Sử dụng phương pháp khoan kích ngầm thi công hầm thoát nước thải trong đô thị ở hà nội

Nghiên cứu khoa học sinh viên MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài .1 Mục tiêu .1 Phạm vi nghiên cứu .2 Phương pháp nghiên cứu .2 CHƯƠNG 1: HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC CỦA HÀ NỘI u cầu nước thị 1.1 Đặc điểm đô thị Hà nội nhu cầu cấp thiết xử lý nước thải đô thị 1.2 Điều kiện tự nhiên kinh tế - khu vực dự án 1.2.1 Điều kiện tự nhiên 1.2.2 Điều kiện kinh tế xã hội .7 1.2.3 Hiện trạng sử dụng đất đai kỹ thuật hạ tầng .7 1.2 Thực trạng thi cơng xây dựng hệ thống nước thành phố Hà Nội 13 1.2.1 Hiện trạng hệ thống thoát nước thành phố Hà Nội 13 1.2.2 Hiện trạng thi cơng xây dựng đường ống nước cho thành phố Hà Nội .15 Kết luận Chương .17 CHƯƠNG 2: CÁC GIẢI PHÁP THOÁT NƯỚC CHO THÀNH PHỐ HÀ NỘI 18 2.1 Một số vấn đề giải pháp thoát nước cho Thành phố Hà Nội .18 2.2 Kinh nghiệm xây hầm thoát nước giới 19 2.3 Các cơng nghệ thi cơng đường ống ngầm nước 22 2.4 Các giải pháp thoát nước cho Thành phố Hà Nội 27 2.4.1 Hệ thống thoát nước bề mặt 27 2.4.2 Hệ thống thoát nước công nghệ đào ngầm 28 2.4.3 Đánh giá khả sử dụng công nghệ khoan kích ngầm áp dụng vào thực tế thị Hà Nội .29 Kết luận Chương .32 i Nghiên cứu khoa học sinh viên CHƯƠNG 3: CƠNG NGHỆ KHOAN KÍCH NGẦM NGẦM XÂY DỰNG ĐƯỜNG ỐNG THOÁT NƯỚC CHO THÀNH PHỐ HÀ NỘI –DỰ ÁN NƯỚC THẢI YÊN XÁ .34 3.1 Áp dụng cơng nghệ khoan kích ngầm cho dự án xử lý nước thải Yên Xá 34 3.1.1 Phạm vi tuyến ống thoát nước .34 3.1.2 Ứng dụng cơng nghệ khoan kích ống ngầm vào thi cơng tuyến đường ống thoát nước nghiên cứu 43 3.2 Tính tốn kỹ thuật đoạn tuyến thi cơng khoan kích ngầm .63 3.3 Tác động bất lợi q trình thi cơng giải pháp giảm thiểu .69 Kết luận chương 73 kết luận, kiến nghị 74 Kết luận 74 Kiến nghị .74 tài liệu tham khảo 76 Tiếng Việt 76 Tiếng Anh 76 Website 77 ii Nghiên cứu khoa học sinh viên LỜI MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Ô nhiễm nước thải khiến kênh mương, sơng ngịi Hà Nội trở thành “điểm chết” gây mỹ quan đô thị ảnh hưởng nghiêm trọng tới sống người dân Theo Sở Xây dựng Hà Nội, Thủ đô có nhà máy xử lý nước thải, đáp ứng 22% số lượng nước thải ngày, cịn tới 78% xả thẳng mơi trường Khơng đơn cử thành phố có số lượng mật độ cư dân đơng bậc rơi vào tình trạng vậy, mà tình trạng chung hầu hết đô thị: nước thải sinh hoạt xả thẳng xuống mà không qua xử lý Hiện nay, tỷ lệ bao phủ hệ thống thoát nước đô thị đạt khoảng 50% đa phần xuống cấp, tu bảo dưỡng Cũng có khoảng 15% nước thải thị xử lý, cịn lại xả vào kênh, mương, sơng, hồ nội thành (nguồn nước mặt), qua nhiều điểm tập trung phân tán dọc chiều dài kênh, mương, sông, hồ, gây ô nhiễm nguồn nước Để xử lý nước thải, thu gom nhà máy xử lý – cần xây dựng hệ thống cống/ hầm thu gom truyền dẫn nước thải, tuyến cống bao dọc kênh, mương, sông, hồ nội thành, thu gom nước thải dẫn Giếng xử lý tập trung để làm trước xả nguồn nước Tại Hà nội có dự án xử lý nước thải Yên Xá bao gồm nhà máy xử lý nước thải có cơng suất 270.000 m3/ngày đêm tuyến cống thu gom nước thải dọc sông Tô Lịch, sông Lừ, sông Sét phần sông Nhuệ Nước thải thu gom từ hệ thống cống/ống dẫn nước thải từ dịng sơng thi cơng cơng nghệ khoan kích ngầm Phương pháp khoan kích ngầm nhóm phương pháp thi cơng đào ngầm (Trenchless technology) có khả thi công không cắt phá bề mặt Phương pháp giúp thu gom nước thải qua đường hầm đưa nhà máy xử lý nước thải mà không xả thẳng sông, hồ gây ô nhiễm nguồn nước thị ==> Chính vậy, đề tài: “Sử dụng phương pháp khoan kích ngầm thi cơng hầm nước thải thị Hà Nội” cần thiết có giá trị khoa học