Nghiên cứu ứng dụng phương pháp thi công cống ngầm bằng kích đẩy

ðại Học Quốc Gia Tp. Hồ Chí Minh
TRƯỜNG ðẠI HỌC BÁCH KHOA
--------------------

NGÔ TƯỜNG HÙNG

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP THI CƠNG
CỐNG NGẦM BẰNG KÍCH ðẨY
Chun ngành
Mả số ngành

: Xây dựng Cầu hầm
: 60.58.25

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 11 năm 2008


CƠNG TRÌNH ðƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ðẠI HỌC BÁCH KHOA
ðẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH
Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS TS LÊ VĂN NAM

Cán bộ chấm nhận xét 1:....................................................................................
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)

Cán bộ chấm nhận xét 2:....................................................................................
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)

Luận văn thạc sĩ ñược bảo vệ tại HỘI ðỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN

THẠC SĨ

TRƯỜNG ðẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày . . . . . tháng . . . . năm ….


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do –Hạnh phúc

___________________________

____________________

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
HỌ VÀ TÊN HỌC VIÊN: NGÔ TƯỜNG HÙNG

PHÁI: NAM

NGÀY THÁNG NĂM SINH: 9-4-1973

NƠI SINH: ĐÀ NẲNG

CHUYÊN NGÀNH: CẦU, HẦM
MÃ SỐ:
KHOÁ: 2006
I. TÊN ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG HỆ THỐNG CỐNG
NGẦM BẰNG KÍCH ĐẨY.

II.

NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
1. NHIỆM VỤ:
Nghiên cứu ứng dụng phương pháp thi công hệ thống cống ngầm bằng phương
pháp kích đẩy ở Việt Nam.
2. NỘI DUNG:
Chương I: Tổng quan về công nghệ kích cống
Tổng quan về sự phát triển công nghệ kích ống cống ngầm trên thế giới.
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ kích ống ở Việt Nam, giới thiệu về công nghệ
kích ống đang được thi công ở Hệ thống thoát nước Nhiêu Lộc- Thị nghè. Phạm vi
ứng dụng công nghệ kích đẩy.

Chương II: Nghiên cứu cấu tạo ống cống bê tông cốt thép và mối nối trong
công nghệ kích đẩy.
Chương III: Công nghệ thi công kích đẩy, các sự cố thường gặp và biện pháp
xử lý.
Chương IV: Các phương pháp tính toán sức chịu tải của ống cống ngầm thi
cơng theo phương pháp kích đẩy.


Chương V: Ví dụ tính toán minh họa về công nghệ kích đẩy.
Kết luận và kiến nghị.
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ

: THÁNG 21/1/2008

IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ

: THÁNG

V. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN:

PGS TS LÊ VĂN NAM

/2008

VI. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ PHẢN BIỆN 1:
VII. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ PHẢN BIỆN 2:
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 1

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 2

CHỦ NGHIỆM NGÀNH

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN

Nội dung và đề cương luận văn thạc só đã được thông qua hội đồng chuyên ngành
Ngày
PHÒNG ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC

tháng

năm 2008

KHOA QUẢN LÝ NGÀNH


Lời cảm ơn
Với sự giúp ñỡ và hướng dẫn tận tình của thầy PGS TS Lê Văn Nam em đã hồn

thành đề tài nghiên cứu của em là NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG THI CƠNG HỆ
THỐNG CỐNG NGẦM BẰNG KÍCH ðẨY, Em xin gửi đến thầy lịng biết ơn chân
thành và sâu sắc. Kính mong thầy sức khoẻ, hạnh phúc để hướng dẫn đào tạo thêm
nhiều Thạc sỹ, Tiến sỹ góp phần cho cơng cuộc hiện đại hố đất nước.
Trong q trình học tập để nâng cao kiến thức từ năm 2006 đến năm 2008, với sự
hướng dẫn nhiệt tình của các thầy cô giáo trong Khoa kỹ thuật xây dựng nói chung và
Bộ mơn cầu đường nói riêng, em đã tiếp thu ñược nhiều kiến thức mới cũng như mở
mang thêm tầm nhìn về kỹ thuật xây dựng cầu đường. Em xin gửi đến Q thầy cơ và
các bạn lời cám ơn chân thành và em hy vọng rằng sẽ có cơ hội ứng dụng được những
kiến thức học hỏi ñược vào trong công việc cũng như cuộc sống.


