 3.3 Sơ đồ tính tốn độ lún bề mặt xuất thi công hai đường hầm song song trường hợp tổng quát 29 31 38 40 40 43 46 49 50 STT 25 26 27 28 Tên hình vẽ Hình 3.4 Đường cong lún bề mặt xuất thi công hai đường hầm song song trường hợp tổng qt Hình 3.5 Mơ hình xác định ảnh hưởng tương quan vị trí hai cơng trình ngầm tới độ lún bề mặt Hình 4.1 Mơ tả mặt cắt ngang địa chất lựa chọn phục vụ tính tốn Hình 4.2 Hình dạng đường cong lún bề mặt xuất mặt cắt lựa chọn theo phương pháp tính Trang 52 53 61 66 !57 CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG TÍNH TỐN ĐỘ LÚN MẶT ĐẤT ! CHO CÁC ĐƯỜNG HẦM TÀU ĐIỆN NGẦM TẠI HÀ NỘI 4.1 Giới thiệu sơ lược Tuyến Đường sắt Đơ thị Thí điểm thành phố Hà Nội, đoạn Nhổn - Ga Hà Nội Trong bối cảnh tại, thành phố Hà Nội thành phố đứng đầu nước tốc độ phát triển kinh tế thu hút nhiều lao động khắp nơi làm việc Nhưng vấn đề sở hạ tầng Hà Nội không theo kịp bước phát triển kinh tế Lực lượng người lao động đông, hệ thống giao thông công cộng Hà Nội xe buýt, loại phương tiện thường xuyên tình trạng tải, giải pháp mặt đất khơng cịn có khả đáp ứng nhu cầu người sử dụng Vì vậy, Hà Nội cần phải nghĩ đến loại phương tiện khác lớn để đáp ứng tải xe buýt Không vậy, xe buýt “thủ phạm” gây ách tắc giao thơng Với tình hình giao thơng nay, khơng xây dựng tàu điện ngầm cần năm tắc nghẽn Do vậy, giải pháp mà Hà Nội hướng tới giới làm loại hình tàu điện ngầm, đường sắt thị Việc quy hoạch xây dựng mạng lưới hệ thống tàu điện ngầm đường sắt đô thị phải đảm bảo kết nối khu chức thị; trì mối quan hệ điểm tập trung điểm thu hút khách; đảm bảo chuyển đổi loại phương tiện xe buýt, xe cá nhân sang sử dụng tàu điện ngầm Do đặc thù Hà Nội, chạy vào bên lõi thành phố cao tác động đến cảnh quan môi trường Thủ đơ; thứ vấn đề giải phóng mặt Cho nên, thiết kế tất các tuyến tàu điện ngầm chạy vào trung tâm phải ngầm Theo Quy hoạch Tổng thể Giao thông Hà Nội đến năm 2020 Thủ Tướng phê duyệt Quyết định số 90/2008/QĐ-TTg (09/07/2008), Dự án Tuyến Đường sắt Đơ thị Thí điểm thành phố Hà Nội đoạn Nhổn - Ga Hà Nội !58 (Ga Đường sắt Hà Nội) dài 12,8 km cấu tạo từ phần tuyến metro dài 21km (UMRT3) Tuyến metro dự kiến nối khu vực phía tây thành phố với khu vực phía nam Hà Nội ngang qua trung tâm thành phố Hướng tuyến Dự án bắt đầu khu vực Depot Nhổn Từ Nhổn tới Công viên Thủ Lệ, pk 9+900 tới pk 18+500, tuyến metro chạy đoạn cao Hướng tuyến chạy ngầm tận Ga Hà Nội Đoạn ngầm Dự án Tuyến Đường sắt Đơ thị Thí điểm thành phố Hà Nội có đoạn kéo dài gần 4km bao gồm cơng trình sau: - Dốc hạ 1: tương ứng với đoạn ngầm phần chuyển tiếp từ cầu cạn tới Ga 09 Dốc bao gồm đoạn khác (được đỡ tường cọc, Hình U, đào mở, đào hở mở