CHƯƠNG 2: NHỮNG SỰ CỐ RỦI RO THƯỜNG GẶP TRONG THI CÔNG HẦM QUA VÙNG ðẤT ðÁ PHAY PHÁ VÒ NHÀU
2.1 Tổng quan về những sự số rủi ro trong thi cụng hầm qua vựng ủất ủỏ phay phá và vò nhàu
2.1.2 Cỏc sự cố rủi ro khi thi cụng hầm qua vựng ủất yếu
Sự cố thi cụng ủường hầm thoỏt nước Hull tại nước Anh năm 1999 [10]
ðể thi cụng ủường hầm thoỏt nước dài 10,5 km trong khu vực phớa ủụng của Hull, người ta sử dụng một mỏy khiờn cõn bằng ỏp lực ủất, ủường kớnh 3,85 m. Vỏ chống phớa trong của ủường hầm là bờ tụng cốt thộp lắp ghộp. Trong một chu kỳ ủào,
gần ngay giếng khởi hành (giếng bắt ủầu ủể ủẩy mỏy khiờn ủào) vỏ hầm phớa nền ủó bị biến dạng. Nước và cỏt ủó chảy vào hầm qua khe hở của vỏ bờ tụng cốt thộp lắp ghộp. Do khối ủất ủỏ bị phỏ vỡ cấu trỳc ban ủầu chỳng xõm chiếm cỏc khoảng trống khe nứt, lỗ rỗng và do chỳng tụt lở vào trong ủường hầm nờn ủó gõy ra lỳn sụt trờn mặt ủất, gõy hư hại ủỏng kể cỏc ngụi nhà, ủường phố và hệ thống cấp nước. Kết quả ủo ủạc cho thấy rằng tại vị trớ xảy ra sự cố cỏc ủường hầm ủó lỳn sụt sõu ủến 1,2 m về phớa mỏy khiờn ủào. Vỡ vậy mỏy khiờn ủào cũng bị bỏ lại (hỡnh 2.2 ).
Hỡnh 2.2. ðường hầm thoỏt nước ở Hull, sụt lỳn mặt ủất và giếng thi cụng Cụng tỏc ủiều tra ủó cho thấy rằng, khi ủẩy ủầu ủào ủó gõy biến ủộng cao ủộ của mực nước ngầm. ðiều này dẫn ủến hiện tượng dịch chuyển ủường hầm theo phương thẳng ủứng mà ủó khụng ủược tớnh ủến trước ủú. Dịch chuyển này ủó làm mở rộng khe nối giữa cỏc tấm bờ tụng cốt thộp lắp ghộp và ủó gõy nờn ụp nước, cỏt vào trong ủường hầm.
ðể khắc phục sự cố, người ta ủó tiến hành ủúng băng khối ủất xung quanh ủường hầm dưới sự bảo vệ của khớ nộn, tiếp ủú ủó thi cụng lại cỏc ủoạn hầm bằng phương pháp bê tông phun.
Tàu ủiện ngầm Thượng Hải (Shanghai), Trung Quốc năm 2003
Trong chương trỡnh mở rộng mạng tàu ủiện ngầm của thành phố Thượng Hải, năm 2000 người ta bắt ủầu thi cụng tuyến ủường số 4. ðoạn hầm cơ bản là ủoạn qua sụng Hoàng Phố, chạy từ trung tâm kinh tế mới Phố đông về phắa nội thành.
Trong khi hai ủường hầm ủó ủược thi cụng bằng mỏy khiờn ủào ỏp lực ủất, thỡ xảy ra sự cố khi ủào ủường hầm ngang dưới lũng sụng, ủoạn gần bờ. Trước khi ủư- ờng hầm ngang ở ủộ sõu gần 35 m bị sập lở, nước và vật liệu ủó ụp vào ủến mức những người thi cụng khụng thể ngăn cản nổi. Trong khi họ ủang tỡm cỏch tự bảo vệ, ủó xuất hiện lỳn sụt mạnh trờn mặt ủất, gõy hư hại lớn ủến cỏc ngụi nhà lõn cận và cỏc cụng trỡnh xõy dựng khỏc. Một số tũa nhà cao tầng, thương mại ủó bị hư hại nặng, bị sập hoặc cú nguy cơ sập ủổ nờn ủó ủược kộo ủổ.
Hình 2.3. Sự cố phá hủy tới các công trình trên mặt
ðể ngăn nước lũ trờn bờ cũng bị phỏ hoại mạnh. Nhiều thời ủiểm ủó cú nguy cơ bị ngập lụt vỡ sụng Hoàng Phố cú lượng nước lớn trong thời kỳ này. Cả hai ủường hầm lún sâu hàng mét và bị ngập nước, vỏ hầm bị phá hủy.
Người ta xỏc ủịnh nguyờn nhõn của sự cố là khối ủất ủược ủúng băng nhằm ủảm bảo an toàn cho cụng tỏc thi cụng ủường hầm ngang ủó bị phỏ hủy. Cụng tỏc khắc phục ủó ủược triển khai rất phức tạp, tốn kộm, mất nhiều thời gian, do quy mụ rộng của sự cố.
Sự cố tại dự án Metro Beta năm 2000 ÷ 2001
Dự ỏn nõng cấp và xõy mới một số hệ thống tuyến tàu ủiện ngầm, trong ủú cú 7 km hầm và 10 ga ngầm, tổng thời gian thi công dự kiến 7 năm.
Các thông số kỹ thuật hầm dẫn.
* ðường kính 8,7 m.
* Chiều dày lớp phủ.
+ 22 % chiều dài có chiều dày lớp phủ từ 0 ÷ 10 m.