TĨM TẮT ðỀ TÀI

Hiện nay với tốc độ phát triển đơ thị nhanh như Thành Phố Hồ Chí Minh thì việc xây
dựng hệ thống cơng trình ngầm để bố trí các cơng trình tiện ích như dây cáp điện, điện
thoại… và hệ thống thốt nước là vơ cùng cần thiết. ðối với những thành phố lớn việc
xây dựng hệ thống cống ngầm để thốt nước đơ thị bằng phương pháp đào mở sau đó
tái lập lại là vơ cùng khó khăn bởi vì giao thơng đi lại nhiều ảnh hưởng ñến dân sinh,
mặt khác ñể ñường ống có ñộ dốc thiết kế thì chiều sâu đào rất lớn … Nghiên cứu ứng
dụng biện pháp thi công cống ngầm bằng công nghệ kích đẩy mang lại hiệu quả cao,
về dân sinh q trình thi cơng khơng ảnh hưởng đến vấn đề giao thơng đi lại, đảm bảo
vệ sinh mơi trường, có thể rút ngắn thời gian thi cơng để đưa cơng trình vào sử dụng.
Trong đề tài này muốn giới thiệu về vật liệu ống bê tơng cốt thép đúc sẵn và cơng
nghệ kích ống, cụ thể là giới thiệu cơng trình hệ thống thốt nước Nhiêu lộc- Thị nghè
đã sử dụng cơng nghệ này. Trong đề tài này cũng giới thiệu nghiên cứu phương pháp
tính tốn sức chịu tải của cống ngầm bằng phương pháp kích đẩy, bên cạnh đó giới
thiệu các sự cố gặp phải trong quá trình thi cơng kích ống và biện pháp xữ lý.

ABSTRACT
Nowaday, with the development of great urban centres like as Ho Chi Minh city. It is
necessary
to built the underground utilities works for relocation electric line,
telephone line or sewer system. For big cities, if we use the open cut method for
Construction of sewer system, it is very difficulty for the traffic of citizens and
ensuring the design slope of sewer system. In order to ensure the design slope of
sewer, some location the height of cut trench very big….Applying the Pipe Jacking
Method for building the under ground pipe line is very effective, this method can not
impact to traffic and environmental sanitation and can push the progress of work,
quickly to complete the project for using. This topic would like to introduce the precast concrete pipe for jacking and Jacking Pipe Method, specially introducing the
project Ho Chi Minh city Environmental and Sanitation Project Nhieu Loc-Nhieu Loc
- Thi Nghe basin applying this method. This topic also studies the method of
calculation of underground pipe by jacking and representation of some problem
occurred and treatment method during construction time of Jacking Pipe.


-1-

MỤC LỤC
Chương I: Tổng quan về công nghệ kích cống
1.1

Tình hình phát triển hệ thống hầm ngầm kỹ thuật trên thế giới …………... ... ... ... 3

1.2

Sự cần thiết phải sử dụng cơng nghệ kích ống để xây dựng hệ thống ống ngầm và
lịch sử phát triển của công nghệ kích ống ngầm trên thế giới ………………… ... ... 6
1.2.1 Sự cần thiết phải sử dụng cơng nghệ kích ống ñể xây dựng hệ thống ống ngầm

…………………………………………………………………………… ... ... ... ... ...6
1.2.2 Lịch sử phát triển của cơng nghệ kích ống ngầm trên thế giới ……………. ... ..7

1.3 Nghiên cứu về ứng dụng công nghệ kích ống ở Việt Nam, giới thiệu về công nghệ
kích ống đang được thi công ở Hệ thống thoát nước Nhiêu Lộc- Thị Nghè . Phạm vi
ứng dụng công nghệ kích đẩy ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 14
1.3.1 Nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ kích đẩy ở Việt Nam ……………… ... ... ..14
1.3.2 Giới thiệu tổng quan dự án Vệ sinh môi trường TPHCM, lưu vực Nhiêu lộc- Thị
Nghè đang sử dụng cơng nghệ kích đẩy ……………………… ... ... ... ... ... …… ..15
1.3.3 Phạm vi ứng dụng công nghệ kích đẩy ………… ... ... ..…………………… .18
1.4 Ý nghĩa khoa học và giá trị đề tài……………………………………………….. ... ...20
Chương II: Nghiên cứu cấu tạo ống bê tông cốt thép và mối nối trong công
nghệ kích đẩy…………………………………………………………………… 22
2.1 Nghiên cứu về cấu tạo ống bê tông cốt thép ... ... ... .. ... …………………………..22
2.2 Cấu tạo mối nối cống ... ... ... ... ... ... ... ………………………………………… ... ...28
Chương III: Công nghệ thi công kích đẩy các sự cố thường gặp và biện pháp
xử lý………………………………………………………………… ... ... ... ... .. 31
3.1 Giới thiệu công nghệ kích đẩy được ứng dụng để thi công cống ngầm đường kính
3000mm ở dự án Nhiêu lộc- Thị Nghè … ... ... ... ... .. ………………………..… ... 31
3.2 Những sự cố thường gặp trong quá trình thi công kích ống và biện pháp xử lý
3.3 Những hình ảnh về các thiết bị máy đào dung trong cơng nghệ kích ống……... ... ... 44


-2-

Chương IV: Các phương pháp tính toán sức chịu tải của cống ngầm thi cơng
theo phương pháp kích đẩy … ... ... ... ... ... ... ..……………………………… .46
4.1 Nguyên lý tính toán sức chịu tải của cống……… ... ... .…………………………… 46
4.2 Tính tốn lực kích trong q trình thi cơng…………… ... ..…………………………47

