Trờng đại học xây dựng
Tài liệu
Bồi dỡng kiến thức
giám sát thi công xây dựng công trình
chuyên đề
giám sát thi công xây dựng công trình hầm Hà nội 2009
Gxd ., jsc
www.giaxaydung.vn
2.6. u nhợc điểm của phơng pháp NATM
2.7. Một số hình ảnh xây dựng hầm hải Vân theo phơng pháp natm
Phần II - Giám sát thi công xây dựng công trình hầm
Chơng I- yêu cầu chung
1.1. Các tài liệu và tiêu chuẩn kỹ thuật dùng cho xây dựng công trình hầm.
1.2. Kiểm tra đồ án thiết kế thi công của Nhà thầu
Gxd ., jsc
www.giaxaydung.vn
3
1.3. Kiểm tra các Tiêu chuẩn thi công và Quy trình công nghệ của Nhà thầu
1.4. Kiểm tra vật liệu, cấu kiện xây dựng, sản phẩm xây dựng
Chơng II- Giám sát công tác đào, chống hầm
2.1. Giám sát công tác khoan nổ
2.2. Giám sát công tác xúc bốc và vận chuyển đất đá
2.3. Giám sát thi công hệ thống kết cấu chống đỡ
2.3.1. Giám sát thi công lới thép
2.3.2. Giám sát thi công vòm thép
2.3.3. Giám sát thi công lớp bê tông phun
2.3.4. Giám sát thi công neo
Chơng III- Giám sát công tác đo ứng suất biến dạng kết cấu chống đỡ
3.1. Nguyên tắc chung.
3.2. Số lợng và vị trí đo ứng suất, biến dạng.
3.2.1. Đo độ hội tụ và biến dạng.
3.2.2. Đo biến dạng và ứng suất đá xung quanh hầm
3.2.3. Đo ứng suất bê tông phun.
3.2.4. Đo ứng suất thanh neo.
3.3. Thiết bị và phơng pháp đo.
3.3.1. Đo hội tụ và biến dạng.
+ Phân loại theo khu vực xây dựng:
- Hầm miền núi
- Hầm đồng bằng
- Hầm dới nớc
- Hầm thành phố
+ Phân loại theo phơng pháp thi công:
- Phơng pháp lộ thiên
- Phơng pháp đào kín
- Phợng pháp hạ đoạn
- Các phơng pháp đặc biệt (đông lạnh, gia cố hoá)
1.1.2. Xây dựng hầm bằng phơng pháp truyền thống
Do đặc điểm nằm hoàn toàn dới đất, xây dựng hầm bao bồm 2 quá trình chính:
- Đào đất đá để tạo không gian cho hầm. Hay còn gọi là đào đất đá ngầm.
- Xây dựng kết cấu chống đỡ bảo vệ không gian hầm, để đảm bảo điều kiện khai
thác của công trình.
Gxd ., jsc
www.giaxaydung.vn
5
Những năm trớc đây, ở nớc ta, Liên xô cũ và các nớc trên thế giới vẫn sử
dụng phơng pháp mỏ để thi công các đờng hầm. Nội dung cơ bản của phơng pháp
mỏ là: Sau khi đào hầm, để giữ ổn định đất đá xung quanh hầm ngời ta tiến hành dựng
các vì chống tạm bằng gỗ hoặc chống bằng vòm thép. Kết cấu vỏ hầm đợc thi công
bằng biện pháp đổ bê tông hoặc xây đá theo từng phân đoạn sau khi đào xong hầm một
khoảng thời gian. Sau khi bê tông vỏ hầm đạt cờng độ cho phép, để tạo sự liên kết
chặt chẽ giữa vỏ hầm và đất đá xung quanh ngời ta tiến hành bơm ép vữa vào phía sau
vỏ. Đó chính là một quá trình tổng quát của phơng pháp mỏ.
Chống đỡ bằng vì chống gỗ
thiết kế và xây dựng hầm vẫn không có gì thay đổi.
Tóm lại, đối với phơng pháp xây dựng hầm truyền thống, toàn bộ áp lực địa
tầng là do vỏ hầm chịu. Khi thiết kế kết cấu vỏ ngời ta bỏ qua vai trò của kết cấu
chống tạm.
