Nghiên cứu đề xuất các tiêu chẩn lựa chọn kết cấu chống tạm cho môi trường đất đá rời rạc, khi thi công công trình ngầm

Bộ giáo dục đào tạo Trờng đại học mỏ - địa chất Nguyễn thị hoàng minh trang Nghiên cứu đề xuất tiêu chuẩn lựa chọn kết cấu chống tạm cho môi trờng đất đá rời rạc, thi công Công trình ngầm luận văn thạc sĩ kỹ thuật Hà nội - 2010 Lời cam đoan Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực cha đợc công bố công trình khác Hà Nội, ngày tháng năm 2010 Tác giả luận văn Nguyễn Thị Hoàng Minh Trang Mục lục Trang phụ bìa Lời cam đoan Mục lục Danh mục bảng biểu Danh mục hình vẽ Mở đầu Ch−¬ng 1: môi trờng đất đá rời rạc 1.1 Kh¸i qu¸t 1.2 Định nghĩa phân loại đất 1.2.1 Định nghĩa 1.2.2 Phân loại đất 1.3 Định nghĩa phân loại đá 10 1.3.1 Định nghĩa 10 1.3.2 Phân loại đá 10 1.3.2.1 Phơng pháp phân loại M.M.Prôtôđiakônốp 12 1.3.2.2 Phơng pháp phân loại Bieniawski 13 1.3.2.3 Phơng pháp phân loại Barton, Lien Lunde 15 1.3.2.4 Phân loại khối đá theo Rabcewicz, Spacher Golser 17 1.4 Tổng hợp đề xuất khái niệm khối đá rời rạc xây dựng công trình ngÇm 24 chơng 2: kết cấu chống tạm xây dựng công trình ngầm 26 2.1 Tỉng quan vỊ kÕt cÊu chèng t¹m 26 2.2 Các loại kết cÊu chèng t¹m 28 2.2.1 Kết cấu chống gỗ 28 2.2.2 KÕt cÊu chèng b»ng thÐp 29 2.2.3 Neo 32 2.2.4 Bê tông phun 33 2.2.5 Khoan phụt, tạo ô vòm tiến trớc, đóng băng nhân tạo 34 Chơng 3: đề xuất tiêu chuẩn lựa chọn kết cấu chống tạm môi trờng đất đá rời rạc 35 3.1 Lựa chọn kết cấu chống tạm theo phơng pháp thi công 36 3.1.1 Phơng pháp thi công lộ thiªn 36 3.1.2 Phơng pháp thi công ngầm 36 3.1.2.1 Khoan phôt 39 3.1.2.2 Tạo ô vòm tiến trớc (cọc, ống, ván thép) 45 3.1.2.3 Khoan phôt, đóng băng nhân tạo 48 3.1.2.4 Tho¸t n−íc 52 3.2 Lùa chän kết cấu chống tạm theo yêu cầu bảo vệ khối đất đá 53 3.3 Lựa chọn kết cấu chống tạm cho trờng hợp đặc biệt khối đất rời có lẫn tảng lăn, đá mồ côi 54 3.4 Mét sè vÝ dơ vỊ lùa chän kÕt cÊu chèng t¹m cho công trình ngầm qua môi trờng đất đá rời rạc giới Việt Nam theo tiêu chÝ kh¸c 56 3.4.1 Đờng hầm thoát nớc Hull nớc Anh năm 1999 56 3.4.2 Hầm đờng Hải Vân 57 3.4.2.1 Điều kiện địa chất đoạn hầm từ 0+29 đến 0+78 57 3.4.2.2 Biện pháp đào gia cè hÇm dÉn tr−íc 57 3.4.2.3 Đào mở rộng gia cố 58 3.4.2.4 BiÖn pháp đào hạ gia cố 61 3.5 Đề xuất tiêu chuẩn lựa chọn kết cấu chống tạm môi trờng đất đá rời rạc 65 KÕt luËn vµ kiÕn nghÞ 70 Danh mục công trình tác giả 72 Tài liệu tham khảo 73 Danh mục bảng biểu Trang Bảng 1.1 Phân chia nhóm h¹t Bảng 1.2 Phân loại độ chặt đất theo hệ số rỗng Bảng 1.3 Tiêu chuẩn phân loại đất rời Bảng 1.4 Tiêu chuẩn phân loại đất dính 10 Bảng 1.5 Các hệ thống phân loại khối đá điển hình 11 Bảng 1.6 Các nhóm khối đá theo Barton, Lien Lunde 16 Bảng 1.7 Phân loại khối đá theo Rabcewicz, Spacher Golser 19 Bảng 1.8 Các dạng cố đào công trình ngầm khối đất phơng