Chương V: Ví dụ tính toán minh họa về công nghệ kích đẩy ... ... ... ... ... ... ..49
Kết luận và kiến nghị ……………………………………………………………… ...56
Tài liệu tham khảo …………………………………………………………………… 57

PHẦN PHỤ LỤC
Những hình ảnh minh hoạ biện pháp thi cơng kích ống……………………….......... 58
Lý lịch trích ngang học viên ………………………………………………………. 73


-3-

Chương I
TỔNG QUAN VỀ CƠNG NGHỆ KÍCH ỐNG

1.1 Tình hình phát triển hệ thống hầm ngầm kỹ thuật trên thế giới
Ngày nay với tốc ñộ phát triển nhanh của khoa học kỹ thuật, nhiều cơng trình xây
dựng hiện đại mọc lên và đơ thị ngày càng phát triển, việc xây dựng các cơng trình tiện ích
như hệ thống dây điện, ñiện thoại hệ thống cấp thoát nước là cần thiết , … Nếu bố trí
những cơng trình này nổi trên mặt đất là khơng hợp lý và mất mỹ quan của đơ thị. Việc
xây dựng hệ thống hầm ngầm kỹ thuật để bố trí các cơng trình tiện ích như trình bày ở trên
là vơ cùng cần thiết .
ðối với các nước phát triển như Mỹ, ðức, Pháp, Nhật, Nga … Ngay từ xa xưa đã tận
dụng khơng gian ngầm bên dưới một cách triệt ñể. Họ xây dựng các hệ thống mạng kỹ
thuật (điện năng, cấp thốt nước, dẫn gas, hơi nước) ñể thuận lợi cho việc tránh các chướng
ngại vật khác nhau trên mặt ñất cũng như cho việc đấu nối lắp đặt hệ thống mạng kỹ thuật
chính cho nơi có nhu cầu sử dụng.
Từ thế kỷ 19 các nước đã sử dụng khơng gian ngầm một cách có hiệu quả cho việc
bố trí hệ thống mạng kỹ thuật ngầm, mạng kỹ thuật ngầm có thể có mặt cắt là hình hộp
hoặc nhiều hộp, hình trịn,… Phân loại theo khơng gian sử dụng của cơng trình mạng kỹ
thuật gồm có 3 nhóm: đào rãnh, hộp ống dẫn và hầm kỹ thuật.

ðào rãnh là việc ñào các rãnh dọc hai bên đường đơ thị tổ hợp các đường ống kỹ
thuật được bố trí vào bên trong rãnh sau đó lấp lại bằng vật liệu như cát ñất ñá, bê tông
nhựa ..
Hộp ống dẫn là xây dựng một tuyến ống có dạng hình chữ nhật bên trong bố trí các
vách ngăn và chia thành nhiều ngăn nhỏ ñể chứa ñựng các ñường ống kỹ thuật .
Hầm kỹ thuật là việc xây dựng một tuyến ống dẫn mà có khơng gian vừa đủ cho một
người cơng nhân hoặc một xe kỹ thuật có thể vào làm việc được. Tuỳ theo chức năng phục


-4-

vụ của tuyến, hầm kỹ thuật bao gồm hai loại: hầm kỹ thuật cho cơng trình và hầm kỹ thuật
đặc biệt:
-

Hầm kỹ thuật cho cơng trình là hầm phục vụ cho các cơng trình lớn như trường ðại
học, khu nhà cao cấp, ga tàu ñiện ngầm.

-

Hầm ñặc biệt là hầm sử dụng cho tuỵến kỹ thuật có quy mơ sử dụng lớn có thể là
tuyến điện năng, cấp nước, thốt nước.
Việc xây dựng các tuyến ống kỹ thuật ngầm ở ñô thị ở các nước trên thê giới là rất

quan trọng bởi vì nếu xây dựng đường ống kỹ thuật trên mặt đất sẽ gây ảnh hưởng mạnh
đến ơ nhiểm mơi trường, tình hình giao thơng, sinh hoạt sản xuất cũng như kinh tế khu vực
xây dựng. Do đó các nước có xu hướng xây dựng mạng kỹ thuật ngầm với quy mơ lớn để
đảm bảo cơng trình có chất lượng cao và tuổi thọ lâu dài.
Sau ñây là một số dạng mặt cắt ngang hầm kỹ thuật ñã ñược sử dụng trên thế
giới[11]

Hình 1.1 Hầm kỹ thuật ở Singapore
Ghi chú :1-cáp điện, 2-võ hầm bê tơng, 3-tuyến cấp nước, 4-tuyến thốt nước thải, 5-lớp bê tơng lót,
6-lớp đá dăm, 7-lớp ñất nền, 8- lớp ñất ñắp


-5Ghi chú: 1-ñèn chiếu sáng, 2-tuyến hơi nước, 3-giá ñỡ
bằng thép, 4-tuyến khí nén, 5-tuyến thải chất lõng,6khơng gian dự trữ, 7-tuyến cấp và thải nước phục vụ
hệ thống nước nóng, 8-khoảng cách tối thiểu 15m, 9-

