Nghiên cứu các giải pháp kết cấu chống giữ cho đường hầm dẫn nước có tiết diện lớn khi đi qua vùng đá yếu

Bộ giáo dục đào tạo Trờng Đại học mỏ - địa chất NguyÔn chí thành nghiên cứu giải pháp kết cấu chống giữ cho đờng hầm dẫn nớc có tiết diện lớn qua vùng đá yếu Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Hà Nội - 2010 Bộ giáo dục đào tạo Trờng Đại học mỏ - địa chất Nguyễn chí thành nghiên cứu giải pháp kết cấu chống giữ cho đờng hầm dÉn n−íc cã tiÕt diƯn lín ®i qua vïng đá yếu Chuyên ngành: Xây dựng công trình ngầm, mỏ công trình đặc biệt M số: 60.58.50 Luận văn th¹c sÜ kü tht Ng−êi h−íng dÉn khoa häc: Pgs TS Đào Văn Canh Hà Nội - 2010 Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt CTN Công trình ngầm KCC Kết cấu chống BTP Bê tông phun NATM Phơng pháp đào hầm áo n.n.k Những ngời khác Danh mục bảng biểu Bảng 2.1 Trị số ứng suất vòng z phụ thuộc vào trị số k0 18 Bảng 2.2 Điều kiện khối đá theo mức độ nứt nẻ (Bieniawski, 1984) 21 Bảng 2.3 Phơng pháp đào, loại kết cấu chống lu ý 36 thi công CTN điều kiện địa chất khác Bảng 3.1 Dự kiến biểu ổn định đờng hầm loại hình kết 69 cấu chống thích hợp [3,5] Bảng 3.2 Tính chất vật liệu trị số øng st nguyªn sinh (theo tiªu chn bỊn cđa Hoek-Brown) 75 Danh mục hình vẽ, đồ thị Hình 1.1 Phân nhóm cách gọi phơng pháp thi công 10 Hình 1.2 Sơ đồ tổng quát phơng pháp thi công ngầm 11 Hình 2.1 Nhóm yếu tố ảnh hởng đến độ ổn định CTN 14 Hình 2.2 ảnh hởng độ rỗng đến độ bền nén đơn trục đá trầm 16 tích yếu Hình 2.3 Biểu biến dạng dòn, dẻo 19 Hình 2.4 Biểu tức thời đá yếu xung quanh đờng hầm 22 Hình 2.5 Nén ép khối đá xung quanh đờng hầm gây phá hủy khung 23 chống thép Hình 2.6 Ba chức chủ yếu kết cấu chống 27 Hình 2.7 Các chức KCC điều kiện khối đá thay đổi từ 28 yếu đến bền vững Hình 2.8 Biện pháp tạo khe dọc lớp vỏ bê tông phun môi 31 trờng đá nén ép Hình 2.9 KÕt cÊu truyÒn lùc qua khe däc vá tông phun 32 Hình 2.10 Các nguyên nhân chủ yếu dẫn tới áp lực biến dạng 33 không xung quanh CTN [11] Hình 2.11 Sự phụ thuộc khả mang tải loại hình kết cấu 34 chống vào tính chất phân bố không áp lực đá Hình 3.1 Đờng cong đặc tính biến dạng - tải trọng khối đá 43 kết cấu chống Hình 3.2 Các thành phần phơng pháp đờng đặctính 46 Hình 3.3 Đờng cong chuyển vị ảnh hởng 48 giải phóng Hình 3.4 Mô hình toán 49 Hình 3.5 Đờng hầm tiết diện ngang hình tròn bán kính R 53 (Carranza-Torres Fairhurst (2000)) Hình 3.6 Đờng hầm tiết diện tròn đào khối đá tuân theo tiêu chuẩn bền Mohr-Coulomb chịu trạng thái ứng suất thủy tĩnh áp lực bên pi (Carranza-Torres, 2003) 56 Hình 3.7 Hệ thống chống đỡ thép hình vỏ bê tông 62 Hình 3.8 Đờng cong biến dạng tải trọng điển hình neo xác 62 định thí nghiệm kéo neo học dài 2m, đờng kính 2.5cm Hình 3.9 ảnh hởng kết cấu chống hỗn hợp [1] 63 Hình 3.10 Quy trình xác định giải pháp đào