pháp ngầm giải pháp bảo vệ, chống giữ 23 Bảng 3.1 Phân nhóm phơng pháp thi công ngầm 37 Bảng 3.2 Các phơng pháp thi công đào hầm (tách bóc đất/đá) 38 Bảng 3.3 Các giải pháp bảo vƯ hay chèng t¹m 39 Bảng 3.4 Phạm vi áp dụng giải pháp đặc biệt tùy theo yêu cầu bảo vệ riêng 53 Bảng 3.5 Đề xuất tiêu chuẩn lựa chọn kết cấu chống tạm môi trờng đất đá rời rạc, thi công công trình ngầm 67 Danh mục hình vẽ Trang Hình 1.1 Phân loại khối ®¸ theo Bieniawski 14 Hình 1.2 Phân loại khối đá theo Grimmstad Barton 16 H×nh 2.1 KÕt cấu chống gỗ 29 H×nh 2.2 Khung chèng thÐp linh hoạt kích thớc 31 Hình 2.3 Neo chÊt dỴo cèt thÐp 33 Hình 3.1 Mô hình khoan phôt 39 Hình 3.2 Khoan áp lực thấp 40 Hình 3.3 Khoan cân 40 H×nh 3.4 Khoan phơt ¸p lùc cao 41 Hình 3.5 Phơng pháp đón đỡ BØ 42 Hình 3.6 Sơ đồ thi công 43 H×nh 3.7 Sơ đồ khoan 43 H×nh 3.8 Khoan phơt ph𠮬n, phđ kÐp 44 Hình 3.9 Sơ đồ bố trí lỗ khoan dạng quạt 44 Hình 3.10 Các dạng khối đợc khoan 45 Hình 3.11 Ô vòm tiến tr−íc b»ng cäc thÐp 46 Hình 3.12 Sơ đồ bố trí ống thép 47 H×nh 3.13 Thi công ô(vòm) bảo vệ ống thép 47 Hình 3.14 Một vài dạng ván thép, chèn sử dụng xây dựng công trình ngầm 48 Hình 3.15 Gơng hầm khối đất có lẫn tảng lăn 54 Hình 3.16 Khoan cắm cọc đào qua lớp đất đá chứa tảng lăn, đá mồ côi 55 Hình 3.17 Đờng hầm thoát nớc Hull, sụt lún mặt đất giếng thi công 56 Hình 3.18 Đất gặp nớc ngầm trở thành bùn 57 H×nh 3.19 Khoan phơt tạo ô 60 Hình 3.20 Đào mở rộng hầm dẫn trớc 61 H×nh 3.21 Khoan cắm neo phần vòm ngợc 62 Mở đầu Tính cấp thiết đề tài Trong năm gần đây, nhu cầu phát triển sở hạ tầng, nhà máy, tòa nhà nhiều dự án khác, phục vụ cho nghiệp công nghiệp hóa đại hóa đất nớc ngày lớn Công trình ngầm thành phần gần nh thiếu công trình Chúng bao gồm công trình ngầm công nghiệp (công trình ngầm thủy điện, thủy lợi, kho chứa ngầm); công trình ngầm dân dụng (công trình ngầm giao thông, gara ®Ĩ xe ngÇm, hƯ thèng ®−êng hÇm ngÇm kü tht đặt cáp ngầm, đặt đờng ống thoát nớc ); công trình ngầm đặc biệt (công trình ngầm quốc phòng, quân ) Tuy nhiên vấn đề thi công công trình ngầm môi trờng đá rắn cứng hay đá rời rạc đặt khó khăn, thử thách khác nhau, chóng ta cịng ® cã nhiỊu kinh nghiƯm thi công môi trờng đá rắn cứng nh công trình nhà máy thủy điện Hòa Bình, thủy điện Yali, công trình ngầm giao thông đờng nh: Hầm đờng Hải Vân Còn môi trờng địa kỹ thuật phức tạp khối đá rời rạc khó khăn, kinh nghiệm cha có nhiều, công nghệ thi công cha đợc đề cập chi tiết Việc tìm giải pháp hữu hiệu để thi công công trình điều kiện quan trọng cần thiết Nó ý nghĩa mặt kinh tế - kỹ thuật mà đóng góp cho lý luận việc đa phơng pháp đào, chống giữ với mục đích an toàn hiệu Kết cấu chống đợc lắp dựng với mục đích giữ ổn định khoảng không gian ngầm, bảo vệ, đảm bảo an toàn hoạt động bình thờng cho ngời, thiết bị phơng tiện kỹ thuật làm việc nh vận hành Với