Bài giảng thi công công trình thuỷ lợi Thi công đường hầm

Chng 13. THI CễNG NG HM
ng hm (tuynen) c s dng nhiu trong cỏc cụng trỡnh giao thụng,
thu li thu in. Cú th l ng hm tm dn dũng thi cụng, cú th l ng
hm dn nc vo trm thu in,...
13.1. c im
- Chu nh hng ca iu kin a cht, a cht thu vn phc tp;
- Hin trng thi cụng hp, tc thi cụng chm;
- Phi tin hnh ng thi nhiu loi cụng vic trong hm nờn cn phi cú
bin phỏp phi hp cht ch gia cỏc khõu cụng vic;
- Cụng tỏc an ton do n mỡn, khúi bi, khớ c, ... ũi hi phi tớnh toỏn k
lng.
13.2. Cỏc phng phỏp o hm
13.2.1. o trờn ton mt ct
Phng phỏp ny ng dng khi:
- Din tớch mt ct hm khụng ln F<16m2;
- Hm ln cú iu kin a cht tt;
- Mc cú gii hoỏ cao.
13.2.2. o hm dn
Cú cỏc loi hm dn sau: hm dn sut, hm dn cựng tin, hm dn trờn,
hm dn di, hm dn gia, hai hm dn;
Hm dn sut lm trong iu kin a cht tt v ũi hi ca cụng tỏc thụng
giú;
Hm dn cựng tin l hm
dn i trc so vi ton mt

2

1

2

ct khong >10ữ15m.
13.2.2.1. Hm dn trờn

1
3

4

3

4
4

Khụng thớch hp vi iu
kin a cht xu (f<2), nc
ngm khụng nghiờm trng;
Thi cụng ng hm

2

Hình 13.1. Hầm dẫn trên
1, 2, 3, 4. Thứ tự đào trên mặt cắt
10

2


Vic chng n gim, nh hm d bo m qui cỏch thit k;
Nhc im: ng vn chuyn phi thay i nhiu ln, thoỏt nc khụng
tin li.

13.2.2.2.
di

Hm

dn

a)

Thớch hp vi ỏ
tng i cng f>4ữ6
v nc ngm nghiờm
trng;
u im: thoỏt
nc tt, khụng phi
thay i ng vn
chuyn;

3

b)

2

1

4

3

2

4

1

3

4

Hình 13.2. Hầm dẫn d ới
a) Cắt dọc; b) Cắt ngang; 1, 2, 3, 4. Thứ tự đào

Nhc im: mt ct vn chuyn hp, nh hm m rng tng i khú.
13.2.2.3. Hm dn gia
Thớch hp vi ỏ
cng f>15, khụng cn
chng , mt ct hm
rng cú D>5m;

2

1

1

u im: S dng
2
2
mỏy khoan cú giỏ trc

Hình 13.3. Hầm dẫn giữa
khoan cỏc l khoan
theo cỏc hng (360o), vic khoan cú th tin hnh song song vi khõu bc xỳc.
13.2.2.4. Hai hm dn

Thi cụng ng hm

10


3

2

3

3

4
5
6

4
6

2

5

7

7

1

7

1

H×nh 13.4. HÇm dÉn trªn vµ d íi

Có thể hai hầm dẫn song song trên
và dưới hoặc hai hầm dẫn song song hai
bên;
- Hai hầm dẫn trên và dưới thích
hợp với tầng đá tương đối tốt, hầm có
mặt cắt lớn. Giữa hai hầm trên và dưới
thường dùng giếng đứng hoặc xiên để
thoát nước và vận chuyển đá.
- Hai hầm dẫn hai bên thích hợp
với tầng đá mềm vỡ vụn, cần vừa đào
vừa xây, nước ngầm nghiêm trọng, mặt
cắt ngang lớn.

3
4
2

5

1

4
2
1

6

H×nh 13.5. Hai hÇm dÉn hai bªn

13.3. Bố trí lỗ khoan và chọn máy khoan
13.3.1. Bố trí lỗ mìn
Nguyên tắc:
- Bố trí máy khoan ở vị trí có thể khoan nhiều lỗ nhất để giảm bớt số lần di
chuyển máy;
- Lỗ mìn thẳng góc hoặc cắt ngang các tầng đá, tránh song song với tầng
đá;
- Nâng cao hiệu quả nổ phá bằng cách tạo thêm mặt thoáng;
- Đào đúng mặt cắt thiết kế;
- An toàn về nổ mìn và chống đỡ hầm.
13.3.2. Các loại lỗ mìn
Thi công đường hầm

10


Cn c vo tỏc dng ca l mỡn, chia ra 3 loi: l mỡn rónh, l mỡn phỏ, l
mỡn sa.
13.3.2.1. L mỡn rónh
L mỡn rónh cú tỏc dng tng thờm mt thoỏng. L mỡn rónh cng chia ra

nhiu loi: l mỡn rónh hỡnh chúp, l mỡn hỡnh chờm thng ng, l mỡn rónh
hỡnh chờm gia, l mỡn rónh hỡnh chờm nm ngang, l mỡn rónh hỡnh lng tr;
a)

b)

c)

d)

e)
Hình 13.6. Các loại lỗ mìn rãnh
a. Rãnh hình chóp; b. Rãnh hình nêm thẳng đứng; c. Rãnh hình
nêm ở giữa; d. Rãnh hình nêm nằm ngang; e. Rãnh hình lăng trụ

Khong cỏch v gúc xiờn ca cỏc l mỡn rónh ph thuc vo cng ỏ;
ỏ cng mm gúc xiờn cng nh v khong cỏch gia cỏc l mỡn cng ln.
Khi gp ỏ cng lin khi, mt ct hm ln thỡ nờn chn rónh hỡnh chúp. Khi
gp ỏ cú vt nt thng ng thỡ nờn chn rónh hỡnh nờm thng ng, khi ỏ cú
vt nt nm ngang thỡ nờn chn rónh hỡnh nờm nm ngang.
13.3.2.2. L mỡn phỏ
L mỡn phỏ c
b trớ xung quanh l
mỡn rónh v b trớ trờn
ton mt ct gng
hm, chỳng cú cựng
sõu nh nhau v vuụng
gúc vi gng hm.
13.3.2.3. L mỡn sa

5

12 3

3 21

4
7

4
6

4
7

8

Hình 5.1. Ví dụ trình tự nổ vòm gian máy thuỷ điện Hoà Bình

L mỡn sa cú tỏc dng bo m ỳng kớch thc mt ct thit k. Ming l
mỡn thng cỏch mộp hm t 10ữ20cm. ỏy l mỡn nghiờng ra phớa ngoi mt

Thi cụng ng hm

10


cắt hầm. Đá có f=2÷4 thì đáy lỗ mìn sửa có thể chạm tới biên mặt cắt hầm, đá
càng cứng thì đáy lỗ khoan càng nghiêng ra phía ngoài 10÷20cm;
Ngày nay, người ta có thể dùng phương pháp nổ mìn tạo viền theo chu vi

mặt cắt hầm.
13.3.3. Tính các thông số nổ phá (Giáo trình)
13.3.4. Chọn máy khoan (Giáo trình)
13.4. Công tác xúc chuyển (Giáo trình)
13.5. Công tác chống đỡ
Đối với đường hầm luôn luôn phải có biện pháp chống đỡ, trường hợp cá
biệt đá cứng chắc mới không phải chống đỡ;
- Theo vật liệu có các loại chống đỡ sau: gỗ, sắt, bê tông đúc sẵn, néo anke
hoặc phụt vữa xi măng (phun vảy) thay cho chống đỡ;
- Theo kết cấu có các loại chống đỡ sau: kiểu khung, kiểu vòm, kiểu hình
quạt;
Khi chọn vật liệu và kết cấu chống đỡ phải dựa vào khả năng cung cấp vật
liệu, điều kiện thi công và phải thoả mãn các yêu cầu sau:
+ Chịu được áp lực, đảm bảo không sụt lở;
+ Lắp ráp dễ dàng, thay đổi thuận tiện;
+ Ít gây trở ngại đến các công việc khác;
+ Giá thành rẻ;
Sau khi đào phải kịp thời chống đỡ trước khi vòm hầm áp lực đất đá đạt
đến mức nguy hiểm.
13.5.1. Chống bằng gỗ
13.5.1.1. Chống kiểu khung
Chống kiểu khung đơn giản, số thanh chống ít, thường dùng cho hầm có
mặt cắt nhỏ như hầm dẫn, hầm ngách.

