Đề cương XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH NĐCN

XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH NĐCN
Câu 1: các nguyên tắc cơ bản của phương pháp đào hầm thông thường.
Nguyên tắc 1: nguyên tắc về khối đá
khối đá bao quanh công trình ngầm được coi là bộ phận chịu tải chính giữa ổn định
cho công trình ngầm sau khi đào để làm được điều đó cần thiết:
-

Giảm thiểu tác động dẫn đến suy giảm tính chất về độ bền, tính chất biến

dạng của khối đá, cần phải tăng bền cho khối đá.
Cho phép khối đá có độ dịch chuyển nhất định để nó có thể huy động khả
năng tự mang tải vốn có.
Không để khối đá có sự biến dạng di chuyển quá mức, dẫn tới khối đá rơi
vào trạng thái rời rạc mất tính chất liên kết và trở thành bộ phận gây ra tải trọng tác
dụng đến công trình.
Nguyên tắc 2: nguyên tắc về KCCG
lựa chọn phương pháp chống giữ phù hợp bao gồm: loại hình kết cấu, quy trình và
thời điểm lắp dựng kết cấu, độ bền và độ cứng của kết cấu cần thiết.
-

Thiết kế kết cấu chống không phải để chống giữ khối đá mà là kiểm soát quá

trình biến dạng của khối đá xung quanh công trình.
Nên sử dụng kết cấu kín ( có vòng ngược) để tạo thành vòm vỏ chống có
tính truyền lực liên tục và khả năng mang tải cao hơn.
Tạo sự liên kết chặt chẽ giữa vỏ chống và khối đá xung quanh.
Lớp vỏ chống bên trong lên có chiều dày nhỏ làm việc như ống mỏng cho
phép có biến dạng dịch chuyển cùng với khối đá để trong vỏ chống chủ yếu xuất
hiện lực nén dọc trục, ít xuất hiện momen gây uốn.
Để tăng cường khả năng mang tải cho vỏ chống không nên sử dụng biện
pháp tăng chiều dày vỏ chống mà nên sử dụng biện pháp vỏ chống nhiều lớp.

Nguyên tắc 3: nguyên tắc về vấn đề đo dạc sau khi chống


sử dụng biện pháp quan sát đánh giá, dịch chuyển biến dạng trong khối đá và kết
cấu chống, tải trọng tác dụng lên kết cấu, ứng suất tác dụng trong khối đá, mục
đích của nguyên tắc là:
-

Đánh giá thời gian ổn định khung chống làm cơ sở lựa chọn sơ đồ đào.
Lựa chọn đánh giá tính phù hợp của giải pháp, kết cấu chống giữ.
Thiết kế lớp vỏ chống cuối cùng, vỏ bê tông liền khối.

Câu 2: Đào toàn gương ( bản chất, phạm vi, ưu nhược điểm ).
-

Bản chất: theo sơ đồ này thì gương hầm đc đào bằng pp khoan nổ mìn cùng

1 lúc trên toàn tiết diện. lộ trần của nóc hầm và hông hầm đc chống tạm ngay sau
khi đào cho đến khi thi công vỏ chống cố định.
Phạm vi sử dụng:
+ đất đá gương hầm là đất đá cứng vững hoặc nứt nẻ nhỏ thời gian ổn định tồn tại
không chống của khối đá phải đủ lớn,Stk=110m2
+ thời gian lắp dựng kết cấu bảo vệ phải phù hợp với thời gian ổn định ko chống.
trong mọi trường hợp cần thiết phải lắp dựng kết cấu chống tạm
+ trang thiết bị thi công đáp ứng các yêu cầu về trình tự & tốc độ thi công
Ưu điểm:
+ toàn bộ công tác thi công thực hiện trong 1 chu kỳ nên ko gây biến đổi cơ học
nhiều lần
+ tại gương đào có khoảng không gian chống cho phép sử dụng các biện pháp có
mức độ cơ giới hóa cao trong quá trình ổn định

+ mức độ cơ giới hóa cao tạo ra tạo ra chu trình thi công lien tục là giảm thời gian
thi công
+ thi công toàn gương không gây ra các tác động ảnh hưởng hay chi phối lẫn nhau
của các công đoạn,do vậy dễ có thể tổ chứ tốt công tác thi công
+ năng suất lao động của thợ đào hầm rất cao
Nhược điểm: Do sử dụng các thiết bị có công suất lớn gây chấn động mạnh
ảnh hưởng đến độ ổn định của đường hầm.