rộng); - Ga 09, Loại B1: ga ngầm đầu tiên, ke ga giữa, bao gồm tầng trung chuyển tầng ke ga; bao gồm cơng trường cho TBM công việc hậu cần - Ga 10, Loại B1: ga ngầm thứ hai, bao gồm tầng trung chuyển tầng ke ga - Ga 11, Loại B1: ga ngầm thứ ba, bao gồm tầng trung chuyển tầng ke ga - Ga 12, Loại B2: ga ngầm thứ tư ga ngầm cuối cùng, ke ga giữa, bao gồm tầng trung chuyển, tầng lửng tầng ke ga; - Đường chuyển làn: đằng sau Ga 12; - Ga ra: đằng sau Đường chuyển làn; - Giếng 1: giếng thoát hiểm/cứu hộ ga 10 4.2 Điều kiện xây dựng đường tàu điện ngầm Hà Nội Điều kiện xây dựng hệ thống tàu điện ngầm Hà Nội khó khăn lý sau: - Đứng góc độ Quy hoạch, khó khăn việc triển khai xây dựng hệ thống tàu điện ngầm Hà Nội việc giải phóng mặt Do sở hạ tầng không đồng bộ, xây dựng hướng tuyến, phải đặt mục tiêu giảm khối lượng giải phóng mặt đến mức tối đa !59 - Điều kiện địa chất, địa chất thủy văn thành phố Hà Nội đa dạng phức tạp, hầu hết đất yếu, chứa nước ngầm kết nối với sông Hồng Đồng thời xây dựng khu thị có mật độ giao thơng lớn, phương pháp thi công hở thực được, biện pháp thi công ngầm thông thường áp dụng mà phải sử dụng biện pháp thi công hầm máy khoan hầm - Một vấn đề di tích lịch sử Hà Nội nhiều, với tàu điện mặt đất, vấn đề nảy sinh Luật chưa có quy định bảo vệ di tích cao bên dưới, khó triển khai xây dựng Ví dụ, tuyến số tàu điện ngầm theo đường Cát Linh - Quốc Tử Giám để vào Ga Hà Nội Đây đoạn chạy ngầm qua Quốc Tử Giám, đoạn tranh cãi, ngầm có ảnh hưởng đến di tích Quốc Tử Giám hay khơng? Địi hỏi có phương pháp xác định ảnh hưởng đường hầm tới cơng trình bề mặt Nói tóm lại hành lang bảo vệ di tích ngầm khơng chưa có, có mặt đất, nên xây dựng đường sắt đô thị ngầm bị mắc điểm - Khó khăn hệ thống tàu điện ngầm có nhiều tư vấn nước ngồi nghiên cứu để triển khai Hà Nội, với nhiều hệ kỹ thuật khác nên việc kế nối hệ thống khó khăn Kinh nghiệm việc xây dựng tàu điện ngầm nước ta hạn chế khơng muốn nói hồn tồn khơng có, nguồn lực thiếu, điều đáng lo lắng trình nghiên cứu hệ thống tàu điện ngầm chuyển giao kỹ thuật Vì nhiều nước tham gia, mặt tương thích kỹ thuật khó Các khảo sát địa chất phục vụ nghiên cứu khả thi, thiết kế sở, thiết kế kỹ thuật tiến hành bảng 4.1 ! ! ! ! !60 Bảng 4.1 Khảo sát địa chất dọc tuyến đường sắt thị thí điểm thành phố Hà Nội Nghiên cứu Vị trí Thiết kế sở khả thi Thiết kế kỹ thuật - lỗ khoan - K h ả o s t c ủ a - Khảo sát SYSTRA SYSTRA SYSTRA vào năm vào tháng 7/2010 (do USCO t h ự c h i ệ n 2008 (do USCO thực thực hiện): 31 lỗ khoan dọc vào n ă m hiện): 23 lỗ khoan theo đoạn cao 2003) - SPT + 10 piezometer - 12 Khảo sát SYSTRA l ỗ xa tuyến + CPTu + vào tháng 7/2011 (do USCO