nghiên cứu tính toán kết cấu chống đỡ tạm thời và lâu dài khi đào hầm qua vùng đất yếu, áp dụng cho hầm thủy điện văn chấn tỉnh yên bái

B

GIÁO D C VÀ ÀO T O
TR

NG

B

NÔNG NGHI P VÀ PTNT

I H C THU L I

PH M XUÂN DI U

NGHIÊN C U TÍNH TOÁN K T C U CH NG
VÀ LÂU DÀI KHI ÀO H M QUA VÙNG

T M TH I

T Y U, ÁP D NG

CHO H M TH Y I N V N CH N- T NH YÊN BÁI

LU N V N TH C S

HÀ N I, N M 2016


B

GIÁO D C VÀ ÀO T O
TR

NG

B

NÔNG NGHI P VÀ PTNT

I H C THU L I

PH M XUÂN DI U

NGHIÊN C U TÍNH TOÁN K T C U CH NG
VÀ LÂU DÀI KHI ÀO H M QUA VÙNG

T M TH I

T Y U, ÁP D NG

CHO H M TH Y I N V N CH N- T NH YÊN BÁI

Chuyên ngành: K thu t xây d ng công trình th y
Mã s : 60580202

NG

IH

NG D N:

1. GS.TS NGUY N CHI N
2. TS. ÀO V N H NG

HÀ N I, N M 2016


L I CAM OAN
tài lu n v n th c s k thu t “Nghiên c u tính toán k t c u ch ng đ t m th i và
lâu dài khi đào h m qua vùng đ t y u, áp d ng cho h m th y đi n V n Ch n- T nh
Yên Bái” c a tác gi đã đ

c Nhà tr

ng giao nghiên c u theo quy t đ nh s 03/Q -

HTL ngày 04 tháng 01 n m 2016 c a Hi u tr
giao đ tài lu n v n và ng

ih

ng tr

ng

i h c Th y L i v vi c

ng d n cho h c viên cao h c t i Hà N i đ t 1 n m

2016.

Tác gi xin cam đoan đây là công trình nghiên c u c a b n thân tác gi . Các k t qu
nghiên c u và các k t lu n trong lu n v n là trung th c, không sao chép t b t k m t
ngu n nào và d

i b t k hình th c nào. Vi c tham kh o các ngu n tài li u đã đ

th c hi n trích d n và ghi ngu n tài li u tham kh o đúng quy đ nh.
Hà N i, ngày

tháng

n m 2016

Tác gi lu n v n

Ph m Xuân Di u

i

c


ii


L IC M

N

Sau th i gian nghiên c u, th c hi n, tác gi đã hoàn thành lu n v n th c s k thu t

chuyên ngành xây d ng công trình th y v i đ tài: “Nghiên c u tính toán k t c u
ch ng đ t m th i và lâu dài khi đào h m qua vùng đ t y u, áp d ng cho h m th y
đi n V n Ch n- T nh Yên Bái” v i m c đích đ a ra ph

ng pháp tính toán, bi n

pháp thi công khi đào h m qua vùng đ t y u…Lu n v n c ng đ a ra ví d tính toán
tham kh o cho h m th y đi n V n Ch n- t nh Yên Bái.
Tác gi xin bày t lòng bi t n sâu s c t i th y giáo GS.TS. Nguy n Chi n, TS.
V n H ng đã dành nhi u th i gian, tâm huy t h

ào

ng d n và cung c p thông tin c n

thi t giúp tác gi hoàn thành lu n v n t t nghi p.
Tác gi xin chân thành c m n phòng ào t o đ i h c và sau đ i h c, khoa Công trình
cùng các th y cô giáo tham gia gi ng d y đã t o đi u ki n, giúp đ , truy n đ t ki n
th c trong su t th i gian tác gi h c t p ch

ng trình Cao h c c a tr

ng

ih c

th y l i, c ng nh trong quá trình th c hi n lu n v n này.
Tác gi xin chân thành c m n ban lãnh đ o Vi n Th y đi n và n ng l

ng tái t o -

Vi n khoa h c th y l i Vi t Nam, b n bè, đ ng nghi p và gia đình đã t o đi u ki n,
giúp đ tác gi trong th i gian h c t p và th c hi n lu n v n này.
Do còn h n ch v trình đ chuyên môn, c ng nh th i gian có h n, nên trong quá
trình th c hi n lu n v n, tác gi không tránh kh i nh ng sai sót. Tác gi mong mu n
ti p t c nh n đ

c ch b o c a các th y, cô giáo và s góp ý c a các b n bè đ ng

nghi p.
Tác gi xin chân thành c m n!