Câu 3: Tính toán lượng thuốc nổ đơn vị trong khoan nổ mìn hầm tiết diện lớn.

khi đào toàn gương và thi công gương bậc trên:
lượng thuốc nổ đơn vị là lượng thuốc nổ cần thiết để phá vỡ 1m3 đất đá nguyên
khối đã khoan
theo GS N.M Pokrovxki : q = f ( q1, f1, v, e, kđ), kg/m3
Trong đó:
q1 :lượng thuốc nổ riêng (kg/m3)
q1= 0,1.f
f: hệ số kiên cố của đất đá theo protodiaconop
f1 hệ số cấu trúc của đất đá; f = 1,3- 2
:
1
v :hệ số cản nổ

6,5
sd

Sđào ≤ 18m2

v=

Stk> 18m2

v = 1,2-1,5

kd :hệ số ảnh hưởng đường kính thỏi thuốc;

e: hệ số dự trữ năng lượng, e =

,

Pchuẩn là sức công phá của thuốc nổ chuẩn a mô nhíp
Páp dụng là sức công phá của thuốc nổ áp dụng P113
•
khi hầm có tiết diện nhỏ Stk ≤ 18m2 : q = q1. f1.v.e.kd .
•
Khi đào hầm có tiết diện lớn :Stk> 18m2 q = (1,2 ÷ 1,5).q1. f1.e.kd (kg/m3


Câu 4: Xác định chiều sâu vòm phá hủy theo giáo sư V.M.MÔXTKOP.
(vẽ hình)
Hph=k.B (m)
Trong đó:
K: hệ số tỉ lệ xác định theo sự phụ thuộc đặc trưng của đất đá (tra bảng)
Cấp đất đá
XI - X
IX
VIII
VII
VI

V

Hệ số kiên cố f
≥ 15
10-14
7-9
5-6
4
2-3

Hệ số k
0-0,05
0,05- 0,1
0,1- 0,15
0,15-0,2
0,2-0,3
0,3-0,4

Bo: chiều rộng của đường hầm
Câu 5: Đào chia gương ( các sơ đồ, các yếu tố quyết định). Bản chất, ưu nhược
điểm khi thi công gương bậc dưới.

•
-

Đào chia gương
Các sơ đồ
Sơ đồ bậc trên

2

-

1
Sơ đồ thi công gương bậc dưới
1
2

•
o

Các yếu tố quyết định đến đào chia gương
Thời gian tồn tại ổn định không chống của khối đá ko đủ lớn để đào toàn

gương.


o

Nhu cầu về thời gian để lắp dựng kết cấu bảo vệ khi đào toàn gương không

tương xứng với thời gian ổn định của khối đá.
o
Các trang thiết bị, như xe khoan or sàn công tác máy đào lò và máy cắt ko
bao quát đc toàn bộ tiết diện, máy xúc bốc không có công suất hợp lý cho toàn bộ
chu kỳ đào do vậy phải đào chia gương.
•
Thi công hầm theo gương bậc dưới:
Bản chất: là trên toàn chiều dài của đường hầm ( hay 1 đoạn hầm) tiến hành
đào phần trên của tiết diện hầm,sau đó đào phần dưới của hầm.

Tỉ lệ giữa tiết diện gương trên và tiết diện gương dưới: đc xác định phụ
thuộc vào các yếu tố sau:
o
Tiết diện đường hầm.
o
Độ bền và ổn định của đất đá của khu vực đào qua.
o
Thiết bị thi công hầm.
o
Nếu tiết diện đường hầm từ (100-200) m2 thì tỉ lệ giữa diện tích bậc trên và
s

BT
bậc dưới S = 0, 75 − 1, 0 . nếu tiết diện hầm đến 300 m2 thì tỉ lệ đó có thể tăng từ
BD

1,2-1,4.
o
Khi thi công bậc trên thì công nghệ thi công giống như đào toàn tiết diện.
o
Khi thi công bậc dưới thì độ an toàn cao hơn vì công tác thi công diễn ra khi
bậc trên đã hoàn thành công tác chống cố định.
•
Ưu điểm.
-

Đơn giản khi sử dụng kết cấu chống và thi công chống tạm, chống cố định

phần trên.
Có thể đạt tốc độ cao khi thi công bậc dưới và năng suất lao động đạt tốc độ

cao do công tác khoan nổ và bôc xúc rất thuận tiện.
-

Nhược điểm.