chống giữ đờng hầm 66 Hình 3.11 Sơ đồ dự đốn biểu ổn định ñường hầm, biến 67 dạng biên hầm dự kiến loi hỡnh kt cu chng s dng Hình 3.12 Phân loại mức độ biến dạng theo Hoek (2000) 68 Hình 3.13 Biểu đồ xác định trị số áp lực chống giữ yêu cầu tơng ứng 71 với trị số biến dạng khác đờng hầm tiết diện trong trạng thái ứng suất thủy tĩnh (Hoek, 1998) Hình 3.14 Lựa chọn loại hình kết cấu chống theo trị số áp lực chống 72 giữ yêu cầu Hình 3.15 Tơng quan biến dạng biên hầm với hệ số giảm 73 mô đun biến dạng Hình 3.16 Mô toàn Phase2 74 Hình 3.17 Đờng cong đặc tính khối đá 76 Hình 3.18 Tơng quan biến dạng biên hầm giảm mô đun biến 77 dạng đá Hình 3.19 Kết thiết kế kết cấu chống phơng pháp đờng 77 đặc tính Hình 3.20 Biểu đồ mô men vỏ chống bê tông phun 78 Hình 3.19 Biểu đồ lực dọc vỏ chống bê tông phun 79 Lời cam đoan Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết luận văn trung thực cha đợc công bố công trình khác Tác giả luận văn Nguyễn Chí Thành Mục lục Trang Trang phụ bìa Lời cam đoan Mục lục Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình vẽ, đồ thị Mở đầu Chơng 1: Tổng quan thi công đờng hầm dẫn nớc 1.1 Sơ lợc lịch sử xây dựng, phát triển đờng hầm 5 1.1.1 Khái quát chung đờng hầm 1.1.2 Sơ lợc lịch sử xây dựng đờng hầm 1.2 Vai trò đờng hầm dẫn nớc dự án nhà máy thuỷ điện Việt Nam 1.3 Đặc điểm đờng hầm dẫn nớc vào nhà máy thuỷ điện 1.4 Đặc điểm thi công đờng hầm dẫn nớc Chơng 2: Nghiên cứu yếu tố ảnh hởng đến việc lựa chọn kết cấu chống giữ đờng hầm 13 2.1 Đặc trng ổn định công trình ngầm đào khối đá yếu 13 2.1.1 Khái niệm đá yếu 15 2.1.2 Biểu biến đổi tức thời đá 16 2.1.2.1 ảnh h−ëng cđa tr−êng øng st 19 2.1.2.2 ¶nh h−ëng cđa đặc điểm cấu trúc 19 2.1.2.3 ảnh hởng nớc ngầm 19 2.1.2.4 Phân loại biểu biến đổi tức thời khối đá yếu 20 2.1.3 Biểu biến đổi theo thời gian đá 22 2.1.3.1 Biểu hiƯn mỊm hãa 22 2.1.3.2 BiĨu hiƯn nÐn Ðp 23 2.1.3.3 BiĨu hiƯn tr−¬ng në 25 2.1.4 NhËn xÐt 25 2.2 Chống giữ công trình ngầm đào khối đá yếu 26 2.3 Các loại hình kết cấu chống có khả sử dụng 30 Chơng 3: Đề xuất tính toán kết cấu chống giữ cho đờng hầm dÉn n−íc cã tiÕt diƯn lín thi 39 c«ng qua vùng đá yếu 3.1 Tổng quan phơng pháp thiết kế kết cấu chống giữ đờng hầm 39 3.2 Thiết kế kết cấu chống phơng pháp đờng đặc tính 41 3.2.1 Cơ sở lý thuyết 44 3.2.2 Đờng cong đặc tính khối đá 49 3.2.3 Đờng cong đặc tính kết cấu chống 58 3.3 Đề xuất giải pháp chống giữ hợp lý cho đờng hầm 64 3.3.1 Dự đoán mức độ dịch chuyển đờng hầm không chống 66 3.3.2 Xác định thông số kết cấu chống 69 3.3.3 Mô toán phần mỊm sè (Phase2) 72 3.4 VÝ dơ minh häa 74 Kết luận kiến nghị 80 Danh mục công trình tác giả Tài liệu tham khảo 83 70 Bảng 3.1: Dự kiến biểu ổn định đờng hầm loại hình kết cấu chống thích hợp [26] Nhãm §é héi tơ CTN A 10% Đặc điểm kỹ thuật Loại hình kết cấu chống Có