1.1.3. Phân loại đất đá trong xây dựng hầm
a. Phân loại đất đá theo hệ số kiên cố f của Protodiaconov
Theo đó đất đá đợc chia làm 10 nhóm (I - X) có hệ số kiên cố thay đổi trong
phạm vi từ 20 0.1. Hệ số kiên cố trong thực tế đợc xác định nh sau:
+ Trong đá cứng: f = R/100
với R là cờng độ nén dọc trục của đá (kg/cm
2
). Thí nghiệm mẫu đá hình trụ
đờng kính 42cm, cao 42mm.
+ Trong đất rời và dính:
tgf =
với
là góc nội ma sát quy ớc
Cấp
đất đá
Mức độ
bền chắc
Tên đất đá
Hệ số
kiên cố- f
7
b. Phân loại đất đá theo Terzaghi
Năm 1946 Terzaghi đề xuất phơng pháp phân loại đất đá sử dụng để mô tả đất
đá và xác định ALĐT lên kết cấu chống hầm dạng vòm thép.
Điều kiện đất đá
áp lực đá Hp
Nhận xét
1. Đá cứng và nguyên khối 0
Chỉ cần vỏ hầm nhẹ khi có hiện tợng đá rơi hoặc
bắn đá
2. Đá cứng phân tầng hoặc đá phiến
0 0.5B Kết cấu chống đỡ nhẹ chủ yếu để tránh đá rơi.
3. Đá khối, nứt nẻ ít 0 0.25B
Kết cấu chống đỡ nhẹ chủ yếu để tránh đá rơi, áp
lực đá có thể thay đổi thất thờng từ điểm này
sang điểm khác.
4. Đá phân khối nhẹ 0.25B0.35(B+Ht) Không có áp lực bên
5. Đá phân khối mạnh (0.35-1.10)( B+Ht)
áp lực bên nhỏ hoặc không có
6. Đá vỡ vụn hoàn toàn nhng
không thay đổi về phơng diện
hoá học
1.10 (B+Ht)
áp lực bên đáng kể. Giảm yếu do thấm dới đấy hầm
đòi hỏi phải tiếp tục chống đỡ phần chân vòm thép
Xấu 25 50 Vỡ mảnh, nứt nẻ, phân khối mạnh
Rất xấu 0 25 Vỡ vụn
Gxd ., jsc
www.giaxaydung.vn
8
d. Phân loại đất đá theo RMR (Rock Mass Rating)
Năm 1973 Bieniawski công bố hệ thống phân loại địa cơ hay hệ thống phân loại
khối đá theo điểm RMR. Hệ thống phân loại này dựa trên cơ sở đánh giá mức độ quan
trọng tơng đối lẫn nhau của 6 thông số chính của khối đá bằng cách cho điểm với
tổng số điểm lớn nhất là 100 điểm nh sau:
Các thông số của đá
Điểm số tối đa RMR
ứng với từng thông số
Cờng độ nén một trục của đá nguyên khối 15
Chỉ số chất lợng đá RQD 20
Khoảng cách giữa các khe nứt 20
Trạng thái của khe nứt 30
Tình trạng nớc ngầm 15
Tổng số điểm RMR 100
Hớng của khe nứt (điều chỉnh ảnh hởng hớng của khe nứt so
với trục hầm)
Giảm điểm số RMR từ 2
đến 12 điểm
Bảng phân loại đá dựa trên cơ sở tổng số điểm RMR
RMR Nhóm đất đá Mô tả loại đá
81 - 100 I Đá rất tốt
61 - 80 II Đá tốt
không có gì.
Mốc đánh dấu sự phát triển của lĩnh vực xây dựng hầm tại VN là công trình
thuỷ điện Sông Đà. Gần 20km hầm các loại với kích thớc khác nhau đ đợc xây
dựng với sự giúp đỡ của các chuyên gia Liên Xô. Trên công trình này đội ngũ cán bộ
kỹ thuật và công nhân VN lần đầu tiên đ đợc tiếp cận với công nghệ cũng nh các
thiết bị máy móc thi công hầm.
Với kinh nghiệm có đợc từ công trình thuỷ điện Sông Đà trong những năm 90
của thế kỷ 20 một loạt công trình thuỷ điện ngầm khác nh Yaly, Sông Hinh, Hàm
Thuận Đa Mi đ đợc xây dựng và đa vào sử dụng.
