4.1.1. Trường hợp nghiờn cứu
Trong chương này, trường hợp nghiờn cứu thử nghiệm số vẫn dựa trờn dự ỏn hầm Đốo Cả như trong chương 2 để xõy dựng mụ hỡnh mụ phỏng và phõn tớch tốc độ đào hầm, cụ thể cho gúi thầu 1A-2, đoạn km5+470 đến km5+900. Về cụng nghệ thi cụng hầm, liờn danh cỏc nhà thầu đó ỏp dụng cụng nghệ NATM. Phương ỏn thi cụng trong thực tế là đào toàn gương (phự hợp với đỏ loại B) với mặt gương thẳng đứng gồm cỏc bước cơ bản như sơ đồ hỡnh 2.8. Chiều dài một chu kỳ khoan nổ được giới hạn từ 2 ữ 4m, khi tớnh toỏn lấy trung bỡnh bằng 3m. Đất đỏ cú hệ số nở rời bằng 1,4. Mặt cắt ngang hầm cú kớch thước BìHìR = (10,410ì8,250ì5,555)m (xem hỡnh 4.1). Diện tớch mặt cắt S = 77,63m2.
Hỡnh 4.1. Cỏc kớch thước cơ bản của mặt cắt ngang hầm Đốo Cả
4.1.2. Xõy dựng cỏc phương ỏn đào hầm của trường hợp nghiờn cứu
Trờn cơ sở cỏc tham số về điều kiện địa chất, kớch thước mặt cắt ngang, ngoài phương ỏn đào toàn gương như thực tế thi cụng của dự ỏn, cỏc sơ đồ chia gương đào được xem xột gồm 3 phương ỏn, dựa trờn phương phỏp đào kiểu bậc thang đứng. Như vậy, cú 4 phương ỏn thi cụng được thiết kế để phõn tớch. Quy trỡnh cụng nghệ của cỏc phương ỏn thi cụng được túm tắt như sau:
a) Đào toàn gương (PA1):
Thực hiện phõn tớch quỏ trỡnh đào hầm bằng khoan nổ với cỏc cụng đoạn chớnh thể hiện trờn hỡnh 2.8, quy trỡnh cụng nghệ được chi tiết húa thành cỏc cụng đoạn như sau: Khoan lỗ mỡn Nạp thuốc nổ Nổ, thụng giú Vận chuyển đất đỏ thải Nạo vột khoang đào bằng mỏy và thủ cụng Chống đỡ, gia cố Khảo sỏt, chuẩn bị cho chu kỳ tiếp theo. Chiều dài chu kỳ khoan nổ là 3m.
b) Gương chia đụi (PA2)
Hỡnh 4.2. Phương ỏn thi cụng chia đụi gương đào (bậc trờn - bậc dưới)
a) Cắt ngang hầm; b) Cắt dọc hầm
Ở phương ỏn này, gương được chia làm 2 phần: nửa trờn, nửa dưới và dựng hai lần đào theo kiểu bậc để hỡnh thành (hỡnh 4.2).
Đặc điểm cụng nghệ liờn quan đến hai lần đào:
- Khoảng cỏch bậc: nửa trờn tiến trước, duy trỡ khoảng cỏch với nửa dưới từ 20m đến 30m.
- Chiều dài chu kỳ khoan nổ của cả hai bậc là 3m.
- Quy trỡnh cụng nghệ trờn mỗi lần đào tuõn theo quy trỡnh như đào toàn gương nờu trờn nhưng cú sự đan xen cụng tỏc giữa hai nửa/bậc (hỡnh 4.3): Cụng tỏc khoan tạo lỗ và nạp thuốc nổ cho nửa dưới được tiến hành cựng với cụng tỏc bốc xỳc - vận chuyển đất đỏ nửa trờn. Khi nửa trờn đó vận chuyển xong đất đỏ thỡ cho nổ mỡn nửa dưới. Cỏc cụng tỏc cũn lại ở nửa trờn (nạo vột chống đỡ khảo sỏt) và sau đú khoan tạo lỗ và nạp thuốc nổ cho chu kỳ tiếp theo sẽ tiếp tục trong khi nửa dưới thực hiện vận chuyển đất đỏ. Sự đan xen cụng tỏc này thực hiện tương tự cho cỏc chu kỳ tiếp theo trờn cả hai nửa gương đào.