thể sử dụng phơng pháp thiết kế KCC đợc lựa chọn dựa sở phân loại khối đá Có thể sử dụng phơng pháp đờng đặc tính để dự báo vùng biến dạng dẻo khối đá xung quanh CTN tơng tác vùng với loại hình kết cấu chống khác Thờng sử dụng phơng pháp phần tử hữu hạn để phân tích ổn định CTN KCC Thông thờng vấn đề ổn định gơng đào vấn đề Trong thiết kế cần ý đến vấn đề ổn định gơng hầm; sử dụng phơng pháp PTHH để tính toán tiến hành ý đến ảnh hởng việc gia cố gơng trớc gơng đào Mất ổn định gơng hầm nén ép mạnh, cha có phơng pháp thiết kế hiệu quả, phần lớn giải pháp đa dựa kinh nghiệm Sử dụng kết cấu chống neo bê tông phun Thông thờng sử dụng KCC neo bê tông phun, số trờng hợp sử dụng khung thép nhẹ lới thép Xảy tợng nén ép nên cần phải lắp đặt KCC va fkiểm soát tốt chất lợng thi công Cần phải sử dụng KCC khung thép có độ cứng lớn kết hợp bê tông phun Xảy nén ép mạnh gơng hầm ổn định Gia cố trớc chống đỡ gơng hầm khung chống thép kết hợp bê tông phun Nén ép mạnh Gia cố trớc gơng đào kết cấu đặc biệt Bớc xác định áp lực chống giữ yêu cầu kết cấu chống để hạn chế biến dạng biên hầm Giá trị áp lực chống giữ yêu cầu đợc xác định sở kết kiến nghị Hoek (1998) thể hình 3.13 thông qua xác định tỷ lệ áp lực chống giữ yêu cầu/ứng suất nguyên sinh sau biết tỷ lệ độ bền nén đơn trục khối đá/ứng suất nguyên sinh tỷ lệ phần trăm biến dạng dự kiến trạng thái cân ổn định 71 Từ trị số áp lực chống giữ yêu cầu, tùy thuộc vào loại hình kết cấu chống đợc chọn thép, bê tông, neo, v.v sử dụng công thức tơng ứng phơng pháp đờng đặc tính để xác định thông số cụ thể hệ thống kết cấu chống Phần trăm biến dạng = (dịch chuyển biên hầm/đờng kính hầm) x 100 áp lực chống giữ/ứng suất nguyên sinh cm/p0 độ bền khối đá/ứng suất nguyên sinh cm/p0 Hình 3.13 Biểu đồ xác định trị số áp lực chống giữ yêu cầu tơng ứng với trị số biến dạng khác đờng hầm tiết diện trong trạng thái ứng suất thủy tĩnh (Hoek, 1998) [26] Một số loại hình KCC tơng ứng với trị số áp lực chống giữ yêu cầu đợc thể thông qua Hình 3.14 72 Lớp bê tông phun dày 50 cm, cờng độ 35MPa áp lực chống giữ yêu càu (MPa) Lớp bê tông phun dày 30 cm, c−êng ®é 35MPa ThÐp 12W65 b−íc chèng 1m Neo ®−êng kính 34 mm, dài 1m Lớp bê tông phun dày 5cm, cờng độ 35Mpa Neo đờng kính 25 m, dài 1.5 m Bê tông phun dày 5cm, cờng độ 14Mpa ThÐp 8I23 b−íc chèng 1.5m Neo ®−êng kÝnh 19 mm dài 2m Thép 6I12 bớc chống 2m Neo đờng kính 16mm, dài 2.5m Bán kính đờng hầm (m) Hình 3.14 Lựa chọn loại hình kết cấu chống theo trị số áp lực chống giữ yêu cầu 3.3.3 Mô toán phần mềm số (Phase2) Trong thực tế, sau đào trớc kết cấu chống đợc lắp dựng, khối đá đ bị biến dạng đại lợng định Phần biến dạng bao gồm: biến dạng phía trớc gơng đào tác dụng hiệu ứng chiều gần gơng (biến dạng thờng xuất vị trí phía trớc cách mặt gơng khoảng 2,5 lần đờng kính đờng hầm) chiếm