Các hầm đờng bộ ở VN xuất hiện muộn hơn. Hầm đờng bộ đầu tiên ở VN
đợc xây dựng vào năm 1982 trên công trờng thuỷ điện Sông Đà. Mặc dù là hầm giao
thông đờng bộ nhng hầm này thuộc dự án thuỷ điện Hoà Bình.
Trong những năm gần đây nhiều dự án nâng cấp cải tạo và xây dựng mới các
tuyến đờng giao thông đ đợc triển khai. Một loạt các hầm đờng bộ đ đợc xây
dựng (hầm Dốc xây, hầm Hải Vân, hầm A Roàng, hầm Đèo Ngang) và đang chuẩn bị
xây dựng các công trình hầm Đèo Cả, hầm Thủ Thiêm qua sông Sài gòn
Dự báo trong tơng lai hầm và công trình ngầm sẽ đợc xây dựng nhiều ở Việt
nam, đất nớc có ba phần t diện tích lnh thổ là núi và cao nguyên. Các tuyến đờng
giao thông quan trọng đều phải vợt qua các đèo núi cao. Ngoài ra, với tốc độ đô thị
hoá nhanh chóng, sự bùng nổ của các phơng tiện giao thông đ dẫn đến sự quá tải của
hệ thống hạ tầng GTVT gây nên tình trạng tắc nghẽn giao thông trong các đô thị. Để
giải quyết vấn nạn này xu hớng phát triển giao thông ngầm gần nh là giải pháp duy
Gxd ., jsc
www.giaxaydung.vn
10
nhất hiệu quả và triệt để.
1.3. Một số công trình hầm tiêu biểu tại việt nam
+ Công trình ngầm thuỷ điện Sông Đà: Trong những năm 80 nhà máy thuỷ
www.giaxaydung.vn
11
TCVN 4527-88 và các tiêu chuẩn chuyên ngành khác.
Hầm có quy mô gồm một hầm chính dài 6280m, rộng 11,9m cao 7,5m đợc
thiết kế với tốc độ xe chạy 80Km/h, một hầm cứu nạn rộng 4,7m cao 4m, nằm song
song và cách hầm chính 30m. Giữa hầm chính và hầm cứu nạn có 15 hầm ngang để
thoát hiểm khi có tai nạn. Trong đó có 4 hầm cho ô tô (rộng 9m cao 7,3m) và 11 hầm
dành cho ngời đi bộ (rộng 2,8m cao 3,2m). Hầm đờng bộ Hải vân (cửa phía Bắc)
Tại công trình hầm Hải Vân bên cạnh việc áp dụng phơng pháp xây dựng hầm
NATM, nhiều kỹ thuật tiên tiến và vật liệu mới đ đợc áp dụng trong các lĩnh vực
phòng nớc, thông gió, chiếu sáng, phòng cháy và chữa cháy, giám sát và điều khiển
giao thông
Thông gió cho hầm dùng sơ đồ thông gió dọc kết hợp với lọc bụi tĩnh điện. Hầm
thông gió có chiều dài 1887m, tiết diện 36.2m2, độ nghiêng 8%, có tờng bêtông cốt
thép ở giữa chia làm 2 phần theo phơng dọc trục hầm. Một phần để xả khí bẩn từ
trong hầm ra ngoài, một nửa còn lại để cung cấp khí sạch từ bên ngoài vào hầm. Để
phục vụ cho công tác cấp khí và xả khí có 2 quạt cấp khí và 2 quạt xả khí đờng kính
2,8m đặt trong nhà thông gió ở phía cửa hầm thông gió.
Ba hầm lọc bụi tĩnh điện dạng quai chảo đợc bố trí dọc theo hầm. Hầm lọc tĩnh
điện có chiều dài 137 m, tiết diện ngang 57,69 m2. Không khí bị nhiễm bẩn do bụi và
khói thải của xe cộ khi lu thông dọc theo hầm chính đến hầm lọc bụi tĩnh điện sẽ bị
hút vào hầm lọc bụi. Tại đây các thành phần bụi bẩn trong không khí sẽ bị ion hoá và
Gxd ., jsc
www.giaxaydung.vn
13
- Tiêu chuẩn thiết kế hầm qua núi, Tiêu chuẩn Nhật Bản - 1996.
- Tiêu chuẩn thiết kế hầm theo phơng pháp NATM dùng cho thiết kế và xây
dựng hầm đờng bộ đèo Hải Vân.