-

Do trình tự thi công bậc trên và bâc dưới nối tiếp nên thời giant hi công bị

kéo dài.
Cần thiết phải có đường vận chuyển bậc trên và bậc dưới.
Cần có nhiều loại thiết bị khoan gương phù hợp với bậc trên và bậc dưới.
Câu 6: Lượng thuốc nổ đơn vị khi thi công gương bậc dưới.


qbd = 0,75qbt kg / m3


Câu 7: Các phương pháp phun bê tông trong thi công hầm ( so sánh ưu nhược
điểm của phương pháp phun khô và phun ướt.
•

So sánh pp phun khô và pp phun ướt:

* PP phun khô
-ưu điểm

*PP phun ướt
-ưu điểm

+ năng suất phun cao

+ lượng rơi nhỏ (thường dưới

+ cường độ BT phun cao

13%),lượng xuất bụi nhỏ tại đầu vòi

+ công nghệ phun đơn giản,có thể phối phun (khoảng =20% của pp phun khô
hợp toàn bộ các khâu công tác: nhào

với cốt liệu khô)

trộn,vận chuyển và phun hỗn hợp BT

+ năng suất phun cao

trong 1 dây chuyền công nghệ duy

+ thành phần của hh BT ko có sự thay

nhất

đổi đáng kể trong quá trình chuẩn bị,vận

+ hỗn hợp đc chuẩn bị ở dạng sấy

chuyển và phun nên ít có biến động về

khô,chỉ khi đến vòi phun mới đc tiếp

chất lượng

nc.vì vậy việc xử lý cũng đơn giản khi

-Nhược điểm:

có ách tắc,kẹt,không ảnh hưởng đến

+ dễ bị chảy sệ lớp phun khi phun lên

tốc độ BT phun

bề mặt ướt (có xuất hiện nước trên bề

-Nhược điểm:

mặt đất đá hay nước ngầm)

+ lượng rơi lớn,gây lãng phí vật

+ cường độ lớp BT phun thấp hơn so

liệu,lượng rơi TB khi phun khô là

với khi phun bằng pp phun khô,nên

khoảng 20-30%

không dùng phụ gia

+ lượng xuất bụi nhiều ( tại đầu phun)

+ dễ ảnh hưởng đến chất lượng lớp

ảnh hưởng đến môi trường,sức khỏe

phun trong trường hợp xảy ra sự cố ách

của con người lao động

tắc trong quá trình phun


Câu 8: Các đặc điểm cơ bản của phương pháp đào hầm mới của áo (NATM).
-

Phương pháp đào hầm mới của áo chủ yếu quan tâm đến 3 kết cấu cơ bản

là : bê tông phun, neo và khung thép hình hoặc khung thép hàn tổ hợp , đc sử dụng
riêng rẽ hoặc phối hợp
Nhờ có lớp vỏ bê tông phun, hiện tượng dịch chuyển tơi rời của khối đất đá
đc hạn chế căn bản và quá trình biến đổi cơ học đ clan rộng vào trong khối đá qua
đó hình thành 1 vùng chịu tải trong khối đá
Kết cấu chống cố định đc xây dựng sau đó chỉ phải tiếp nhận tải trọng tác
dụng nhỏ vì vậy có thể thiết kế với kích thước nhỏ hơn
Đo đạc biến dạng, dịch chuyển của khối đất đá kết hợp với thi công nhanh
kết cấu nền hay vòm nền tạo cơ sở cho các quyết định, nhận định về tính toán và
thi công.
Câu 9: Đặc điểm khác biệt thông gió côn trình ngầm và thông gió mỏ.