khoảng 30% tổng giá trị biến dạng cuối (thờng kết thúc vị trí phía sau cách gơng đào khoảng 4-5 lần đờng kính đờng hầm); biến dạng từ thời điểm gơng đào tiến qua vị trí đến thời điểm lắp dựng kết cấu chống 73 Khi khối đá có phát sinh biến dạng có nghĩa khối đá đợc giảm tải, điều hòa lại trạng thái ứng suất tải trọng tác dụng lên kết cấu chống thay đổi tùy thuộc vào mức độ biến dạng Vì vậy, việc mô ảnh hởng thời điểm lắp dựng kết cấu chống thông qua việc kể tới đại lợng biến dạng trớc lắp dựng kết cấu chống phần mềm hai chiều nh Phase2 cã ý nghÜa rÊt quan träng Trong Phase2, yªu cầu đợc thực thông qua việc giảm trị số mô đun biến dạng khối đất đá phía trớc mặt gơng, bên phạm vi tiết diện ngang đờng hầm Quá trình đợc gọi mềm hóa vật liệu Trên sở đờng cong tơng quan trị số biến dạng mức độ giảm mô đun biến dạng thu đợc (ví dụ hình 3.15), sau xác định đợc trị số biến dạng đ phát sinh khối đá thời điểm lắp dựng kết cấu chống dựa vào hình 3.15 để xác định tỷ lệ phần trăm mô đun biến dạng tơng ứng so với mô đun biến dạng Hệ số giảm mô đun biến dạng ban đầu đá Biến dạng biên hầm (%) Hình 3.15 Tơng quan biến dạng biên hầm với hệ số giảm mô đun biến dạng Bớc mô hình toán Phase2 Quá trình đào chống giữ đờng hầm đợc mô theo giai đoạn (hình 3.16) Trong giai đoạn (stage 1), mô đun biến dạng phần vật liệu bị đào nằm bên phạm vi biên đờng hầm đợc lấy giảm dựa vào kết xác định hình 3.15 Tất thông số khác 74 mô hình nh trờng ứng suất nguyên sinh, độ bền vật liệu, tính chất biến dạng khác không đổi Kết giai đoạn cho phép xác định trị số biến dạng xảy biên đờng hầm trớc lắp dựng kết cấu chống Mặc dù trình mô nêu đ gần sát với thực tế song kết phơng pháp sử dụng phần mềm số nh Phase2 phơng pháp khác nh đờng đặc tính có sai khác Trong trờng hợp sai khác lớn cần thiết thay đổi mô đun biến dạng vật liệu mô hình giai đoạn (stage 1) Trong giai đoạn (stage 2) mô hình toán Phase2, tiến hành đào ®−a kÕt cÊu chèng ® lùa chän tr−íc ®ã b»ng kết phơng pháp đờng đặc tính vào mô hình Kết tính toán biến dạng biên đờng hầm sau chống trị số ứng suất, néi lùc kÕt cÊu chèng ph¶i tháa m n tiêu chuẩn thiết kế - thi công liên quan Hình 3.16 Mô toàn Phase2 75 3.4 Ví dụ minh họa Một đờng hầm tiết diện ngang hình vòm tâm, tờng thẳng, có vòm ngợc rộng 6,29m cao 6,64m, diÖn tÝch tiÕt diÖn ngang S = 37,17m2 Tr−êng øng st nguyªn sinh cã hƯ sè tû lệ ứng suất nằm ngang ứng suất thẳng ®øng k0 = 0,5 TÝnh chÊt cđa vËt liƯu ®¸ xác định sở tiêu chuẩn bền Hoek-Brown trị số ứng suất nguyên sinh thể bảng 3.2 Giả thiết kết cấu chống lắp dựng sau gơng đào khoảng 2m Bảng 3.2 Tính chất vật liệu trị số ứng suất nguyên sinh (theo tiêu chuẩn bền Hoek-Brown) Tên tiêu Giá trị Độ bền nén đơn trục đá 30MPa Chỉ số độ bền địa chất GSI Hằng số vật liệu đá mi Hệ số ảnh hởng khai đào đờng hầm D 35 Tên tiêu