Kỹ Thuật Dào Hâm Trong Dô Thị ( Phương pháp Shield) - P2

9

Vì mặt đất đào chỉ xuất hiện ở mặt trước của máy đào, nên rất ít có trường
hợp lớp đất bị sụp lỡ.
Phương phái đào hầm này được kỹ sư người Pháp M.I. Brunel phát minh
năm 1818. Kỹ sư này đã sử dụng phương pháp này để đào hầm xuyên qua
sông Thames ở Luân Đôn.
Hình-1 Phương pháp thi công Shield ở thời kỳ đầu
Trong quá trình đào, đã có nhiều lần mặt đất phía trước máy đào bị sạt lỡ vì
áp lực của nước ngầm lớn. Để đối phó với áp lực nước ngầm, phương pháp
tạo áp lực khí nén trong máy đào để đối kháng lại với áp lực nước từ bên
ngoài đã được áp dụng. Sau đó, phương pháp này được thực dụng rông rãi ở
Châu Âu từ cuối thế kỷ 19.

10

Hình-2 Khái niệm về phương pháp đào Shield ở giai đoạn đầu
Kỹ thuật đào hầm phương pháp SHIELD tại Nhật Bản tuy bắt đầu trễ so
với các quốc gia tây Âu, nhưng Nhật Bản đã áp dụng phương pháp này trong
những điều kiện đất yếu trong các đô thị. Qua quá trình thi công cho nhiều
công trình, phương pháp SHIELD đã chứng minh sự hữu hiệu, thich hơp của
nó cho các vùng địa chất yếu trong đô thị.
Từ những thành công của phương pháp này, SHIELD được sử dụng phổ
biến cho các công tác đào cống cấp thoát nước, đường đường xe điện ngầm,
v.v…
Phương pháp SHIELD truyền thống là phương pháp được áp dụng cả
phương pháp bơm khí nén trong máy đào. Ngoài ra, để đối phó với địa chất
yếu và nước ngầm nhiều nên nhiều trường hợp còn cần thêm những phương
pháp phụ trợ như gia cường địa chất bằng những phương pháp như bơm hóa
chất v.v…vào nơi cần gia cường.

Ngoài ra, để tránh thi công trong môi trường có khí ép, ảnh hưởng không
tốt đến sức khỏe con người và vùng địa chất xung quanh, năm 1965 Nhật
Bản đã phát minh ra phương pháp đào SHIELD có mặt cắt khép kín, và sau
đó được phát triển nhanh chóng.
Phương thức này được phân chia ra làm 2 loại chính là máy SHIELD dùng
áp lức đất và máy SHIELD dùng áp lực nước bùn. Máy đào của cả 2 phương
thức này đều có mặt cắt phía trước khép kín, và lợi dụng áp lực của đất đào
được hoặc nước bùn bơm vào phòng chứa, để đối kháng với áp lực của mặt
cắt và nước ngầm từ bên ngoài, tạo an định trong khi đào.

11

Phương pháp phụ trợ bơm vữa hóa chất vào lòng đất để gia cường địa chất
ở thời kỳ đầu được áp dụng rộng rãi nhưng vì lý do hóa chất làm ô nhiễm
mạch nước ngầm nên sau khoảng năm 1974, việc sử dụng vữa hoá chất bị
hạn chế.
2. Phân loại máy đào Shield

Hình-3 Phân loại máy đào Shield
(1)Shield đào bằng tay
Là loại máy rẻ tiền nhất, thích hợp cho địa chất cứng tốt, mặt cắt có thể
đứng vững được khó sụp đổ, và chiều dài hầm không dài. Vì do người vận
hành trước mặt đào nên khi gặp những chướng ngại vật như đá tảng hoặc cột
nền móng v.v…thì dễ xử lý.
Hình-4 Khái niệm máy đào bằng tay
(2) Máy Shiled một phần đào bằng máy (bán cơ khí)

12

Cũng là máy thích hơp cho địa chất cứng tốt. Trường hợp tiết diện đào lớn

và hầm dài thì phương pháp này sẽ thích hợp hơn máy đào bằng tay. Tính
kinh tế cao và dễ dàng xử lý khi gặp những chướng ngại vật phía trước.
Thông thường máy sẽ đào khoảng 70~80% phần đất, và người sẽ đào
những phần còn sót mà máy không đào được. Có 2 loại máy đào là loại đào
quay và loại đào dùng cần đào (bachoe).
Hình-5 Khái niệm máy đào một phần bằng máy
(3) Shield đào bằng máy
Đây cũng là máy thích hơp cho loại đất cứng tốt và có chiều dài lớn.
Vì 100% đào bằng máy, và vừa đào vừa đẩy máy tiến về phía trước cho nên
tốc độ đào nhanh. Ngoài ra, trong khi đào có thể kiểm tra được trạng thái của
mặt đất đào phía trước và dễ dàng thay đĩa cắt.

13

Hình-6 Khái niệm máy đào bằng máy
(4)Shield điều chỉnh độ đóng mở
Là loại shield đào có hình thái như máy đào bằng tay mà phía trước có gắn
vách ngăn cách, vách ngăn cách này có thể điều chỉnh độ đóng mở. Tuỳ theo
trạng thái địa chất mà độ mở được điều chỉnh cho thích hợp. Đất đào được
đẩy ra ngoài trong quá trình đào. Vì đất được đưa ra tự động nên hiệu suất
đào cao.
Tuy nhiên, vì phương thức này đòi hỏi tính mềm dẻo của đất đào nên chịu
ảnh hưởng của đặc tính của loại đất cho nên cần điều tra phạm vi có thể áp
dụng được.