Mục tiêu Nghiên cứu áp dụng phương pháp khoan kích ngầm để xây dựng đường hầm dẫn nước thải đô thị Nghiên cứu khoa học sinh viên Phạm vi nghiên cứu Phân tích đặc điểm hệ thống nước thị thành phố Tìm hiểu phương pháp khoan kích ngầm áp dụng dự án thoát nước Yên Xá - thành phố Hà Nội Thực hành tính tốn lý thuyết để thiết kế ống kích theo phương pháp khoan kích ngầm Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu, phân tích ứng dụng phương pháp khoan kích ngầm sử dụng giới khả áp dụng xây dựng đường hầm nước thải - Thực tính tốn lực kích ống đường hầm thi cơng theo phương pháp khoan kích ngầm Nghiên cứu khoa học sinh viên CHƯƠNG 1: HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC CỦA HÀ NỘI VÀ CÁC YÊU CẦU VỀ THOÁT NƯỚC ĐƠ THỊ 1.1 Đặc điểm thị Hà nội nhu cầu cấp thiết xử lý nước thải đô thị Hà Nội thành phố trực thuộc trung ương thành phố có diện tích lớn nước từ tỉnh Hà Tây sáp nhập vào, đồng thời địa phương đứng thứ nhì dân số với triệu người Nằm đồng sông Hồng trù phú, nơi sớm trở thành trung tâm trị, kinh tế văn hóa từ buổi đầu lịch sử Việt Nam Hình 1.1: Bản đồ hành Thành phố Hà Nội 1.2 Điều kiện tự nhiên kinh tế - khu vực dự án 1.2.1 Điều kiện tự nhiên 1.2.1.1 Vị trí địa lý Thủ Hà Nội nằm trung tâm đồng Bắc Bộ, vị trí khoảng từ 20 25’ đến 21023’vĩ độ Bắc, 105015’ đến 106003’ kinh độ Đông Thành phố Hà Nội điều chỉnh mở rộng địa giới từ 1/8/2008 có diện tích tự nhiên 334.470,02ha Ranh giới Thành phố Hà Nội giới hạn bởi: Nghiên cứu khoa học sinh viên - Phía Bắc giáp tỉnh Thái Nguyên Vĩnh Phúc - Phía Nam giáp tỉnh Hà Nam Hịa Bình - Phía Đơng giáp tỉnh Bắc Giang, Bắc Ninh Hưng n - Phía Tây giáp tỉnh Hịa Bình Phú Thọ 2.1.2 Đặc điểm địa hình Đại phận diện tích Hà Nội nằm vùng đồng châu thổ sơng Hồng với độ cao trung bình từ đến 20 mét so với mực nước biển Địa hình Hà Nội chia làm hai phận: - Vùng đồng thấp phẳng, chiếm đại phận diện tích huyện thị xã quận nội thành, bồi đắp dịng sơng với bãi bồi đại, bãi bồi cao bậc thềm Xen bãi bồi đại bãi bồi cao cịn có vùng trũng với hồ, đầm (dấu vết dịng sơng cổ) Đó trũng tự nhiên dễ bị úng ngập mùa mưa lũ có mưa lớn huyện Đơng Anh, Gia Lâm, Thanh Trì, Thanh Oai, Quốc Oai, Chương Mỹ, Ứng Hòa, Mỹ Đức - Do khai phá canh tác từ lâu đời nên Hà Nội có hệ thống đê điều ngăn lũ chạy dọc triền sông Hệ thống đê điều khiến cho cánh đồng đê không bồi đắp phù sa năm phải xây dựng nhiều cơng trình thủy lợi để tưới tiêu nước - Vùng đồi núi tập trung phía bắc phía tây thành phố, thuộc huyện Sóc Sơn, Thạch Thất, Ba Vì, Quốc Oai, Mỹ Đức, với đỉnh núi cao Ba Vì (1296 m), Gia Dê (707 m), Hàm Lợn (462 m) Khu vực nội thành có số gị đồi thấp, gị Đống Đa, núi Nùng Địa hình Hà Nội thấp dần theo hướng từ Bắc xuống Nam từ Tây sang Đông Điều phản ánh rõ nét qua hướng dòng chảy tự nhiên sơng chảy qua Hà Nội 2.1.3 Khí hậu Nằm vùng nhiệt đới gió mùa, khí hậu Hà Nội có đặc trưng bật gió mùa ẩm, nóng mưa nhiều mùa hè, lạnh mưa mùa đông; chia thành bốn mùa rõ rệt năm: Xuân, Hạ, Thu, Đông Mùa xuân bắt đầu vào tháng (hay Nghiên cứu khoa học sinh viên tháng giêng âm lịch) kéo dài đến tháng Mùa hạ tháng đến tháng 8, nóng lại mưa nhiều Mùa thu tháng đến tháng 10, trời dịu mát, vàng rơi Mùa đông tháng 11 đến tháng năm sau, thời tiết giá lạnh, khơ hanh Ranh giới phân chia bốn mùa có tính chất tương đối, Hà Nội có năm rét sớm, có năm rét muộn, có năm nóng kéo dài, nhiệt độ lên tới 40°C, có năm nhiệt độ xuống thấp 5°C Hà Nội quanh năm tiếp nhận lượng xạ mặt trời dồi Tổng lượng xạ trung bình hàng năm khoảng 120 kcal/cm², nhiệt độ trung bình năm 24,9°C, độ ẩm trung bình 80 - 82% Lượng mưa trung bình 1700mm/năm (khoảng 114 ngày mưa/năm) Trong lịch sử phát triển, Hà Nội nhiều lần trải qua biến đổi bất thường khí hậu - thời tiết Tháng năm 1926, Hà Nội chứng kiến đợt nắng khủng khiếp có ngày nhiệt độ lên tới 42,8oC Tháng năm 1955, mùa đông giá buốt lịch sử, Hà Nội sống giá lạnh xuống đến 2,7oC Và tháng 11 năm 2008, sau vừa mở rộng địa giới hành chính, Hà Nội hứng chịu mưa dội chưa thấy Hầu tất tuyến phố ngập chìm nước, lượng mưa lớn vượt dự báo gây trận lụt lịch sử Hà Nội, làm nhiều người chết, gây thiệt hại vật chất đáng kể 2.1.4 Đặc điểm địa chất cơng trình Trong phạm vi thành phố Hà Nội, theo thời gian địa chất có nhiều loại đất đá khác tuổi lẫn thành phần vật chất độ bền học làm nên cấu trúc địa chất lãnh thổ Hà Nội Hà Nội nằm vị trí đặc biệt, nơi giao thoa cấu trúc kiến tạo có chế độ hoạt động khác thuộc miền võng Hà Nội nằm gối móng uốn nếp thành tạo địa chất có tuổi từ trước 500 triệu năm thuộc miền kiến tạo Đông Bắc Tây Bắc Việt Nam Thành phố Hà Nội nằm đỉnh tây bắc tam giác châu sông Hồng, lịch sử phát sinh phát triển chúng gắn bó với phát triển đới trượt cắt sông Hồng, ngoại trừ hai vùng núi nâng cao vùng Ba Vì đơng nam dãy Tam Đảo Về mặt kiến tạo, nơi tập trung đới kiến trúc vùng trũng sơng Hồng có cấu trúc kiến tạo phức tạp, mức độ động dập vỡ vỏ đất mạnh, kèm theo chuyển động kiến tạo mang tính phân dị cao khối tảng nâng sụt tương đối nhau, mà ranh giới chúng đứt gãy đứt gãy sông Hồng, sông Chảy, sông Lô… Nghiên cứu khoa học sinh viên Cấu trúc địa chất - kiến tạo vừa lợi thế, lại có khía cạnh gây quan ngại cho vùng đất Hà Nội Một mặt cấu trúc cho ta rồng chầu, hổ phục với Ba Vì, Tam Đảo từ hai phía cao uy nghi, sơng Hồng đường bệ,… mặt khác, làm cho mảnh đất rộng mà ta coi thường mặt địa chấn Mạng lưới thủy văn nhân tố có ý nghĩa định đặc điểm địa mạo trội vùng thủ đô Hà Nội tiên định cấu trúc địa chất kiến tạo vùng sụt võng Nó mang đặc trưng mạng sông miền châu thổ, nơi có tương tác dịng chảy sơng với hoạt động sóng thủy triều vịnh Bắc Bộ, nên có mật độ cao thường phân nhánh Đặc biệt phạm vi Hà Nội cổ, dịng sơng nhỏ Tô Lịch, Lừ, Sét Kim Ngưu với sơng Hồng kết thành mạng lưới hình găng tay khổng lồ xịe ngón đơng nam tạo thành hành lang tự nhiên cho thành phố đón gió từ biển tới 2.1.5 Đặc điểm địa chất thủy văn Hà Nội hình thành từ châu thổ sơng Hồng, nét đặc trưng vùng địa lí thành phố Hà Nội “Thành phố sông hồ” hay “Thành phố sông” Nhờ sông lớn nhỏ chảy miệt mài hàng vạn năm đem phù sa bồi đắp nên vùng châu thổ phì nhiêu Hiện nay, có sơng chảy qua Hà Nội: sơng Hồng, sơng Đuống, sông Đà, sông Nhuệ, sông Cầu, sông Đáy, sông Cà Lồ Trong đó, đoạn sơng Hồng chảy qua Hà Nội dài tới 163km (chiếm 1/3 chiều dài sông chảy qua lãnh thổ Việt nam) Trong nội ngồi sơng Tơ Lịch sơng Kim ngưu cịn có hệ thống hồ đầm đường tiêu thoát nước thải Hà Nội Ở kỉ trước có 100 hồ lớn nhỏ, phần nhiều hồ đầm tự nhiên, vết tích khúc sông chết để lại số hồ nhân tạo, cải tạo cánh đồng lầy thụt thành hồ Hiện nay, dù phần lớn bị san lấp lấy mặt xây dựng, đến tới hàng trăm hồ đầm lớn nhỏ phân bổ khắp phường, xã thủ đô Hà Nội Nổi tiếng hồ Hoàn Kiếm, Hồ Tây, Quảng Bá,Trúc Bạch, Thiền Quang, Bảy Mẫu, Thanh Nhàn, Linh Đàm, Yên Sở, Giảng Võ, Đồng Mô, Suối Hai… Những hồ đầm Hà Nội kho nước lớn mà hệ thống điều hòa nhiệt độ tự nhiên làm cho vùng đô thị nội thành giảm bớt sức hút nhiệt tỏa nóng khối bê tơng, sắt thép, nhựa đường hoạt động nhà máy… Hồ đầm Hà Nội tạo cho thành phố khí hậu mát lành - tiểu khí hậu thị mà cịn danh lam thắng cảnh, vùng văn hóa đặc sắc Thăng Long - Hà Nội Nghiên cứu khoa học sinh viên 1.2.2 Điều kiện kinh tế xã hội Với thuận