III -KẾT CẤU VỎ HẦM
1.1 Quỏ trỡnh lịch sử phỏt triển của cụng nghệ NATM
ống thoát nước hông ỉ300
ống thoát nước chính ỉ400 Hộp và ống kỹ thuật
ống thoát nướcPVC ỉ100 400100 Lan can h=60cm tim h ầm tim đ ườ ng 40 0
Bê tông mặt đường M300, dày 20cm
Bê tông nền M150, dày 30cm
Hỡnh 8.Cấu tạo mặt xe chạy trong hầm chớnh
1.5%
Bê tông mặt đường M300 (10cm) Bê tông móng M200 (20cm)
ống thoát nước hôngỉ300
Hỡnh 9.Cấu tạo mặt xe chạy trong hầm lỏnh nạn
GVHD: PGS.TS Trần Đức Nhiệm SV: Trần Tiến Nguyờn
TS. Bựi Đức Chớnh Lớp Đường hầm & Metro k46
V – PHềNG NƯỚC VÀ THOÁT NƯỚC TRONG HẦM.
5.1. Cấu tạo lớp chống thấm vỏ hầm.
Lớp chống thấm sử dụng cỏc tấm PVC dầy 2cm được gắn lờn lớp gia cố vỏ (bờtụng phun vẩy). Lớp chống thấm được hàn với nhau bằng mỏy hàn nhiệt chạy điện. Điều này tạo thành cỏc mối hàn kộp với rónh bờn trong để cho mục đớch thớ nhiệm. Cỏc rónh này chứa đầu khớ nộn và mối hàn được thớ nhiệm về độ tin cậy của mối hàn so với hàn thủ cụng.
Chức năng của vật liệu vỏ lút, lớp đặc biệt và lớp cố định.
Lớp đặc biệt được làm từ sợi plastic, trọng lượng khoảng 500g/m2 để bảo vệ lớp vỏ lút trước lớp gia cố vỏ lút gồ ghề là lớp bờtụng phun và đồng thời tạo thành lớp thoỏt nước.
Lớp đặc biệt được cố định bằng cỏc đĩa kim loại. Lớp vỏ PVC được hàn vào cỏc đĩa kim loại bằng khớ núng. Cỏc mối hàn này tỏch riờng cỏc tải kiộo đặc biệt. Vỡ vậy khi cú lực xảy ra thỡ luụn luụn cú một vựng rộng tương ứng của lớp vỏ lút để điều chỉnh sự thay đổi đú về hỡnh dạng màng khụng cú bất kỳ vấn đề gỡ.
Cỏc lớp chống thấm được thiết kế với chiều rộng khoảng 1,3m.
Cỏc lớp chống thấm khi thi cụng phải được kiểm tra đủ khả năng chịu kộo và chịu dón vỡ việc kộo thường đặc biệt cần thiết để điều chỉnh lớp gia cố do cỏc tải nộn gõy ra. Với lớp PVC cỏc chỉ tiờu này phải đạt 15N/mm2 với độ kộo và 300% với độ dón.
5.2. Bố trớ hệ thống rónh thoỏt.
Rónh thoỏt nước hụng chỉ dựng khi thoỏt nước mặt đường trong hầm. Rónh được thiết kế với đường ống đường kớnh 30mm. Rónh được thiết kế đỳc sẵn thành từng đốt cú chiều dài 1m một sau đú được đặt vào khuụng rónh đó được đào sẵn.
Hệ thống thoỏt nước hụng được bố trớ dọc theo đường hầm và cú nhưng vị trớ thụng với hầm ngang. Tại ngoài hầm rónh được nối với hệ thống rónh ngoài taluy hầm.
Hệ thống thoỏt nước ngầm được thiết kế gồm cú ống thoỏt nước tại vỏ GVHD: PGS.TS Trần Đức Nhiệm SV: Trần Tiến Nguyờn
TS. Bựi Đức Chớnh Lớp Đường hầm & Metro k46
lớp chống thấm cú đường kớnh 10mm cú lớp lọc nước. Hệ thống này dẫn nước ngầm từ lớp chống thấm qua cỏc rónh ngang cú đường kớnh10mm, dốc 1%. Nước ngầm sau đú được chảy xuống đường rónh ngầm chớnh nằm tại giữa đường hầm cú đường kớnh 30mm.
5.3. Cấu tạo rónh thoỏt nước.
400 5 00 50 1 00 R 150 400 40 0
Hỡnh10: Rónh thoỏt nước cho hầm chớnh và hầm lỏnh nạn.
VI - THIẾT KẾ CỬA HẦM.
