3.1.1 . Biện pháp dự phòng đất sập trong thi công.
a. Lựa chọn phương pháp và biện pháp hợp lý.
Đây là điều mấu chốt nhất. Trong khi đào vào vùng địa chất không tốt, vi nham vụn nát, nên dùng phương pháp thủ công “Trước tiên thoát nước đào cự ly ngắn, nổ phá om, che chống khoẻ, xây vòm sớm, thường xuyên đo đạc". Cần biên soạn phương án thi công và biện pháp an toàn thiết thực khả thi.
b. Quan trắc theo dõi độ lún sụt đất nền xung quanh và lân cận.
Để đảm bảo thao tác thi công an toàn, kịp thời phát hiện khả năng và triệu chứng sụt lở, và dựa vào tình hình khác nhau mà dùng các phương pháp thi công
thoả đáng và biện pháp khống chế đất sụt cho thích hợp, cần thiết phải tiến hành đo đạc dự phòng trong giai đoạn thi công.
Tại công trình hầm đường bộ qua đèo Hải Vân đã bố trí cả một kế hoạch hoàn chỉnh giám sát chất lượng đào hầm với phương tiện đo đạc hiện đại như máy đã biến dạng, các tế bào điện do ứng suất lực căng, các biến năng đã biến dạng chuyển vị, cùng các thiết bị che chống bộ thời như: neo, bu lông, mạng lưới cốt thép che chốn, giá vòm thép v.v..[11]
Trên thế giới dự phòng đất sụt thường dùng mấy loại phương pháp sau. * Phương pháp quan sát.
Tại mặt đào dùng lỗ thăm dò để tiến hành khảo sát tình hình địa chất và thuỷ văn, đồng thời kéo neo thăm dò mặt đào để phân tích phán đoán xem có cần đo đạc dự phòng vượt lên trước để đối phó với khả năng phát sinh đất sụt.
Quan sát định kỳ và không định kỳ trạng thái chịu lực và biến dạng của vi nham trong hầm: kiểm tra kết cấu che chống xem có phát sinh biến dạng lớn hay
không; quan sát xem vết tầng, các khe nứt có trương to ra không, xem đỉnh hầm và vách hầm có bị bong rời rụng đá hay không; phun bê tông có bị bong rời hay không; cho đến cả kiểm tra mặt đất xem có bị lún không v.v...
* Phương pháp đo đạc thông thường
Theo thời gian quy định quan trắc đo đạc chuyển vị, ứng suất của các điểm, tiến hành phân tích nghiên cứu trên số liệu đo đạc được, kíp thời phát hiện trạng thái chịu lực, chuyển vị thông thường dẫn đến khả năng sụt lở.
* Phương pháp đo đạc vi địa chấn và phương pháp siêu âm
Phương pháp thứ nhất dùng nguyên lý đo đạc địa chấn do máy chuyên dụng srất nhạy tạo thành; phương pháp sau dùng máy siêu âm đi qua nham thạch để đổ và xác định trạng thái chịu lực của nhóm thạch, qua đó phân tích xác định khả năng xẩy ra đất sụt.
Qua các cách đo đạc dự phòng đất sụt nói trên, phát hiện ra triệu chứng phải hết sức coi trọng, phân tích kịp thời, phải dùng biện pháp có hiệu lực xử lý ẩn hoạ khi chưa xẩy ra.
Sau khi đào lộ ra mặt công tác, cần phun neo che chống kịp thời và hiệu quả hoặc phun neo kết hợp mạng lưới thếp để che chống và cần cân nhắc dùng bê tong dính kết nhanh, dùng hệ neo chịu lực nhanh và biện pháp che chống bằng hệ chống vòm thép v.v...
Những phương pháp trên có tác dụng ngăn ngừa lún sụt cục bộ, nâng cao được tính ổn định toàn khối của đường hầm rất có hiệu quả.
3.1.2 . Biện pháp xử lý đất sụt trong thi công đường hầm.
Cần nhanh chóng xử lý kịp thời, khi xử lý cần quan trắc phạm vi, hình dáng, cấu tạo địa chất hố sụt, kiểm tra xác minh nguyên nhân đất sụt và tình hình hoạt động của nước ngầm, qua phân tích thận trọng tỷ mỷ, biên soạn phương án xử lý.