iii


iv


M CL C
DANH M C CÁC HÌNH NH.................................................................................... ix
DANH M C CÁC B NG BI U.................................................................................. xi
M

U .........................................................................................................................1

CH

NG 1: T NG QUAN V XÂY D NG

1.1 Tình hình xây d ng đ

ng h m th y công

1.2 Các v n đ g p ph i khi xây d ng đ

NG H M TH Y CÔNG............5
Vi t Nam. ......................................5

ng h m qua đo n có đ a ch t x u. ...........7

1.3 Các nghiên c u tính toán k t c u, bi n pháp gia c , thi công đ
1.3.1 Các ph

ng pháp thi công đào đ

ng h m. ..........8

ng h m. ..................................................8

1.3.2. Các ph ng pháp gia c , ch ng đ t m th i khi đào h m g p ph i đ a ch t
y u. ..........................................................................................................................9
1.3.2.1 Gia c d ng treo: ....................................................................................9
1.3.2.2 Gia c d ng ch ng. ...............................................................................10
1.3.2.3 Gia c v

t tr

c..................................................................................11

1.3.3 Các nghiên c u v tính toán k t c u l p lót đ

ng h m. ............................14

1.3.3.1 Ph

ng pháp c h c k t c u (tính toán vòm kín). ...............................14

1.3.3.2 Ph

ng pháp c h c v t r n bi n d ng. ...............................................16

1.3.3.3 Ph

ng pháp s trong tính toán l p lót đ

ng h m. ............................17

1.4 Ph m vi nghiên c u c a lu n v n. ......................................................................20
1.5 K t lu n Ch

ng 1. .............................................................................................21

CH NG 2: NGHIÊN C U GI I PHÁP THI CÔNG VÀ TÍNH TOÁN K T C U
CH NG
T M TH I KHI ÀO H M QUA VÙNG
T Y U. ........................23
2.1 Khái ni m vùng đ t y u trong thi công đ
2.1.1 Hi n t

ng h m............................................23

ng Karst..........................................................................................23

2.1.2

t gãy.........................................................................................................23

2.1.3

t s t. .........................................................................................................24
v


2.2 Các gi i pháp thi công đào h m qua vùng đ t y u. ............................................ 24
2.2.1 Khoan l th m dò. ....................................................................................... 24
2.2.2 L a ch n bi n pháp ch ng đ . .................................................................... 25
2.2.3 D báo các s c có th x y ra và đ ra gi i pháp ...................................... 25
2.3 T i tr ng tác d ng lên đ

ng h m ...................................................................... 25

2.3.1 Các t i tr ng và t h p t i tr ng .................................................................. 25
2.3.2 Áp l c núi đá ............................................................................................... 26
2.3.3 L c kháng đàn tính c a đá. .......................................................................... 30
2.3.4 Các l c khác ................................................................................................ 30
2.3.4.1 Áp l c n

c: ......................................................................................... 30

2.3.4.2 Áp l c ph t v a: ................................................................................... 30

2.3.4.3

ng su t nhi t: ..................................................................................... 31

2.3.4.4 L c đ ng đ t: ....................................................................................... 31
2.4 Tính toán k t c u s
2.4.1. Ph

n ch ng t m th i. .............................................................. 31

ng pháp tính toán k t c u. .................................................................. 31

2.4.1.1 Xác đ nh ngo i l c trong ph m vi 1 vì ch ng (tr

ng h p thi công). . 32

2.4.1.2 Tính toán n i l c trong vì ch ng .......................................................... 33
2.4.1.3 L a ch n m t c t c a vì ch ng. ........................................................... 33
2.4.2. Nghiên c u quan h gi a modun ch ng u n c a s n ch ng v i t i tr ng
và kích th c h m................................................................................................. 33
2.4.2.1 Các tài li u nghiên c u ......................................................................... 33
2.4.2.2 Tính toán .............................................................................................. 34
2.5 K t lu n Ch
CH

ng 2. ............................................................................................. 43