3m

thiết bị đỡ đèn chiếu sáng, 10-khơng gian dự trữ, 11khay kim loại đỡ cáp, 12-cáp 13,8KV, 13-tấp kim loại
dày 6mm ñỡ cáp, 14-cáp 2,4KV, 15-cáp 480V, 16-cáp
tín hiệu, 17-cáp điện thoại, 18-tuyến thốt nước
D15cm, 19- hành lang bộ (tối thiểu 0,7m), 20-chiều
cao từ sàn đến đỉnh vịm tối thiểu 2,6m, 21-khoảng
cách hỡ giữa hai khay.

Min 1,83m

Hình 1.2: Hầm kỹ thuật dạng vịm ở trường ñại học Washington
Khi xây dựng hầm kỹ thuật việc bố trí các đường ống bên trong đường hầm tương ñối phức
tạp. Bên trong hầm phải bố trí nhiều ngăn .

Ghi chú: 1-ñèn chiếu sáng, 2-hơi nước, 3-ñiện hạ
thế, 4-ñiện cao thế , 5-nước sạch, 6-cáp viễn

2
1

thơng, 7-khí gas.

6

5

7

Hình 1.3 Hầm kỹ thuật ở trường ñại học ITER


-6-

1
3
2
5
8

4
7
6

Hình 1.4 Hầm kỹ thuật ở thành phố waterfront
Ghi chú:1-cáp viễn thơng, 2-tuyến thu chất thải lỏng-đặc, 3-cáp điện, 4-hệ thống đun nóng và điều hồ, 5cấp nước sạch, 6-thốt nước thải, 7-cấp và thốt nước trung tính, 8-khí gas.

1.2

Sự cần thiết phải sử dụng cơng nghệ kích ống để xây dựng hệ thống ống

ngầm và lịch sử phát triển của cơng nghệ kích ống ngầm trên thế giới.
1.2.1 Sự cần thiết phải sử dụng cơng nghệ kích đẩy để thi cơng hệ thống cống
ngầm.
Tuỳ theo điều kiện địa hình ñịa chất và khu vực xây dựng của tuyến hầm đi qua để
chọn phương pháp thi cơng thích hợp, thường có hai phương pháp chính để thi cơng là đào
lộ thiên và kích đẩy có đầu đào kiểu cân bằng áp lực.
Phương pháp ñào lộ thiên, thường sử dụng ñể thi cơng những cơng trình đường ống
hoặc hầm ở vùng ñất tương ñối ổn ñịnh và chiều sâu ñào không sâu lắm khoảng từ 4m- 6m
so với mặt ñất, và võ hầm là những ñơn nguyên ñược ñúc sẵn ở nhà máy có thể là ống trịn
hoặc hình hộp, đào ñến cao ñộ thiết kế hạ các ñơn nguyên xuống ghép nối lại và lấp đất
hồn trả mặt đường trên hầm như cũ.
Phương pháp thi cơng cống ngầm bằng kích ñẩy, khi tuyến ñi qua vùng có ñịa chất
chủ ýêu là ñất sét no nước và chiều sâu ñặt cống lớn khơng thể thi cơng theo phương pháp
đào lộ thiên, người ta thi cơng theo phương pháp kích đẩy là hiệu quả nhất.


-7-

Công nghệ kích ống là công nghệ thi công ống cống ngầm mà không cần phải thi
công đào rãnh để đặt cống mà sử dụng hệ thống kích đẩy. Cơng nghệ kích đẩy cụ thể
như sau :
Các đốt cống được chế tạo sẵn trong nhà máy và vận chuyển ñến công trường. Tại
công trường tiến hành thi công các giếng đứng bằng bê tơng cốt thép đến vị trí đáy thiết kế.
Dùng cần cẩu hạ ñầu cắt (Robot), hệ thống kích thuỷ lực, gắn đầu cắt (Robot) vào mặt đào
và sau đó đưa các đốt cống xuống và dùng hệ thống kích để kích về phía trước.
Cơng nghệ kích đẩy dùng để thi cơng hệ thống cống ngầm ở khu vực đơ thị là một
biện pháp thi cơng hiệu quả nó khơng gây ảnh hưởng đến mơi trường, khơng gây ảnh
hưởng đến giao thơng đi lại đặc biệt là ở những khu đơ thị lớn, khơng bị cản trở bởi các
cơng trình cơng cộng khác. ðối với cơng trình cống ngầm thốt nước đặt ở độ sâu lớn nếu