mục đích sử dụng khác công trình ngầm mà kết cấu chống có nhiệm vụ riêng Để đáp ứng nhu cầu xây dựng công trình ngầm tơng lai Việt Nam, thi công công trình môi trờng đất đá rời rạc, khuôn khổ luận văn thạc sĩ kỹ thuật tiến hành tổng hợp, phân tích đề xuất tiêu chuẩn lựa chọn kết cấu chống tạm phù hợp điều kiện thi công nớc ta Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu, đề xuất tiêu chuẩn lựa chọn kết cấu chống tạm cho môi trờng đất đá rời rạc, thi công công trình ngầm Đối tợng phạm vi nghiên cứu Đối tợng nghiên cứu đề tài kết cấu chống tạm đợc sử dụng gia cố trình thi công công trình ngầm môi trờng đất đá rời rạc Nội dung nghiên cứu Nghiên cứu, phân tích phơng pháp phân loại khối đất đá rời rạc, phơng pháp thi công công trình ngầm, yêu cầu đặc biệt công trình ngầm từ đa tiêu chuẩn lựa chọn kết cấu chống tạm hợp lý Phơng pháp nghiên cứu Tổng hợp, phân tích kinh nghiệm chống giữ thi công công trình ngầm qua đất, đá bở rời ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Việc lựa chọn kết cấu chống tạm hợp lý thi công công trình ngầm môi trờng đất đá rời rạc có ý nghĩa quan trọng góp phần đảm bảo độ ổn định công trình tăng hiệu kinh tế Đáp ứng nhu cầu xây dựng công trình ngầm tơng lai Việt Nam môi trờng đất đá rời rạc Qua việc nghiên cứu đề tài, tác giả mong muốn xây dựng sở liệu phục vụ cho công tác dự báo, lựa chọn kết cấu chống tạm thi công công trình ngầm môi trờng đất đá rời rạc Cấu trúc luận văn Luận văn gồm: 03 chơng với 73 trang, 26 hình vẽ 13 bảng biểu Luận văn: Nghiên cứu đề xuất tiêu chuẩn lựa chọn kết cấu chống tạm cho môi trờng đất đá rời rạc, thi công công trình ngầm hoàn 59 * Các bớc thi công ®íi 1: - Thø tù thi c«ng nh− ® nãi - Khoan lỗ khoan D76, đặt ống đờng kính D 60 có đục lỗ - áp lực bơm từ bar-:-5 bar * Các bớc thi công đới 3: - Thi công đới thực tơng tự nh đới 1, áp lực bơm thay đổi (áp lực bơm đới từ bar-:-10 bar) - Thi công đới thực tơng tự nh đới 1, áp lực bơm thay đổi (áp lực bơm đới từ 10 bar-:-15 bar) - áp lực bơm đợc định theo thực tế trờng b) Khoan tạo ô khoan thoát nớc : Khoan tạo ô, đất đ đợc gia cố vị trí hầm sử dụng ống khoan tạo ô 114, hai bên hông sử dụng ống khoan tạo ô 60 để giảm thời gian thi công mà đảm bảo độ an toàn cho kÕt cÊu chèng Sư dơng c¸c èng thÐp cã đờng kính 60-:-114mm, chu kỳ khoan dài từ 6-:-12m, phần gối chồng từ 2-:-3m, khoảng cách lỗ khoan từ 15-:-40cm, ống đợc đục lỗ Trình tự lỗ khoan đợc thực xen kẽ (theo lỗ chẵn lẻ), áp lực cấp phối vữa phun đợc thí nghiệm, tính toán theo điều kiện thực tế trờng Trong việc đánh dấu lỗ khoan định vị hớng khoan đặc biệt quan trọng, hớng góc khoan không xác dẫn đến phải cắt ống lắp đặt thép chiều dày lẹm lớn ảnh hởng đến an toàn hiệu kinh tế biện pháp đào Tại hầm Hải Vân nhà thầu dùng loại máy đo Leica-1800 để định vị vị trí hớng lỗ khoan Chú ý : để tăng