* Xử lý đất sụt cần trước tiên gia cố vùng chưa bị sụt, ngăn ngừa phát triển tiếp tục Sau đó có thể dựa vào phương pháp sau để xử lý .
a) Sụt lở nhỏ, theo hướng dọc không dài, khối sụt không cao, trước tiên cần gia cố thân hầm ở hai đầu và khẩn trương phun bê tông hoặc dùng che chóng liên hợp bằng neo và phun bê tông bịt kín bộ phận đỉnh và bộ phận bên cửa hố sụt, rồi mới tiến hành hót đất đá sụt. Với tiền đề đảm bảo an toàn, cũng có thể dựng giá chống tạm thời trên khối đất sụt để làm cho phần đinh ổn định xong, sau đó mới hót đất đá sụt. Phải đợi cho đến khi bê tông vỏ hầm đạt đến cường độ yêu cầu xong mới có thề tháo dỡ chống tạm thời.
b) Khói đất sụt lớn, hố trượt cao, khối lượng đất đá sụt lớn bịt kín hoàn toàn thân hầm, tốt nhất nên dùng phương pháp trước tiên che chống sau đó mới đào.
Sau khi kiểm tra rõ ràng quy mô hố lỡ to hay nhỏ và vị trí đỉnh hố xong, có thể dùng phương pháp lán ống kết hợp với phun vữa xi măng cát làm cho vi nham và khối đất đá cố kết ổn định, đợi cho vòm lán ống và vi nham ổn định xong thì dựa vào nguyên tắc đào khối sụt theo trình tự trên trước dưới sau hót hết đất sụt, dùng cách đào từng đoạn ngắn, nổ phá om bịt kín nhanh và cần hết sức khẩn trương hoàn thành vỏ hầm.
c) Nếu khối sụt ăn lên tận đỉnh, trước lúc hót hết đất cần che chống miệng hố sụt, nếu địa tầng quá kém có thể dùng neo, trong hầm có thể dùng lán ống để che chống và dùng giá vòm thép để che chống.
d) Sụt lở miệng hầm, nói chung sụt lở kẻo đến giáp mặt đất có thể dùng biện pháp đào hầm lộ thiên.
* Đồng thời với xử lý đất sụt, cần tăng cường công tác thoát nước. Đất sụt luôn luôn có quan hệ với hoạt động nước ngầm, trị sụt lở trước tiên cần trị thuỷ. Ngăn chặn nước mặt chạy vào vùng đất sụt, hoặc dẫn đi chỗ khác hoặc cắt đứt nước ngầm đi vào vùng đất sụt để trách mở rộng khối sụt : Biện pháp cụ thể
+ Mặt đất lún xương và nứt nẻ, dùng đất không thấm nước đắp và lèn chặt, đào rãnh trách và thoát nước ngăn không cho nước chảy vào khối sụt.
+ Khi đất sụt ăn lên đến đỉnh, cần đào rãnh thoát nước ở bốn phía trên mặt đất và vùng mái lợp che mưa. Chỗ đắp hố sụt cần cao hơn mặt đất và dùng đất sét hoặc bờ xây bịt kín, làm tốt công tác thoát nước.
+ Nếu bên trong khối sút có nước ngầm hoạt động cần dùng ống thoát nước đưa đến rãnh thoát hết nước. Ngăn chặt khối sụt mở rộng.
để gia cường. Giữa lưng và vỏ hầm và xung quanh vách lỗ sụt cần phải che chống thật chặt. Khi hố sụt tương đối bé có thể dùng đá hộc chít vữa hoặc đá hộc xếp khan lấp đầy lở sụt, khi lỗ sụt tương đối lớn, có thể trước tiên dùng đá hộc chít vữa lấp đến một độ dày nào đó, không gian còn lại cần dùng hệ chống thép ổn định vi nham; khi hố sụt đặc biệt lớn cần thiết kế đặc biệt riêng.
3.2. Khí độc.
3.2.1. Đối với khí Methane.
* Phát hiện và theo dõi.
Khi sự xuất hiện khí Methane tạo nên bất cứ hiện tượng tích tụ tập trung nào, không khí trong đường ngầm cần được liên tục theo dõi bằng các dụng cụ theo dõi đặt cố định và dụng cụ theo dõi di động. Hệ thống phát hiện cần được kết hợp với một hệ thống báo động trong đường ngầm để chỉ ra khi nào thì các mức báo động định trước đã bị vượt quá. Để khởi động hệ thống báo động, những biện pháp khẩn cấp tuần tự cần được thực hiện.