dùng phương pháp đào lộ thiên thì khơng khả thi và tốn kém mà cơng nghệ kích đẩy là hợp
lý nhất.
Với những ñường ống gas, khí ñốt ñi qua các eo biển , đường ống vượt qua sơng thì
phương pháp thi cơng cống ngầm bằng kích đẩy cũng là một phương án mang lại hiệu quả
Cùng với sự phát triển ngày càng cao của các khu đơ thị nhu cầu xây dựng các hệ
thống ñường ống ngầm là rất cần thiết, như hệ cống thống thốt nước, cấp nước , đường
ống khí gas . Việc áp dụng cơng nghệ thi cơng kích ñẩy ñể thi công cống ngầm trở nên cấp
thiết và ñược áp dụng rộng rãi.
1.2.2 Lịch sử phát triển công nghệ thi cơng kích ống trên thế giới:
Công nghệ kích ống trên thế giới được xuất hiện khá sớm nhưng phát triển mạnh
mẽ vào những thập niên 70 và 80 của thế kỷ 20.
Công nghệ kích ống thường áp dụng thông dụng cho ống có đường kính nhỏ như
đường hầm nhỏ thường, đây là công nghệ dùng để lắp đặt các đường ống ngầm trong
lòng đất, cống thoát nước, cống kỹ thuật… Sử dụng đầu robot để đào đất sau đó dùng sức
mạnh của những kích thuỷ lực để đẩy những ống cống đặc biệt xuyên qua các lớp đất.
Phương pháp này tạo ra một đường hầm kín nước, có kết cấu vững chắc khi kết thúc nó
giống như một đường hầm. Hiện nay công nghệ kích ống được tiếp tục nghiên cứu mở


-8-

rộng tại các trường đại học hàng đầu như Cambridge hoặc đại học Oxford. Những
nghiên cứu đi sâu về công nghệ, các thí nghiệm của ống, mối nối cũng như các ảnh
hưởng của các điều kiện đất đá trong quá trình kích ống.
Những hoạt động nghiên cứu được thực hiện bởi hiệp hội kích ống và được tài trợ
bởi các thành viên thông qua viện nghiên cứu của chính phủ bao gồm Viện nghiên cứu
vật lý và kỹ thuật, Hiệp hội nghiên cứu thông tin xây dựng, các Công ty cấp thoát nước,
và công nghiệp xây dựng hầm và kích oáng Hoa kỳ .
Hiện nay với khoa học phát triển, những đầu đào ln ln được cải tiến và các
phương tiện định vị chính xác người ta có thể kích ñược những ñoạn ñường ống dài từ vài

trăm ñến hàng ngàn m dài liên tục ... Hàng loạt hệ thống đào bao gồm hướng dẫn, máy
móc và điều khiển từ xa, ống cống đường kính từ 150mm đến 3000mm có thể được lắp
đặt nếu sử dụng hệ thống thích hợp. Sai số trong thi công kích ống yêu cầu nhỏ hơn các
phương pháp khác, vì vậy trong qúa trình kích ống phải thường xuyên kiểm tra cao ñộ và
hướng tuyến qua hệ thống định vị Laser.
Công nghệ kích ống đầu tiên được ứng dụng để thi công các ống kỹ thuật ngầm
như ống dây điện, điện thoại, gas, cấp nước, thoát nước ở Mỹ vào những năm 1910 vv
Theo như tài liệu ghi lại thì biện pháp thi công kích ống được sử dụng đầu tiên ở
Mỹ vào năm 1910 ở Richardson và Mayo vào năm 1941. Nguyên lý cơ bản của công
nghệ này được trình bày chi tiết bởi Hiệp hội kích ống Mỹ (1960), Richardson(1970),
Hough(1974), Drenmon (1979) và Clark –Thomson (1983). Hiệp hội kích ống Anh đã
xuất bản sổ tay hướng dẫn thiết kế và thi công (Hiệp hội kích ống năm 1981 và năm
1986). Ứng dụng của công nghệ hiện đại và sự cạnh tranh của thị trường dẫn đến hàng
loạt sáng kiến về công nghệ được ra đời trong những năm gần đây. [8]
Cải tiến công nghệ đặc biệt được chú ý ở Nhật Bản và Tây Đức, ở đó cống có
đường kính từ 200mm đến 4000 mm được kích trong mọi loại đất.


-9-

Giới thiệu về công nghệ đào bằng máy có thể tăng chiều dài ống kích. Ở Anh,
Tác giả Wallis (1982) viết về kích ống đường kính 1800mm dài 460m trong đất sét ở
Luân Đôn, Byles (1983) báo cáo về gia tăng chiều dài lên 560m trong cát và sỏi ngậm
nước; Winfield (1986) báo cáo về kích ống đường kính 1950mm dài 690m trong cát sạn
và đá phong hóa. Dumbleton (1988) báo cáo về kích ống đường kính 3300mm dài
1500m trong điều kiện đất hỗn tạp và có nhiều đường cong …

[8]

Dự án thoát nước Central, Western and Wan Chai West (CW3) ở

Hongkong, chiều dài 6 km gồm những ống cống trịn bê tơng đường kính từ 1080mm

đến 1800mm xây dựng từ năm 1996 và hoàn thành vào năm 2000 sau ñây là một số hình
ảnh của dự án này
Thùng ñựng thiết bị