•
•
•

CTN thường đào qua khối đất đá ko chứa khí và bụi nổ.
Tiết diện CTN lớn hơn nên sức cản luông gió giảm.
Cho phép sử dụng quạt và ống gió có đường kính quạt lớn, quạt có công suất

lớn.
•

Thi công CTN có thể sử dụng động cơ ddiezeen nên khi tính lưu lượng gió

cần chú ý tới yếu tố này.
•
Dọc theo chiều dài đường hàm có thể có nhiều gương đào diễn ra đồng thời
nên Sơ đồ thông gió cần đảm bảo cung cấp gió sạch tới tất cả các gương thi công.


Câu 10: Trình bày các sơ đồ thi công vỏ bê tông liền khối.
Có 3 sơ đồ:
Sơ đồ thi công song song
-

Bản chất của sơ đồ này là công tác đổ vỏ hầm song song với đào + chống

tạm gương hầm và gương cách nhau 1 khoảng nhất định để tránh sự ảnh hưởng
giữa 2 công tác
Dk áp dụng: sơ đồ này sử dụng trong thi công công trình ngầm có kích
thước tiết diện ngang và chiều dài lớn, đất đá kém ổn định

Sơ đồ nối tiếp toàn phần
-

Bản chất: theo sơ đồ này công tác đổ vỏ hầm chỉ tiến hành khi đã đào và

chống tạm xong toàn bộ chiều dài CTN
Phạm vi sử dụng: sơ đồ này thường áp dụng khi chiều dài và kích thước tiết
diện ngang CTN tương đối nhỏ
sơ đồ nối tiếp từng phần
-

Bản chất: sau khi đào và chống tạm 1 đoạn hầm dài từ 30 – 40m thì dừng lại

tiến hành đổ vỏ bê tông sau đó lặp lại theo trình tự trên
Phạm vi áp dụng: Sơ đồ này phù hợp để thi công các đường hầm có chiều
dài tương đối lớn và đất đá ổn định trung bình
Câu 11: Trình bày phương pháp tường nóc ( trình tự các bước, ưu nhược
điểm của phương án).
•
-

Bản chất:
Theo phương thức này hào thi công không cần đào hoặc chỉ cần đào đến 1

độ sâu nhất định để tháo rỡ,di chuyển các hệ thống ống cáp ngầm (nếu có).
•
Trình tự tiến hành:
Xây tường bằng pp tường trong đất.
Bóc đất đến mức phía dưới nóc CTN làm chặt tạm thời.
Thi công nóc hầm bằng đổ BT tại chỗ hay BT lắp ghép.

Lấp đầy hào.
Hoàn chỉnh các công trình trên mặt đất.
Đào bóc đất trong đường hầm.
Thi công kết cấu bên trong CTN.


•
-

Ưu điểm.
Các tường bên và nóc hầm tạo ra các kết cấu bảo vệ thành hào rất tốt
Đào và bóc đất không bị cản trở bởi hệ bảo vệ tường, tường BT có khả năng

cách nước nhất định.
Giao thông trên đường phố chỉ bị gián đoạn tạm thời,thời gian ngừng chỉ
diễn ra khi xúc bỗ đất phía trên nóc ,thi công lắp dựng nóc hầm và hoàn tất đường.
Có thể thi công khi gặp đá cứng vững.
Ko gây biến dạng vùng lân cận và ko gây chấn động.
Có thể thi công sớm và kịp thời .
Khi thi công các tường trong đất,các tường này có thể trở thành 1 bộ phận
của kết cấu CTN.
•
Nhược điểm.
Trong khu vực có nước ngầm , tường trong đất và tường của kết cấu công
trình phải đc thiết kế với áp lực nước tổng thể.
Các lớp cách nước ở giữa hay ở phía trong ko an toàn về kte bằng lớp cách
nước phủ ngoài.
Việc di dời các đường ống hiện có và xây dựng các hệ thống hỗ trợ giao
thông tạm thời đòi hỏi kinh phí lớn.

Câu 12: Trình bày phương thức tường nền ( trình tự, ưu nhược điểm của
phương án ).