+ 60 % chiều dài có chiều dày lớp phủ 15 m.
+ 6 % chiều dài có chiều dày lớp phủ 20 m.
+ 12 % chiều dài có lớp phủ 30 m.
- ðiều kiện ủịa chất: ðịa chất khu vực rất phức tạp, theo chiều sõu ủược phõn ra làm 4 loại:
+ Lớp ủất ủắp.
+ Lớp ủất trầm tớch sụng.
+ Cuội tảng Granit.
+ đá gốc Granit.
* ðặc tớnh nước ngầm, mực nước ngầm nằm sõu dưới lớp ủất ủắp khoảng 10 m, chịu ảnh hưởng mạnh của nước mặt.
Hỡnh 2.4 Phễu phỏ hủy hỡnh thành trờn mặt ủất b. Một vài sự cố trong xây dựng công trình ngầm ở Việt Nam Sự cố ủứt góy FA mỏ Mạo Khờ
đứt gãy FA mỏ than Mạo Khê chạy theo phương Tây-đông cắm Bắc với góc dốc 780ữ820. ðứt góy này cắt qua hầu hết cỏc ủường lũ xuyờn vỉa ở khu mỏ ở cỏc mức +30, -25 và -80. ðới phỏ hủy của ủứt góy rộng khoảng 25 m. ðất ủỏ phõn bố trong ủứt góy chủ yếu là sạn, cỏt, sột bựn, than. Lượng bựn sột chiếm tới 60ữ65 % rất dớnh cú thể nhào nặn ủược. Lượng nước ở ủõy khỏ lớn, lưu lượng ước tớnh khoảng 20÷30 m3/h và chảy ra liên tục ở nóc và hông lò. Khu vực này lò bị sập lở mạnh nhất là lở nóc và lở hông. Ngoài ra còn có hiện tượng lún mạnh, các vì chống sắt bị uốn cong hoặc nộn lỳn gần hết ảnh hưởng cụng tỏc ủào lũ qua khu vực này rất khó khăn.
Giải pháp xử lý: phay FA mức -80 mỏ than Mạo Khê là phay cát chảy nên khụng ỏp dụng ủược biện phỏp gia cố thụng thường như chốn nhúi, gia cường dầm ray mà phải sử dụng phương phỏp bơm ộp vữa xi măng gia cường vựng ủất ủỏ bao quanh rồi mới tiến hành ủào chống bỡnh thường (ủào bằng khoan nổ mỡn, chống lũ bằng vỡ chống sắt CBII). Cụng tỏc bơm ộp vữa ủược tiến hành khoan cỏc lỗ khoan
gia cường cú ủường kớnh khoảng Φ105 mm tớnh từ mặt ủịa hỡnh xuống phớa núc lũ mức -80, sau ủú tiến hành bơm ộp vữa xi măng từ trờn xuống.
Sự cố ủào lũ xuyờn vỉa mức -35 qua phay FC khu Lộ Trớ mỏ than Thống Nhất Theo tài liệu khoan thăm dò thuộc dự án khai thác hầm lò xuống sâu khu Lộ Trớ Cụng ty than Thống Nhất thỡ ủường lũ xuyờn vỉa mức -35 ủào từ phớa giếng chớnh khi ủi ủược 58 m gặp phay FC. ðặc ủiểm của phay FC như sau: biờn ủộ phay tương ủối lớn khoảng 15,6 m; thành phần nham thạch xung quanh vựng phay phỏ chủ yếu là ủất ủỏ cuội kết, cỏt kết nằm xen kẽ nhau và vũ nhàu; ủặc biệt xuất hiện nước chảy ra rất lớn với lưu lượng khoảng 100÷110 m3/h, phương vị của phay FC theo hướng dốc là 2300.
Giải pháp xử lý: tại gương lò xuyên vỉa mức -35 tiến hành khoan tháo nước có áp bằng 03 lỗ khoan cách gương 13,5 m về phía nóc lò. Mỗi lỗ khoan dài 30 m có ủường kớnh 76 mm ủược lồng ống chống ủường kớnh 70 mm, hướng khoan tạo với trục lũ xuyờn vỉa mức -35 là 280. Sau khi khoan thỏo khụ xong tiến hành ủào bằng phương pháp khoan nổ mìn và chống bằng vì sắt CBII-27 bước chống 0,5 m/vì.
Hình 2.5 Hình sự cố sụp hầm
Sự cố sụt lở tại cửa hầm phía nam dự án hầm đường bộ phía Nam đèo Hải Vân Khi thi công đến lí trình Km 0+27 hầm chính, để đảm bảo an toàn công tác gia cố phụt tr−ớc tạo ô cho g−ơng tiếp theo đl đ−ợc tiến hành.Ngày 05/09/2001, sự cố xảy ra
làm sụt lở một khối l−ợng đất tại đỉnh hầm. Để ngăn cho sạt lở không phát triển, phương án đắp đá tại mặt gương, rải lưới thép và phun bê tông đl được triển khai.
Tuy nhiên giải pháp này chỉ mang tính chất tạm thời khi m−a lớn kéo dài vào hai ngày 08/09/2001 và 09/09/2001 làm mực nước ngầm tăng lên, lưu lượng nước ngầm chảy vào hầm lớn kéo theo đất được lôi cuốn vào hầm từ mặt gương.Sụt lở tiếp tục phát triển lên tới mặt đất.
Sự cố xảy ra làm phá hủy mái taluy đ−ợc gia cố trên đỉnh hầm khối l−ợng đất chảy vào hầm lên đến 300m3 đl phải kéo dài thời gian thu dọn và khắc phục