Giếng kích

Thiết bị đo
laser
Ống kích

ðầu đào
Kích thuỷ
lực
Ống bơm
dd vửa
bentonite

Hình 1-5 Mặt bằng kích ống [8]


- 10 -

Hình 1-6 ðầu đào (Robot dùng để thi cơng kích ống)

Dự án thốt nước Yuen Long, Tin Shui Wai và Tong Yan San Tsuen Trunk ở
Honkong bao gồm 1300m cống đường kính 1000mm sâu từ 3m đến 12m bắt đầu thi cơng
năm 1996 và hồn thành năm 1998.
Một số hình ảnh dự án này:

Hình 1.7 ðầu đào nhìn từ phía sau


- 11 -

Hình 1.8 Hệ thống kích thuỷ lực nhìn phía bên trong giếng kích
ðể thi cơng kích ống, trước tiên xây dựng giếng kích, sau đó hạ đầu đào (Robot) xuống
giếng, đưa đầu đào vào đúng vị trí và tiến hành đào đất. Sau đó thì hạ ống cống xuống và
tiến hành kích ống, đầu đào tiến về phía trước thì kích ống tiến lên bằng cách kích thủy
lực, khi kích xong một đọan ống thì thu kích về và hạ tiếp ñọan ống tiếp theo cho ñến khi
xong ñọan tuyến ống cần kích, ñầu ñào ñược lấy ra ở giếng thu bên kia.
Như vậy để thi cơng kích ống thì phải xây dựng giếng kích và giếng thu trước, sau đó tiến
hành kích ống và đầu đào được lấy ra ở giếng thu.


- 12 -

NHỮNG DỰ ÁN TIÊU BIỂU THI CÔNG CỐNG NGẦM BẰNG KÍCH ðẨY DO
CƠNG TY HUYN DAI MOBIS THI CƠNG [4]

ðường

Thành phố

Ngày bắt
đầu

kính
Loại máy

ðịa chất

Chiều Kích qua

trong

dài

đường

của ống

(m)

cong

Ghi chú

(mm)
Barcelona

10/1990

Máy ñào

Cát

3250

750

3 ống song
song

Hamburg

8/1991

Hổn hợp

Cát/sét/sỏi

1600

1350

Băng qua sông

Hamburg

4/1992

Hỗn hợp

cát / sét / sỏi

1600

1520

Băng qua sơng

/ đá cuội
Bremen

3/1993

EPB

cát

2000

800

Europipe

2/1994

AVN

Cát/ sét

3000

2535

Ramsgate

2/1994

AVN

cát / đá vơi

1200

530

Zurich

8/1994

Hỗn hợp

cát / sét / sỏi

2000

900

Băng qua sơng

/ đá cuội
Bangkok
Porto

1996-1998

EPB

Sét

2000

400

Băng qua sơng

1/1996

AVN

cát / đa

1600

520

cửa biển

1200

430

Qua sơng

granite
Heidelberg

3/1996

AVN

cát/ cát pha
sỏi / sét / sỏi

Hamburg

4/1996

Hỗn hợp

cát / sét / sỏi

2400

800

Qua sông


- 13 ðường
Thành phố

Ngày bắt

Loại

đầu

máy

ðịa chất

kính trong
của ống
(mm)

Munich

12/1996

AVN

cát / sét và

Chiều
dài
(m)