hiệu công tác bơm cần ý đến việc phải tạo phản áp bê tông phun phần miệng lỗ khoan phải đợc bịt chặt 60 Có thể sử dụng cắm neo vợt trớc thay cho phun tạo ô điều kiện đất đá cho phép, công tác đ đợc thực số vị trí hầm Lánh nạn Hầm Hình 3.19 Khoan tạo ô c) Đào mở rộng gia cố : Khi công tác kết thúc tiến hành đào, mặt gơng đợc chia làm nhiều phần nhỏ để làm giảm thời gian lu không bề mặt sau đào Khoan vữa tạo ô phần biên vòm hầm lỗ D120, lắp đặt ống thép có đục lỗ D114, L=12m Đào với bớc 0.75m, sau đào xong tiến hành lắp đặt lới thép CQS6 biên hầm tiến hành phun vẩy dày 5cm (cấp phối vữa khô) Tại bề mặt gơng đợc tiến hành phun vẩy bê tông dày 5cm Trờng hợp bề mặt đất nhiều nớc phải phun lớp vữa sika shot 60 dày 2cm Khi đào kết thúc phần tiến hành gia cố lớp bê tông phun dày 5cm sau tiến hành đào phần tiếp theo.Trụ đất đợc giữ lại đợc ®µo sau cïng mµ ® kÕt thóc ®µo vµ gia cố toàn phần biên hầm 61 Hình 3.20 Đào mở rộng hầm dẫn trớc - Công tác đo biến dạng phải đợc thực cho bớc tiến gơng (1m) số liệu phải đợc báo cho kỹ s hàng ngày - Các bớc tiến hành công việc phải đợc huấn luyện kỹ cho công nhân để thao tác nhanh an toàn 3.4.2.4 Biện pháp đào hạ gia cố Khi kết thúc đào mở rộng tiến hành đào phần vòm ngợc Công tác đào vòm ngợc quan trọng đợc thi công cẩn thận để tránh tợng lún phần kết cầu vòm thuận Vì công tác đào vòm ngợc đợc chia thành nhiêu phần nhỏ Đào phần nhỏ hai bên hông sau gia cố lớp bê tông phun dày 5cm, thi công nh đến vị trí mối nối thép tiến hành lắp đặt thép lới thép phun bê tông dày 20cm Trong trình thi công trụ đất đợc đào sau 62 Hình 3.21 Khoan cắm neo phần vòm ngợc - Cứ sau hai chu kỳ tiến gơng (2m) lại tiến hành công tác khoan neo gia cố Neo gia cố đợc thực theo vẽ thiết kế Neo sử dụng neo chất dẻo neo bê tông cốt thép dài từ (4-:-12)m để gia cố tuỳ theo điều kiện đất đá mà kỹ s định trờng Trình tự khoan lắp đặt neo nh sau: + Đánh dấu vị trí khoan + Khoan lỗ máy khoan Boomer-352 botltex 335 + Lắp đặt neo + Bơm vữa máy bơm MAI vữa trào miệng lỗ khoan Thông thòng áp lực bơm vào neo khoảng 15 bar vữa trào miệng lỗ neo dài 12 m - Trong trình thi công thấy xuất nớc ngầm bể sung lỗ khoan thoát nớc - Khi tiến đợc 6m tiến hành đổ bê tông lấp đầy phần vòm ngợc để tăng độ ổn định cho kết cấu chống Nh phần đ trình bày, việc đo quan trắc đặc biệt quan trọng Căn vào số liệu đo hàng ngày, kỹ s định việc gia cố để đảm bảo ổn định, an toàn kinh tế Thực tế, phần hầm phía Nam từ lý trình 0+00 đến 0+78.5 có điều kiện địa chất yếu, đặc biệt từ 0+29 - 0+78.5 63 Qua số liệu đo mặt cắt 0+14 0+23 độ biến dạng đ tăng vợt qua mức tới hạn kinh nghiệm (cao đến mm 0+14 &12mm 0+23) kỹ s t vấn đ có dẫn để tăng cờng gia cố nh lắp đặt thêm ống D114mm phun xi măng hai bên hông, làm vòm ngợc tạm nhng không ngăn đợc sụt lở Theo tài liệu tham khảo giới đ xảy vài trờng hợp