lợi điều kiện tự nhiên, thời tiết, Hà Nội thị có mức phát triển kinh tế cao nước Khu vực nông, lâm nghiệp thủy sản năm 2020 ước tính tăng 4.2% so với năm 2019, đóng góp 0,09% vào mức tăng GDP Đây khu vực ghi nhận tốc độ tăng cao mức tăng chung cao mức tăng nhiều năm qua Khu vực công nghiệp xây dựng ước tính năm 2020 tăng 6,39% so với năm 2019, đóng góp 1,43% vào mức tăng GDP Trong đó: Ngành cơng nghiệp năm tăng 4,91%, đóng góp 0,69% vào mức tăng chung Ngành xây dựng tiếp tục tăng cao 8,9% so với năm 2019, đóng góp 0,74% vào mức tăng chung, cơng tác giải ngân vốn đầu tư cơng có chuyền biến tích cực; khởi cơng số cơng trình lớn hồn thành đưa vào sử dụng số cơng trình trọng điểm, góp phần phát triển kinh tế - xã hội Thủ đô 1.2.3 Hiện trạng sử dụng đất đai kỹ thuật hạ tầng 1.2.3.1 Hiện trạng đất đai Hình 1.2: Hiện trạng đất đai Thành phố Hà Nội Nghiên cứu khoa học sinh viên 1.2.3.2 Cơ sở kinh tế kỹ thuật a Cơng nghiệp tiểu thủ cơng nghiệp Tính đến tháng 1/2016 dự kiến sản xuất công nghiệp tháng Một giảm so với tháng trước tăng mạnh so kỳ năm trước Cụ thể sau: Chỉ số phát triển sản xuất công nghiệp tháng Một giảm 3,1% so tháng trước tăng 15% so kỳ năm trước Trong đó: Cơng nghiệp khai khống giảm 9,8% so tháng trước giảm 17,6% so kỳ; công nghiệp chế biến, chế tạo giảm 3,2% tăng 15,1%; sản xuất phân phối điện, khí đốt, nước tăng 2,3% tăng 9,1%; cung cấp nước, hoạt động quản lý xử lý rác, nước thải giảm 4,9% tăng 19,7% Trong đó, số ngành chiếm tỷ trọng lớn có tốc độ tăng cao so bình quân chung như: Sản xuất chế biến thực phẩm, tăng 20,2% so kỳ 2015; sản xuất trang phục, tăng 63%; sản xuất thuốc, hóa dược tăng 30,6%; sản xuất kim loại, tăng 39,9%; khai thác, xử lý cung cấp nước, tăng 16,4%; Bên cạnh đó, số ngành sản xuất có số sản xuất giảm sút như: Khai khống khác, giảm 17,6%; sản xuất thuốc lá, giảm 3,7%; sản xuất thiết bị điện, giảm 18,6%; Sản phẩm công nghiệp chủ yếu thành phố Hà Nội ước tính tháng Một so kỳ sau: ánh loại tăng 27,7% so kỳ; ia đóng chai tăng 2,5%; thuốc có đầu lọc giảm 3,7%; khăn loại giảm 14,5%; vải tuyn tăng 20%; quần áo thể thao tăng 175,4%; phân lân nung chảy giảm 18,7%; mạch điện tử tích hợp tăng 53,7%; tủ lạnh, loại sử dụng gia đình tăng 152,2%; bê tơng tươi tăng 19%; lợp kim loại tăng 20%; cấu kiện nhà lắp sẵn kim loại tăng 138,5%; nước uống tăng 16,4%; tủ gỗ khác tăng 11,6%; bàn gỗ loại tăng 202,1%; b Thương mại dịch vụ * Nội thương: Ước tính tổng mức bán hàng hóa doanh thu dịch vụ tháng Một đạt 168.920 tỷ đồng, tăng 4,7% so tháng trước tăng 10,4% so kỳ (trong đó, tổng mức bán lẻ hàng hóa doanh thu dịch vụ đạt 38.157 tỷ đồng, tăng 5,2% 10,1%) Trong đó: Kinh tế Nhà nước ước đạt 48.500 tỷ đồng, tăng 3,6% 8,5%; kinh tế nhà nước đạt 112.320 tỷ đồng, tăng 5,3% 11,2%; kinh tế có vốn đầu tư nước đạt 8.100 tỷ đồng, tăng 3,1% 9,7% * Ngoại thương Nghiên cứu khoa học sinh viên GU3&4 16 20 20-25 5-20 0.3 0.66 GU1s_1 18.5 25 10 50 8-20 0.3 0.58 GU5a 20 34 - 30-60/10-20 (*) 0.3 0.44 GU5b 20.5 35 - 50-100 0.3 0.43 GU7&8 21 40 - 100 0.3 0.36 3.3.2 Tính tốn lực kích ống Trong đất dính, phần lực cản chuyển động đường ống độ bám dính ống đất Có mơ hình khác đề xuất (Haslem, 1986) mà giả định tương tác cố kết đường ống đất, với điện trở đơn vị tiếp xúc khu vực liên quan đến cường độ khơng nước đất Haslem gợi ý chiều rộng (b) khu vực tiếp xúc ống đất phải giải pháp cho tiếp xúc đàn hồi hai bề mặt cong: b = 1,  ( Pu  kd  Ce ) 0,5 Trong đó: + b: Chiều rộng vùng tiếp xúc ống đất + Pu: Lực tiếp xúc đơn vị chiều dài ống đất (kN/m) + kd: Tỷ lệ đường kính ngồi ống đường kính đường hầm + Ce: Hệ số Poisson đất/ống Module đàn