MỤC LỤC
Lời nói đầu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . i
Những điều lưu ý người sử dụng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ii
Tiểu ban xuất bản TIÊU CHUẨN NHẬT BẢN bằng tiếng Anh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iii
1 ĐẠI CƯƠNG
1.1 Những quy tắc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
[1] Phạm vi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
[2] Chọn phương pháp đào hầm xuyên núi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
[3] Đònh nghóa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2 LẬP KẾ HOẠCH
2.1 Lập kế hoạch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.1.1 Đại cương. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
[4] Những cơ sở của lập kế hoạch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.2 Vạch tuyến đường hầm, Mặt cắt trong, v v . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
[5] Vạch tuyến bình đồ cho đường hầm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
[6] Độ dốc của đường hầm. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
[7] Mặt cắt trong của hầm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
[8] Những thiết bò phụ trong đường hầm. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.3 Khảo sát . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.3.1 Đại cương . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
[9] Những cơ sở của việc khảo sát . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.3.2 Khảo sát điều kiện đất đá . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
[10] Đại cương . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
[11] Khảo sát sơ bộ về đòa hình và đòa chất . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
[12] Khảo sát chi tiết về đòa chất . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
[13] Khảo sát thủy văn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.3.3 Khảo sát các điều kiện đòa điểm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
[14] Khảo sát môi trường . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
[15] Khảo sát luật pháp và các quy đònh điều chỉnh dự án. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
[16] Nghiên cứu những yêu cầu đền bù. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
[17] Nghiên cứu về thiết bò bên ngoài, các khu vực thải đá thừa, v v . . . . . . . . . . 20
3.2.3 Mặt cắt ngang đường hầm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
[37] Mặt cắt ngang đường hầm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
3.3 Thiết kế hệ thống chống đỡ đường hầm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
3.3.1 Đại cương . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
[38] Đại cương . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
[39] Xác đònh loại hệ thống chống đỡ đường hầm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
[40] Thay đổi hệ thống chống đỡ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
3.3.2 Bê tông phun . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
[41] Đại cương . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
[42] Cường độ nén của bê tông phun . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
[43] Hỗn hợp bê tông phun thiết kế . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
[44] Bề dày thiết kế của bê tông phun . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
[45] Gia cố bê tông phun . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
3.3.3 Neo đá . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
[46] Đại cương . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
[47] Kiểu liên kết của neo đá . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
[48] Các kích thước và bố trí neo đá . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
[49] Vật liệu và độ bền của neo đá . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
[50] Vật liệu liên kết . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
3.3.4 Hệ thống chống đỡ bằng thép . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
[51] Đại cương . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
[52] Hình dạng của hệ thống chống đỡ bằng thép . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
[53] Mặt cắt ngang và vật liệu làm hệ thống chống đỡ bằng thép . . . . . . . . . . . . . . 48
[54] Khoảng cách của các khung chống thép . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
[55] Các mối nối hệ thống chống đỡ bằng thép . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
[56] Thanh giằng ngang của hệ thống chống đỡ bằng thép . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
3.4 Thiết kế bê tông vỏ hầm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
[57] Đại cương . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
[58] Hình dạng của bê tông vỏ hầm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
[59] Bề dày thiết kế của bê tông vỏ hầm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
[82] An toàn và sức khỏe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
[83] Đề phòng cháy và nổ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
[84] Các quy trình giải quyết khẩn cấp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
4.3 Bảo vệ môi trường . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
[85] Bảo vệ môi trường . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
4.4 Khảo sát . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
[86] Đại cương . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
[87] Điểm kiểm soát bên ngoài đường hầm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
[88] Khảo sát đường hầm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
[89] Đường trục và cao trình chuyển từ đường lò công tác . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
4.5 Sự khai đào . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
4.5.1 Đại cương . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
[90] Kế hoạch khai đào . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
[91] Phương pháp khai đào . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
[92] Phương pháp đào đường hầm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . , 76
[93] Những biện pháp ổn đònh gương . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
[94] Sự đào quá . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