tơng tự cách xử lý để thi công cho trờng hợp khác Tại đờng hầm Saint- Aubin gần Neuchatel /Thuỵ sỹ đờng hầm Semayly - Lyon D/FRANCE ngời ta đ dùng phơng pháp gia cố trớc phơng pháp Jet Grouting giáo s GILBERT, vài công trình khác ngời ta đào theo phơng pháp đào hầm dẫn trớc (bám bám theo hai chân vòm) sau đào mở rộng Tại công trình hầm Hải Vân, Nhà thầu đ dùng phơng pháp đào Hầm dẫn trớc bám sau đào mở rộng Sau giới thiệu phân tích khái lợc công tác đ xử lý sụt lở công trình Hải Vân Sụt lở lý trình 0+29 a) Mô tả Khi đào đến lý trình 0+27 hầm chính, Nhà thầu đ tiến hành khoan tạo ô cho chu kỳ tiếp theo, sau xong công tác khoan tạo ô ngày 5/9/01 có khối lợng đất đỉnh hầm bị sụt lở kéo theo ống tạo ô bị gục xuống Nhà thầu đ tiến hành phun bê tông liên tục vào vùng bị sụt lở nhng tợng sụt lở tiếp tục gia tăng tạo thành hốc rỗng đỉnh hầm Đất khu vực đất phong hoá từ đá Granite có dạng cát sét, đất tơi không đồng bao gồm đất cát sét màu nâu vàng, xám trắng xen lẫn dải sét cát màu nâu sẫm Nớc ngầm khu vực nhiều, nhỏ giọt từ đỉnh hầm xuống chảy vào lỗ khoan thoát nớc gơng hầm Khi tợng sụt lở tiếp tục gia tăng nhà thầu đ lấp lại gơng hầm đá, đồng thời dùng lới thép CQS6 phun bê tông Tuy nhiên biện pháp 64 ngăn đợc tạm thời ngày 06 ngày 07/9 /01 Đến ngày 08/9 9/9 lợng ma lớn kéo dµi (ngµy lµ 60mm vµ 9/9 lµ 37mm) lµm cho mực nớc ngầm tăng lên (quan sát qua lỗ khoan đo mực nớc ngầm số 3) dẫn đến sụt lở tiếp tục Vật liệu thoát nớc gơng hầm sét pha cát b o hoà nớc (dạng bùn) Tổng khối lợng khoảng 300 m3 b) Biện pháp xử lý 1) Bịt kín toàn gơng hầm đá 2) Bơm bê tông vào vùng bị sụt lở bê tông có phụ gia đông cứng nhanh đợc trộn đầu ống bơm 3) Khoan mạng lỗ khoan từ bề mặt tự nhiên vào khu vực bị sụt lở, có đặt ống thép có đục lỗ tiến hành bơm vữa bê tông 4) Tiến hành đào Hầm dẫn trớc nh phần 3.4.2.1 Trong thời gian thi công đoạn hầm qua vïng bÞ sơt lë, cã rÊt nhiỊu ý kiÕn khác lo ngại việc chống đỡ khối bê tông đ rơi vào vùng bị sụt lở, nhiên, nói biện pháp xử lý đ đợc tiến hành hoàn toàn hợp lý Trình tự khoan lấp đầy gia cố vùng sụt lở nh sau: - Đánh dấu vị trí lỗ khoan - Quá trình khoan đợc chia làm 02 đợt: + Đơt 1: Tiến hành khoan hàng lẻ trớc + Đợt 2: Chỉ đợc tiến hành khoan đợt ( lỗ chẵn) sau đ khoan xong đợt - Vữa đợc dùng theo tỷ lệ: XM PC-40 : Nớc : Phô gia GP-30 = 30 kg : 50kg : 0.6 kg - áp lực phụt: đợt -:- 3bar đợt -:- 5bar - Chất lợng vữa đạt yêu cầu trình với áp lực thiết kế mà lợng vữa tiêu hao hc xÊp xØ thêi gian 65 3.5 Đề xuất tiêu chuẩn lựa chọn kết cấu chống tạm môi trờng đất đá rời rạc Trên sở phân loại đất đá rời rạc nhận thấy môi trờng có tính liên kết yếu, tính ổn định nên trình thi công dễ gây sập lở Môi trờng đất đá rời rạc bao gồm: khối đất, hay khối đá rời (thuần túy) theo quan điểm học đất đá; khối đá rắn cứng nhng nứt nẻ mạnh, với lực liên kết