Kích
qua
đường

Ghi chú

cong

1600

790

Qua sơng

đá vơi
Shanghai

2/19977

EPB

sét

2200

700

Qua sơng

Rotterdam

5/1997

AVN

cát / sét / sỏi

1600

830

Qua sơng

Horden

5/1997

AVN

cát / sét / đá

1800

550

cửa biển

s ét

2600

1220

sét

1500/

400

Qua sơng

vơi
Vienna

8/1997

Roadhe
ader

Bangkok

5 /1998

EPB

2000
Terrazzo

1/1999

AVN

c át / bùn

2500

590

Qua sông

Ficarolo

6/1999

AVN

c át / bùn

2500

900

Qua sông

Giacciano

10/1999

AVN

cát / sét /

2000

450

Qua sông

bùn
San

10/1999

AVN

ðá

2000

410

cửa biển

Sardinia

12/1999

AVN

cát / sỏi

2500

780

Qua sơng

Hamburg

1/1999

AVN

cát / sỏi

2400

1160

Thốt nước

Bangkok

1/2000

EPB

sét

2600

500

Cáp

Vienna

5/2000

EPB

s ét

2600

940

Qua sơng

Basel

8/2000

AVN

ðá vơi / sét

2500

360

Ống gas

2600

42 / 525

Thốt nước

Sebastian

v ơi
Singapore

2004

EPB

c át / sét


- 14 -

Hình 1.9 Hệ thống ống cáp ở Seoul kích qua đường cong và địa chất đá cứng
1.3 Nghiên cứu về ứng dụng công nghệ kích ống ở Việt Nam, giới thiệu về công nghệ
kích ống đang được thi công ở Hệ thống thoát nước Nhiêu Lộc- Thị nghè. Phạm vi ứng
dụng công nghệ kích đẩy.
1.3.1 Nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ kích đẩy ở Việt Nam:
Ở Việt Nam, sau thời kỳ mở cửa từ năm 1995 trở lại ñây ñã ứng dụng nhiều công
nghệ tiên tiến ñể xây dựng hệ thống ñường hầm ñể phục vụ cho phương tiện giao thơng đi
lại. Năm 2000 nước ta đã xây dựng đường hầm đường bộ Hãi Vân sử dụng cơng nghệ ñào
hầm NATM của Áo, ñây là hầm ñường bộ lớn nhất ðơng Nam Á với
- ðường hầm chính dài

: 6.280m, rộng 10m cao 7,5m

-Hầm thoát hiểm

: dài 6280m, rộng 4,7m cao 3,8m.

- Hầm thơng gió

: dài 1810m rộng 8,2m cao 5,3m

Tuy công nghệ kích đẩy được sử dụng rất sớm trên thế giới từ năm 1910 ở Mỹ,
Nhưng ở Việt Nam thì công nghệ kích ống mới được áp dụng trong vài năm gần đây .


- 15 -

Hiện nay đang ứng dụng để thi cơng các cơng trình thốt nước lớn ở Thành phố Hồ Chí
Minh là:
Dự án cải thiện mơi trường nước đang thi cơng gần 6000m cống ngầm đường kính
từ 900mm đến 2000mm. Do Nhà thầu Italian- Thai Development thi công .
Dự án Thoát nước Nhiêu Lộc Thị Nghè là một trong những dự án đầu tiên ứng dụng
cơng nghệ kích đẩy để thi cơng hệ thống cống ngầm đường kính 3000mm. Dự án này ñược
triển khai năm 2004 do nhà thầu CHEC3 Trung Quốc thi cơng.
1.3.2 Giới thiệu cơng nghệ kích ống đang ứng dụng thi cơng hệ thống thốt nước
Nhiêu lộc- Thị Nghè:
Tổng quan Dự án: Dự án vệ sinh môi trường thành Phố Hồ Chí Minh (Lưu vực
Nhiêu Lộc- Thị Nghè) nằm giữa khu vực ðơng Nam bộ, đồng bằng Sông Cữu Long và
Biển ðông. Lưu vực Nhiêu Lộc Thị Nghè là một trong 5 lưu vực thóat nước lớn ở địa bàn
Thành Phố Hồ Chí Minh là một khu vực quan trọng của thành phố , trung tâm văn hóa và
thương mại và chiếm khỏang 25% dân số của Thành Phố . Diện tích khu vực khỏang
330,000 Km2 bao gồm 6 quận gồm những quận trung tâm về văn hóa và thương mại của 17
quận huyện trên Thành phố Hồ Chí Minh .
Dự án thóat nước Nhiêu Lộc thị Nghè là dự án lớn bao gồm hang trăm km cống trịn
và cống hộp thi cơng theo phương pháp đào hở , trong đó có gói thầu số 7 thi cơng theo

phương pháp kích ngầm .
Gói thầu số 7 thi cơng chiều dài tổng cộng 9.195m cống đường kính 3000mm được
thi cơng bằng cơng nghệ kích đẩy với chiều sâu thay ñổi từ 8 ñến 34m ñược chia làm 36
ñoạn với 34 giếng thu nước. Khoảng cách giữa các giếng thu nước dài nhất là 410m và
ngắn nhất là 57.68m.
Bảng tóm tắt khối lượng kích ống dự án Nhiêu Lộc- Thị Nghè [12]
Số

Khỏang cách từ giếng ñến
giếng

Chiều dài (m)

ðộ dốc(%)

Cao ñộ ñáy ống
cống (m)