Cửa hầm là bộ phận chuyển tiếp từ đường đào vào hầm. Cửa hầm cú tỏc dụng đảm bảo ổn định mỏi dốc trờn cửa hầm và ta luy đường đào, đảm bảo thoỏt nước từ trờn sườn nỳi ra ngoài hầm. Cửa hầm là bộ phận duy nhất lộ ra ngoài nờn cũn cú tỏc dụng trang trớ cho cụng trỡnh.
Cửa hầm thường gồm cú cửa chớnh, tuỳ thuộc vào địa hỡnh khu vực cửa tường chớnh vuụng gúc hoặc chộo gúc với trục hầm, rónh thoỏt nước và vũng vỏ hầm đầu tiờn.
Để xõy cửa tiến hành đào cắt và gia cố mỏi dốc trờn hầm để tăng cường độ cho mỏi dốc trỏnh hiện tượng sụt trượt mỏi dốc gõy khú khăn cho việc thi cụng và hiện tượng sụt trượt trong quỏ trỡnh khai thỏc.
Mặt khỏc khi đào bạt cửa hầm thỡ lượng nước ngầm thoỏt ra mặt mỏi ta luy cũng tương đối lớn do vậy ta phải bố trớ hệ thống thoỏt nước ngầm bằng cỏch khoan sõu vào trong nền đất dỏ để đặt hệ thống ống thoỏt nước ra ngoài.
Nước chảy từ trờn mỏi dốc trờn hầm xuống được thu vào rónh ngang sau tường chớnh từ đú nước chảy theo rónh cú độ dốc 2% sang ta luy đường đào rồi xuống
GVHD: PGS.TS Trần Đức Nhiệm SV: Trần Tiến Nguyờn
TS. Bựi Đức Chớnh Lớp Đường hầm & Metro k46
rónh dọc ở nền đường ( cũng cú thể tổ chức chảy theo ống ). Thành và đỏy của rónh nước được xõy hoặc đổ bờ tụng để trỏnh xúi mũn.
Để trỏnh hiện tượng đỏ rơi và sụt trượt đất đỏ từ trờn mỏi dốc đỉnh hầm xuống nền đường gõy ảnh hưởng đến việc khai thỏc theo kinh nghiệm khoảng cỏch từ chõn mỏi dốc đến lưng tường chớnh thường là 2-3m, và phớa trờn đỉnh hầm phải cú lớp đất đủ dày để giảm chấn động do đỏ lăn từ trờn mỏi dốc xuống thường là từ 2- 3m.
Cửa hầm cú thể xõy bằng đỏ hoặc bằng bờ tụng toàn khối. Kớch thước cơ bản của cỏc bộ phận xỏc định bằng tớnh toỏn. Tường cỏnh, tường chớnh tớnh như tường chắn đất.
Từ những điều trờn kết hợp với điều kiện địa hỡnh địa chất khu vực em chọn kết cấu cửa hầm như sau:
6.1. Cửa hầm phớa bắc:
Kết cấu cửa hầm: Hầm cú kết cấu dạng chữ U được bạt hai cấp với độ dốc ta luy 1:0.4
Cấp ta luy: Được bạt với chiều cao 10.5m. Dưới chõn ta luy bố trớ rónh thoỏt nước rộng 0.5m, cao 0.5m. Rónh thoỏt nước được gia cố bằng lớp bờtụng xi măng dày 0.05m. Cú độ dốc 1.5% dốc về hai phớa.
Giữa hai bậc ta luy ta bố trớ chiếu nghỉ rộng 2m dốc về hai phớa và dốc từ ngoài vào trong với độ dốc 2%.
Gia cố mỏi ta luy:
Để đảm bảo thi cụng được an toàn sau khi đào bạt ta luy ta phun một lớp bờtụng phun dày 1cm lờn bề mặt để trỏnh xúi trượt mỏi ta luy lỳc bõy giờ. Mặt khỏc để ổn định mỏi ta luy lõu dài ta tiếp tục gia cố mỏi ta luy bằng cỏc dầm bờtụng cốt thộp đỳc sẵn dài 1.5m, rộng 15cm. Cỏc dầm được ghộp lại với nhau thành cỏc ụ vuụng, cỏc dầm được nối lại với nhau bằng mối nối ướt cú để sẵn thộp chờ từ cỏc dầm đỳc sẵn.