k h o a n d o lỗ khoan có thí thực hiện): 17 lỗ khoan SPT Tuyến TRICC thực nghiệm đo áp lực + 11 CPTu (bao gồm thí 2006 (LK-S1 ! ! đến LK-S12) Độ sâu khoan trung bơm (12,5 km) vào năm nghiệm tiêu tán) + mẫu nguyên dạng SPT + tng b ì n h : m ( m Độ sâu khoan trung bình: CPTu) 40-54m (30m CPTu) Khoảng cách trung Khoảng cách trung bình bình lỗ g i ữ a c c l ỗ k h o a n l khoan là: 400-500 m Khảo sát 200-250 m - Khảo sát SYSTRA SYSTRA vào năm vào năm 2009 (do USCO Đề pô (15ha) 2008 (do USCO thực thực hiện): 23 lỗ khoan + - hiện): lỗ khoan C P Tu + C P Tu + piezometer + 1tng bơm Độ sâu khoan trung bình: 41m !61 4.3 Xác định yếu tố ảnh hưởng tới độ lún bề mặt xây dựng đường tàu điện ngầm thành phố Hà Nội 4.3.1 Lựa chọn mặt cắt để tính tốn Mặt cắt ngang địa chất có tuyến đường tàu điện ngầm qua mơ tả hình 4.1 Hình 4.1 Mơ tả mặt cắt ngang địa chất lựa chọn phục vụ tính tốn Lớp ! ! 21.62 10 6.3 ! ! ! ! Đường hầm đào trước Đường hầm đào sau ! GU3&4 4.9 GU1_S 22.6 GU5_a 5.5 GU5_b 10 GU7&8 ! ! ! ! ! ! ! ! 4.3.2 Xác định yếu tố ảnh hưởng tới độ lún bề mặt xây dựng đường tàu điện ngầm thành phố Hà Nội Thiết kế kỹ thuật tuyến tàu điện ngầm đoạn Nhổn - Ga Hà Nội vị trí mặt cắt ngang lựa chọn để tính tốn trình bày bảng 4.2 ! ! !62 Bảng 4.2 Thiết kế kỹ thuật tuyến tàu điện ngầm ví trí mặt cắt ngang lựa chọn Nội dung Đường kính đường hầm thi cơng trước Đường kính đường hầm thi công sau Khoảng cách đường hầm Độ sâu đường hầm thi công trước Độ sâu đường hầm thi công sau Ký hiệu Đơn vị Giá trị D1 m 6,3 D2 m 6,3 a m 16 Z1 m 21,62 Z2 m 21,62 ! Theo thiết kế phê duyệt, đoạn đường hầm thuộc tuyến tàu điện ngầm Nhổn Ga Hà Nội thi công phương pháp sử dụng máy khoan hầm TBM Hiện nay, Việt Nam có cơng trình thủy điện Đại Ninh sử dụng máy khoan hầm để thi công đường hầm dẫn nước Tuy nhiên, cơng trình thi công môi trường khối đá vững nên sử dụng liệu thi công đường hầm dẫn nước để áp dụng cho toán Vì vậy, tác giả sử dụng thơng số ảnh hưởng tới độ lún bề mặt thi công đường tàu điện ngầm giới làm sở tính toán Các yếu tố ảnh hưởng tới độ lún bề mặt trình bày bảng 4.3 ! ! ! !63 ! ! Bảng 4.3 Các yếu tố ảnh hưởng tới độ lún bề mặt thi công tuyến hầm Nội dung Ký hiệu Đơn vị Giá trị Ec MPa 2800 t m 0,3 W m γc KN/m3 25 Mô đun đàn hồi vỏ chống bê tông Chiều dày vỏ chống Chiều dài đốt vỏ chống Trọng lượng riêng vỏ chống Hệ số phụ thuộc vào điều K kiện khối đất Hệ số phụ thuộc vào 0,44 VL phương pháp thi cơng % 1,3 Tính chất lý lớp đất mô tả hình 4.4 Bảng 4.4 Tính chất lý lớp đất Thông số Mô đun đàn hồi E (MPa) Hệ số Poison µ Lực dính C (KPa) Góc ma sát φ (o) Lớp đất Lớp đất Lớp đất Lớp đất Lớp đất Lớp đất 2,8 5,2 10 10 150 0,42 0,39 0,37 