NG 3: ÁP D NG CHO H M TH Y I N V N CH N- YÊN BÁI ............ 45

3.1 Gi i thi u công trình. .......................................................................................... 45

3.1.1 V trí công trình [12].................................................................................... 45

vi


3.1.2 Các thông s chính.......................................................................................45
3.1.3 Quy mô các h ng m c công trình ................................................................47
3.2 Các thông s tính toán đ

ng h m......................................................................49

3.2.1 Các thông s chính c a h m d n n

c. [12]................................................50

3.2.2 Mô t đ a ch t khu v c đ t gãy.[11] ............................................................50
3.2.3 Các ch tiêu c lý c a đ t đá khu v c đ t gãy .............................................55
3.3 Gi i pháp đào h m qua đo n có đ a ch t x u ......................................................55
3.3.1 Tính toán s

n ch ng t m th i ....................................................................55

3.3.2 Bi n pháp đào h m qua vùng đ t y u. .........................................................56
3.4. Tính toán k t c u l p lót cho đo n h m có đ a ch t x u ....................................59
3.4.1 Các tr

ng h p tính toán .............................................................................59

3.4.2 Các l c tác d ng lên v h m t i khu v c đ t gãy........................................59
3.4.3 S đ l c tác d ng t i khu v c đ t gãy. ......................................................60

3.4.4 Các mô hình tính toán .................................................................................63
3.4.5 Ph

ng pháp tính toán. ................................................................................65

3.4.5.1 Tính n i l c trong l p lót .....................................................................65
3.4.5.1 Tính toán c t thép .................................................................................65
3.4.6 K t qu tính toán ..........................................................................................66
3.5 K t lu n Ch

ng 3. .............................................................................................67

K T LU N VÀ KI N NGH .......................................................................................69
1. Các k t qu đ t đ

c c a Lu n v n. .....................................................................69

2. M t s v n đ t n t i. ............................................................................................70
3. H

ng ti p t c nghiên c u ....................................................................................70

TÀI LI U THAM KH O .............................................................................................71
PH L C TÍNH TOÁN ...............................................................................................73

vii


viii

DANH M C CÁC HÌNH NH
Hình 1.1 Gia c d ng treo..............................................................................................10
Hình 1.2 Gia c d ng ch ng ..........................................................................................11
Hình 1.3 Gia c s d ng neo v

t tr

c .......................................................................12

Hình 1.4 Gia c s d ng giàn ng .................................................................................13
Hình 1.5 Gia c s d ng ng thép ph t v a xi m ng v

t tr

c. .................................14

Hình 1.6 S đ vòm khép kín [6] ..................................................................................15
Hình 1.7 S đ tính toán vòm khép kín [6] ..................................................................15
Hình 1.8 S đ l p lót đ

ng h m m t c t tròn [6] ......................................................16

Hình 1.9 S đ bi n d ng c a vòng tròn d i tác d ng c a t i tr ng th ng đ ng phân
b đ u (a,b) và s đ l c tác d ng vào vòng tròn (c).[6] ..............................................17
Hình 1.10 a) M t c t đ

ng h m trong môi tr

Hình 1.11 S đ mi n tính toán ph

ng đá không đ ng nh t ....................18

ng pháp ph n t biên..........................................20

Hình 2.1: S đ tính áp l c núi đá [6] ...........................................................................28
Hình 2.2 S đ tính và t i tr ng tác d ng lên vì ch ng. ................................................32
Hình 2.3 V trí nghiên c u xu t n i l c .........................................................................35
Hình 2.4
ng quan h gi a modun ch ng u n c a m t c t v i t i tr ng và kích
th c h m ng v i L c =0,5m. ........................................................................................37
Hình 2.5
ng quan h gi a modun ch ng u n c a m t c t v i t i tr ng và kích
th c h m ng v i L c =0,7m. ........................................................................................39
Hình 2.6
ng quan h gi a modun ch ng u n c a m t c t v i t i tr ng và kích
th c h m ng v i L c =1,0m. ........................................................................................41
Hình 2.7 Quan h W x f k , B o khi L c =0,7m ...................................................................42
Hình 2.8 Quan h W x L c , B o khi f k =0,6m ...................................................................42
Hình 3.1 Bi n pháp thi công đào h m qua đ t gãy .......................................................57
Hình 3.2 M t c t ngang h m khi đào và gia c n a trên. ..............................................57
Hình 3.3 M t c t ngang h m khi hoàn thi n gia c . .....................................................58
Hình 3.4 M t c t ngang h m sau khi đ bê tông áo h m. .............................................58
Hình 3.5 Mô hình m t c t ngang h m khi không có s

n ch ng .................................64

Hình 3.6 Mô hình m t c t ngang h m khi không có s

n ch ng. ................................64

Hình 3.7 V trí xu t n i l c............................................................................................66

