3.3.1 Phõn tớch kết quả tớnh toỏn
* Thoỏt nước tự chảy:
Sau khi xỏc định được lưu lượng, thiết kế mặt cắt rónh đó được trỡnh bày ở mục 3.1.2. Dựa theo kinh nghiệm chọn bề rộng rónh b=0,4m và h=0,35m và độ dốc rónh bằng với độ dốc hầm.
* Thoỏt nước bằng bơm
Từ kết quả tớnh lưu lượng cần thoỏt, xỏc định lưu lượng của mỏy bơm, cột nước H từ đú tra bảng tra được cỏc giỏ trị điện ỏp, cụng suất mỏy bơm phự hợp.
Lưu lượng cần thoỏt được tớnh như sau: trờn chiều dài hầm chia thành cỏc đoạn tớnh toỏn nhỏ, mỗi đoạn tớnh toỏn cú một lưu lượng thấm và kớch thước hố tập trung nước tương ứng.
3.3.2 Xử lý tỳi nước cục bộ [5]
Trong thời gian thi cụng, tỏc dụng của nước thấm khụng chỉ làm giảm ổn định của đất đỏ xung quanh hầm mà cũn gõy cản trở cho việc đào hầm cũng như cụng tỏc chống đỡ. Để trỏnh và giảm thiểu mối nguy hại của nước, nguyờn tắc tổng hợp thoỏt nước sau đõy đó được tổng kết: “ngăn, bịt, thoỏt cựng kết hợp”.
Ngăn, tức là chặn dũng nước trờn mặt khụng cho chảy vào cửa hầm. Bịt, tức là xử lý cục bộ những tỳi nước.
Thoỏt, tức là bố trớ hệ thống thoỏt nước để chảy ra khỏi đường hầm. Dựa vào nguyờn tắc núi trờn, xin giới thiệu một số phương phỏp thường dựng như sau:
Biện phỏp ngăn nước, gồm cú: bố trớ rónh chặn nước để lỏi dũng chảy ra
ngoài hầm hoặc bố trớ cỏc giếng kim hạ nước ngầm ở ngoài hầm.
Rónh lỏi dũng nước sau khi hoàn thành cú thể phỏt huy hiệu quả lõu dài, nhưng giếng kim ngoài hầm thỡ phải dựng bơm hỳt nước, vỡ thế chỉ giải quyết được hạ nước ngầm trong thời gian thi cụng.
Hỡnh 3.5. Biện phỏp chặn nước
3.3.2.2 Biện phỏp bịt nước
Biện phỏp bịt nước, gồm cú: phun bờ tụng bịt nước, tấm chất dẻo bịt nước. Khi lượng nước lớn, ỏp lực cũng lớn thỡ cú thể phun vữa bịt nước. Phun vữa vừa cú thể bịt nước vừa cú tỏc dụng gia cố đất đỏ xung quanh hầm. Cần chỳ ý rằng, tuyệt đối bịt được dưới nước ngầm là rất khú khăn, vỡ thế trong
thiết kế và thi cụng bịt nước phải hết sức chỳ ý tổ chức thoỏt nước phải kết hợp bịt nước, vừa bịt vừa thoỏt.
(1)Phun bờ tụng bịt nước: Khi đất đỏ xung quanh hầm cú diện tớch khe hở thấm nước lớn và lượng nước cựng ỏp lực đều bộ, cú thể kết hợp với che chống lần đầu phun bờ tụng bịt nước. Nhưng cần chỳ ý rằng lỳc ấy phải tăng nhiều chất ninh kết nhanh, tiến hành phun liờn tục, nhưng chỗ khe hở lớn chớnh khụng phun bờ tụng, để dũng nước cú thể tập trung vào khe hở chớnh chảy vào rónh ngầm và qua rónh ngầm thoỏt ra.
(2)Tấm chất dẻo bịt nước
Khi đất đỏ xung quanh hầm cú diện tớch khe hở ngấn nước lớn, và lượng nước cũng như ỏp lực khụng lớn lắm cú thể dựng phun bờ tụng che chống lần đầu, trước lỳc thi cụng che chắn lần hai, cần phủ một tấm chất dẻo bịt nước vào, trờn vỏch cú diện tớch lớn đú.
Tầng phũng nước bằng tấm chất dẻo là một loại kỹ thuật phũng nước mới được phỏt triển trờn trường quốc tế trờn hai mươi năm lại đõy, nú cú tớnh phũng nước tốt, tớnh năng chống mục nỏt tốt. Trong hầm và cụng trỡnh ngầm nú đó được ứng dụng ngày càng rộng rói.
Khi lỏt và cố định tấm chất dẻo khụng nờn căng quỏ chặt, cần để lại
một mức lỏng nhất định để khi đổ bờ tụng che chống lần hai tấm chất dẻo cú thể bịt cỏc chỗ lồi lừm và dỏn chặt khụng phỏt sinh kộo căng quỏ mức hoặc bị phỏ hoại.