Để ổn định cỏc ụ vuụng bờtụng cốt thộp gữa cỏc mối nối đú ta khoan cắm cỏc thanh neo gia cố ộp chặt cỏc ụ vuụng đú xuống nền đất đỏ ta luy. Sõu đú trồng cỏ vào trong cỏc ụ vuụng đú để trỏnh xúi lở mỏi ta luy. Giữa cỏc ụ vụng ta bố trớ cỏc ống thoỏt nước ngầm, nước ngầm chảy ra được dẫn xuống rónh thoỏt nước.
GVHD: PGS.TS Trần Đức Nhiệm SV: Trần Tiến Nguyờn
TS. Bựi Đức Chớnh Lớp Đường hầm & Metro k46
2.00 0.20 2. 00 0.20 Neo BTCT Lớp bêtông đổ dạng dầm ngang Khoảng trồng cỏ chống xói mòn Neo BTCT
Hỡnh 11: Gia cố mỏi ta luy
6.2. Cửa hầm phớa Nam:
Kết cấu cửa hầm: Hầm cú kết cấu dạng chữ U được bạt hai cấp với độ dốc ta luy 1: 0.4
Cấp ta luy: Được bạt với chiều cao 10.5m. Dưới chõn ta luy bố trớ rónh thoỏt nước rộng 0.5m, cao 0.5m. Rónh thoỏt nước được gia cố bằng lớp bờtụng xi măng dày 0.05m. Cú độ dốc 1.5% dốc về hai phớa.
Giữa hai bậc ta luy ta bố trớ chiếu nghỉ rộng 2m dốc về hai phớa và dốc từ ngoài vào trong với độ dốc 2%.
Gia cố mỏi ta luy:
Để đảm bảo thi cụng được an toàn sau khi đào bạt ta luy ta phun một lớp bờtụng phun dày 1cm lờn bề mặt để trỏnh xúi trượt mỏi ta luy lỳc bõy giờ. Mặt khỏc để ổn định mỏi ta luy lõu dài ta tiếp tục gia cố mỏi ta luy bằng cỏc dầm bờtụng cốt thộp đỳc sẵn dài 1.5m, rộng 15cm. Cỏc dầm được ghộp lại với nhau thành cỏc ụ vuụng, cỏc dầm được nối lại với nhau bằng mối nối ướt cú để sẵn thộp chờ từ cỏc dầm đỳc sẵn.
Để ổn định cỏc ụ vuụng bờtụng cốt thộp gữa cỏc mối nối đú ta khoan cắm cỏc thanh neo gia cố ộp chặt cỏc ụ vuụng đú xuống nền đất đỏ ta luy. Sõu đú trồng cỏ vào trong cỏc ụ vuụng đú để trỏnh xúi lở mỏi ta luy.
GVHD: PGS.TS Trần Đức Nhiệm SV: Trần Tiến Nguyờn
TS. Bựi Đức Chớnh Lớp Đường hầm & Metro k46
Giữa cỏc ụ vụng ta bố trớ cỏc ống thoỏt nước ngầm, nước ngầm chảy ra được dẫn xuống rónh thoỏt nước.
VII – THễNG GIể VÀ CHIẾU SÁNG TRONG HẦM.
7.1. Biện phỏp thụng giú:
7.1.1. Căn cứ để lựa chọn để lựa chọn biện phỏp thi cụng.
Phương ỏn cú tổng chiều dài hầm là 1280m nờn bắt buộc phải sử dụng bố trớ thụng giú nhõn tạo.
Hệ thống thụng giú trong cụng trỡnh ngầm cú thể phõn loại theo hai loại sau: Hệ thống thụng giú dọc và ngang.
Phương ỏn này cú tổng chiều dài hầm là 1280m nờn bắt buộc phải sử dụng bố trớ thụng giú nhõn tạo. Mặt khỏc do hầm tương đối dài nờn em bố trớ một giếng cấp giú ở giữa hầm, tại Km2+100. Thụng giú dọc: là tạo luồng khớ thổi dọc trong đường hầm, lấy lũng hầm làm đường dẫn giú chớnh. Khi quạt thụng giú cú thể lợi dụng chiều thổi qua của giú tự nhiờn và hiệu ứng pớt tong để tăng hiệu quả của quỏ trỡnh quạt giú.
7.2. Sơ đồ thụng giú.
Lựa chọn sơ đồ thụng giú hỗn hợp.
7.3. Thiết bị quạt giú.
Lựa chọn quạt là quạt BO-16 cú cỏc thụng số kỹ thuật sau: Cụng suất : 30m3/s.
Áp lực : 1000Pa. Cụng suất : 100kW. Trọng lượng : 2t.