Từ kinh nghiệm ở công trình hầm Hải Vân, chúng ta đ tự lực từ khâu khảo sát
thiết kế, giám sát (TEDI), Thẩm định TKKT, các ứng dụng tiến bộ kỹ thuật, quản lý
nhà nớc quá trình thi công (Cục Giám định & QLCLCTGT, Ban QLDA 85), thi công
xây dựng công trình (Công ty Sông Đà 10).
Qua các dự án hầm Hải Vân, dự án hầm đèo Ngang, khẳng định chắc chắn cán
bộ quản lý, kỹ s Việt Nam có đủ năng lực và kinh nghiệm thiết kế, thẩm định, giám
sát, thi công xây dựng hầm đờng bộ bằng phuơng pháp NATM.
Để chuẩn bị cho việc xây dựng các đờng hầm trong tơng lai theo phơng pháp
xây dựng đờng hầm tiên tiến NATM, trong tài liệu này sẽ giới thiệu để các kỹ s hiểu
đợc lý thuyết cơ bản của phơng pháp xây dựng đờng hầm đợc xem là hiệu quả
nhất hiện nay.
Gxd ., jsc
www.giaxaydung.vn
14
Ch−¬ng Ii
Ph−¬ng ph¸p X©y dùng hÇm NATM
Ph−¬ng ph¸p x©y dùng hÇm míi cđa ¸o (New Autrian Tunneling Method ®−ỵc
viÕt t¾t lµ NATM) ® ®−ỵc nhiỊu n−íc tiªn tiÕn trªn thÕ giíi c«ng nhËn lµ ph−¬ng ph¸p
x©y dùng hÇm hiƯn ®¹i vµ cã nhiỊu −u ®iĨm nỉi tréi h¬n c¸c ph¸p th«ng th−êng. ChÝnh
1. Trạng thái ứng suất đơn trục của vách hang
Sau khi đào hầm ứng suất của khối đá xung quanh sẽ
chuyển từ trạng thái ba trục thành đơn trục 2. Biến dạng của đỉnh hang và đáy hang
Do ứng suất kéo tập trung tại đỉnh vòm và đáy hang,
biến dạng của đá dần dần gia tăng do cờng độ chịu
kéo của đá thấp hơn so với chịu nén.
Vùng biến dạng kéo3. Tập trung của ứng suất nén
Do biến dạng kéo, ứng suất kéo tại đỉnh vòm và đáy
hang giảm, ứng suất nén tập trung sẽ gia tăng tại vách
hầm 4. Vách hầm bị nứt ra
Dới tác dụng của ứng suất nén tập trung, đá vách hầm
bị nứt lở vào phía trong hầm
5. Gia tăng vùng biến dạng
Khối đá trên đỉnh vòm trở nên không ổn định do suy
giảm sức chịu tải tại chân vòm. Cuối cùng thì vùng
biến dạng của đất đá trên nóc hầm sẽ diễn tiến theo đề
xuất của K.Terzaghi
www.giaxaydung.vn
17
Trong cn s¸ch cđa m×nh "Gebigtack und Tunnelbau"-1944, L.V Rabcewicz
®−a ra mét hƯ thèng ¸p lùc cđa ®¸ vµ gi¶i thÝch c¸c hiƯn t−ỵng ®ã. NhiỊu nguyªn t¾c
cđa NATM ® ®−ỵc ®Ị cËp trong cn s¸ch nµy. Trong b¶n qun s¸ng chÕ 1948 cđa
«ng, c¸c nguyªn t¾c NATM ® ®−ỵc h×nh thµnh. C¸c nguyªn t¾c nµy ®−ỵc kiĨm tra
b»ng c¸c biƯn ph¸p trong c¸c t×nh hng biÕn d¹ng cơ thĨ.
Tõ n¨m 1956 ®Õn n¨m 1958 ®−êng hÇm cì lín ® ®−ỵc Rabcewicz x©y dùng ë
Venezuela theo c¸c nguyªn t¾c NATM.
T¹i ¸o c¸c thư nghiƯm ®Çu tiªn ®−ỵc tiÕn hµnh vµo nh÷ng n¨m n¨m m−¬i víi
®−êng hÇm d−íi n−íc cì nhá. N¨m 1963 ph−¬ng ph¸p x©y dùng ®−êng hÇm NATM ®
®−ỵc ®−a ra giíi thiƯu t¹i Héi th¶o c¬ häc- ®Þa chÊt t¹i Sazburg. Ph−¬ng ph¸p nµy ®−ỵc
gäi lµ “míi” v× lóc ®ã ® cã ph−¬ng ph¸p trun thèng cđa ¸o.