Trị số ứng suất nguyên sinh thẳng đứng Trị số ứng suất nguyên sinh nằm ngang Giá trị 6MPa 3MPa 10 0,5 Sư dơng tiªu chn bỊn Hoek-Brown thông qua chơng trình Rock Lab (phần mềm tự sử dụng h ng Rock Science) xác định đợc ®é bỊn nÐn ba trơc cđa khèi ®¸ σcm = 2,49MPa Mô đun biến dạng khối đá sử dụng mô phần mềm Phase2 đợc tính toán dựa vào trị số GSI, độ bền nén đơn trục đá nguyên hệ số ảnh hởng trình khai đào D theo công thức chuyển đổi Hoek (2002), giá trị thu đợc E = 1732 MPa Vì đờng hầm có tiết diện ngang hình tròn, sử dụng phơng pháp tính chuyển tơng đơng ta có đờng hầm tiết diện tròn tơng đơng có đờng kính 6,88m Từ kết phơng pháp đờng đặc tính (thông qua sử dụng chơng trình Rock Support - phần mềm h ng Rock Science) xây dựng đờng cong đặc tính 76 khối đá tuân theo tiêu chuẩn bền Hoek-Brown (hình 3.17) Theo đó, trị số biến dạng lớn không chống đạt 66mm, trị số biến dạng thời điểm kết cấu chống lắp áp lực chống giữ (MPa) dựng phía sau gơng đào 2m đạt 32mm Dịch chuyển biên hầm (mm) Hình 3.17 Đờng cong đặc tính khối đá Biết tỷ lệ độ bền nén trục khối đá (2,49MPa) trị số ứng suất nguyên sinh (6MPa) 0,41, dựa vào hình 3.12 cho thấy biến dạng đờng hầm nằm khoảng 1% đến 2,5% đờng kính đờng hầm tơng ứng với mức độ nén ép nhẹ Kết cấu chống dự kiến sử dụng neo, bê tông phun sử dụng độc lập kết hợp với Sử dụng sơ đồ hình 3.13 xác định đợc tỷ lệ áp lực chống giữ yêu cầu/ứng suất nguyên sinh 0,1 từ xác định đợc áp lực chống giữ yêu cầu 0,6MPa Sử dụng công thức tính toán chiều dày lớp vỏ chống bê tông phun biết áp lực chống giữ yêu cầu, xác định đợc chiều dày vỏ chống bê tông phun 100mm Tiếp theo, tiến hành mô toán Phase2 Sử dụng phơng pháp mô phòng chia thành 10 giai đoạn tơng ứng với mô đun biến dạng giảm dần để xác định trị số mô đun biến dạng khối đá thời điểm bị biến dạng 32mm, kết thể hình 3.18 Theo đó, mô đun biến dạng khối đá thời điểm lắp 77 dựng kết cấu chống giảm từ 1732 MPa xuống 130 MPa Tơng ứng với giai Biến dạng biên hầm (mm) đoạn (stage 5) toán Phase2 Mô đun biến dạng (MPa) Hình 3.18 Tơng quan biến dạng biên hầm giảm mô đun biến dạng đá Nh vậy, ta mô phòng giai đoạn (stage 6) giai đoạn lắp dựng vỏ chống bê tông phun dầy 100mm Kết thu đợc cho thấy ứng suất vỏ bê tông phun thấp giới hạn bền nén, kéo vật liệu làm vỏ chống chấp nhận sử dụng bê tông phun làm kết cấu chống Biến dạng cuối sau chống bê tông phun dày 100mm 33mm tơng ứng với kết thiết kế áp lực chống giữ (MPa) phơng pháp đờng đặc tính (hình 3.19) Biến dạng biên hầm (mm) Hình 3.19 Kết thiết kế kết cấu chống phơng pháp đờng đặc tính 78 Hình 3.20 Biểu đồ mô men vỏ chống bê tông phun Hình 3.21 Biểu đồ lực dọc vỏ chống bê tông phun 79 Kết luận kiến nghị Kết luận Trên sở nội dung đ đợc trình bày luận văn đến số kết luận sau: Đặc trng việc xây dựng đờng hầm dẫn nuớc nhà máy thuỷ điện đờng hầm dẫn nớc thờng có chiều dài lớn, qua nhiều vùng có điều kiện địa chất khác nhau, vậy, việc thiết kế thi công đờng hầm dẫn nớc nhà máy thuỷ điện cần phải dựa vào nhiều phơng pháp thiết kế nh phải dựa vào kết khảo sát ban đầu trình thi công công trình để lựa chọn thiết kế kết cấu chống đờng hầm, đặc biệt đờng hầm dẫn nớc có tiết diện lớn nằm vùng đá yếu, công trình có độ phức tạp cao, khả xảy cố lớn thiết kế thi công Để thiết kế lựa chọn kết cấu chống thích hợp cho đờng hầm dẫn nớc có tiết diện lớn qua vùng đá yếu tồn nhiều phơng pháp khác từ phơng pháp kinh nghiệm, giải tích, phơng pháp số đến phơng pháp quan sát Tuy nhiên, phơng pháp có u, nhợc điểm định nên để thu đợc kÕt qu¶ cã ý nghÜa sư dơng cao thùc tế cần phải sử dụng kết hợp đồng thời nhiều phơng pháp tơng ứng với phạm vi sử dụng thích hợp chúng Tính xác lời giải kiểm định qua đo đạc, quan trắc trình thi công để từ có điều chỉnh thích hợp, kịp thời Từ điều chỉnh này, ngời thi công giảm thiểu đợc tối đa cố xảy qúa trình thi công đờng hầm, giảm thiểu thiệt hại ngời kinh tế Do phạm vi luận văn Nghiên cứu giải pháp kết cấu chống giữ cho đờng hầm dẫn nớc có tiết diện lớn qua vùng đá yếu, luận văn lại chủ yếu đề cập đến phơng pháp đờng đặc tính CCM để tính toán lựa chọn kết cấu chống đờng hầm thông qua biểu giá trị biến dạng biên xung quanh đờng hầm theo thời gian, quan điểm thiết kế luận văn 80 trì ổn định cho đờng hầm cần ý tới giải pháp huy động khả tự mang tải khối đá, giúp khối đá tự điều hòa lại trạng thái ứng suất, giảm ¸p lùc t¸c dơng lªn kÕt cÊu chèng b»ng c¸ch lựa chọn thời điểm lắp dựng kết cấu chống hợp lý sau đào sử dụng kết cấu chống linh hoạt làm việc tơng tác với môi trờng khối đá nh bê tông phun (có khớp dẻo), neo bê tông cốt thép, neo chất dẻo, khung chống thép linh hoạt phối hợp chúng Nội dung luận văn chủ yếu quan tâm đến công tác thiết kế lựa chọn kết cấu chống giữ đờng hầm, đặc biệt kết cấu chống giữ đờng hầm thi công Tuy nhiên, cần lu ý, giải pháp chống giữ tách rời phơng pháp, sơ đồ đào đờng hầm Kiến nghị Các phơng pháp kinh nghiệm đợc xây dựng từ kết công trình, dự án định nên để áp dụng vào điều kiện công trình, dự án xây dựng đờng hầm dẫn nớc khác cần có nghiên cứu bổ sung để hoàn thiện thông số có liên quan phù hợp với điều kiện thùc tÕ nh»m n©ng cao ý nghÜa sư dơng cđa phơng pháp thiết kế lựa chọn kết cấu chống hợp lý cho đờng hầm dẫn nớc mà tác giả luận văn đ đề nghị sử dụng luận văn Phơng pháp đờng đặc tính CCM tác giả áp dụng luận văn nhiều ®iỊu kiƯn ¸p dơng kh¸c víi c¸c ®iỊu kiƯn thùc tế đờng hầm dẫn nớc nh đờng hầm dẫn nớc đợc thiết kế kết cấu chống phải nằm môi trờng thủy tĩnh, đờng hầm dẫn nớc phải hình tròn, cha đề cập tới tợng áp lực động nh động đất, phơng pháp áp dụng giới hạn bền HockBrown Mohr-Culong mà cha đề cập tới giới hạn