ix


x


DANH M C CÁC B NG BI U
B ng 1.1 Các nhà máy th y đi n đ

ng d n. ..................................................................6

B ng 2.2 H s ki n c c a các lo i đ t đá [6] ............................................................27
B ng 2.4 B ng ch tiêu c lý c a đ t đá nghiên c u.[6]................................................34
B ng 2.5 B ng tính quan h gi a modun ch ng u n c a s n ch ng v i t i tr ng và
kích th c h m ng v i các Lc=0,5m. ..........................................................................36
B ng 2.6 B ng tính quan h gi a modun ch ng u n c a s n ch ng v i t i tr ng và
kích th c h m ng v i các Lc=0,7m. ..........................................................................38
B ng 2.7 B ng tính quan h gi a modun ch ng u n c a s n ch ng v i t i tr ng và
kích th c h m ng v i các Lc=1,0m. ..........................................................................40
B ng 3.1 Các thông s chính [12] .................................................................................46
B ng 3.2 Quy mô các h ng m c công trình [12]...........................................................48
B ng 3.3 B ng th ng kê các đ c tr ng khe n t h m chính Km1+140- Km1+300 [11].51
B ng 3.4 B ng tính giá tr RMR [11]. ...........................................................................52
B ng 3.5 B ng tính giá tr Q [11]. .................................................................................53
B ng 3.6 Các ch tiêu c lý c a đ t đá t i khu v c đ t gãy [12]...................................55
B ng 3.7 Thành ph n l c tác d ng lên v h m. ...........................................................60
B ng 3.8 K t qu tính toán k t c u................................................................................67

xi


xii


M
I. TÍNH C P THI T C A

U

TÀI

Trong th i gian qua, xây d ng thu l i - thu đi n đã phát tri n m nh m và mang l i
nh ng thành qu to l n trong s nghi p công nghi p hoá, hi n đ i hoá đ t n
lo t d án thu l i, thu đi n l n nh đ
tiêu, c p n

c th c hi n cho các m c đích phát đi n, t

c dân d ng, công nghi p, c i t o môi tr

góp ph n phát tri n đ t n

c. Hàng
i

ng và phòng ch ng thiên tai...

c và c i thi n đ i s ng nhân dân.

ng h m th y công là m t trong nh ng h ng m c quan tr ng c a h th ng công
trình th y l i, th y đi n. Nhi m v c a đ
h ch a, sông ngòi cho m c đích t
Bên c nh đó, đ

ng h m ch y u là l y n

i, phát đi n, c p n

c, d n n

ct

c dân d ng, công nghi p.

ng h m th y công còn có nhi m v tháo l t h ch a, d n dòng thi

công, tháo n

c cho tr m th y đi n ng m.

d ng ng m d

i đ t nên chúng có đ c đi m chung là ch u tác d ng c a áp l c đ t đá,

n

c ng m t phía ngoài, th

n

đ

ng h m th y công th

ng xuyên ch u tác đ ng c a n

ng đ

c xây

c t phía trong.

c ta c ng nh trên th gi i đã ti n hành xây d ng và đ a vào khai thác nhi u
ng h m th y công trên các h th ng th y đi n, th y nông, c p thoát n

xây d ng đ

ng h m th y công r t ph c t p, không ph i đ

c. Vi c

ng h m nào c ng đ

c

xây d ng trên n n đá t t, mà chúng còn ph i đi qua nh ng vùng có đ a ch t x u, vùng
đ t gãy có đ i phá h y l n...Trong th c t thi công đ

ng h m, n u đào qua vùng đ t

t t và đ ng nh t thì có th hoàn ch nh công tác đào tr

c và xây d ng l p lót hoàn

ch nh sau. Khi đó l p lót là k t c u ch ng đ lâu dài. Còn khi đào h m g p ph i các
đ i đá y u thì b t bu c ph i có k t c u ch ng đ t m th i đ h m không b s p và
công vi c đào h m đ

c an toàn. Lo i k t c u ch ng đ t m này th

l c, ch a đ m nhi m ch c n ng gi m đ nhám và cách n

ng là khung ch u

c đ b o v kh i đá xung

quanh h m. Sau khi đào xong m t đo n h m có chi u dài nh t đ nh m i xây d ng l p
lót lâu dài v i đ các ch c n ng ch ng đ gi m đ nhám và ng n cách môi tr
n

c bên trong v i kh i đá bên ngoài. L p lót lâu dài đ

ng

c tính toán v i đ y đ các

l c trong quá trình làm vi c c a h m. Khi tính toán ch u l c c a l p này c n ph i xét
đ n s tham gia ch u l c c a khung ch ng đ t m th i đã d ng trong khi đào.