Vào năm 1978, tiến só Muler cùng nhiều chuyên gia hầm đã tham dự hội nghò
quốc tế chuyên đề Cơ học đá được tổ chức tại Tokyo. Vào thời gian này, Công ty
Đường Sắt Quốc gia Nhật Bản đề nghò xây dựng đường xe lửa cao tốc Tohoku
Bullet theo phương pháp NATM với mục đích giảm thiểu chi phí xây dựng hầm
trong các điều kiện đòa chất không thuận lợi. Có 3 đường hầm đang được xây dựng
dự kiến xuyên qua đá granit phong hóa nặng với tầng đất phủ mỏng dưới 30m. Tuy
nhiên do hiểu sai và thiếu kinh nghiệm về công nghệ NATM, việc thi công đã gặp
nhiều trở ngại như độ lún đất bề mặt lớn, các vòm thép bò lún dưới chân phần đào
trên vòm hầm, vv , đã khiến cho tổng chi phí xây dựng dự kiến lên rất cao. Tiến só
Muller đã đến công trường và hướng dẫn thi công hầm theo công nghệ NATM. Lý
thuyết về NATM của ông được in trong cuốn “Đøng hầm BAU”. Các khái niệm và
nguyên tắc cơ bản về công nghệ NATM đề cập trong cuốn sách này nhằm giới thiệu
khái niệm chủ yếu của NATM.
Ph−¬ng ph¸p nµy ® ®−ỵc tiÕp tơc ph¸t triĨn vỊ tr×nh tù ®µo vµ chèng ®ì khèi ®Êt
®¸ xung quanh vá hÇm. C¸c ph−¬ng tiƯn chèng ®ì vµ c¸c biƯn ph¸p phơ trỵ ® ®−ỵc c¶i
trong khèi ®Êt ®¸.
Mơc ®Ých lµ duy tr× tr¹ng th¸i øng st ba trơc ®èi víi tÊt c¶ c¸c giai ®o¹n thi
c«ng vµ gi¶m thiĨu tr¹ng th¸i øng st ®¬n trơc hc hai trơc lªn khèi ®¸.
Xt ph¸t tõ mơc tiªu trªn, ph−¬ng ph¸p NATM khi ¸p dơng lu«n lu«n ®¶m b¶o
c¸c nguyªn t¾c c¬ b¶n vµ ®−ỵc tiÕn sÜ Muller giíi thiƯu gäi lµ “22 nguyªn t¾c NATM”
nh− sau:
1. Kết cấu hầm là tổ hợp giữa đất đá và vỏ hầm, hầm chủ yếu được chống đỡ
bằng khối đá xung quanh
Đây là khái niệm cơ bản của NATM. Kỹ sư hầm phải biết cách áp dụng khái
niệm này vào việc thi công hầm. Hệ thống chống đỡ hầm chỉ giới hạn là cách hỗ trợ
cho khả năng tự ổn đònh của khối đá.
2. Vì thế, điều quan trọng là phải giữ độ bền vững của khối đá.Cách chống đỡ
truyền thống bằng gỗ hoặc bằng vòm thép khơng thể ngăn ngừa sự biến dạng của khối
đá xung quanh hầm. Bê tơng được phun ngay sau khi đào hầm có thể ngăn sự biến dạng
của khối đá một cách hữu hiệu.
Gxd ., jsc
www.giaxaydung.vn
19
Vẫn có một khoảng trống giữa hệ thống chống đỡ và khối đá. Khối đá xung quanh
chỉ được chống đỡ ở điểm tiếp xúc, kết quả là khối đá sẽ biến dạng hướng vào phía
trong đường hầm nhằm lấp đầy khoảng không gian nói trên, và sự phân rã của khối
đá sẽ có xu hướng phát triển đến độ sâu nào đó tính từ tường hầm. Bêtông phun trực
tiếp và gắn chặt với bề mặt khối đá quanh đường hầm có thể ngăn không cho khối
đá biến dạng.
Sự khác biệt trong phấn bố ứng suất xung quanh hầm
3. Sự phân rã của khối đá (loosening) phải được ngăn chặn vì nó làm cho cường
độ của đá giảm đi.