•
•
•
•
•

•

Trình tự:
xây tường bằng phương pháp tường trong đất.
đào móc đất nền đến mức nền thiết kế CTN.
thi công nền,tường,nóc hầm bẳng BT đổ tại chỗ hoặc lắp ghép.
lấp đầy hào.
hoàn chỉnh các công trình phía trên mặt đất.
Ưu điểm:
Các tường bên & nền hầm có tác dụng ngăn cách các nước ngầm với đất

trong lòng hố móng tạo điều kiện thuận lợi cho công tác đào
•
Đào và bóc đất có thể sử dụng các thiết bị thi công có tính cơ giới hóa cao,
năng suất lớn, không phải sử dụng phương pháp đào ngầm, moi đất như phương
pháp tường nóc.
•
Không gây biến dạng đáng kể vùng lân cận và không gay chấn động
•
Có thể thi công sớm, kịp thời.

•
Khi thi công các tường trong đất, các tường này trở thành 1 bộ phận của kết
cấu công trình.

Nhược điểm:
•
Trong khu vực thi công có nước ngầm ,tường trong đất & tường của kết cấu
CTN phải thiết kế với áp lực nước tổng thể
•
Các lớp cách nước ở giữa hoặc phía trong không an toàn & kinh tế bằng lớp
cách nước phủ ngoài
•
Việc di rời các hệ thống đường ống hiện có & xây dựng các hệ thống hỗ trợ
giao thông tạm thời đòi hỏi chi phí lớn.
•
Làm gián đoạn giao thông trong thời gian tương đối dài.
Câu 13: Thi công bằng phương pháp hạ chìm ( các đặc điểm, trình tự thi công
).

a.

Các đặc điểm
Tuyến công trình ngầm:

o

so với phương án thi công ngầm,chiều dài CTN khi thi công bằng phương

pháp hạ chìm thường ngắn hơn do CTN nằm nông. Độ dốc dọc tuyến hầm được

xác định phụ thuộc vào loại hình thiết bị di chuyển qua hầm, độ sâu mực nước.Với
đường hầm giao thông : α max = 6% , với đường hầm đường sắt α max = 4%0
o
Đường hầm hạ chìm thường chia thành 4 đoạn:Đoạn đào lộ thiên.Đoạn đào
ngầm .Giếng đứng 2 bên bờ.Đoạn hạ chìm.2 đầu đoạn hạ chìm thường bố trí giếng
đứng có tác dụng thông gió,cung cấp điện,thoát nước,giám sát.
b.

Cấu tạo kết cấu vỏ hầm: vỏ hầm thi công bằng phương pháp hạ chìm chủ

yếu làm bằng thép hoặc BTCT đúc sẵn.Số lượng đường hần hạ chìm sử dụng
BTCT gấp khoảng 2 lần đường hầm dùng vỏ thép ( tại Nhật là xấp xỉ nhau, tại Bắc
Mĩ chủ yếu dùng đường hầm vỏ thép, tại châu Âu & ĐNA chủ yếu dung vỏ BTCT)
c.
Chiều sâu mực nước bố trí: trong phương pháp hạ chìm,chiều sâu mực nước
từ 5-30m,tuy nhiên cũng có trường hợp 100m.
d.
Điều kiện địa chất: Phương pháp hạ chìm có thể sử dụng trong bất kì điều
kiện dịa chất nào thậm trí là vật liệu trầm tích yếu. Đặc biệt phương pháp này rất
hiệu qur đối với CTN nằm trong vùng nguy cơ xảy ra động đất
e.
Điều kiện mặt bằng: vì các bộ phận kết cấu của CTN thi công bằng phương
pháp hạ chìm thường được chế tạo sẵn tại các vị trí cách xa điểm hạ chìm nên
phương pháp có thể sử dụng trong những khu vực có diện tích bề mặt thi công hạn
chế như trong thành phố.