[95] Thoát nước . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
4.5.2 Nổ mìn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
[96] Đại cương . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
[97] Khoan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
[98] Máy khoan và vật liệu khoan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
[99] Nạp thuốc nổ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
[100] Nổ mìn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
4.5.3 Khai đào cơ giới . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
[101] Đại cương . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
[102] Khai đào . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
4.6 Bốc xúc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
[103] Kế hoạch bốc xúc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
[104] Máy bốc xúc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
4.9.2 Bê tông vỏ hầm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
[126] Đại cương . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
[127] Trộn bê tông vỏ hầm tại công trường . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
[128] Vận chuyển bê tông . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
[129] Đổ bê tông vỏ hầm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
4.9.3 Bê tông vòm ngược . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
[130] Đổ bê tông vòm ngược . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
[131] Thời gian đổ bê tông vòm ngược . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
4.10 Chống thấm nước và thoát nước . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
[132] Các công việc chống thấm nước và thoát nước . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
[133] Các biện pháp kiểm soát rò nước . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
4.11 Xây dựng cửa hầm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
[134] Xây dựng cửa hầm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
5 QUẢN LÝ XÂY DỰNG
5.1 Đại cương . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
[135] Đại cương . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
5.2 Quản lý tiến độ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
[136] Quản lý tiến độ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
5.3 Quản lý vật liệu và kiểm soát sự tiến triển của hình mẫu công việc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
5.3.1 Đại cương . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
[137] Đại cương . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
5.3.2 Bê tông phun . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
[138] Vật liệu, cân và trộn bê tông phun . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
(4)
[139] Bề dày và cường độ của bê tông phun . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
5.3.3 Neo đá. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
[140] Vật liệu làm neo đá . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
[141] Bố trí và lắp đặt neo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
5.3.4 Hệ thống chống đỡ bằng thép . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
[142] Vật liệu làm hệ thống chống đỡ bằng thép . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
[164] Hệ thống chống đỡ bằng thép . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
[165] Bê tông vỏ hầm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
[166] Bơm vữa lấp dầy phía sau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
7 CÁC PHƯƠNG PHÁP PHỤ
7.1 Đại cương . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
[167] Sử dụng phương pháp phụ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
[168] Vai trò của phương pháp phụ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
[169] Áp dụng phương pháp phụ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
[170] Chọn phương pháp phụ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
7.2 Phương pháp phụ để xây dựng đường hầm an toàn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
[171] Phương pháp phụ ổn đònh gương . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
[172] Phương pháp phụ kiểm soát dòng nước chảy vào . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
7.3 Những phương pháp phụ bảo vệ môi trường . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
[173] Những phương pháp phụ bảo vệ lún bề mặt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
(5)
[174] Các phương pháp phụ bảo vệ các công trình lân cận . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
8 ĐƯỜNG HẦM XUYÊN QUA ĐẤT ĐÁ ĐẶC BIỆT
8.1 Đại cương . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
[175] Đường hầm xuyên qua đất đá đặc biệt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
8.2 Đường hầm xuyên qua đất đá bò ép vắt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
[176] Các đường hầm xuyên qua đất đá bò ép vắt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
8.3 Đường hầm chạy dưới dòng nước cao áp chảy vào nhiều . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
[177] Đường hầm chạy dưới dòng nước cao áp chảy vào nhiều . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
8.4 Đường hầm xuyên qua đất đá không bền vững . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
[178] Đường hầm xuyên qua đất đá không bền vững . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
8.5 Đường hầm xuyên qua đất đá có năng lượng đòa nhiệt cao, nhiều mạch nước nóng hoặc nhiều
khí độc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
[179] Đường hầm xuyên qua đất đá có năng lượng đòa nhiệt cao, nhiều mạch nước
nóng hoặc nhiều khí độc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
8.6 Đường hầm xuyên qua đất đá nguy hiểm vì đá nổ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
TRA CỨU THUẬT NGỮ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
154
GHI CHÚ: Dấu “ * “ đặt bên cạnh các số chỉ Bảng và Hình vẽ trong [Giải thích] , ví dụ Bảng* 2.3, H.* 2.1
(6)
LỜI NÓI ĐẦU
Ở Nhật Bản, việc xây dựng đường hầm làm kênh dẫn nước tưới và đường bộ đã có từ
lâu vì khoảng 70% diện tích là đất núi. Khoảng 120 năm trước khi công nghiệp hiện đại bắt
đầu bùng nổ, việc xây dựng hầm đường sắt, đường bộ và đường thủy mở rộng hết tầm. Trong
20 năm gần đây đã xây dựng khoảng 1500 km tổng chiều dài hầm đường bộ và gần 800 km
hầm đường sắt.