hồi đất/ống + De: Đường kính ngồi ống (m) + Dc: Đường kính hầm (m) + Es: Module đàn hồi đất (kPa) + Ep: Module đàn hồi ống (kPa) + vp: Tỷ số poisson đất + vs : Tỷ số poisson cho đường ống kd = Dc  De Dc − De Trang 64 Nghiên cứu khoa học sinh viên − vs2 − v p Ce = + Es Ep Bảng 1.3: Thông số đường ống Thông số đường ống Vật liệu Bê tông cốt thép Mô đun đàn hồi đường ống (bê tông f’c = Ep 30500MPa 42Mpa) Tỷ số biến dạng ống vp 0,2 Đường kính ống Di 1,5 m Độ dày ống t 0,15 m Đường kính ngồi ống De Lực tiếp xúc ống với đất đơn vị chiều dài (bằng trọng lượng đơn vị chiều dài Pu ống) Chiều dài ống đơn Lu 1,8 m Chiều dài ống trục Lt Khoảng cách đường ống với đất (theo đường g kính) 100 m 17,88 kN/m 2,5 m 0,05 m Thông số đất Loại đất dọc theo đường ống Đất sét nửa cứng Mô đun đàn hồi đất Es 20000 kPa Tỷ số biến dạng đất vs 0,3 Sức kháng cắt khơng nước đất Su 25 kPa Đường kính nen Dc 1,85 m Tính tốn thơng số kd Ce: kd = Ce = Dc  De 1,85 1,8 = = 66, 6(m) Dc − De 1,85 − 1,8 − vs2 − v p − 0,32 − 0, 22 + = + = 0, 000046 (1/ kPa ) Es Ep 20000 30500000 Mơ hình tính toán lựa chọn giả định tương tác đường ống đất cố kết, với lực cản đơn vị diện tích tiếp xúc liên quan đến cường độ khơng nước đất Trang 65 Nghiên cứu khoa học sinh viên Kết tính toán sau: b = 1,  ( Pu  kd  Ce ) 0,5 = 1,  (17,88  66,  0, 000046) 0,5 = 0,37m Hình 3.22 Các thành phần lực kích giai đoạn thi cơng Nói chung (hình 3), cơng thức tổng lực kích đẩy là: P = Pp + Pf + Pw (1) Trong đó: - P tổng lực kích (kN) - Pp khả chống thâm nhập - Pf lực ma sát đất đường ống đến áp suất đât - Pw lực ma sát đất ống trọng lượng ống Ma sát đất ống trọng lượng ống (Pw) tính là: Pw = G.L (2) Với μ hệ số ma sát đất ống; G trọng lượng đơn vị chiều dài ống (kN / m); L chiều dài kích (m) Khả chống xuyên thủng (Pp) xác định tùy thuộc vào loại đào Nó gọi khả chống cắt sử dụng chắn kích mở máy khoan vi ống sức cản mặt cắt sử dụng máy khoan kín chẳng hạn máy đào vi sinh dạng bùn [8] - Điện trở cắt cạnh (Pp): tính theo hai phương pháp sau: Trang 66 Nghiên cứu khoa học sinh viên • Phương pháp kháng cắt: Pp = ( đó: (3) γ tỷ trọng đất (kN / m3); H độ sâu đất phủ (m); ϕ góc ma sát (0); c lực dính (kN / m2); λ hệ số chịu tải cơng suất (xem Hình 4); D0 đường kính lưỡi cắt (m); t chiều dày cạnh cắt (m) Giá trị Pp phương trình (3) chọn (Bảng 1) [8] • Phương pháp áp suất đất thụ động: Pp = (4) - Lực cản mặt (Pp) cấu tạo hai thành phần sau [8, 9]: - Lực tiếp xúc đầu doa mặt (P1) Lực thủy lực buồng treo để đỡ mặt gạt đất (P2) Pp = P1 + P2 (5) • Lực tiếp xúc đầu khoan mặt (P1) tính sau: P1 = , (kN) (6) d1 đường kính đầu khoan Pb áp suất tiếp xúc đầu khoan - Để thỏa mãn: với kA hệ số áp suất đất tác dụng, kA = kp hệ số áp suất đất chủ động kp= (45 - ); (45 - ); • Lực trợ thủy lực buồng treo (P2) P2= (1.1 , (kN) đường kính máy đào hầm (m); pw áp lực nước (kN / m2), pw = γw.h với γw khối lượng riêng nước (kN / m3) Trang 67 (7) Nghiên cứu khoa học sinh viên h độ sâu cột nước đáy ống (m) Có nhiều phương pháp để tính lực cản ma sát (Pf), có khác biệt lớn kết phương pháp Các kết khác từ giả định khái niệm khác phương pháp dựa dựa so sánh công thức Marston, lý thuyết silo Terzaghi, phương pháp Kubota cơng thức sửa đổi Hiệp hội nước Nhật Bản cho phù hợp với công việc thực tế Họ kết từ công thức Marston xác phương pháp khác Lực cản ma sát (Pf) tính theo cơng thức Marston là: Pf = (8) Trong hệ số ma sát trung bình (xem Bảng 2, 3); ϕ góc ma sát trong; D bên ngồi đường kính ống (m); L chiều dài kích (m); V lực pháp tuyến trung bình dọc theo bề mặt bên ống (kN / m): V= (9) với γ đơn vị trọng lượng đất phía ống (kN / m3) B chiều rộng tối đa kết cấu đào ngầm (m); c hệ số dính (kN / m2) (xem Bảng 4); Ct hệ số tải: (10) Trong e số logarit tự nhiên; k tỷ số áp suất bên áp suất thẳng đứng Rankine, k = (1 − sinϕ)/(1 + sinϕ) Trang 68 Nghiên cứu khoa học sinh viên g/2 g/2 b De Dc Lực cản không thoát nước Su giả định giá trị cố kết MohrCoulomb bao ứng suất tổng Đối với ví dụ này, giá trị (Su) 25 kPa Khi đó, lực cần thiết để di chuyển đường ống tổng chiều dài trục là: Frt = Ac  Su = 37  25 = 925( KN ) 3.3 Tác động bất lợi q trình thi cơng giải pháp giảm thiểu Tác động phân loại cho giai đoạn thi công giai đoạn vận hành biện pháp giảm thiểu đề xuất để giảm nhẹ loại trừ tác động tiêu cực Một số tác động tiêu cực giải pháp hệ thống cống NMXLNT xác định sau: Bảng 3.2: Các vấn đề thi công Các Tác động bất lợi Biện pháp giảm thiểu đề xuất tiêu Chất lượng Hoạt động thi công - Rửa tưới nước định kỳ cho công trường thi công không khí phương tiện vận tải phát - Bảo đảm khoảng cách an tồn máy móc thi cơng sinh khói bụi khí thải tường rào cơng trường thi công NO2 SO2 môi trường - Xây tường tạm xung quanh công trường thi công, đặc biệt khu vực nhạy cảm - Sử dụng thiết bị phương tiện thi công tuân thủ quy định hành - Kiểm tra bảo dưỡng định kỳ thiết bị Trang 69 Nghiên cứu khoa học sinh viên phương tiện vận tải phục vụ thi công - Quản lý hoạt động thi công phân luồng cho dòng xe tải phục vụ thi công - Dùng vải, bạt để che chắn cho xe tải chở đất, đá - Trong trường hợp có gió mạnh, cần tạm ngừng hoạt động thi công để tránh bụi cho khu vực xung quanh - Cung cấp khóa tập huấn cho đào tải đào chở thiết bị thi công Chất lượng Nước ô nhiễm nước thải - Ngăn chặn nước chảy tràn từ công trường thi công nước sinh hoạt từ hoạt động thi - Ngăn cách công trường thi công sử dụng cọc cừ cơng gây nhiễm - Xả nước thải vào hệ thống nước cơng cộng nước mặt nước ngầm - Bùn phải tách nước trước xả phải Nước mưa từ cơng trình thi tái sử dụng mức tối đa cơng gây đục - Phương pháp phun vữa hóa học để gia cố đất cần nước phải lựa chọn áp dụng hạn chế Ô nhiễm đất Nếu đất đào bị ô nhiễm - Ngăn chặn nước chảy tràn từ công trường thi công gây tác động bất lợi cho môi - Xả nước thải vào hệ thống nước cơng cộng trường xung quanh Nước - Phương pháp phun vữa hóa học để gia cố đất cần phải thải từ công trường thi công lựa chọn áp dụng hạn chế có khả gây nhiễm - Phân tích chất độc hại có đất đào đất - Tận dụng đất đào cho công tác thuộc Dự án - Thuê dịch vụ bên thực việc xử lý/đổ bỏ/tái chế đất thải Rung tiếng ồn Hoạt động thi công giếng - Hạn chế thời gian thi công đứng phương tiện vận - Bảo đảm khoảng cách an tồn máy móc thi cơng tải gây rung tiếng tường rào cơng trường thi công ồn - Kiểm tra bảo dưỡng định kỳ thiết bị thi công - Quản lý hoạt động thi công phân luồng cho dịng xe tải phục vụ thi cơng Trang 70 Nghiên cứu khoa học sinh viên - Cung cấp khóa tập huấn cho đào tải đào chở thiết bị thi công - Xây tường tạm xung quanh công trường thi công, đặc biệt khu vực nhạy cảm Lún ngầm Do bơm mức rò rỉ - Cần lập thiết kế phù hợp dựa khảo sát chi tiết nước ngầm thi cơng, có điều kiện địa chất nước ngầm thể gây giảm áp lực nước - Sử dụng tường chắn đất cứng, có khả chống ngầm Do đó, lún ngầm thấm nước xảy dẫn đến lún - Kiểm tra mực nước ngầm rò rỉ nước ngầm - Kiểm tra mức độ lún tình trạng sở mang tính nhạy cảm Rác thải Hoạt động thi cơng phát - Phân tích chất độc hại có đất đào sinh lượng lớn đất đào - Tận dụng lượng đất đào vào công tác thuộc Dự rác thải xây dựng án Nếu khơng có biện pháp xử lý thích hợp, chúng gây ô nhiễm môi trường Cảnh - Thuê dịch vụ bên thực việc xử lý/đổ bỏ/tái