7.4. Biện phỏp chiếu sỏng và bố trớ chiếu sỏng.
Trong hầm cụng tỏc chiếu sỏng rất quan trọng, hệ thống chiếu sỏng phải đảm bảo trỏnh cho lỏi xe thấy những vựng tối và vựng chúi trong hầm. Đảm bảo khả năng nhỡn của lỏi xe khi đi từ trong ỏnh sỏng tự nhiờn vào vựng ỏnh sỏng nhõn tạo.
Do hầm dài 1280m em sử dụng thụng giú nhõn tạo, hệ thống gồm hai hệ thống đốn ỏnh sỏng trắng trải dài bờn tường hầm, khoảng cỏch cỏc búng đốn là 8m, chiều cao 4,5m so với mặt đường xe chạy. Hai hệ thống đốn tại hai bờn tường được bố trớ so le nhau. Búng đốn cú điện thế 220V.
GVHD: PGS.TS Trần Đức Nhiệm SV: Trần Tiến Nguyờn
TS. Bựi Đức Chớnh Lớp Đường hầm & Metro k46
VIII - BIỆN PHÁP THI CễNG CHỈ ĐẠO.8.1. Biện phỏp đào và chống đỡ đường hang.8.1. Biện phỏp đào và chống đỡ đường hang. 8.1. Biện phỏp đào và chống đỡ đường hang.
Từ số liệu khảo sỏt địa chất, đất đỏ phổ biến cú fkp= 8, hai đầu đoạn hầm cú fkp=6, do vậy ta chọn phương ỏn thi cụng hầm theo phương phỏp khoan nổ toàn gương, kết hợp với cỏc kết cấu chống đỡ trong nghệ NATM (Bờ tụng phun, neo và kết cấu chống đỡ lần hai).
.
8.2. Biện phỏp bốc xỳc đất đỏ thải.
Gương đào cú kớch thước rộng x cao: 11,717x8,8m.
Sử dụng mỏy bốc dỡ Haggloader 10hr kết hợp với xe tải VolvoBM-A2C.
volvo bm
volvo bm a20c
Xe tải VOLVO A20C vận chuyển đá
Máy cào vơ HAGGLOADER-10HR
Hỡnh 12. Thiết bị bốc xỳc đất đỏ thải
8.3. Biện phỏp đổ bờtụng vỏ hầm.
Vỏ hầm được đổ bờtụng liền khối sử dụng vỏn khuụn di động và mỏy bơm bờtụng lấy từ trạm trộn bờtụng liờn hợp phớa ngoài hầm nhờ xe chuyờn dựng chở bờtụng.
8.4. Biện phỏp thi cụng cửa hầm.
Do điều kiện địa chất ở hai đầu cửa hầm tương đối tốt, nờn ta sử dụng biện phỏp khoan nổ mỡn kết hợp với mỏy đào cơ giúi để khai đào cửa hầm. Sử dụng mỏy phun bờtụng chuyờn dụng và mỏy khoan chuyờn dụng để tiến hành thi cụng gia cố cửa hầm.
phơng án sơ bộ thứ HAI: I.Thiết kế tuyến hầm:
1.1. Những yếu tố hình học của tuyến hầm 1.1.1 Điểm đầu tuyến:
+ Lý trình: Km 0+00
GVHD: PGS.TS Trần Đức Nhiệm SV: Trần Tiến Nguyờn
TS. Bựi Đức Chớnh Lớp Đường hầm & Metro k46
+ Cao độ tự nhiên: 460.00 m + Cao độ thiết kế: 460.00 m
1.1.2. Điểm cuối tuyến:
+ Lý trình: Km 2+608 + Cao độ tự nhiên: 460.00m + Cao độ thiết kế: 460.00m
1.1.3. Bình diện tuyến thiết kế:
Tuyến được thiết kế là tổ hợp cỏc đoạn đường thẳng được nối với nhau bằng 5 đường cong. Chiều dài toàn tuyến là: 2608.8m. Mục đớch của việc thiết kế đường cong chuyển tiếp là làm giảm lực ly tõm khi phương tiện giao thụng chuyển từ đường thẳng vào đường cong trũn.
Bảng 8. Vị trớ và cỏc thụng số kỹ thuật của cỏc đường cong trờn tuyến
TT A R K T P L isc 1 20035’30” 350 235.79 118.80 7.19 110 8 2 17031’56” 350 187.10 94.07 4.91 80 8 3 36017’33” 250 158.36 81.94 13.08 80 8 4 23002’12’’ 300 230.62 116.42 7.88 110 8 5 32004’06’’ 300 277.91 141.64 13.89 110 8 1.2. Bỡnh diện hầm.