1


Nghiên c u tính toán k t c u ch ng đ t m th i và lâu dài khi đào h m qua vùng đ t
y u là nhu c u c p thi t nh m gi m th i gian thi công đào và gia c đ

ng h m, an

toàn trong quá trình thi công c ng nh v n hành, ti t ki m chi phí xây d ng công
trình.
II. M C ÍCH C A

TÀI

Xác đ nh bi n pháp đào h m, ch ng đ t m th i và tính toán k t c u ch ng đ t m
th i đ đ m b o an toàn khi đào h m qua vùng đ t y u.
Tính toán k t c u gia c lâu dài đ

ng h m qua vùng đ t y u có xét đ n s làm vi c

c a k t c u ch ng đ t m th i.
a ra bi n pháp gia c , bi n pháp thi công khi xây d ng công trình.
Tính toán áp d ng cho h m th y đi n V n Ch n- T nh Yên Bái.
III. CÁCH TI P C N VÀ PH

NG PHÁP NGHIÊN C U

1. Cách ti p c n
T th c t : Các đ

ng h m th c t đã và đang thi công g p ph i đ t gãy có đ i phá

h y v a và l n.
T các đi u ki n k thu t: Công trình ph i đ m b o đi u ki n b n, n đ nh trong quá
trình thi công và trong v n hành.
2. Ph

ng pháp nghiên c u

K th a các nghiên c u tr

c đó đã có.

Thu th p tài li u t công trình th c t .
B trí, tính toán k t c u m t c t h m đi n hình t đó đ ra gi i pháp thi công trong quá
trình xây d ng công trình.
ng d ng cho công trình th c t .
IV. K T QU

T

C

T ng quan v thi t k và thi công đ

ng h m th y công.

2

Nghiên c u t ng quát v hình d ng k t c u, bi n pháp gia c , bi n pháp thi công
đ

ng h m th y công khi g p ph i các đ t gãy đ a ch t l n (xây d ng đ

c bi u đ

t ng h p xác đ nh môđun ch ng u n c a thép hình làm khung ch ng ph thu c vào
các y u t khác nhau).
Tính toán cho đo n h m đi qua đ t gãy h m th y đi n V n Ch n- t nh Yên Bái, xác
đ nh đ

c bi n pháp thi công đào h m, tính toán xác đ nh kích th

k t c u l p lót lâu dài c a đ

c khung ch ng và

ng h m đ m b o đi u ki n an toàn và kinh t .

3


4


CH

NG 1: T NG QUAN V XÂY D NG

1.1 Tình hình xây d ng đ
Vào nh ng n m 700 tr

ng h m th y công

c công nguyên m t đ

đ o Samosaite - Hy L p. H u h t các đ

NG H M TH Y CÔNG

Vi t Nam.
ng h m d n n

ng h m c x a đ

c đã đ

c xây d ng

c xây d ng trên n n đá

c ng, có d ng vòm nh các hang đ ng t nhiên, không c n v ch ng đ . Thi công
b ng công c thô s nh xà beng, chòong và ph
g

ng h m, sau đó làm l nh h m b ng n

công đã đ

ng pháp nhi t đ n gi n: đ t nóng

c. Vào cu i th i Trung C ph

ng pháp thi

c ti n b h n b ng khoan tay và thu c n . Vi c phát minh ra thu c n

Dinamite (1866) cùng v i vi c áp d ng máy khoan đ p xoay đã t o nên b
cho xây d ng công trình ng m c ng nh xây d ng các đ

c ngo t

ng h m th y công. V t li u

v h m ch y u là đá h c v a vôi ho c v a xi m ng. Mãi đ n nh ng n m 70 c a th
k 20 bê tông m i tr thành v t li u ch y u trong xây d ng công trình ng m.
Trên th gi i tính đ n th p k 70 nh ng nhà máy th y đi n có đ

ng h m d n n

c có

th k đ n hàng nghìn, ch tính riêng Liên Xô đã xây d ng h n 30 nhà máy th y đi n.
T ng chi u dài các đ

ng h m th y công đã xây d ng

Liên Xô tính đ n th i kì đó

trên 170km..
Vi t Nam, s phát tri n c a th y l i, th y đi n đã thúc đ y xây d ng đ
trong h n m t th p k g n đây, đ c bi t là các công trình th y đi n.