1

S0-S1

261.26

0.03

-8.62

2

S1-S2

310.81

0.03

-8.72

3

S2-S3

285.71

0.03

-8.8


- 16 -

4

S3-S4

257.33

0.03

-8.88

5

S4-S5

193.02

0.03

-8.94

6

S5-S6

252.23

0.03

-9.01

7

S6-S7

228.61

0.03

-9.08

8

S7-S8

250.97

0.03

-9.16

9

S8-S9

288.18

0.03

-9.24

10

S9-S10

263.65

0.03

-9.32

11

S10-S11

354.4

0.03

-9.43

12

S11-S12

126.35

0.03

-9.47

13

S12-S13

110.6

0.03

-9.5

14

S13-S14

239.08

0.03

-9.57

15

S14-S15

203.2

0.03

-9.63

16

S15-S16

266.23

0.04

-9.73

17

S16-S17

282.47

0.04

-9.83

18

S17-S18

203.69

0.06

-9.96

19

S18-S19

191.83

0.06

-10.08

20

S19-S20

206.54

0.06

-10.21

21

S20-S21

207.57

0.06

-10.35

22

S21-S22

308.82

0.06

-10.55

23

S22-S23

398.07

0.07

-10.79

24

S23-S24

257.84

0.07

-10.96

25

S24-S25

185.77

0.08

-11.11

26

S25-S26

200.55

0.09

-11.30

27

S26-S27

242.29

0.10

-11.54

28

S27-S28

214.88

0.10

-11.75

29

S28-S29

335.91

0.12

-12.16

30

S29-S30

384.12

0.12

-12.65

31

S30-S31

290.06

0.13

-13.03

32

S31-S32

293.49

0.14

-13.43


- 17 -

33

S32-S33

239.25

0.15

-13.79

34

S33-TRẠM BƠM

57.68

0.15

-13.88

35

TRẠM BƠM- KÊNH NLTN

410.06

0

-19.11

36

NLTN-GIẾNG PHÍA ðƠNG

410.06

0

-31.00

Về địa chất của lưu vực nhiêu lộc- Thị nghè
Khu vực mà ống kích đi qua, địa chất nằm trên lớp đá gốc là đất bồi tích bao gồm sét, phù
sa và cát. Số liệu ñịa chất ban ñầu cho thấy mặt cắt địa tầng tiêu biểu của chiều sâu 40m
tính từ mặt ñất gồm các lớp sau:
Lớp thứ nhất: vật liệu ñắp màu xám rời , sét bùn mềm và cát mịn pha mùn với phù sa màu
xám . Gồm rất nhiều tạp chất như gổ, kính, nhựa,đá vụn hay gạch vỡ nằm ở trên mặt . Lớp

này có chiều sâu trung bình 5-6m.
Lớp thứ hai: lớp cứng vừa sét xám, sét bùn hay sét pha cát trộn lẫn phù sa. Chiều dày lớp
này tăng , lớp sét dần ñược thay thế bởi lớp cát , chiều dày lớp này từ 10m-12m.
Lớp thứ ba: lớp này có tính chất từ rời rạc ñến chặt vừa gồm sét bùn màu vàng xám, hay
nâu hoặc lớp cát pha sét lớp cứng vừa sét xám , sét bùn hay sét pha cát trộn lẫn phù sa .Khi
chiều sâu tăng dần lớp cát pha sét dần ñược thay thế bởi lớp cát , chiều dày lớp này từ 12m15m.
Lớp thứ tư: lớp này có tính chất từ cứng đến rất cứng là lớp sét có màu nâu xám, vàng hay
là trắng xám, chiều dày lớp này từ 12m-13.5m.
Ống cống D3000 hầu như được kích qua các lớp ñịa chất là lớp thứ 2 hoặc lớp thứ 3( ngọai
trừ đọan từ NLTN đến giếng phía ðơng).ðọan cống từ giếng S0 ñến trạm bơm nằm trong
lớp thứ 2 và ñọan cống từ trạm bơm ñến giếng NLTN nằm trong lớp thứ 3 ñịa chất chủ yếu
là cát pha sét hoặc sét pha cát nên rất thuận tiện trong q trình đào và đưa đất ra bên ngịai.


- 18 -

1
3
2

Hình 1.10 Thi cơng kích ống đường kính D3000mm ở dự án Nhiêu Lộc Thị Nghè
Ghi chú: 1: vịng đệm bằng thép; 2: kích thủy lực; 3: ống cống đúc sẵn bê tơng cốt thép.

1.3.3

Phạm vi ứng dụng cơng nghệ kích đẩy:

Cơng nghệ kích đẩy được ứng dụng thi công các hệ thống cống ngầm kỹ thuật như
cống thốt nước, cấp nước cống để lắp đặt đường dây điện, điện thoại , ống dẫn khí đốt.
Cơng nghệ kích ñẩy ñặc biệt ñược ứng dụng ñể xây dựng các ñường ống kỹ thuật cho các

thành phố lớn ñể ngầm hóa các hệ thống đường dây điện, điện thoại làm ñẹp cảnh quan
thành phố, xây dựng hệ thống thoát nước ngầm ñể chống ngập cho thành phố .
Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật hiện nay và sự phát triển khơng ngừng của
cơng nghệ kích đẩy, cơng nghệ kích đẩy có thể áp dụng cho mọi loại hình địa chất và chiều
dài kích ống tương đối lớn có thể lên đến vài Km cũng như có thể kích ống theo ñường
cong.
Tuỳ từng loại ñịa chất mà ta ứng dụng những máy đào thích hợp và có những biện
pháp gia cố ñất nền và mặt trước khiên ñào sao cho hợp lý.
Có rất nhiều biện pháp để gia cố ñất nền và mặt trước máy ñào : như biện pháp bơm
vữa xi măng, bơm hoá chất (Silicates), bơm dung dịch sét, dùng khí nén, dùng những giếng
để thốt nước, làm đóng băng đất nền….
Sau đây là bảng tóm tắt các giải pháp gia cố bề mặt gương ñào và xử lý ñất áp dụng cho các
lọai ñất khác nhau [8]