+ Bỡnh diện đường hầm dẫn cửa phớa Tõy: Tại cửa Tõy đường dẫn vào hầm chớnh là một đoạn cong R1=300m cú đào đỏnh bậc taluy hai bờn đường.
+Bỡnh diện đường dẫn cửa phớa Đụng: Được lấy ra trước cửa hầm một đoạn 12m. Tại cửa Đụng đường dẫn vào hầm chớnh là một thẳng cú đào đỏnh bậc taluy hai bờn đường.
Cỏc thụng số kĩ thuật:
• Hầm đụi 4 làn xe cú bề rộng mỗi làn 3,5m. Hai chiều được phõn cỏch bằng giải phõn cỏch cứng BTXM rộng 0.75m và cao 0.75m.
• Hầm cú lề đi bộ được bố trớ bờn phải theo hướng Đụng – Tõy với chiều rộng 1.5m và bờn kia là lề cụng vụ cú chiều rộng 0.5m.
GVHD: PGS.TS Trần Đức Nhiệm SV: Trần Tiến Nguyờn
TS. Bựi Đức Chớnh Lớp Đường hầm & Metro k46
Vị trớ cỏc cửa hầm:
Vị trớ cửa hầm được lựa chọn để lượng đào bạt là ớt nhất do việc tăng chiều sõu đường đào trước cửa hầm sẽ làm tăng giỏ thành của cửa hầm, bạt dốc cửa hầm và gia cố chỳng. Điều này gõy khú khăn cho cụng tỏc cơ giới hoỏ đào bạt cửa hầm. Hiện nay cụng tỏc đào bạt đang được xem xột để cú thể trỏnh được sụt trượt do ảnh hưởng của khớ hậu nhằm đảm bảo giao thụng được an toàn. Tuy vậy nếu ta đạt cửa hầm sớm quỏ thỡ cũng làm tăng giỏ thành của hầm. Do vậy vị trớ đặt cửa hầm tốt nhất là hai giỏ thành này xấp xỉ nhau.
Kinh nghiệm thiết kế chỉ ra rằng trong đất sột chiều sõu đường đào trước cửa hầm khụng được vượt quỏ 12-15m. Trong đỏ cứng cú thể bạt tới 20-25m. Tuy nhiờn người ta thường lấy những trị số nhỏ hơn để đảm bảo an toàn và đơn giản trong thi cụng. Do vậy ta chọn vị trớ đặt cửa hầm như sau:
Cửa hầm phớa Tõy: Km 1+320. Cao độ tự nhiờn: 476.64m Cao độ thiết kế: 460.00m
Cửa hầm phớa Đụng: Km 2+600 Cao độ tự nhiờn: 468.51m
Cao độ thiết kế: 460.18m
Chờnh cao giữa hai cửa hầm 0.18m .
Hầm được thiết kế theo 2 hướng dốc và được nối với nhau bằng đoạn đường cong lồi cú bỏn kớnh 1000m. Chiều dài mỗi nhỏnh:
Nhỏnh hầm phớa Tõy dài: 700m Nhỏnh hầm phớa Đụng dài: 580m 1.2.1.Trắc dọc tuyến hầm.
1.2.1.1. Đường dẫn vào hầm.
Đường dẫn vào cửa hầm phớa Tõy: Là đoạn tuyến cú nền vừa đào vừa đắp cú chiều dài 106m. Đoạn tuyến này đi qua địa hỡnh thu thủy.
Đường dẫn vào cửa hầm Đụng:Đường vào hầm chớnh cú chiều dài 200m, độ dốc là 2% và bằng độ dốc dọc hầm độ dốc của hầm, là loại nền vừa đào vừa đắp.
1.3.2. Trắc dọc trong hầm chớnh: + Đường hầm phớa cửa Tõy: Chiều dài: 700m.
GVHD: PGS.TS Trần Đức Nhiệm SV: Trần Tiến Nguyờn
TS. Bựi Đức Chớnh Lớp Đường hầm & Metro k46
Loại hỡnh: Nền đào
Độ dốc dọc: Từ cửa hầm Bắc đến Km 2+20 dốc 2% ra phớa cửa. Hướng dốc: Dốc về phớa cửa hầm.
+ Đường hầm phớa cửa Đụng: Chiều dài: 580m
Loại hỡnh: nền đào. Độ dốc dọc: 1.97%
Hướng dốc: dốc về phớa cửa hầm.
Trắc dọc trong hầm: Hầm dốc về hai phớa của cửa hầm, đoạn chuyển tiếp giữa hai hướng dốc dọc trong hầm là một đường cong đứng bỏn kớnh R=1000m.