Thi công đường hầm

10


A-A

A

6

5

1

7
2

4
3

A
Hình 13.19. Chống đỡ bằng gỗ kiểu khung cửa. 1. Xà ngang; 2. Cột chống; 3. Xà ngang
d ới; 4. Xà dọc; 5. Đệm; 6. Bản che đỉnh; 7. Bản chắn t ờng bên.

13.5.1.2. Chng kiu vũm
S dng kt cu vũm l kt cu chu
lc tt, nú cú u im:
Tay chng chu nộn nờn tit din
nh, chu c lc tt;
Tay chng ngn, tin lp ghộp;
Gin chng chim ớt khụng gian;
Kiu ny thng dựng vi mt ct
khụng ln, ỏ tng i cng.
13.5.1.3. Chng kiu hỡnh qut
Hình 13. 20. Chống kiểu vòm

Cú th o n õu chng ti ú,
thớch hp vi a cht xu. Kt cu chng phc tp, tn vt
liu.

13.5.2. Chng bng st
Nhng tng ỏ nỏt vn nhiu, ỏp lc ln, cú trng
hp g khụng ỏp ng c yờu cu, mt khỏc nhiu khi
phi b li trong bờ tụng sau ny nờn cn s dng chng
bng kt cu st. Kh nng chu lc ln, thng s dng
kt cu vũm.
13.5.3. Chng bng bờ tụng ct thộp

Thi cụng ng hm

10
Hình 13.24. Sơ đồ cấu tạo anke


Thích hợp khi áp lực lớn, cột chống cần để lại trong bê tông sau này. Loại
này khó khăn khi vận chuyển lắp ráp.
13.5.4. Néo anke
Dùng anke néo tầng đá không rắn chắc vào tầng đá rắn chắc bên trong tạo
thành vỏ hầm cứng chắc. Loại này thích hợp với đá cứng trung bình. Chiều dài
và phân bố của anke được xác định thông qua tính toán. Thường chiều dài anke
1,5÷3,5m khoảng cách 1÷2m. Trường hợp đặc biệt như vòm gian máy nhà máy
thuỷ điện có thể anke dài tới 5÷6m hoặc hơn nữa;
Có 2 kiểu anke: nêm chốt và vòng chốt;
Ngoài ra còn có thể dùng loại anke là loại thép có gờ chôn vào lỗ khoan sau
đó phụt vữa cố định.
(Xem thêm phương pháp tính anke trong giáo trình)

13.6. Công tác phụ trợ
Thông gió, thoát nước, chiếu sáng và công tác an toàn (giáo trình).
13.7. Đổ bê tông và phụt vữa đường hầm
13.7.1. Thứ tự và phân đoạn đổ bê tông đường hầm
Đường hầm thường dài nên chia ra nhiều đoạn đổ bê tông. Các đoạn tiếp
giáp nhau bằng khe co giãn hoặc khe thi công;
Đường hầm có mặt cắt lớn thì chia đoạn dài, mặt cắt nhỏ thì chia đoạn
ngắn. Thông thường chiều dài mỗi đoạn 6÷18m;
Để tăng nhanh tốc độ đổ bê tông thường người ta thi công như sau:
- Đổ bê tông từng đoạn cách quãng;
- Đổ bê tông và chừa lại những đoạn ngắn khoảng 1m và đổ bê tông bù sau;
a)
1

b)
2

1

1

2

1

2

H×nh 13.31. Bè trÝ ph©n ®o¹n ®æ bª t«ng
a. Chia khe th êng; b. Chia khe cã ®o¹n ®æ bï; 1, 2. Tthø tù ®æ bª t«ng