Năm 1964 Hội Kỹ sư dân dụng Nhật Bản xuất bản tài liệu Tiêu chuẩn Nhật Bản về
Đào hầm xuyên núi nhằm phục vụ việc đào đường hầm an toàn và đạt hiệu quả kinh tế. Các
tiêu chuẩn này được nâng cao vào những năm 1969, 1977, 1986 và 1996 để bắt kòp sự thay
đổi nhanh chóng về công nghệ xây dựng và đưa công nghệ mới nhất vào ứng dụng trong thực
tế. Thêm nữa, những công nghệ đa dạng đã được tập hợp trong hai tập Phương pháp đào hầm
khiên chống và Phương pháp đào hầm lộ thiên xuất bản năm 1977 và 1986. Phương pháp
chống đỡ làm cơ sở để biên soạn tập sách Phương pháp đào hầm xuyên núi này là hệ thống
chống đỡ bằng gỗ truyền thống trước đây, và từ lần xuất bản năm 1986 là sự phối hợp của
neo đá và bê tông phun.
Tập sách này là bản dòch tiếng Anh tập sách Phương pháp đào hầm xuyên núi xuất bản
năm 1996. Từ kinh nghiệm xây dựng dồi dào, sách được viết ra không chỉ mô tả những điểm
quan trọng về kỹ thuật trong khảo sát, lập kế hoạch, thiết kế, xây dựng và quản lý xây dựng
công việc đào hầm xuyên núi, mà còn bao quát những nội dung rộng từ các biện pháp xử lý,
công nghệ xây dựng để áp dụng trong những điều kiện xây dựng phức tạp như đường hầm
xuyên qua đất đá đặc biệt, hệ thống chống đỡ bằng gỗ, lò đứng và lò nghiêng.
Chúng tôi hy vọng rằng bản dòch tiếng Anh này sẽ là bạn đồng hành thường xuyên
của những kỹ sư trong nước và nước ngoài tham gia khảo sát, lập kế hoạch, thiết kế và xây
dựng đường hầm xuyên núi và đóng góp vào việc sử dụng rộng rãi và phát triển công nghệ
xây dựng đường hầm.
Chúng tôi cảm ơn các ủy viên hội đồng về những nỗ lực không ngừng trong việc cập
(Viện Nghiên cứu Kỹ thuật Đường sắt)
Nhóm công tác về Đào hầm xuyên núi
Chủ tòch ASAKURA Tosihiro
(Giáo sư, Trường Đại học Tổng hợp Kyoto)
Cố vấn FUKUCHI Gouichi
Ex-executive Director, Hiệp hội Hầm Nhật Bản
Các thành viên Tiểu ban TAKEBAYASHI Tsuguo
(Tập đoàn Shimizu)
AMANO Satoru
(Tập đoàn Obayashi)
OONO Kiyoshi
(Tập đoàn Kajima)
OKAMURA Mitsumasa
(Tập đoàn Toda)
KASA Hiroyoshi
(Tập đoàn Hazama)
OKAMOTO Takashi
(Tập đoàn Hazama)
OBARA Katsumi
(Tập đoàn Tobishima)
KITAGAWA Takashi
(Công ty TNHH Xây dựng Nishimatsu)
KAWANO Ko
(Công ty TNHH Sato Kogyo)
KOMAMURA Kazuya
(Công ty TNHH Pacific Consultants)
SAKURAI Takatomi
(Tập đoàn Maeda)
NAKAKITA Akihiro
(Công ty TNHH Kumagai Gumi)
binocular section 70, 71 mặt cắt ngang kiểu ống nhòm
blast fume 71 khói mìn
blasting vibration 33, 34 chấn động do nổ mìn
bonding material 46 vật liệu liên kết
bonding type of rock bolt 45 kiểu liên kết của neo đá
borehole load test 13 thí nghiệm tải trọng trong lỗ khoan
borehole TV 13 truyền hình lỗ khoan