0,31 0,3 0,28 5 25 0 15 20 25 34 35 37 !64 Dung trọng γ (KN/m3) 14 16 19 20 20 21 4.4 Áp dụng nghiên cứu để tính tốn, dự báo xác định độ lún bề mặt xuất thi công hai đường hầm song song Hà Nội Từ liệu yếu tố ảnh hưởng tới độ lún bề mặt xuất thi công hai đường hầm song song, nhận thấy trường hợp hai đường hầm song song mức Như vậy, để tính toán, dự báo xác định độ lún bề mặt xuất trường hợp sử dụng cơng thức O’Reilly & New (2.7), phương pháp Hunt (2.8), sử dụng phương pháp tính lún trường hợp tổng quát (3.10) đề xuất chương Để tiến hành xác định đường cong lún xuất thi công hai đường hầm song song theo phương pháp lý thuyết, trước hết cần tính tốn xác định độ lún tối đa Smax thể tích phễu lún Vs thi công đường hầm độc lập theo phương trình (2.4) (2.6): ! Smax 6,32.1,3% = 0,313 = 0,016 21,62.0,44 ,m ! VS = 2π.0,44.21,62.0,016 = 0,38 , m3 Từ công thức(2.7), (2.8), (2.9) xây dựng bảng 4.5 thể độ lún bề mặt vị trí cách trục đường hầm thứ khoảng x Bảng 4.5 Độ lún bề mặt theo phương pháp lý thuyết x S1 (mm) S2 (mm) Sx (mm) (Hunt) -20 -19 -18 -17 -16 -1.86 -2.31 -2.83 -3.44 -4.13 -0.01 -0.02 -0.03 -0.04 -0.06 -2.84 -3.58 -4.46 -5.49 -6.7 Sx (mm) Phương pháp đề xuất -1.88 -2.33 -2.86 -3.48 -4.19 !65 -15 -14 -13 -12 -11 -10 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 10 11 -4.90 -5.75 -6.67 -7.66 -8.70 -9.77 -10.85 -11.92 -12.95 -13.91 -14.79 -15.54 -16.15 -16.61 -16.88 -16.98 -16.88 -16.61 -16.15 -15.54 -14.79 -13.91 -12.95 -11.92 -10.85 -9.77 -8.70 -0.08 -0.12 -0.16 -0.22 -0.3 -0.41 -0.54 -0.7 -0.91 -1.17 -1.48 -1.86 -2.31 -2.83 -3.44 -4.13 -4.9 -5.75 -6.67 -7.66 -8.7 -9.77 -10.85 -11.92 -12.95 -13.91 -14.79 -7.87 -9.14 -10.51 -11.95 -13.46 -15 -16.55 -18.08 -19.56 -20.97 -22.27 -23.45 -24.5 -25.38 -26.11 -26.67 -27.06 -27.31 -27.4 -27.37 -27.21 -26.94 -26.57 -26.12 -25.57 -24.95 -24.25 -4.98 -5.87 -6.84 -7.88 -9.00 -10.18 -11.39 -12.62 -13.86 -15.09 -16.27 -17.40 -18.46 -19.44 -20.32 -21.10 -21.78 -22.35 -22.83 -23.20 -23.49 -23.68 -23.80 -23.84 -23.80 -23.68 -23.49 12 -7.66 -15.54 -23.46 -23.20 13 -6.67 -16.15 -22.61 -22.83 14 -5.75 -16.61 -21.67 -22.35 15 -4.90 -16.88 -20.65 -21.78 16 -4.13 -16.98 -19.57 -21.10 !66 17 -3.44 -16.88 -18.42 -20.32 18 -2.83 -16.61 -17.21 -19.44 19 -2.31 -16.15 -15.96 -18.46 20 -1.86 -15.54 -14.67 -17.40 21 -1.48 -14.79 -13.38 -16.27 22 -1.17 -13.91 -12.08 -15.09 23 -0.91 -12.95 -10.81 -13.86 24 -0.70 -11.92 -9.58 -12.62 25 -0.54 -10.85 -8.4 -11.39 26 -0.41 -9.77 -7.3 -10.18 27 -0.30 -8.7 -6.27 -9.00 28 -0.22 -7.66 -5.32 -7.88 29 30 -0.16 -0.12 -6.67 -5.75 -4.47 -3.71 -6.84 -5.87 0.0 -7.5 -15.0 -22.5 -30.0 -20 -17 -14 -11 -8 -5 -2 10 13 16 19 22 25 28 Sx1 - Độ lún bề mặt xuất thi công đường hầm thứ Sx2 - Độ lún bề mặt xuất thi công đường hầm thứ hai Sx - Độ lún bề mặt tính theo phương pháp đề xuất Sx - Độ lún bề mặt tính theo phương pháp Hunt !67 Hình 4.2 Hình dạng đường cong lún bề mặt xuất mặt cắt lựa chọn theo phương pháp tính 4.5 Nhận xét chương Từ kết phương pháp đề xuất tính tốn độ lún xuất thi công hai đường hầm song song trường hợp tổng quát so sánh với phương pháp cơng nhận Hunt, thấy phương pháp đề xuất có kết tương đối sát với phương pháp cơng nhận tính tốn cho hai đường hầm song song mức Sai khác hai phương pháp tính xuất phương pháp Hunt đề cập đến ảnh hưởng trình tự thi cơng hai đường hầm cịn phương pháp tổng qt chưa đề cập đến ! !68 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Qua phân tích nghiên cứu nêu luận vắn kết luận tham số có ảnh hưởng đến độ lún bề mặt gây thi công hai đường hầm song song bao gồm yếu tố ảnh hưởng đến độ lún bề mặt thi công đường hầm độc lập thi công đồng thời hai đường hầm: Khi thi công đường hầm độc lập yếu tố ảnh hưởng đến độ lún bề mặt bao gồm: - Kích thước đường hầm: yếu tố có ảnh hưởng lớn đến biến đổi học khối dất đá xung quanh đường hầm, gây dịch chuyển biên hầm ảnh hưởng trực tiếp tới độ lún bề mặt đất Khi kích thước đường hầm tăng lên độ lún tối đa tăng lên kéo theo thay đổi độ lún bề mặt Ngược lại, đường hầm nhỏ ảnh hưởng đường hầm đến độ lún bề mặt giảm - Tính chất học khối đất đá xung quanh ảnh hưởng lớn đến quy luật biến đổi học vùng dịch chuyển biên hầm độ lún bề mặt Hiện giá trị nghiên cứu tính chất khối đá phương pháp bán thực nghiệm số quan trắc từ thực tế - Yếu tố cuối ảnh hưởng đến độ lún tối đa xuất thi công đường hầm độc lập phương pháp thi công, rõ ràng thi cơng xây dựng cơng trình ngầm đất yếu, trình khai đào, lượng đất gương dịch chuyển hội tụ vào bị trình này, lượng đất ảnh hưởng tới độ lún bề mặt, biện pháp thi cơng làm giảm lượng đất hao hụt độ lún bề mặt giảm ngược lại Khi thi cơng đồng thời hai đường hầm song song ngồi yếu tố ảnh hưởng tới độ lún bề mặt thi cơng đường hầm độc lập cịn bao gồm yếu tố: !69 - Tương quan vị trí hai đường hầm song song không gian: yếu tố cần phải xem xét đến xuất hai đường hầm song song Ảnh hưởng tương quan vị trí hai cơng trình ngầm chứng minh luận văn đề xuất phương pháp tính - Trình tự thi cơng yếu tố thứ hai có ảnh hưởng đặc biệt thi công hai đường hầm song song Kiến nghị Do luận văn thực hồn cảnh chưa có cơng trình tàu điện ngầm Hà Nội thi cơng, việc phân tích, đề xuất phương pháp thực dựa việc phân tích, tổng hợp lý thuyết có trước Để khẳng định tính đắn nâng cao tính xác phương pháp cần thực hiện: - Tiến hành quan sát, đo đạc độ lún xảy trường hợp cụ thể thi công hai đường hầm song song tuyến Nhổn - Ga Hà Nội để kiểm chứng phương pháp - Thực so sánh với số cơng trình tàu điện ngầm giới trường hợp hai đường hầm song song trục hai đường hầm song song trường hợp tổng quát - Tiến hành mở rộng nghiên cứu xem xét đến ảnh hưởng trình tự thi cơng hai đường hầm song song tới độ lún bề mặt.