(3)Phun vữa bịt nước
Phun vữa đồng thời gia cố đất đỏ xung quanh hầm, trờn thực tế cũng cú tỏc dụng bịt nước. Trong thi cụng hầm cần cõn nhắc lựa chọn biện phỏp để chỳng cựng hỗ trợ lẫn nhau, tương quan với nhau và ảnh hưởng lẫn nhau.
Như trờn đó núi, thoỏt nước và bịt nước kết hợp với nhau rất mật thiết.
Trong thời gian thi cụng chỉ nghĩ đến bịt mà khụng nghĩ đến thoỏt cú thể gõy
nguy hại hoặc bất tiện càng lớn cho thi cụng. Vỡ thế luụn nghĩ cỏch tạo cho nước một đường thoỏt là điều tất yếu, đương nhiờn đường thoỏt đú phải cú tổ chức.
Thụng thường, kết cấu thoỏt nước cú: rónh ngầm, hố thoỏt nước, rónh
thoỏt nước. Trong thời gian thi cụng cần nghĩ cỏch thoỏt nước. Thoỏt nước thi
cụng cần kết hợp với kết cấu thoỏt nước.
* Thoỏt nước trong hầm:
Nguồn nước trong hầm cú từ nước ngầm và nước dựng cho thi cụng. Nước dựng cho thi cụng phải qua xử lý làm trong và sạch theo luật bảo vệ mụi trường mới cho thoỏt ra sụng suối.
Phương phỏp thoỏt nước trong hầm, dựa vào tỡnh hỡnh độ dốc tuyến đường và cú thể chia làm hai loại:
- Thoỏt nước theo dốc: Độ dốc thiết kế khụng nhỏ hơn 0,5% hướng ra
miệng hầm, bờn cạnh hầm đào một rónh dọc thoỏt nước. Nước cú thể thuận
theo dốc chảy ra miệng hầm. Khi lợi dụng hào dẫn song song để thoỏt nước
thỡ nờn thấp hơn đỏy hầm 0,2m -0,6m, để cho cỏc đường thụng ngang cũng cú được một độ dốc lợi cho thoỏt nước.
- Thoỏt nước ngược dốc: Trường hợp này phải dốc vào hầm, nước sẽ tập
trung vào mặt đào nờn cần phải dựng bơm thoỏt nước. Thoỏt nước ngược dốc cú hai phương thức:
Một là phõn đoạn đào rónh bờn ngược dốc, mỗi đoạn rónh bờn lại đào một hố ga trữ nước, dựng mỏy hơm thoỏt nước ra ngoài.
Hỡnh3.6. Một trong những phương phỏp thoỏt nước ngược dốc Khoảng cỏch giữa cỏc hố tập trung nước L được bố trớ phự hợp với tiến độ đào hầm.
Ưu điểm của phương phỏp này là mặt đào khụng bị đọng nước, vị trớ mỏy bơm cố định. Khuyết điểm là phải dựng nhiều mỏy hơm và lại phải đào rónh ngược dốc.
Ngoài ra, một cỏch khỏc là đào một hố ga tập trung nước ở khoảng cỏch dài hơn. Nước đọng lại ở mặt đào, sau đú dựng bơm nhỏ hỳt đưa vào hố tập trung nước gần nhất, rồi dựng bơm to hỳt đưa nước ra ngoài hầm.
Ưu điểm của cỏch thoỏt nước này là yờu cầu ớt mỏy bơm, nhưng lại cần nhiều ống dẫn nước mỏy bơm lại phải thỏo dỡ để chuyển lờn trước để theo kịp mặt đào. Phương ỏn này thớch dụng khi đường hầm dài, lượng nước tiết ra nhiều. Điều cần chỳ ý là khi thi cụng đường hầm xuống dốc cần chuẩn bị đầy đủ mỏy bơm (cần cú thờm một số bơm dự trữ thớch đỏng).
Khi cần thiết phải khoan lỗ thăm dũ nước, đề phũng đột nhiờn gặp tỳi nước ngầm hoặc suối ngầm gõy sự cố ngập hầm (như ở hầm đường bộ đốo Hải Võn đó xảy ra sự cố ngập hầm vào giữa năm 2002).