boring investigation 13 khoan khảo sát
bracing bolt 94 bu lông giằng nối
branch 64, 65 nhánh
bulkhead 96 vách ngăn
C
center diaphragm method 35, 77 phương pháp màng trung tâm
change of support 39 thay đổi hệ thống chống đỡ
circular sections 35 các mặt cắt tròn
class of ground 3, 24, 25 loại đất đá
clay mineral 15 khoáng vật sét
closure of section 37, 39 bòt kín mặt cắt
cold water 18 nước lạnh
collapse 15, 17, 60, 124 sập
collar brace 50 thanh giằng
competence factor 23, 24, 25, 37 yếu tố tin cậy
compressive strength of shotcrete 41 cường độ nén của bê tông phun
auxiliary method 4, 29, 30, 37, 39, 131, 134, 138, 140, 143
TRA CỨU THUẬT NGỮ
1 ĐẠI CƯƠNG
1.1 Những quy tắc
ĐIỀU 1 Phạm vi
Tiêu chuẩn này cung cấp những yêu cầu chung để lập kế hoạch, khảo sát, thiết kế,
Bảng* 1.1. So sánh các phương pháp xây dựng đường hầm
Các mục
so sánh
Các phương pháp
đào hầm xuyên núi
Các phương pháp
khiên chống
Các phương pháp đào và
lấp phủ
Đại cương về
phương pháp
Sử dụng triệt để sự chống đỡ tự
nhiên của đất đá xung quanh. Bê
tông phun, neo đá, hệ thống chống
đỡ bằng thép, v v bảo đảm sự ổn
đònh của đất đá khi thi công.
Khiên thọc sâu vào đất đá tạo
thành đường hầm. Lớp ngoài của
khiên và đáy hình quạt chống đỡ
vách hầm.
Khai đào đất đá từ trên bề mặt
để xây dựng đường hầm có độ
sâu mong muốn. Sau đó sẽ
mang đất đá đào ra quay trở
lại để phục hồi bề mặt.
Điều kiện đòa
chất phù hợp
Nói chung là từ đá cứng đến đá
mềm kỷ Đệ tam. Cũng có thể áp
dụng cho tầng sườn tích tùy theo
đối với khiên chống hở.
Thông thường, cần phải có
những phương pháp phụ như
tường chắn xuyên sâu hơn,
phương pháp giảm nước ngầm,
cải thiện đất, v v để khắc
phục sự bốc hơi hoặc trương
nở.
Chiều sâu của
đường hầm
Cần phải có một phương pháp phụ
để kiềm chế sự lún đỉnh vòm hầm
khi tỷ số giữa chiều dày tầng đất đá
phủ và đường kính đường hầm nhỏ
hơn 2 trong đất đá không bền vững.
Chiều dày tầng đất đá phủ tối
thiểu là đường kính của khiên
chống. Chiều sâu tối đa xác đònh
theo áp lực nước ngầm.
Không có giới hạn cho tầng
đất đá phủ. Có những kết quả
thực tế về chiều sâu tối đa của
đường hầm là 40 m hoặc gần
như thế.
Hình dạng mặt
cắt ngang
Về cơ bản, mặt cắt của khu vực
khai đào hầm là hình vòm từ nóc.
Hình dạng của khu vực này có thể
thay đổi trong khi xây dựng.
Không có giới hạn khi dùng
phương pháp xây dựng này.
Tác động đến
môi trường
xung quanh
Cần một phương pháp phụ để xây
dựng ở vùng lân cận. Mức độ ảnh
hưởng hạn chế đối với giao thông
trên mặt đất, trừ chỗ có các hầm lò.
Tiếng ồn và chấn động ảnh hưởng
hạn chế đến vùng xung quanh cửa
hầm, có thể xử lý bằng tường hoặc
buồng cách âm.