chế đất thải, đá vụn, rác xây dựng quan Hoạt động thi công gây - Xây dựng hàng rào bảo vệ xung quanh công trường đặc mỹ quan cho khu vực thi công bãi chứa vật tư điểm địa lý xung quanh - Công tác thi cơng cần thực theo phần, sau cần hoàn trả lại mặt cho hoạt động thường ngày - Nhanh chóng đổ bỏ rác thải xây dựng bãi chôn lấp phù hợp Điều kiện Hoạt động thi cơng - Cần áp dụng thiết kế công nghệ xây dựng thủy văn gây giảm áp lực nước ngầm phù hợp như: xây dựng tường chắn đất cứng, có khả bơm mức rò rỉ chống thấm nước nước ngầm - Khu vực cần lấp đất sớm tốt để khôi phục lại mực nước ngầm - Kiểm tra mực nước ngầm rò rỉ nước ngầm Cơ sở văn Gần đoạn áp dụng - Kiểm tra tình trạng sở mang tính nhạy cảm hóa tơn phương pháp đào mở có giai đoạn tiền thi công thi công Trang 71 Nghiên cứu khoa học sinh viên giáo số sở văn hóa - Bảo đảm khoảng cách an toàn máy móc thi cơng tơn giáo Hoạt động thi cơng tường rào cơng trường thi cơng tác động xấu tới - Quản lý hoạt động thi công sở - Thiết lập hệ thống quản lý liên quan tới việc khai quật di tích địa bàn Dự án Tình hình sử Hoạt động thi cơng - Cần áp dụng thiết kế công nghệ xây dựng dụng nước gây giảm áp lực nước ngầm, phù hợp như: xây dựng tường chắn đất cứng, có khả dẫn đến tác động chống thấm nước bất lợi tới tình hình sử dụng - Khu vực cần lấp đất sớm tốt để khôi nước phục lại mực nước ngầm - Kiểm tra mực nước ngầm rò rỉ nước ngầm Tai nạn, rủi Hoạt động xây dựng - Có biện pháp kiểm sốt giao thơng phù hợp ro gây rủi ro tai nạn - Có bảng dẫn cho biết công trường xây dựng - Đảm bảo sách an tồn cho cơng nhân Tắc nghẽn Hoạt động thi công (đặc biệt - Che đậy đoạn đường thi công giao thông đoạn áp dụng phương đậy pháp đào mở) - Trước cấm đường/chiếm dụng đường để thi công, phương tiện vận tải cần phải có bảng dẫn hay thơng báo gây tắc nghẽn giao phương tiện thông tin đại chúng thơng - Cần bố trí người hướng dẫn/biển báo để dẫn cách đường vòng - Cần bố trí lối vào biển báo để người dân vào cửa hàng gần cơng trường xây dựng - Trong giai đoạn thiết kế, cần lập kế hoạch thi công cụ thể quản lý phương tiện giao thơng để hạn chế tối đa diện tích thời gian cấm đường/chiếm dụng đường để phục vụ thi công Trang 72 Nghiên cứu khoa học sinh viên Kết luận chương Chương 3, nhóm đề tài nghiên cứu cơng nghệ khoan kích ngầm đề xuất áp dụng dự án thoát nước thải Yên Xá – Hà nội; gồm quy trình - trình tự thi cơng đường hầm nước, phân tích thơng số kỹ thuật đoạn tuyến ngầm tính tốn lực kích ống Chương nhóm đề tài phân tích tác động bất lợi q trình thi cơng giải pháp phịng ngừa cố thi cơng đường hầm cơng nghệ khoan kích ngầm Các kết phân tích cho thấy, áp dụng cơng nghệ khoan kích ngầm cần có đánh giá thận trọng điều kiện đất yếu tố đô thị (giao thông, ô nhiễm, tiếng ồn…) Các kết nghiên cứu bước đầu nhóm đề tài làm sở để thành viên nhóm tiếp tục nghiên cứu sâu để nắm vững kiến thức chuyên sâu phương pháp khoan kích ngầm áp dụng thi cơng đường hầm nước thị Trang 73 Nghiên cứu khoa học sinh viên KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ Kết luận Việc nghiên cứu, đề xuất ứng dụng công nghệ tiên tiến xây dựng công trình hạ tầng kỹ thuật thị ưu tiên hàng đầu nhà nước ta trình phát triển xây dựng đất nước Với ưu điểm công nghệ vượt trội, khắc phục hạn chế phương pháp đào hở thông thường, giảm thiểu chi phí, hạn chế ảnh hưởng tới mơi trường xung quanh, cơng nghệ khoan kích đẩy hứa hẹn đóng vai trị quan trọng thi cơng cơng trình ngầm hạ tầng kỹ thuật ngầm Hà Nội đô thị đặc biệt, thủ đô nước, tác giả đề xuất việc ứng dụng công nghệ thi cơng xây dựng đường ống nước cho dự án đầu tư xây dựng hệ thống xử