(2)Kết cấu thoỏt nước
Quỏ trỡnh thoỏt nước như sau: nước từ trong cỏc khe nứt đất đỏ xung quanh hầm tiến vào rónh ngầm, lỗ thoỏt nước nằm dưới rónh ngầm (lỗ thoỏt nước xuyờn qua bộ phận dưới tường bờn) nước thoỏt ra từ lỗ xong đi vào rónh dọc trong đường hầm và qua rónh dọc thoỏt ra ngoài.
a. Rónh ngầm
Tỏc dụng của rónh ngầm là tạo đường thụng nước. Rónh ngầm chủ yếu dựng để dẫn dũng nước thấm cục bộ vào chỗ tập trung. Hiện nay dựng nhất là loại rónh ngầm mềm được chế tạo sẵn trong xớ nghiệp. Loại rónh mềm này
lắp rỏp rất tiện lợi, bố trớ linh hoạt, nối cũng dễ dàng, chỗ nối ớt bịtkớn, hiệu
quả thoỏt nước tốt, giỏ thành khụng cao lắm. Hỡnh thức cấu tạo cú cỏc loại:
Rónh ngầm ống mềm lũ xo: Loại này dựng sợi thộp bọc chất dẻo cú tớnh
chất đàn hồi tốt vấn thành lũ xo hỡnh trũn hoặc ống chất dẻo cú đục lừ, dựng làm giỏ sườn thoỏt nước, khi lắp đặt ngoài phủ màng chất dẻo và màng lọc bằng thộp, bắt đầu từ chỗ cú nước thấm đặt theo vũng và nối vào lỗ thoỏt nước.
Hỡnh 3.8. Rónh ngầm bằng ống lũ xo mềm
thoỏt nước thấm cục bộ ra ngoài
Rónh ngầm bằng vải lọc sợi húa học: Loại này lấy kết cấu tơi xốp của vải sợi húa học làm đường thụng nước thấm. Một mặt của nú cú màng chất dẻo che, khi lắp thỡ đặt mặt cú màng tiếp xỳc với bờ tụng để ngăn khụng cho vữa xi măng thấm vào vải lọc. Rónh ngầm bằng vải húa học lọc nước đú cú trọng lượng rất nhẹ, tiện cho lắp rỏp và cú thể nối liờn tục, bề dày và bề rộng cú thể dựa vào lượng nước lớn hay nhỏ mà tiến hành điều chỉnh. Đõy là một loại rónh ngầm thoỏt nước tương đối lý tưởng (hỡnh 3.9)
Hỡnh 3.9. Rónh ngầm bằng vải lọc hội tụ nước thấm diện tớch lớn thoỏt ra ngoài
Khi thi cụng rónh ngầm cần chỳ ý cỏc điểm sau:
+ Khi lắp rỏp cần đem rónh ngầm dỏn chặt vào vỏch đỏ và cố định lại; + Khi phun bờ tụng cần nắm vững gúc phun và cự ly khụng xung kớch tổn thương hoặc làm rơi rónh ngầm, chỳ ý làm cho rónh được ộp chặt hoặc phủ lờn;
+ Chỳ ý phải đem rónh ngầm nối vào lỗ thoỏt nước.
Như trờn đó núi, biện phỏp phũng nước cần nghiờn cứu tỡnh hỡnh thấm nước thực tế mà giải quyết, khụng yờu cầu một lần giải quyết xong, cú thể phõn làm nhiều lần, dần dần giải quyết. Khi phun bờ tụng nờn hết sức dồn hẹp phạm vi thấm nước lại thành cục bộ thoỏt nước, sau đú kết hợp với thi cụng bờ tụng vỏ hầm bố trớ thoỏt nước một cỏch cú tổ chức, thực hiện triệt để việc thoỏt nước.
b. Lỗ thoỏt nước
Lỗ thoỏt nước được bố trớ ở chõn tường, lỗ sẽ đưa nước từ rónh ngầm trực tiếp thoỏt vào rónh dọc của đường hầm.
Thi cụng lỗ thoỏt nước cú hai cỏch:
+ Khi dựng cốp pha đường hầm thỡ chỳ ý lắp ngay ống thoỏt nước và đặc biệt cẩn thận để cuối ống nối thụng với rónh ngầm, đầu ngoài xuyờn qua cốp
pha. Ống nước cú thể là ống thộp, ống tre, ống chất dẻo, ống giấy bọc nến
v.v... Phương phỏp này chủ yếu dựng cho vị trớ và trường hợp cú lượng nước tương đối lớn.
+ Khi lượng nước bộ, cú thể đợi khi đỳc tường xong thỏo cốp pha thỡ mới căn cứ vào vị trớ rónh ngầm khoan lỗ thoỏt nước. Vị trớ lỗ thoỏt nước phải bố trớ theo yờu cầu thiết kế.
(3)Rónh thoỏt nước.
Rónh thoỏt nước tiếp nhận nước từ lỗ thoỏt đưa lại và thoỏt nước ra ngoài
hầm.
Rónh thoỏt nước dọc của đường hầm cú ba hỡnh thức: một bờn, hai bờn, ở giữa lũng. Rónh được xỏc định theo cỏc nhõn tố như: độ dốc, lưu lượng.