Một phương pháp phụ có thể cần
để xây dựng ở vùng lân cận. Mức
độ ảnh hưởng hạn chế đối với giao
thông trên mặt đất, trừ chỗ có các
hầm lò. Tiếng ồn và chấn động
ảnh hưởng hạn chế đến vùng xung
quanh cửa hầm, có thể xử lý bằng
tường hoặc buồng cách âm.
Một phương pháp phụ có thể
cần để xây dựng ở vùng lân
cận. Ảnh hưởng mạnh đến vật
cản vì phải bảo vệ thường
xuyên khu vực xây dựng trong
thời kỳ xây dựng. Các biện
pháp xử lý tiếng ồn và chấn
động cần thiết cho mọi giai
đoạn xây dựng.
Tải trọng thiết kế: Tải trọng cần phải xem xét khi thiết kế hệ thống chống đỡ, bê tông vỏ
hầm, v v Áp lực của đất, áp lực thủy lực, lực đẩy nổi, cường độ đòa chấn, sự gia tải, trọng
lượng tónh, v v
Đất đá phủ: Đất đá phía trên nóc hầm. Bề dày gọi là chiều sâu của đất đá phủ.
Phương pháp kinh nghiệm:Phương pháp thiết kế hệ thống chống đỡ và lớp bê tông vỏ hầm
chủ yếu bằng cách tham khảo sự phân loại đất đá theo kinh nghiệm và theo công việc đã xây
dựng trong những điều kiện đất đá tương tự.
Phương pháp giải tích: Phương pháp thiết kế hệ thống chống đỡ và lớp bê tông vỏ hầm bằng
máy tính dựa theo lý thuyết về áp lực của đất, phương pháp phần tử hữu hạn, v v
Đường hầm kín nước: Những đường hầm chỉ để một lượng nước ngầm tối thiểu có thể chảy
vào trong và sau khi xây dựng. Áp lực thủy lực được xem xét khi thiết kế lớp bê tông vỏ hầm.
(4) Xây dựng và phương pháp phụ
Phương pháp khai đào gương: Phương pháp xây dựng xác đònh theo sự chia mặt cắt khai đào
gồm có: Phương pháp đào toàn gương; Phương pháp đào phần vòm trên; Phương pháp lò
đuổi; Phương pháp màng trung tâm v v Phương pháp phân chia mặt cắt để khai đào từng
phần gọi là phương pháp chia gương.
Phương pháp đào hầm: Phân loại theo phương pháp khai đào gương: Khai đào bằng khoan
và nổ mìn; Khai đào cơ giới; Khai đào thủ công v v
Gương: Mặt trước và chu vi chạy theo phần đào hầm. Thuật ngữ này thường dùng để chỉ
gương đang thi công cho đến khu vực khoảng 20 m phía sau đó.
Hệ thống chống đỡ: Phương tiện, biện pháp và kết cấu tạo ra từ đó để bảo đảm sự ổn đònh
của đất đá xung quanh đường hầm và kiềm chế sự biến dạng. Trong phương pháp đào hầm
xuyên núi thông thường những thành phần chống đỡ là bê tông phun, neo đá, các hệ thống
chống đỡ bằng thép, v v
Lớp bê tông vỏ hầm: Phương tiện và biện pháp tạo ra hình dạng và chức năng cần thiết của
đường hầm và bổ sung cho hệ thống chống đỡ.
Phương pháp phụ: Phương pháp phụ và/hoặc phương pháp đặc biệt chủ yếu để cải thiện điều
kiện đất đá nhằm đảm bảo sự ổn đònh của gương, sự an toàn của đường hầm và bảo vệ môi
trường. Các phương pháp phụ thường được phân thành hai dạng: phương pháp thứ nhất có thể
xử lý công việc bằng các máy móc xây dựng đường hầm hoặc vật liệu thông thường và ít tác
để dễ xây dựng. Nếu có những tuyến cong thì các bán kính cong phải lớn nhất nếu có thể.