ng h m

i v i các khu

v c mi n núi có đ a hình d c h p, đ a ch t n n ch y u là đá g c nên r t thu n l i và
h p lý khi b trí đ

ng h m d n n

c trên tuy n n ng l

ng đ t o c t n

c áp l c

cao cho nhà máy.
Nhà máy th y đi n Hòa Bình đ

c kh i công xây d ng 1979 khánh thành vào n m

1984 v i 8 t máy, công su t 1920MW. T h p các công trình ng m trong nhà máy
lên t i 14200m h m d n n
n

cg m8đ

ng h m v i đ

ng kính D=8m, 3 h m x

c t máy và h th ng h m thông gió, h m cáp đi n, h m ph c v thi công…
n nay trên c n

c có r t nhi u các nhà máy th y đi n đ

nhi u nhà máy th y đi n đ
h md n n

c xây d ng, trong s đó

c nêu trong B ng 1.1 đã s d ng đ

c t h ch a v nhà máy.
5

ng h m làm đ

ng


B ng 1.1 Các nhà máy th y đi n đ
TT

Tên công trình

a đi m

xây d ng

ng d n.

Công su t
(MW)

Chi u
dài (Km)

ng kính
trong (m)

Gia Lai

720

2x3.85

7.0

Komtum

250

18

2.6

1

Yaly

2

Th

3

B nV

Ngh An

320

2x0.8

7.5

4

An Khê-KaNak

Gia Lai

163

3.075

4.5

5

C a

Thanh Hóa

90

2x0.625

11.0

6

Sông Tranh 2

Qu ng Nam

190

1.8

8.5

7

Qu ng Tr

Qu ng Tr

70

5.6

3.0

8

Sông Ba H

Phú Yên

220

2x1.0

7.5

9

Sêrêpok

kL k

220

2x0.6

8.0

10

aMi

173

2.3

7.0

11

Thác M

Bình Ph

c

75

0.8

4.5

12

AV

Qu ng Nam

210

8.3

5.5

13

Buôn Ku p

kL k

280

2x4.37

7.0

14

Hu i Qu ng

S n La

540

4.2

7.5

15

Sông Bung 2

Qu ng Nam

100

10

4.2

16

ZaH ng

Qu ng Nam

28

1.70

5.0

17

k Mi1

Qu ng Nam

250

10.0

5.0

18

B c Bình

Bình Thu n

33

2.50

4.5

19

H a Na

Ngh An

180

4.00

7.0

20

V n Ch n

Yên Bái

57

3.5

5.0

21

Ngòi Phát

Lào Cai

72

9.1

4.0

22

M

Lào Cai

32

2.5

4.0

23

Ngòi Hút 2

Yên Bái

48

11

3.6

ng Kom tum

t

Lâm
ng

ng Hum

ng

…

6


Các công trình thùy l i l n

n

c ta c ng s d ng đ

ng h m th y công đ d n n

v h l u, công trình d n dòng nh công trình th y l i C a
th y l i Ngàn Tr

ng h m th y công th

khác nhau.

t- Thanh Hóa, d án

i- Hà T nh (B=10m, dài L=240m).

1.2 Các v n đ g p ph i khi xây d ng đ
Các đ

c

ng đ

ng h m qua đo n có đ a ch t x u.

c đào xuyên qua núi, đi qua nhi u vùng đ a ch t

a ch t công trình có ý ngh a quan tr ng quy t đ nh đ n vi c ch n tuy n,

v trí đ t công trình và k t c u c a nó. Ngoài ra đ a ch t công trình còn quy t đ nh t i
bi n pháp thi công, ti n đ thi công, giá thành công trình. Trong th c t , công tác th m
dò, xác đ nh đ a ch t c a tuy n h m không th d c theo c tuy n đ

ng h m mà ch

có tính ch t đi m. Bên c nh đó vi c đánh giá các ch tiêu tính toán thi t k ch d a
trên các nõn khoan đ

c các nhà đ a ch t khoan t trên đ nh h m xu ng do đó vi c

xác đ nh, đánh giá chính xác các khu v c có đ a ch t y u gây b t l i cho công trình là
không đ y đ . Chính vì v y trong quá trình thi công đào đ
đ a ch t x u
d báo tr

nh ng v trí đ

c đánh giá d báo tr

ng h m có th g p ph i

c và c nh ng v trí không đ

c

c.