Khái niệm này chủ yếu áp dụng đối với đá cứng. Cường độ đá mềm, chẳng
Mối quan hệ giữa ng suất và chuyển vị của vách hầm
6. Hệ thống chống đỡ và vỏ hầm phải được lắp đặt kịp thời. Lắp đặt các hệ thống
chống đỡ q sớm hay q muộn sẽ đem lại kết quả bất lợi. Hơn nữa, hệ thống chống đỡ
cũng khơng được q mềm hay q cứng. Các hệ thống chống đỡ cần có một độ mềm
dẻo thích hợp để duy trì cường độ của khối đá.
Mối quan hệ giữa tải trọng tác dụng lên hệ thống chống đỡ và chuyển vị của
hầm được trình bày ởø “Đường cong Fenner - Pacher” –hình 6. Đường cong này đưa
ra khái niệm giảm thiểu tải trọng tác dụng lên kết cấu chống đỡ.
Gxd ., jsc
www.giaxaydung.vn
21
NÕu hƯ thèng chèng ®ì ®−ỵc l¾p ®Ỉt qu¸ sím, ¸p lùc t¸c dơng lªn kÕt cÊu chèng
®ì sÏ rÊt cao. MỈt kh¸c ¸p lùc sÏ tiÕp tơc t¨ng lªn khi l¾p ®Ỉt hƯ thèng chèng ®ì chËm.
HƯ thèng chèng ®ì ®−ỵc l¾p ®Ỉt ®óng lóc cã kh¶ n¨ng gi¶m t¶i träng ®Õn nhá nhÊt.
Phân loại thời gian tự đứng vững của đá (Lauffer, H. 1958)
Gxd ., jsc
www.giaxaydung.vn
Gi¸m s¸t thi c«ng x©y dùng c«ng tr×nh hÇm-2005
22
9. Nếu biến dạng hoặc sự phân rã của khối đá được dự đốn là lớn, thì bề mặt
hang phải được phun bê tơng (shotcrete) che kín. Chống đỡ bằng gỗ và thép chỉ tiếp xúc
với bề mặt tường hầm ở các điểm chống, vì vậy trong khoảng giữa các điểm tiếp xúc
biến dạng và sự phân rã của khối đá vẫn sẽ phát triển.
10. Vỏ hầm phải mỏng và có độ mềm dẻo thích hợp nhằm triệt tiêu mơ men uốn
và tránh được phá hoại do ứng suất uốn gây ra. Khơng chỉ lớp vỏ hầm ban đầu
(shotcrete) mà cả lớp vỏ hầm hồn thiện cũng cần phải mỏng.
11. Trong trường hợp cần thiết phải tăng cường hệ thống chống đỡ (ban đầu) thì
sử dụng các thanh thép, khung chống thép và neo. Tăng chiều dày lớp bê tơng vỏ hầm sẽ
khơng có lợi vì giảm diện tích tiết diện hầm.
12. Thời gian và phương pháp thi cơng vỏ hầm được quyết định dựa trên kết quả
quan trắc của các thiết bị.
Thông thường lớp bê tông vỏ hầm được thi công sau khi biến dạng của hầm
đã ổn đònh. Nếu chuyển vị có xu hướng gia tăng, cần kiểm tra kỹ nguyên nhân. Lớp
bê tông vỏ hầm phải được thiết kế đủ cường độ chống lại áp lực của đá tác dụng lên.
13. Về mặt lý thuyết, kết cấu của hầm giống như một ống hình trụ gồm vòm đất đá,
hệ thống chống đỡ và vỏ hầm liên hợp với nhau làm cho hầm tự ổn định.
Hệ thống chống đỡ truyền thống gồm phần vòm và tường đỡ, khối đá xung
quanh được xem như là tải trọng tác dụng lên hầm. Theo lý thuyết NATM, hầm tính
như là một kết cấu liên hợp gồm khối đá, hệ thống chống đỡ và vỏ hầm
trung bất lợi.
19. Nếu hầm được thiết kế có vỏ kép thì vỏ hầm bên trong phải mỏng. Ứng suất
cắt giữa vỏ ngồi và khối đá sẽ khơng truyền vào vỏ trong. Còn lực hướng tâm sẽ truyền
cho kết cấu vỏ kép.