Đối với các hầm đường bộ và đường sắt, đường bán kính cong bên trong các đường
hầm càng lớn càng tốt tùy theo loại và sự phân loại đường bộ/đường sắt. Tại lối ra khỏi các
hầm đường bộ, tuyến hầm hơi cong có thể có giá trò để người lái điều chỉnh dần dần với độ
sáng bên ngoài đường hầm.
(2) Cửa hầm thường ở chỗ mái dốc và tầng đất đá phủ mỏng, do đó có xu hướng
không ổn đònh. Vì vậy vò trí ưa chuộng để xây dựng cửa hầm có thể là ở đầu mút của mép
sống núi, hoặc gần vuông góc với mái dốc có góc cực đại và trên một vùng đất đá vững chắc
không có mặt trượt.
(3) Khi có nhiều hơn hai đường hầm xây dựng song song nhau hoặc giao cắt nhau, vò trí
của mỗi đường hầm phải được xác đònh khi xem xét ảnh hưởng tương hỗ của hai đường
hầm đó. Các đường hầm chòu ảnh hưởng tương hỗ khác nhau tùy theo điều kiện đất đá và
phương pháp xây dựng. Sẽ không có ảnh hưởng tương hỗ khi khoảng cách giữa các tâm
đường hầm lớn hơn 2 lần bề rộng khai đào (D) trong trường hợp đất đá đàn hồi hoàn hảo,
và lớn hơn 5 lần đối với trường hợp đất đá mềm.
ĐIỀU 6 Độ dốc của đường hầm
(1) Các hầm đường bộ và đường sắt có độ dốc càng nhỏ càng tốt, đến mức không cản trở sự
thoát nước tự nhiên.
(2) Đường hầm dẫn nước có độ dốc dựa theo sự xem xét mối liên hệ tương hỗ giữa lưu
lượng nước xả, mặt cắt ngang để xả, vận tốc dòng chảy, v v
[Giải thích]
(1) Theo quan điểm thủy lực, độ dốc lớn hơn 0,1% là đủ để cho phép dòng nước chảy vào
đường hầm thoát ra tự nhiên theo rãnh thoát dọc sau khi xây dựng xong đường hầm. Tuy
nhiên, trong khi đang xây dựng, độ dốc lớn hơn 0,3% là cần thiết cho dù có ít nước chảy
vào và độ dốc đến 0,5% khi có nhiều nước chảy vào đường hầm. Độ dốc ảnh hưởng đến
hiệu suất bốc xúc và vận chuyển vật liệu, vì vậy đôi khi cần phải chọn một giá trò tối ưu.
Trong các hầm đường bộ cần thông gió cơ học nên giữ độ dốc lớn nhất đến dưới 3% để
giảm khí thải. Trong các hầm đường sắt, độ dốc nên càng nhỏ càng tốt vì độ dốc tính vào
lực cản tàu chạy.
(2) Độ dốc của các đường hầm dẫn nước xác đònh theo lưu lượng nước xả, diện tích hiệu
(1) Các số liệu cơ bản như điều kiện đất đá và điều kiện đòa điểm cần thiết cho mỗi giai đoạn
chọn tuyến, thiết kế, xây dựng và bảo dưỡng sau khi thi công xong sẽ được tập hợp trong giai
đoạn khảo sát.
(2) Khi lập kế hoạch khảo sát, các đề mục, trình tự, phương pháp, độ chính xác, thời
hạn và phương pháp sắp xếp số liệu sẽ được quyết đònh sau khi xem xét kỹ lưỡng mục đích
của từng giai đoạn xây dựng và quy mô đường hầm.
[Giải thích]
(1) Những điều kiện đất đá, điều kiện đòa điểm, v v có ảnh hưởng lớn đến thiết kế và
xây dựng đường hầm. Thu thập đủ các số liệu cơ bản bằng các phương pháp khảo sát khác
nhau là điều quan trọng để xác đònh mức độ khó khăn về xây dựng, thời gian cần thiết để
xây dựng, chi phí xây dựng, chọn phương pháp xây dựng, bảo đảm an toàn và bảo dưỡng
trong tương lai.
(2) Trong lập kế hoạch khảo sát phải xem xét mục đích và quy mô của đường hầm.