Nh ng vùng có đ a ch t x u ch y u là do đ t gãy ki n t o gây nên, tùy theo lo i đ t
gãy mà chi u r ng đ i phá h y, m c đ phân v n đá s khác nhau. Chính đ i phá h y
này s là nguyên nhân gây m t n đ nh v lún, s t tr
ki n t o gây r i ro cho đ
tính m ng c a con ng
xác v trí, h
đ

t, th m cho công trình.

ng h m nhi u nh t và c ng gây t n th t nhi u nh t, k c

i. Do tiêu chu n kh o sát không yêu c u ph i xác đ nh chính

ng và quy mô c a đ t gãy, vì v y khi đào đ

ng h m đ t gãy có th

c b t g p m t cách b t ng mà không có gi i pháp đ i phó tr

s t nóc đ

t gãy

ng h m, các v n đá cùng n

c p vào đ

không ph n ng k p có th b vùi l p. S c s t nóc đ

c, khi đó s x y ra

ng h m đ t ng t, công nhân
ng h m c a công trình th y

đi n Buôn Ku p đã x y ra nh v y và đã làm ch t 2 công nhân, công trình th y đi n
Dâng c ng đã làm 12 công nhân b m c k t. H ng m c đ
th y đi n V n Ch n, B n C c, H

ng h m c a công trình

ng S n... c ng đã gây ch m ti n đ , chi phí đ x

lý đo n đ t gãy là r t l n…
Ph

ng pháp thi công đào h m ch y u là b ng ph

ng pháp khoan n , đ i v i đ

ng

h m n m trong vùng có đ a ch t x u thì có th s d ng máy đào, khoan tay… nh ng
7

v trí này kh i đá y u, đôi khi là đ t (h m th y đi n V n Ch n- Yên Bái) thì khi thi
công luôn đòi h i ph i có bi n pháp ch ng đ k p th i, ph

ng pháp ch ng đ t m

th i có ý ngh a quy t đ nh đ n vi c thành công c a đào h m. Ngoài không gian thi
công đào h n ch , ch có m t công tác là c a vào và c a ra thì ph

ng pháp đào h m

qua vùng có đ a ch t x u c n có nh ng máy móc thi t b chuyên nghi p riêng nh máy
khoan, máy ph t v a xi m ng, máy đào, máy xúc…Vi c liên h gi a g
các xí nghi p bên ngoài ch thông qua c a h m, quãng đ

ng đào v i

ng dài nên r t khó t ng

thi t b và nhân l c nên ti n đ thi công luôn b kéo dài . Bi n pháp thi công đào h m
qua vùng đ t y u th

ng khác v i đào toàn tuy n, d n đ n vi c t ch c thi công ph i

thay đ i v b trí hi n tr
đo n có đ a ch t x u th

ng, ti n đ , k ho ch, qu n lý k thu t. Vi c thi công qua
ng đ

c phân ra thành t ng khu, nên tr

c khi ti n hành x

lý khu ti p theo thì ph i có th i gian ch đ đ a ch t khu đó n đ nh nên s m t nhi u
th i gian.
i v i các công trình th y đi n thì ti n đ thi công đ

ng h m có liên h m t thi t

v i ti n đ thi công toàn h th ng công trình th y đi n. Vi c thi công đ

ng h m ph i

đ

c hoàn thành tr

c khi xây d ng xong công trình đ u m i đ làm sao vi c tích

n

c cho h ch a càng s m càng t t. Khi đó vi c kéo dài th i gian thi công h m do

g p ph i đ a ch t x u là m t b t l i l n và nh h

ng đ n toàn h th ng công trình

th y đi n.
1.3 Các nghiên c u tính toán k t c u, bi n pháp gia c , thi công đ

1.3.1 Các ph

ng pháp thi công đào đ

Hi n nay trên th gi i c ng nh
đ

ng h m.

ng h m.