 !70 TÀI LIỆU THAM KHẢO Đỗ Ngọc Anh (2006), Nghiên cứu, đề xuất giải pháp phịng ngừa cố thi cơng cơng trình ngầm thành phố Hà Nội phương pháp ngầm, Luận án thạc sỹ kỹ thuật xây dựng mỏ, Đại học Mỏ - Địa chất PGS.TS Lưu Đức Hải (2012), Tàu điện ngầm: phương thức vận tải hành khách công cộng thiếu đô thị lớn, Hội đập lớn phát triển nguồn nước Việt Nam http://en.wikipedia.org/wiki/London_Underground http://vi.wikipedia.org/wiki/Danh_sách_các_trạm_tàu_điện_ngầm_Moskva http://vi.wikipedia.org/wiki/Métro_Paris Takahiro Aoyagi (1995), Representing Settlement for Soft Ground Tunneling, Submitted to the Department of Civil and Environmental Engineering in Partial Fulfilment of the Requirements for the Degree of Master of Science, Cambridge, Massachusetts Michael E.Beadle (1997), Settlement induced by tunnelling in cohesive frictional soils, Submitted in partial fulfilment of the requirement for the degree of Master of Engneering Science, The University of Western Ontario, London D.N Chapman, C.D.F Rogers, D.V.L Hunt (2004), “Predicting the Settlements above Twin Tunnels Constructed in Soft Ground”, Proceedings of ITA - IATES World Tunnelling Congress, School of Engineering, Civil Engineering, The University of Birmingham, U.K S Divall, R.J Goodey and R.N Taylor (2012), Ground movements associated with twin-tunnel construction in clay, Published Doctoral thesis, City University London 10 Hamid Chakeri, Yilmaz Ozcelik, Bahtiyar Unver (2013), “Effects of important factors on surface settlement prediction for metro tunnel excavated by EPB”, Tunnelling and Underground Space Technology, !71 Hacettepe University, Dept of Mining Engineering, Beytepe, 06800 Ankara, Turkey ... ảnh hưởng tương quan vị trí hai đường hầm song song tới độ lún bề mặt Nội dung luận văn bao gồm: - Tổng quan vấn đề nghiên cứu ảnh hưởng tương quan vị trí hai đường hầm song song tới độ lún bề mặt. .. ? ?Nghiên cứu ảnh hưởng tương quan vị trí hai đường hầm song song tới độ lún bề mặt Áp dụng nghiên cứu đường tàu điện ngầm Hà Nội? ?? thực bối cảnh thành phố Hà Nội chưa tiến hành xây dựng cơng trình ngầm. .. HẦM SONG SONG TỚI ĐỘ LÚN BỀ MẶT ĐẤT 46 3.1 Nghiên cứu đề xuất phương pháp xác định ảnh hưởng tương quan vị trí hai đường hầm song song tới độ lún bề mặt trường hợp hai đường hầm song song trục