khối nứt không đáng kể; khối đất rời nhng có tảng lăn hay đá mồ côi (đá đ phong hóa, khối đá bở rời cát cuội dính kết, đất sờn tàn tích; đới phá hủy khô, tầng đất lẫn sỏi cuội, đất lẫn hạt, lẫn cát đất cát xen lẫn đất sét loại cát khô không dính kết rời rạc, cát chảy khối đất rời rạc có lẫn tảng lăn, đá mồ côi) Công trình ngầm qua loại đất đá có thời gian ổn định không chống nhỏ vài phút không, cần tiến hành chống trớc đào kết hợp vừa đào vừa chống Qua ví dụ cố đờng hầm Hull nớc Anh cho thấy, công tác khảo sát, quan trắc điều kiện địa chất công trình, địa chất thủy văn khối đất đá bố trí công trình cha đầy đủ Công tác thiết kế cha dự báo hết khả xảy thi công Do lựa chọn kết cấu chống không ý đến điều kiện gây phá hủy sụt lún công trình mặt, biện pháp bảo vệ khối đất đá xung quanh, thi công đ gây phá vỡ cấu trúc ổn định ban đầu khối đất đá, khe nứt, lỗ rỗng thân khối đất đá bị phá vỡ đất đá đ bị lún sụt xuất bề mặt đất, gây h hại công trình mặt toàn thiết bị, máy móc thi công dới đờng hầm bị chôn vùi Công tác khắc phục khó khăn tèn kÐm, chi phÝ kh¾c phơc lín gÊp rÊt nhiỊu lần so với chi phí xây dựng ban đầu Công trình hầm đờng Hải Vân sử dụng phơng pháp đào hầm áo (NATM) có sử dụng phơng pháp phân loại khối đá theo Rabcewicz, Pacher Golser, kết cấu gia cố đờng hầm tuân thủ theo phơng pháp 66 NATM, nhiên công trình áp dụng phơng pháp NATM nên cha có kinh nghiệm thi công công trình ngầm khối đất rời rạc, số liệu khảo sát không đầy đủ, không lờng trớc đợc tồn khối cuội tảng có kích thớc lớn khối đất làm phá vỡ tính đồng môi trờng, đặc biệt lu lợng nớc ngầm không đợc cung cấp thông số đầy đủ, mà cha tính tới khả gây ổn định mặt gơng đất b o hòa nớc Nh ta thấy công tác xây dựng công trình ngầm gặp nhiều khó khăn, tồn nguy bị phá hủy Những công trình thi công qua khối đất đá rời rạc chứa đựng rủi ro gây sập lở, phá hủy toàn đờng hầm mà gây h hại đến công trình mặt Do việc lựa chọn kết cấu chống đỡ cho công trình không lựa chọn theo tiêu chí mà cần dựa nhiều tiêu chí khác Để có cách nhìn tổng quát hơn, đầy đủ cho việc lựa chọn kết cấu chống tạm môi trờng đất đá rời rạc, tác giả xin đề xuất tiêu chuẩn lựa chọn nh bảng 3.5 67 Bảng 3.5 Đề xuất tiêu chuẩn lựa chọn kết cấu chống tạm môi trờng đất đá rời rạc, thi công công trình ngầm I Điều kiện địa chất bố trí công trình Lộ thiên Phơng pháp thi công Ngầm Máy khoan hầm có khiên Khoan nổ mìn- máy đào TBM-S, máy khiên đào SM lò, đào xúc Cọc ván ép, tờng cọc Công trình nằm nông, điều kiện đất đá rời cừ, tờng cọc khoan rạc nhồi, tờng hào nhồi Công trình có hình dạng kích thớc không Khiên-vỏ chống (vỏ bê thay đổi, chiều dài L > 2km, điều kiện đất tông lắp ghép bê tông đá bở rời, đất yếu, cát khô nén ép) Tầng cát, tầng đá dăm hay sỏi cuội, đất sờn tàn tích; đới phá hủy khô Khoan Đất đá bở rời, vụn nát, sau khoan lỗ xong dễ sụt