Hỡnh 4.3. Mụ tả sự phối hợp cỏc cụng tỏc khi thi cụng khai đào 2 bậc. c) Gương chia 3 (PA3)
Phương ỏn này khỏc phương ỏn gương chia đụi ở chỗ: Ở bậc dưới, gương đào lại được chia làm 2 phần bằng nhau (hỡnh 4.4). Đặc điểm cụng nghệ liờn quan đến cỏc lần đào tại cỏc phần gương đó chia như sau:
- Nửa trờn (phần gương I) cú chiều dài chu kỳ khoan nổ là 2m. Hai phần gương bậc dưới cú chiều dài chu kỳ khoan nổ 4m. Như vậy, để đảm bảo bước tiến và giữ khoảng cỏch hai bậc, nửa trờn sẽ thực hiện hai chu kỳ khoan nổ tương ứng với một chu kỳ khoan nổ của cỏc phần bậc dưới.
CHU KỲ 1 CHU KỲ 2 Bắt đầu (I) Khoan tạo lỗ Nạp thuốc Nổ TG VC đất Nạo vột Chống tạm Khảo sỏt Khoan tạo lỗ Nạp thuốc Nổ TG VC đất Nạo vột Chống tạm Khảo sỏt CHU KỲ 1 CHU KỲ 2 Bắt đầu (II) Khoan tạo lỗ Nạp thuốc Nổ TG VC đất Nạo vột Chống tạm Khảo sỏt Khoan tạo lỗ Nạp thuốc Nổ TG VC đất Nạo vột Chống tạm Khảo sỏt
- Tiến hành chu kỳ 1 của bậc trờn đến khi bắt đầu vận chuyển đất đỏ thỡ triển khai khoan và nạp thuốc nổ cho phần bờn phải bậc dưới, khi bậc trờn vận chuyển xong mới cho nổ ở phần này. Cỏc cụng đoạn tiếp theo của phần bờn phải bậc dưới thực hiện đồng thời với bậc trờn tiến hành cỏc cụng tỏc khỏc của chu kỳ 1 sau đú khoan tạo lỗ và nạp thuốc nổ cho chu kỳ 2. Cho nổ chu kỳ 2 bậc trờn khi của phần bờn phải bậc dưới hoàn thành chu kỳ và khi vận chuyển đất đỏ chu kỳ 2 bậc trờn thỡ triển khai cụng tỏc cho phần bờn trỏi bậc dưới. Cỏc bước tiếp theo tương tự như đó mụ tả khi kết hợp chu kỳ 1 (bậc trờn) với phần bờn phải bậc dưới.
Hỡnh 4.4. Phương ỏn gương chia 3 (bậc trờn - bậc dưới; bậc dưới chia đụi)
a) Cắt ngang hầm; b) Mặt bằng thi cụng hầm
d) Gương chia 4 (PA4)
Ở phương ỏn này, bậc dưới được chia làm 3 phần. Phần ở giữa (II) bậc dưới sẽ đào một lần, hai phần cũn lại ở hai bờn (III và IV) sẽ đào cựng một lần (hỡnh 4.5). Đặc điểm cụng nghệ liờn quan đến cỏc lần đào của phương ỏn này tương tự như
phương ỏn gương chia 3. Điểm khỏc: chu kỳ đào của phần II hoàn thành khi vận chuyển xong đất đỏ mà khụng cần thực hiện cỏc bước tiếp theo trong quy trỡnh cụng nghệ chung như cỏc phần khỏc.
Hỡnh 4.5. Phương ỏn gương chia 4 (bậc trờn - bậc dưới; bậc dưới chia 3)
a) Cắt ngang hầm; b) Mặt bằng thi cụng hầm
Một đặc điểm cụng nghệ chung cần lưu ý của cỏc phương ỏn chia gương dựa trờn phương phỏp đào kiểu bậc thang đứng (PA2, PA3, PA4) là cụng tỏc mở rộng hệ kỹ thuật (thụng giú, điện nước...) chỉ làm trong chu kỳ của phần đào bậc trờn.