lý nước thải n Xá góp phần hồn thiện hệ thống nước xử lý nước thải, bước nâng cao chất lượng sống, cải thiện môi trường thành phố Hà Nội Nhóm nghiên cứu đề tài đánh giá, tổng hợp cơng nghệ thi cơng cơng trình ngầm tiên tiến áp dụng giới Việt Nam; bước đầu phân tích điều kiện kỹ thuật để áp dụng công nghệ phù hợp, từ lựa chọn, đề xuất ứng dụng cơng nghệ thi cơng xây dựng đường ống nước cho tuyến cống dọc sông Tô Lịch nhà máy xử lý nước thải n Xá cơng nghệ khoan kích ngầm Kiến nghị Từ phân tích thu thập số liệu bước đầu tìm hiểu cơng nghệ khoan kích ngầm lĩnh vực nước thị - đoạn tuyến đề xuất nhà máy nước thải Yên Xá Nhóm đề tài nhận thấy, cơng nghệ khoan kích ngầm (trenchless method/pipe jacking) định hướng chuyên sâu lĩnh vực xây dựng cơng trình ngầm thị Trang 74 Nghiên cứu khoa học sinh viên Trong tương lai, nhu cầu xây dựng đường ống nước cơng nghệ khoan kích ngầm áp dụng rộng rãi ưu điểm công nghệ đảm bảo mĩ quan đô thị không đào phá bề mặt Với kết bước đầu, nhóm đề tài mong muốn tìm hiểu sâu lĩnh vực cơng trình ngầm thị năm học Trang 75 Nghiên cứu khoa học sinh viên TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Bộ Xây dựng (2016), Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia cơng trình hạ tầng kỹ thuật đô thị QCVN 07:2016/BXD Bộ Xây dựng (2006), TCXDVN 371-2006: Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam Nghiệm thu chất lượng thi cơng cơng trình xây dựng; Bộ Xây dựng (2015), Báo cáo hạ tầng kỹ thuật thành phố Hà Nội; Bộ Xây dựng, Cục Phát triển đô thị (2015), Báo cáo số liệu thống kê đô thị Việt Nam; Báo cáo nghiên cứu khả thi điều chỉnh thiết kế sở dự án hệ thống xử lý nước thải Yên Xá (2008, 2013, 2015); Bùi Đức Chính, Phạm Thanh Tùng (2009), Lựa chọn công nghệ phù hợp xây dựng cơng trình ngầm theo kỹ thuật đào kín – Tuyển tập cơng trình Hội nghị khoa học cơng nghệ môi trường năm 2009, Viện Khoa học công nghệ Giao thông vận tải; Đào Văn Canh - Đại học Mỏ - Địa chất, Giáo trình cơng nghệ thi cơng cơng trình ngầm dân dụng cơng nghiệp Hồng Văn Huệ, Thốt nước, Tập – Mạng lưới thoát nước; Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5637-1991: Quản lí chất lượng xây lắp cơng trình xây dựng-Nguyên tắc bản; 10 Thủ tướng phủ (2013), Quyết định phê duyệt Quy hoạch nước thủ Hà Nội định hướng đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050; Tiếng Anh 11 Japan Sewage Works Association (June, 2013), Pipe Jacking 12 Mohammad Najafi, Trenchless Technology Piping – Installation ad Inspection Trang 76 Nghiên cứu khoa học sinh viên 13 Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism - MLIT (2015), Bộ tài liệu kỹ thuật tiêu chuẩn, định mức dự toán cho Việt Nam Website 14 Wikipedia – ách khoa toàn thư mở Wikipedia Hà Nội; 15 Chính phủ Việt nam : www.chinhphu.gov.vn; 16 UBND thành phố Hà nội : www.hanoi.gov.vn 17 Sở Xây dựng Hà nội : www.soxaydung.hanoi.gov.vn 18 Sở Công thương Hà nội : www.congthuonghn.gov.vn 19 Và số Website khác Trang 77 Nghiên cứu khoa học sinh viên Trang 78 ... nước thị thành phố Tìm hiểu phương pháp khoan kích ngầm áp dụng dự án thoát nước Yên Xá - thành phố Hà Nội Thực hành tính tốn lý thuyết để thi? ??t kế ống kích theo phương pháp khoan kích ngầm Phương. .. đường hầm đưa nhà máy xử lý nước thải mà không xả thẳng sông, hồ gây ô nhiễm nguồn nước đô thị ==> Chính vậy, đề tài: ? ?Sử dụng phương pháp khoan kích ngầm thi cơng hầm nước thải đô thị Hà Nội? ??... kinh tế Phương án thi công lộ thi? ?n bao gồm phương pháp sau : – Phương pháp đào hố móng – Phương pháp dùng kèo di động – Phương pháp thi công tường đất – Phương pháp hạ đoạn Phương pháp thi công