Khi có sự xuất hiện của khí Methane hay bất kỳ khí gas có khả năng cháy nổ nào cần được báo ngay cho đơn vị thiết kế đường ngầm và chủ đầu tư. Khi phát hiện ra có bất kỳ khí gas gây cháy nổ nào, phải xác định rõ đặc tính và nguồn gốc của chúng và cường độ của lượng khí gas này cần được do chính xác, cụ thể.
Việc bảo dưỡng và cân chỉnh định kỳ một cách có hiệu quả các thiết bị phát hiện khí gas là rất quan trọng. Cán luôn ghi nhận rằng những thiết bị này chỉ đồ được do tập trưng của khí gas hiện tại hoặc gần với các đầu đó mà thôi .
Việc đo đạc cần được tiến hành bằng cách sử dụng thiết bị đổ cố định đặt tại đáy hố đào dọc theo đỉnh vòm của đường ngầm, trên máy khoan đào đất tại mặt hố đào và tại các ống hút thổi không khí. Cần cung cấp thêm các dụng cụ theo dõi di động, đặt tại các vị trí sau.
Dọc theo chỗ vòm lõm xuống;
- Khu vực có lượng không khí trung bình trong đường ngầm; - Các điểm thấp xuống như các hố và rãnh;
- Ở nơi nào nghi là có các lớp khí Methane;
- Các lỗ hở phía trên các vòm lỗi trong đường ngầm.
- Theo chiều gió thổi của máy thi công đường ngầm, bảng mạch điện máy biến thế.
Dữ liệu về sự tích tụ khí Methane hiện hữu thu được từ hệ thống theo dõi cần được thường xuyên thông báo cho những người quản lý công trường trên mặt đất và tại mặt hố đào của đường ngầm.
Các bản ghi lưu lại viết tay, từ máy in hay trong file điện tử phải được giữ gìn cẩn thận về các thông tin sau:
- Cơ loại thiết bị;
- Kết quả đo đạc thường kỳ;
- Sự tích tụ khí Methane cao bất thường; - Áp suất không khí;
- Vị trí lấy mẫu;
- Thời gian tiến hành lấy mẫu và đo đạc; - Ngày tiến hành lấy mẫu và đo đạc;
* Các mức nguy hiểm:
Nếu mức độ tích tự Methane không thể được duy trì ổn định dưới 0.25% thể tích cho toàn bộ hỗn hợp không khí, tất cả các thiết bị cơ và điện đang sử dụng trong đường ngầm cần được bảo vệ chống cháy nổ đặc biệt , điều cần thiết với các thiết bị cần phải an toàn, bao gồm hệ thống chiếu sáng thông thường, chiếu sang trong trường hợp khẩn cấp, thiết bị thông tin liên lạc và phát hiện cháy nổ, hệ thống báo và chữa cháy, phải là loại được bảo vệ chống cháy nổ để chúng có thể duy trì hoạt động vào mọi thời điểm.
Nếu mức độ tích tụ khí Methane không thể được duy trì ổn định dưới 0,5% thể tích cho toàn bộ hỗn hợp không khí, không cho phép tiến hành phá nổ, sử dụng thiết bị cắt và hàn, máy cắt hoặc mài, và các đầu máy không được bảo vệ chống cháy nổ. Các thiết bị bị cơ và điện không được bản vệ chống cháy nổ phải được hoạt động hoặc đưa ra bên ngoài khu vực thi công.
Ờ nơi đã được lượng khí Mathene tập trung ở mức 1.25% thể tích hoặc cao hơn nữa, hoặc trong đưng ngầm hoặc trong đường ống hút thổi khí, chỉ có những người thực sự cần thiết đảm bảo an toàn mới được phép hiện diện, toàn bộ những người khác phải sơ tán ra bên ngoài. Tất cả các thiết bị được bản vệ chống cháy nổ nhưng không quan trọng cần phải tắt hẳn và ngắt nguồn năng lượng hoạt động cho đến khi mức tập trưng được làm giảm xuống dưới 1%. Chỉ những người cần thiết để đảm bảo an toàn mới được phép ở lại bên trong đường ngầm với điều kiện hệ thống chiếu sáng thông thường, chiếu sáng trong trường hợp khẩn cấp, thiết bị thông tin liên lạc và phát triển cháy nổ, hệ thống báo và chữa cháy là loại được bảo vệ chống cháy nổ.