Vi t Nam có nhi u ph

ng pháp thi công đào

ng h m khác nhau bao g m:

- Ph

ng pháp khoan-n : s d ng máy khoan đ khoan các l trên g

đ thi t k , sau đó n p thu c và kích n đ phá đá. Ph

ng đào theo s

ng pháp này thích h p khi đào

h m trong đá c ng.
- Ph

ng pháp TBM (Tunnel Boring Machine): Ch t o m t máy đào h m có d ng

nh m t m i khoan có kích th

ct

ng đ

ng đ

ng kính g

ng đào. Phía tr

c dây

chuy n là khiên đào, phía sau là các h th ng th i v t li u đào, ch ng đ vòm h m, thi
8


công vòm h m. Ph

ng pháp này thích h p khi thi công h m có chi u dài l n trong

đ t đá có đ c ng v a ph i.
- Ph

ng pháp đào tr n: s d ng máy đào đ đào các h móng h , sau đó thi công

ph n k t c u h m r i ti n hành đ p tr .

ph
- Ph

ng pháp này vì các đ

i v i các h m th y đi n thì ít s d ng

ng h m th y đi n th

ng n m sâu trong núi đá.

ng pháp đào b ng máy đào: áp d ng trong đi u ki n đ a ch t m m y u. Sau khi

gia c đ a t ng b ng nhi u ph
1.3.2. Các ph
Các ph

ng pháp, s d ng máy đào đ đào h m.

ng pháp gia c , ch ng đ t m th i khi đào h m g p ph i đ a ch t y u.

ng pháp gia c , ch ng đ t m th i khi g p đ a ch t y u trong quá trình thi

công nh m nhanh chóng kh ng ch bi n d ng, đ a kh i đá v tr ng thái n đ nh ngay
sau khi đào. Các bi n pháp ch ng đ t m có th chia thành các d ng sau:
1.3.2.1 Gia c d ng treo:
S d ng các neo thép h

ng kính k t h p bê tông phun v y.

- Neo: S d ng các lo i neo có ph
g i là neo h

ng vuông góc v i v i tim tuy n h m nên th

ng

ng kính. Tác d ng c a neo là đ nâng cao ma sát gi a các l p đá v i

nhau. Khi h m đi qua vùng đ a ch t có các l p đá n m ngang ho c h i nghiêng, nhóm
neo này s đi qua các l p đá làm cho các l p đá liên k t l i v i nhau, t ng l c ma sát
gi a các l p đá. Bên c nh đó neo còn có th h n ch bi n d ng cho vùng đá xung
quanh m t c t h m, ng n s suy gi m c
khe n t d

ng đ c a vùng đá này.

i v i các khe h ,

i tác d ng c a thép neo các m t n t s g n k t l i v i nhau nh đá toàn

kh i, hình thành vùng gia c .
- Bê tông phun v y: Bê tông phun v y làm k t c u ch ng đ h m nh m t l p da
m ng nh ng có tác d ng t ng c
h p treo l

ng s c ch ng đ . Khoan c m neo h

ng kính k t

i thép và phun v y bê tông là bi n pháp truy n th ng khi gia c đ

h m. Bê tông đ

ng

c phun lên v h m b ng máy b m chuyên d ng ch y u b ng khí

nén. Chi u dày c a l p bê tông phun ph thu c vào nhà thi t k và ti u chu n v phun
bê tông gia c . V i h m không có l p lót gia c ch nh th thì l p bê tông phun v y
v a có tác d ng gia c v a có tác d ng gi m đ nhám trong quá trình h m làm vi c.

9


Hình 1.1 Gia c d ng treo
1.3.2.2 Gia c d ng ch ng.
S d ng các vì thép ch I t o thành m t khung ghép ho c các lo i thép hình chuyên
d ng khác đ

c gi ng l i v i nhau đ ch ng gi nh m đ m b o n đ nh cho g

ng

đào. Trong hình 1.2 là k t c u ph bi n s d ng thép hình ch I, chúng có d ng cong
ho c đa giác. Kho ng gi a các vì thép và vì thép v i đá đ

c l p đ y b ng bê tông

ho c phun v y xi m ng đ gia c t m th i trong quá trình thi công.

10


Hình 1.2 Gia c d ng ch ng
1.3.2.3 Gia c v

t tr

c

Trong quá trình đào h m, có th g p nh ng vùng có đ a ch t m m y u, nát v n.
công tác đào h m đ
ph

c an toàn thì ph i áp d ng ph

ng pháp khoan c m neo v

- Neo v

t tr

t tr

ng pháp gia c v

c, giàn ng, phun v a gia c tr

c: S d ng các lo i neo đ

c, g m

c.

c b trí d c theo chu vi đào, h p v i

ph

ng tuy n h m m t góc , hình thành m t vành neo ch t tr

Ph

ng pháp này ch áp d ng cho vùng đ t gãy có ít n

tr

t tr

ng n y u, thích h p v i h m thi công v a và nh .

11

c vùng đ t đá y u.

c ng m, đ a t ng có tính