Thi công đường hầm

10

1


- Đổ bê tông liên tục: biện pháp này liên quan chặt chẽ đến biện pháp
chống nứt nẻ, co ngót của bê tông;
Trình tự đổ bê tông trên mặt cắt ngang thường tiến hành lần lượt: đáy,
tường, đỉnh vòm.
13.7.2. Công tác chuẩn bị khi đổ bê tông hầm
Nội dung: Sửa chữa mặt cắt đúng thiết kế, rửa sạch vách đá, lắp dựng cốt
thép, ván khuôn, giàn giáo, định vị các thiết bị chôn sẵn;
Xác định chính xác kích thước, tim tuyến của hầm.
13.7.3. Công tác ván khuôn của đuờng hầm
Ván khuôn được lắp trước;
Khi đổ bê tông tường bên và vòm hầm có thể sử dụng hai loại ván khuôn:
ván khuôn giàn giáo hoặc ván khuôn di động;
Ván khuôn giàn giáo có thể lắp trước rồi đặt vào vị trí hoặc lắp trực tiếp
trong hầm;
Ván khuôn di động được dùng phổ biến, nó được lắp trên khung xe, có thể
tháo lắp và di chuyển thuận lợi.
13.7.4. Đổ bê tông đường hầm
Vữa bê tông được trộn phía ngoài và vận chuyển bằng các phương tiện
khác nhau tới vị trí đổ bê tông;
Vận chuyển vữa bê tông tới khoảnh đổ có thể dùng phương pháp thủ công
hoặc cơ giới. Phổ biến nhất là sử dụng bơm bê tông;
Đổ bê tông khó khăn nhất là ở đỉnh vòm. Khi lấp vòm nếu không có điều

kiện đưa vữa vào theo chiều dọc hầm thì phải đưa vữa theo chiều thẳng đứng từ
dưới lên bằng cách đục lỗ qua ván khuôn ở đỉnh vòm, đổ bê tông xong sẽ hàn
lại. Miệng ống bơm nên đặt cách mặt đá (vỏ hầm) < 20cm;

Thi công đường hầm

10


B-B
B

B

1

2

3

1

2

3

Hình 13.36. Bố trí lỗ thông hơi và cửa ng ời ra vào ở đỉnh vòm
1. Lỗ thông hơi; 2. Lỗ đặt ống bơm vữa bê tông; 3. Cửa nguời ra vào

Phng phỏp bờ tụng ng hm bng bm bờ tụng tin hnh theo trỡnh

t sau:
- Sau khi bờ tụng hai bờn n gn nh vũm thỡ b cỏc thit b trong
khoang ra, dựng nhõn cụng san bờ tụng thnh mt nghiờng. Khi bờ tụng ti l
ra vo vỏn khuụn nh vũm thỡ ngi trong khoang phi ra chun b bờ
tụng nh vũm. Khi lp nh vũm, dựng bờ tụng cú st ln v bm liờn tc;
- Bm bờ tụng cho n khi va bờ tụng trn ra ng thụng hi thỡ ngng
- Khi bờ tụng ó y nh vũm thỡ mt mt ngng bờ tụng, ng thi
thỏo phn ni u ng, nỳt l v rỳt ng bm ra;
- Ch bờ tụng cng , tin hnh ct cỏc ng sỏt mt bờ tụng v trỏt
va kớn.
13.7.5. Khoan ộp va v phun va ng hm
13.7.5.1. Khoan ộp va
Mc ớch: ẫp va bự v ộp va c kt;
L ộp va bự b trớ phm vi nh hm;
L ộp va c kt b trớ xung quanh mt ct hm, ming ng n sõu vo tng
ỏ. Vic pht va tin hnh cho tng on hm, trờn mt ct ngang thỡ pht theo
th t t di lờn cao.
13.7.5.2. Phun bờ tụng
Phun bờ tụng thc hin khi gia c b mt v hm l ỏ cng. Lp bờ tụng
phun cú tỏc dng lm cho b mt hm nhn phng.
13.8. T chc thi cụng ng hm
13.8.1. Ni dung phng ỏn thi cụng

Thi cụng ng hm

10


Để tăng diện thi công, có thể đào thêm hầm ngách, hầm xiên, giếng đứng;
Căn cứ vào tình hình địa chất, thiết bị để chọn kiểu đào toàn mặt cắt hoặc

đào có hầm dẫn;
- Vạch kế hoạch đào tuần hoàn và kế hoạch thi công;
- Thiết kế các xí nghiệp và công trình phụ trợ: xưởng hơi ép, cung cấp điện
nước, xưởng sửa chữa, xưởngván khuôn, trạm trộn bê tông, kho bãi...;
- Bố trí tổng thể công trình chính và công trình tạm;
- Biện pháp về an toàn;
- Những hạng mục khác nếu cần.
13.8.2. Biện pháp nâng cao tốc độ thi công
- Tăng tốc độ khoan;
- Phương pháp nổ phá hợp lý;
- Nâng cao năng suất bốc xúc;
- Phối hợp các công việc trong dây chuyền hợp lý;
- Sử dụng bơm bê tông;
- Công tác an toàn.

Thi công đường hầm

10