Trong mỗi khảo sát phải xem xét giai đoạn khảo sát, các mục tiêu và độ chính xác cần thiết.
Trình tự, khu vực, thời hạn khảo sát cũng phải xem xét khi xác đònh các chi tiết.
Các khảo sát cho xây dựng đường hầm được thực hiện trong những thời gian khác
nhau, bắt đầu từ giai đoạn đầu tiên của lập kế hoạch và còn tiếp tục cả sau khi kết thúc xây
dựng. Các mục tiêu và độ chính xác có thể thay đổi trong quá trình xây dựng. Trong Tiêu
chuẩn này các giai đoạn khảo sát chia thành:
(i) Khảo sát để quyết đònh tuyến;
(ii) Khảo sát cho thiết kế và kế hoạch xây dựng;
(iii) Khảo sát trong giai đoạn xây dựng;
(iv) Đôi khi có giai đoạn thứ tư: khảo sát sau khi xây dựng.
Bảng* 2.1 giới thiệu những nét đại cương về mỗi loại khảo sát.
2.3.2 Khảo sát điều kiện đất đá
ĐIỀU 10 Đại cương
Tiến hành khảo sát để làm sáng tỏ với độ chính xác phù hợp những điều kiện đất đá
quan trọng như đòa hình, đòa chất và thủy văn của khu vực xung quanh đường hầm, nơi có thể
phát triển ảnh hưởng của việc xây dựng.
[Giải thích]
Dự đoán và xem xét
những vấn đề có thể
xảy ra trong khi xây
dựng.
Thay đổi thiết kế.
Quản lý xây dựng.
Thu thập số liệu để
đền bù trong tương lai.
Kiểm tra các vấn đề
xuất hiện trong khi
xây dựng và sau khi
hoàn thành.
Thu thập số liệu để
đền bù và các biện
pháp đề phòng xuống
cấp, hư hỏng.
Nội dung Khảo sát tổng quát Khảo sát đòa chất chi
tiết. Khảo sát có cân
nhắc về môi trường.
Những phương tiện
khảo sát cần thiết cho
việc xây dựng.
Đo đạc trong đường
hầm chủ yếu là quan
trắc đất đá, trạng thái
của hệ thống chống
đỡ. Khảo sát và đo
đạc những vùng xung
quanh đường hầm và
môi trường chủ yếu để
lập kế hoạch thi công
Khảo sát trong giai
đoạn xây dựng
Khảo sát sau
khi kết thúc
xây dựng
Bảng* 2.2 giới thiệu trình tự khảo sát điều kiện đất đá, thông tin chính thu thập được và
phương pháp khảo sát.
2) Những điểm quan trọng liên quan đến các điều kiện đất đá và đòa điểm
Có nhiều điểm quan trọng liên quan đến các điều kiện đất đá và đòa điểm. Sau đây là
những điều kiện đất đá đặc biệt có thể trở thành vấn đề khi thiết kế và xây dựng đường
hầm.
(i) Đất đá đang dòch chuyển như đất sụt lở và đất đá ở mái dốc bò lún, sụt
được dự đoán trước;
(ii) Đới nứt nẻ, khu vực có cấu trúc uốn nếp;
(iii) Đất đá không bền vững chứa nước;
(iv) Đất đá bò ép vắt;
(v) Đất đá có thể xảy ra hiện tượng đá nổ;
(vi) Đất đá có nhiệt lượng cao, mạch nước nóng, khí độc, v v ;
(vii) Áp lực nước cao, đất đá dự kiến có chứa nhiều dòng nước ngầm.
Sau đây là những điều kiện đòa điểm đặc biệt có thể trở thành vấn đề khi thiết kế, xây
dựng hoặc liên quan đến môi trường:
Bảng* 2.2. Trình tự khảo sát điều kiện đất đá,
Phương pháp khảo sát, Thông tin thu thập
(i) Chiều dày tầng đất đá phủ mỏng;
(ii) Khu vực đô thò;
(iii) Dưới mực nước ngầm;
(iv) Giếng nghiêng hoặc giếng đứng;
Copyright: Tài liệu đại học ©