bền khác Tuy tác giả đ có cố gắng việc ứng dụng phơng pháp, mở rộng giới hạn áp dụng phơng pháp nh quy đổi tiết diện đờng hầm thiết kế không tiết diện ngang tròn sang tiết diện tròn định luật Green, áp dụng kết nghiên cứu thực tiễn phơng pháp khác tác giả giới áp dụng phơng pháp đờng đặc tính cho việc thiết kế kết cấu chống đờng hầm nhng nhiều vấn đề cần đợc hoàn chỉnh nghiên cứu áp 81 dụng phơng pháp CCM để thiết kế kết cấu chống cho đờng hầm nói chung đờng hầm dẫn nớc nói riêng qua vùng đá yếu Đây hớng phát triển đề tài mà tác giả mong muốn thực Trong trình thăm dò, khảo sát điều kiện địa chất cần ý tới thông số cần có phơng pháp thiết kế, thi công đợc sử dụng, ví dụ nh đánh giá chất lợng khối đá theo số độ bền nén đơn trục (UCS) đá, số đá (RMR) Bienawski, tiêu cờng độ địa chất (Geological strength index-GSI), tiêu phân loại đá Barton (Q)Ngoài ra, ngời thiết kế phải ý tới giới hạn áp dụng phơng pháp thiết kế đợc sử dụng để áp dụng đa đợc thiết kế hợp lý nhất, phù hợp với yêu cầu thực tế xây dựng công trình 82 Tài liệu tham khảo Đào Văn Canh (2004), Nghiên cứu xác định thời gian xúc đất đá hợp lý máy xúc hoạt động liên tục đào hầm tiết diện lớn, Tạp chí Khoa học kỹ thuật-Mỏ-địa chất Võ Trọng Hùng, Phùng Mạnh Đắc (2005), Cơ học đá ứng dụng xây dựng CTN khai thác mỏ, NXB KHKT, Hà Nội Võ Trọng Hùng(2001), Công nghệ đào chống lò tiên tiến, giảng cao học ngành Xây dựng Công trình Ngầm Mỏ, Hà Nội Vâ Träng Hïng (2001), VËt liƯu vµ kÕt cÊu chèng xây dựng công trình ngầm mỏ, giảng cao học ngành Xây dựng Công trình Ngầm Mỏ, Hà Nội Nguyễn Xuân M n (1998), Xây dựng công trình ngầm điều kiện đặc biệt, Bài giảng cao học ngành Xây dựng CTN &Mỏ, Hà Nội Nguyễn Quang Phích (2007), Cơ học đá, NXB Xây dựng, Hà Nội Nguyễn Phúc Nhân (1996), Nghiên cứu ảnh hởng đặc điểm cấu trúc khối đá tới ổn định công trình ngầm, luận văn Th¹c sÜ kü thuËt Aydan, O., Akagi, T and Kawamoto (1993), The squeezing potential of rocks around tunnels; theory and prediction, Rock Mech Rock Engng, 26(2), pp 137-163 Aydan, O., Akagi, T and Kawamoto (1996), The squeezing potential of rock around tunnels: theory and prediction with examples taken from Japan, Rock Mech Rock Engng, 29(3), pp 125-143 10 AFTES (2001), The convergence-confinement method, Tunnelling and underground space 11 Giovanni Barla, Tunnelling under squeezing rock conditions, Department of Structural and Geotechnical Engineering, Politecnico di Torino 12 Barla, G (1995), Squeezing rocks in tunnels, ISRM News Journal, 3/4, pp 4449 83 13 EM 1110–20–2901 (1997), Engineering and design- tunnels and shafts in rock, USA 14 J.Eberhardsteiner et.al, Convergence – confinement method – Limit of application of the closed, form solution compared with numerical models 15 ITA (1988), Guilines for the design of tunnel, TUST, Vol 