bịt lỗ nh loại đất sét pha cát, đất cát pha sét, đất sét, cát mịn, đất sét kèm theo sỏi cát đá dăm Tạo ô vòm tiến trớc (cọc, ống, ván thép) + khung thép, bê tông phun Đất cát, cát chảy chịu tác dụng nớc tạo thành vữa hồ chảy lỏng Khoan tia (jetgrouting), đóng băng nhân tạo Đất đá rời rạc ngËm n−íc, l−u l−ỵng n−íc lín, xt hiƯn cơc bé Thoát nớc Đất rời chứa lẫn tảng lăn, đá mồ côi Tạo ô vòm tiến trớc (ống, cọc thép, ván thép) +khung chống 68 II Phơng pháp phân loại đất đá (Phân loại khối đá theo Rabcewicz, Spacher Golser) Đá phấn sét sét kết cứng, đá phyllit cứng, thạch cao cố kết; đới phá hủy 0,5 đến 2,0m; giống nh nhóm IVb tróc lở mạnh, nhng nứt nẻ nhiều hơn, phân lớp bị phong hóa Đá phyllit, đá phấn sét sét kết, đá bột kết sét cứng; cát, cuội có kết dính; tất đới phá hủy dày 2,0m; khe nứt hở lấp nhét sét; khối đá bị nén ép nứt nẻ nhiều, phân lớp phần bị phong hóa mạnh Kết cấu chống tạm: bê tông phun có hai lớp lới thép đơn, dày 15 đến 20cm, khung thép khoảng cách 1,2 đến 1,5m, neo hệ thống Phần cần thiết phải thi công đến tuần sau thi công phần vòm Phải bảo vệ, chống đỡ gơng Kết cấu chống tạm: Bê tông phun có hai lớp lới thép đơn, dày 20 đến 25cm, khung thép khoảng cách 0,8 đến 1,2m; neo dài Khi cần thiết phải tiến hành chống trớc cọc ván Phải nhanh chãng khÐp kÝn kÕt cÊu nỊn (1 ®Õn ngày sau đào phần nền, sau đào, sử dụng neo phía nền) Phần vòm tiến trớc phần không đợc 30m Khi khối đá bị nén ép mạnh cần thiết tạo khe biến dạng Cần phải chống đỡ gơng, chẳng hạn để nhân đỡ, chia nhỏ gơng đào Kết cấu chống tạm: Bê tông phun có hai lớp lới thép đơn, dày 20 đến 25cm; khung thép khoảng cách 0,8 đến 1,2m; neo dài; Khối đá bở rời: cát cuội dính kết, đất sờn tàn tích; chống trớc cọc ván cần thiết Phải nhanh chóng đới phá hủy khô, bị phá hủy hoàn toàn tơng khép kín kết cấu sau đào, sử dụng neo phía Phần tự vòm tiến trớc phần không đợc lần đờng kính hầm Khi khối đá bị nén ép mạnh cần thiết tạo khe biến dạng, chống đỡ gơng, chẳng hạn để nhân đỡ, chia nhỏ gơng đào 69 III Khối đá bở rời, nhiên ảnh hởng lợng nớc Các giải pháp đặc biệt nh tháo khô trớc, hóa cứng khoan lớn, nên lực dính ý nghĩa phụt, đóng băng sử dụng khí nén Theo yêu cầu bảo vệ khối đá (chống đỡ gơng đào, bảo vệ công trình ngầm, giảm thiểu sụt lún, chống xâm nhập nớc) với giải pháp chống tạm nh : neo, cắm cọc, ép ván cừ, đóng băng IV Trờng hợp đặc biệt khối đất có lẫn tảng đá lớn Giải pháp chống tạm : khoan cắm cọc + khung thép 70 Kết luận kiến nghị Kết luận Những năm trớc phần lớn công trình ngầm Việt Nam chủ yếu thi công qua lớp đất đá rắn cứng, đất đá rời rạc cha có nhiều Chính mà quan tâm đầu t nghiên cứu áp dụng giải pháp chống tạm môi trờng đất đá rời rạc hạn chế Ngày với nhu cầu xây dựng công trình ngầm lớn, đặc biệt ngày nhiều công trình ngầm đô thị, thi công qua khối đất đá có điều kiện địa