Trình tự thi công:
Tạo bãi đúc trên
cạn

Đào hố móng

Chuẩn bị mặt bằng

Chế tạo đốt hầm

Chuẩn bị nền
hào

Thi công giếng
đứng

Lắp ráp thiết bị

Lắp đặt gối tựa

Thi công đoạn lộ
thiên

Kéo nổi đốt
hầm

Hạ chìm đốt
hầm

Thi công đoạn

ngầm

Thoát nước và
sửa lại bãi đúc
trên cạn

Nối lại dưới đất

Xây dựng miệng
hầm

Xử lý móng

Lắp ráp thiết bị

Đắp vật liệu
phủ nóc hầm

Lắp đặt thiết bị
bên trong

Nghiệm thu


Câu 14: Phương pháp nén ép ống ( bản chất, phạm vi áp dụng ).
A.
BẢN CHẤT
+ PP nén ép ống hay còn gọi là phương pháp kích đẩy về bản chất có thể gọi là
phương pháp khiên đào mini bản chất của pp này:
-

Vì chống tubin kín được lắp đặt vòng nọ tiếp vòng kia trong khoang chuyên

dùng cách xa gương hầm. Cùng trong khoang đó người ta thực hiện kích ép vì
chống vào gương hầm theo tiến trình đào đất. để giảm ma sát vì chống với khối đất
không gian phá sau tubin được bơm vữa sét
f.

Phương pháp nén ép ống còn gọi là phương pháp nèn ép trước hay phương

pháp kích đẩy. được áp dụng khi phương pháp khiên đào hay các phương pháp thi
công ngầm khác ko còn kinh tế hoặc gặp khó khăn về kỹ thuật
g.
Phương pháp này được áp dụng khi :
o
lắp đặt các đường ống ở độ sâu lớn, tuy nhiên có những trường hợp ở độ sâu
nhỏ vẫn phải thi công bằng phương pháp nén ống do điều kiện bề mặt
o
CTN, đường ống ngầm cắt qua các đê, đập, đường sắt , đường bộ cũng như
dưới khu xây dựng trên mặt đất hay sông hồ
o
xây dựng các kênh dẫn các loại : kênh thoát nước, cung cấp khí đôt, cung
cấp nước
o
kích đẩy toàn bộ kết cấu CTN, như đường ngầm đi bộ, đường bộ ngầm,
đường ngang qua các đê đường sắt
o
kết cấu hỗ trợ khi thi công các CTN tiết diện lớn

Câu 15: Nguyên tắc cơ bản nén ép ống, trình tự công nghệ kích đẩy ống.

Nguyên tắc cơ bản
Từ 1 giếng hay hố đào, các kết cấu xây dựng rống giữa, tùy theo mục tiêu sử dụng
có thể làm: đường ống dẫn tròn bằng thép, bê tông, kết cấu dạng hình hộp. đất
được tách bóc trong quá trình kích đẩy dưới sự bảo vệ của kết cấu rỗng giữa

Trình tự công nghệ : gồm 14 bước
Bước 1: thi công giếng điều khiển và giếng nhận
Bước 2: lắp đặt các bộ phận khung kích và kích thủy lực. điều khiển kích tủy
lực cho đúng biên tuyến và độ dốc theo tuyến thiết kế, thi công gối đỡ ( gối tựa)
Bước 3: lắp đặt hệ thống dẫn hướng bằng laze
Bước 4: lắp đặt thiết bị đào( khiên mini) và chỉnh cho phù hợp với yêu cầu
thiết kế
Bước 5: liên kết vòng kích đẩy với khiên đào
Bước 6: đẩy khiên đào qua lỗ đã chuẩn bị trước tại giếng kích đẩy. bắt đầu
quá trình đào và vận chuyển đất đào về phía giếng kích đẩy để đưa lên mặt đất
Bước 7: co các đầu kích lại và đẩy các bản kích để tạo ra khoảng trống lắp
đốt ống
Bước 8: lắp các đốt ống đầu tiên vào rãnh kích đẩy để thao tác khoan được
êm thuận, các trạm kích trung gian có thể được lắp sau khiên đào
Bước 9: liên kết bản kích đẩy với ống và ống với khiên đào
Bước 10: đẩy ống đầu tiên về phía trước, đào, vân chuyển đất đến kích đẩy
và đưa lên mặt đất
Bước 11: tiếp tục đào và lắp đặt các lỗ rỗng tiếp theo cho đến hết chiều dài
đoạn hầm
Bước 12: tháo dỡ, đi chuyển khiên đào ra khỏi giếng
Bước 13: di chuyển thiết bị kích ra khỏi giếng kích đẩy, di chuyển các hệ
thống kích trung gian và bê tông hóa các vị trí đó
Bước 14: dọn dẹp mặt bằng thi công