20. Kết cấu liên hợp của khối đá và kết cấu chống đỡ ban đầu phải hình thành
trước khi thi cơng lớp bê tơng vỏ hầm trong. Lớp vỏ hầm bên trong chỉ có tác dụng làm
tăng hệ số an tồn cho hầm. Tuy nhiên, độ ổn định của kết cấu hầm cần được tính tốn
bao gồm cả lớp bê tơng vỏ hầm bên trong khi hầm gặp nước thấm có lưu lượng lớn hoặc
khi tính đến khả năng các neo bị ăn mòn.
21. Thiết bị đo quan trắc đóng vai trò quan trọng đối với cơng tác thiết kế và thi
cơng đường hầm. Việc đo ứng suất, chuyển vị của vỏ hầm có ý nghĩa đặc biệt quan trọng
khi thi cơng hầm.
Gxd ., jsc
www.giaxaydung.vn
Gi¸m s¸t thi c«ng x©y dùng c«ng tr×nh hÇm-2005
24
22. Áp lực của nước ngầm xuất hiện trong khối địa tầng cần phải giải phóng bằng
hệ thống thốt nước.
p lực thủy tónh xung quanh đường hầm sẽ thay đổi tùy thuộc vào sự biến đổi
mực nước ngầm. Hệ thống thoát nước ngầm là cách làm giảm áp lực thủy tónh hữu
ích nhất. Tuy nhiên những chi tiết về ứng suất thủy động lực trong khối đá cho đến
nay vẫn chưa được hệ thống đầy đủ.
2.3. C¸c ph−¬ng ph¸p chèng ®ì, gia cè vßm ®Êt ®¸ xung quanh
hÇm vµ chøc n¨ng cđa c¸c thiÕt bÞ gia cè, chèng ®ì.
§Ĩ ®¶m b¶o tu©n thđ c¸c nguyªn t¾c c¬ b¶n nªu trong mơc tr−íc viƯc lùa chän
vµ ¸p dơng c¸c hƯ thèng chèng ®ì trong hÇm cã tÝnh chÊt qut ®Þnh ®Õn sù thµnh c«ng
cđa ph−¬ng ph¸p NATM.
ViƯc chèng ®ì phÇn hÇm ® ®−ỵc ®µo ®Ĩ ®¹t ®−ỵc mơc ®Ých chÝnh lµ t¹o hiƯu
qu¶ cho vßm ®Êt, ®¸ xung quanh vá hÇm trë thµnh phÇn chÞu lùc chÝnh cđa hƯ thèng.
phun trong vòm kín đợc hiệu quả hơn.
3. Tác dụng phân bố áp lực bên ngoài:
Lớp bê tông phun có chức năng phân bố tải trọng và truyền tải trọng lên các neo
đá và vì thép.
4. Tác dụng gia cố vùng đất đá yếu:
Nhờ tính linh hoạt, bê tông phun có thể chui vào các kẽ hở của đất đá.
5. Tác dụng che chắn:
Bằng cách che chắn bề mặt đất đá ngay sau khi khai đào, bê tông phun bảo vệ
đất đá không bị phong hoá, bào mòn đất đá, rò rỉ nớc ngầm.
2.3.2. Phơng pháp chống đỡ vỏ hầm bằng neo đá
Neo đá đợc dùng với chức năng liên kết các khối đất đá xung quanh cùng với
bê tông phun nó trở thành một hệ thống gia cố và chống đỡ một cách hiệu quả. Neo
thờng đợc dùng là neo thép SN, neo nở Swellex, neo IBO Việc lựa chọn các loại
neo đá và sơ đồ bố trí phụ thuộc vào địa chất và chức năng gia cố.
Chức năng chủ yếu của neo đá trong việc gia cố và chống đỡ vỏ hầm là:
1. Chức năng neo: Có tác dụng giữ ổn định đất đá bị tơi sau khi nổ mìn. Chức
năng này hiệu quả trong các trờng hợp đá nứt nẻ.
2. Liên kết các lớp đá lại với nhau: Neo đá đợc sử dụng tạo cho các lớp đá chặt
sít lại và chịu ứng suất cắt tại các khe nứt.
3. Tăng khả năng chịu lực của đất đá: Neo đá có chức năng làm tăng khả năng
chịu lực của đất đá do lực kéo của neo đá.
4. Tăng hiệu ứng vòm: Do neo đá làm tăng khả năng chịu lực của đất đá do đó
Gxd ., jsc
www.giaxaydung.vn
Copyright: Tài liệu đại học ©