chất phức tạp, có tính thay đổi liên tục nh môi trờng đất đá rời rạc Điều kiện thi công công trình ngầm đô thị khó khăn hơn, phức tạp đòi hỏi thi công không gây chấn động, ảnh hởng xấu đến công trình mặt Lựa chọn kết cấu chống tạm khâu quan trọng xây dựng công trình ngầm Việc lựa chọn kết cấu chống tạm chủ yếu dựa vào mức độ ổn định khối đá, sở phơng pháp phân loại khối đá, có ý tới phơng pháp thi công, chức lâu dài công trình Cho đến nay, điều kiện môi trờng khối đất đá rời rạc cha có tiêu đánh giá ổn định công trình ngầm mang tính tổng hợp, để từ lựa chọn giải pháp chống tạm hợp lý Việc nghiên cứu đề xuất tiêu chuẩn lựa chọn kết cấu chống tạm cho môi trờng đất đá rời rạc, thi công công trình ngầm vấn đề khó khăn nhng có ý nghĩa mặt khoa học hiệu kinh tế Từ lựa chọn phơng pháp chống giữ hợp lý cho công trình ngầm, giảm thiểu tối đa cố suốt trình xây dựng nh sử dụng Kiến nghị Việc đề xuất tiêu chuẩn lựa chọn kết cấu chống tạm cho môi trờng đất đá rời rạc, thi công công trình ngầm cần thiết phù hợp với phát 71 triển công trình ngầm Việt Nam Trên sở tiêu chuẩn lựa chọn này, việc áp dụng giải pháp chống tạm cho hợp lý Việt Nam đòi hỏi phải có thời gian tùy điều kiện nên đề nghị có quan tâm để cã thĨ ¸p dơng réng r i 72 Danh mục công trình tác giả Nguyễn Quang Phích, Nguyễn Thị Hoàng Minh Trang, Nguyễn Ngọc Diệp (2010), Vấn đề lựa chọn thiết kế kết cấu chống, Tuyển tập báo cáo Hội nghị Khoa học lần thứ 19 Trờng Đại học Mỏ - Địa Chất, Quyển Cơ Điện Xây Dựng, tr.153-158 73 Tài liệu tham khảo Cao Văn Chí, Trịnh Văn Cơng (2003), Cơ học đất, Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội Nguyễn Xuân M n (1998), Xây dựng công trình ngầm điều kiện đặc biệt, Bài giảng cao học, Trờng Đại học Mỏ-Địa chất, Hà Nội Nguyễn Quang Phích (2007), Cơ học đá, Nhà xuất Xây Dựng, Hà Nội Nguyễn Quang Phích (2006), Kết cấu công trình ngầm, Trờng Đại học MỏĐịa chất, Hà Nội Nguyễn Văn Quyển (2009), Dự báo, phòng ngừa, khắc phục tai biến kỹ thuật xây dựng công trình ngầm, Bài giảng cao học, Trờng Đại học MỏĐịa chất, Hà Nội Dơng Khánh Toàn, Nguyễn Quang Phích (2008), Rủi ro biện pháp phòng tránh xây dựng công trình ngầm, Apave Bài viết chuyên gia công trình ngầm ... tích đề xuất tiêu chuẩn lựa chọn kết cấu chống tạm phù hợp điều kiện thi công nớc ta Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu, đề xuất tiêu chuẩn lựa chọn kết cấu chống tạm cho môi trờng đất đá rời rạc, thi. .. thi công công trình ngầm Đối tợng phạm vi nghiên cứu Đối tợng nghiên cứu đề tài kết cấu chống tạm đợc sử dụng gia cố trình thi công công trình ngầm môi trờng đất đá rời rạc Nội dung nghiên cứu Nghiên. .. lựa chọn kết cấu chống tạm môi trờng đất đá rời rạc Tiêu chuẩn hay tiêu chí chọn kết cấu chống tạm, hay kết cấu bảo vệ xây dựng công trình ngầm khối đất/ đá rời rạc gắn liền với phơng pháp thi công,