3, N0 3, pp 237249 16 Kim, JinHa (2006), Design of Support System in Deep Circular Tunnel under Squeezing Rock Condition Based on Hoek's Guideline 17 P K Kaiser, M.S Diederichs , C D Martin , J Sharp , and W Steiner, Underground works in hard rock tunneling and mining 18 Steve Klein, An approach to the classification of weak rock for tunnel projects 19 Dimitrios Kolymbas (2005), Tunneling and tunnel mechanics 20 Andres Goricki, Nikos Rachaniotis, Evert Hoek, Paul Marinos, Stefanos Tsotsos and Wulf Schubert, Support decision for tunnels in fault zones 21 Eystein Grimstad, Experiences from excavation under high rock stress in the 24,5km long Lordal tunnel 22 E Hoek (2000), Rock engineering 23 Hoek, E and Marinos (2000), Predicting tunnel squeezing problems in weak heterogeneous rock masses, Tunnels and Tunnelling International, part oneNovember, 2000, pp 45-51; part two -December, 2000, p 33-36 24 E Hoek, E.T.Brown (1980), Underground Excavations in rock, London 25 E Hoek, Support of Underground Excavations in Hard Rock 26 E Hoek, 1998, Tunneling in weak rock 27 E Hoek, 2000, Big Tunnels in bad rock 28 Eric Leca , Yann Leblais and Karl Kuhnhenn, Underground works in soil and soft rock tunneling 29 Y.Matsumoto, T.Nishioka (1991), Theoretical tunnel mechanics, University of Tokyo press, Japan 84 30 Y.Matsumoto, T.Nishioka (1991), Theoretical tunnel mechanics, University of Tokyo press, Japan 31 K Szechy (1966), The art of tunnelling, AkadÐmiai kiadã budapest, Hungary 32 C Carranza Torres, C Feirhurst (2000), Application of the convergence – confinent method of tunnel design to rock mass that satisfy the Hoek - Brown failure criterion, Tunnelling and underground space 33 C Carranza Torres, E Alonso (2001), Elasto-plastic analysis of deep tunnels in brittle rock using a scaled form of the Mohr-Coulomb failure criterion, Tunnelling and underground space 34 Gyanendra Lal Shrestha (2005), Stress induced problems in Himalayan tunnels with special reference to squeezing, Doctoral Thesis, Trondheim 35 Osgoui R.R (2006), Ground reaction curve of reinforced tunnel using a new elasto-plastic model, Thesis master 36 Alan Muir Wood (2000), Tunnelling, Mü vµ Canada ... chèng hợp lý cho đờng hầm dẫn nớc có tiết diện lớn qua vùng đá yếu, cuối áp dụng phơng pháp đ lựa chọn để đa kết cấu chống giữ phù hợp cho dạng đờng hầm có tiết diện lớn vùng đất đá yếu Đây chơng... nớc tiết diện lớn đào qua vùng đá yếu Nội dung phạm vi nghiên cứu đề tài Trên sở kết tổng kết, đánh giá kết cấu chống thờng đợc áp dụng đờng hầm dẫn nớc có tiết diện lớn qua vùng đá yếu giới thi... khối đá yếu 26 2.3 Các loại hình kết cấu chống có khả sử dụng 30 Chơng 3: Đề xuất tính toán kết cấu chống giữ cho đờng hầm dẫn nớc có tiết diện lớn thi 39 công qua vùng đá yếu 3.1 Tổng quan phơng