EỈỘ x:Â'Y DiựNG TRƯƠNG Đ Ạll HỌ>C K ílẾN TRÚC HÀ INỘI BĨ MỞN C:Ồ'N(G TRÌỈNIH NGẦM ĐƠ THỊ PGiS TS NEU1YẼN BÁ KÉ XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH NGẦM Đổ THỊ THEO PHƯƠNG PHÁP ĐÀO MỞ (Tai bỗìn/ NIH.À XlUẤr BẤN X. Y DỰNG tH/ÀIN(ÔI - 01 LỜI N Ớ I Đ Ấ U T r o n g Xáy dự ìĩíỊ đ ỏ thị, n h ấ t lù đỏ t h ị lớn, t h ì d n g c ô n g t r i n h n g ầ m m ộ t t r o n g t h n h p h ẩ n c h ủ vêu hạ t ầ n q k ĩ t h u ậ t đ ô thị T r o n g x u t h ê c h u n g cua p h t trièn đ thị theo hườìĩíỊ h i ệ n đ i t h i h ệ t h ố n g c n g t r ì n h n g ẩ m đ th ị lìiịàv c n q cỏ vị t r í q u a n trọng M u ổ n vậy, ta c ầ n n h a n h c h ỏ n g ti-ếp cậ n với n h n q p h n g p h p tỏ c khcii th c k h ô n g g i a n n g ầ m theo n h ữ n g \ t n g m i q u a tùỉ liệu sách báo g ầ n cỉâx vù trớn t h ự c tê đ ã đ ị n h h ì n h d ầ n ỉigav đ ầ u thê k ỉ X X I nă\ B ộ ìr.ỏn Xcìv clựỉìíỊ ự ỉ ri nh n g ầ m đ ỏ th ị cua ỉriìờng D i h ọ c K i ế n t r ú c H Nội bãi d ầ u đ o tạo k ĩ SƯ the o h n g đ ó th ơn tị q u a m ô n h ọc đ ã Bộ SỊÌCÍO d ụ c - đào tạo chấp nhậỉì Quyến sách "X ây d n g cơng trình n g ầ m thi t h e o p h n g p h p d a o m " m ộ t t r o n g tài liệu dừ nỉ Ị đ ế g i ả n g d y c ho s i n h vi ên K h o a X v ciựỉiịỉ ch uxừ n n g n h X ú y (lựn g cô n g t r i n h n g ầ m đ ỏ thị N h ữ n g v â n đ ề hãn (lạììiỊ cúc hời tốn điêìi vc k h ả o sát, t h i ế t k ê t í n h l o n va t h i cỏỉỉỉĩ íỉiùk' Ìdìì lượt trình bà y q u a c h n g theo t n g ì oạ i k ế t c ấ u t n g c h ă n Chưiĩỉìií 11 co gâììíí pììCỉìĩ áììh n h ữ n g t h n h tự u m ỡ i n h ấ t t r o n g l ĩ n h v ự c d ự b a o s ự c h u y ê n vị cu a CƠĨÌLĨ Ỉriỉìh (Ịucnih hị đao, ỈÌO chùiiiỊ n h ữ n g có ý nghìci t h ự c te (Ịỉictỉi t r ọ n g kìì! tììỉ coỉiự coniị Ỉ n n ỉ ỉ n ga nì ỉrotĩíị (lo ìhỉ ìììa cịn m n h ữ n g t ì m tịi p h a i kỉ c n , nhừỉìiỊ m ó h ì n h ưa phiùìtiíỊ p h p Ỉỉỉììì loan m i r â t n h i ề u triển v ọ n g c h o n h ữ n i ị kì su' tài n n lị Chư(ỉĩìg cuối cùììiỊ co d n g (to n m ô n h ọ c t r ì n h h ày sơ CỊỈÌỊỈ ỉ rinh thực /í; (tã xây dự ng nước ta n h nước đê g i ú p n g ị k ĩ su' côniỊ t r i n h ỉìiịám h ì n h diỉìì g s ự p h ứ c ỉụ p k h ô n g k é m h ấ p d ẫ n c ủ a m ô n h ọc (loi hổi ìĩhỉóu sáỉiLị ỉạo H y c ọ n g r ă n g nộ i d u n g c ũ n g n h h ì n h Ị h ứ c t r ì n h bờv tr o n g s c h đ ợ c h o n t h i ệ n d ấ n q u a q u tr ìn h đ a o tạo áp ( l u n g t h ự c tế T ác giả Chương C Ô N G T R ÌN H H Ố ĐÀO VÀ MƠI TRƯỜNG 1.1 VI TRÍ CỦA PHƯƠNG PHÁP ĐÀ O MỞ TRON (ì XÂY DỤNG C Ơ N G T R Ì N H N G Ầ M Plurưim pháp dà o m phirơre pháp hav dùng để thi c ô n e loại cịn u trình ng ẩ m đặt nơ ng (giới hạn tronu phạm vi - 15in, c ó đến m từ cốt mặt đát) hố đào từ mặt đất, sau lấp đất lại (cut - and - cover construction) Các đường vượt ngầm n s ắ n , hệ thống côlectơ đế đặt mạng lưới kỹ thuật đô thị (cáp diện độnụ lực, cáp thơng tin, ố n g cấp khí đốt, ống cấp nước ) sara ơtơ nhiều tãnsí Iiííầm, đường ga tàu điện nôn g, cỏnc trinh vãn liố giải trí, kho thực phẩm h oặ c c c m n e - ố n e c n íĩ rmhộ tron g CƠIÌÍĨ mihiộp thirờne thi c ô n g troim c c h ố /h o lô thiên - đào mở Th eo [ Ị, tổng kết việc xây dựng tàu điện imam N e a từ 1965 đến 1995 ràn Sĩ phương pháp đào m c h i ế m tỷ lệ đánn kè \ 'à tăng từ 39% (25,3 kni / ,7 k m ) nam 1965 - 1970 lcn 63% (84,3km/14 ‘1 km) năm 1991 - 1995 (x em hình 1.1) Sự tăng trưởng giai thích ng nghệ c ng đào m phái triến nhanh khả cáu nâng lớn iãpcác đốt eỏim trình ngầm đúc san 141,6 124,1 1113 82.1 63,7 1965-1970 (73i 68,4 1971-1975 1976-1980 1981-1935 1986-1990 1991-1995 H ình 7.7 T V lệ clộ dài cúc truvến đườtií* từu diện ngầm đặt sáu nơnạ (pìuĩn qạclỉ) Trong nhiều đô thị nước SNG, nơi việc xâv dựng tàu điện ngầm bắt đầu chưa lâu người ta đặt tuyến nô ng 0' Taskcn, Minxk, N vôx ib ir xk, Nifni, Novgorod, Xaniara, Om xk Tỉnh cùim nhận thấy nhiều nước eiứi N ga y thành phố lớn Nhật Tokyo, Osaka ) hệ thống tàu điện ngầm cũ ng dùng phương pháp đào mở, làm nắp (sàn mái cua hầm ) để giái quvết giao thông thông suốt mặt đất tiếp tục đào nắp theo đại lộ lớn dỏ thị Công nghệ thi côn g ng trình n gẩm (CTN) h ố đào m trình bày hình 1.2 X ■ ỈX , V III , _V ỉ ỉ , V ĩ , V , IV 111 , II , ỉ ■ H ì n h S đ c ô n g n g h ệ x â y clựng nq trình n g ầ m (tu y-n en qiao thơỉìỉị) bằnỊỊ phươnq pháp m ỏ h ố cỏ ĩhùỉìh phang đứng dược chốỉiạ ỳ ữ b ằ n g trụ cứng (c ọ c) + b ả n cùi n g a n ẹ th anh c h ố n g (a) d o đ ất (h) I Đào hào định vị tường; II Đỏng Irụ cứng (cọc); III Đào đất cài bán ” (bé tỏng/thép) ngang; ỈV Làm phảng đáy hố đào; V Dổ tỏng lót; VI Làm lớp chống thấm; v u Thi cơng cơng trình ngầm; đổ tơng chồ/láp đoạn hẩm; VIII Chốnu, thấm tường nắp CTN; ỈX Lấp đám chật đất trôn nắp; X Nhổ cọc Thiết bị nhổ cọc; Máv lu dường; Tường chán hố dào; Cẩn trục nâng; Xe chở đúc sán (khi thi cônu ( T N cấu kiện đúc san); Thùng đựng bê lông; Máy xúc đất; Máv đâu Thiết bị đô đỏng cọc; ] o tô tự đổ À-D Các giai đoạn đào đất hố Những ưu việt phương pháp đào m (cũng nhược điế m, hạn chc phương pháp này) hệ thống lại có the thây lợi ích kinh lê - kỹ thuật bật phương pháp đào mở R iê ng làu điện ngầm, theo ị ] : - D o độ sâư ga k h ô n g lớn nên tiết kiệm thời gian lại hành khách lừ lỏi vào tới bến đỗ, tăng nhanh tốc độ thơng hành khách từ hến đỗ lên mặt dất; - Giá thành xây dựng tuyến đặt nông điều kiện địa chất thuý vãn t h u ậ n lợi ré lần s o với tuyến đào n g ầ m , chi phí khai thác tính c h o km tuyến cũnsí hơn; - Có khả sử dụng m y m ó c thiết bị c ó suất cao, áp dụ n e rộn Sĩ rãi kết cấu lắp g hép khối lớn bê tơng, tồn khói hố chúng cách sử dụn g thiết bị láp đặt bc tông đại, c ố p pha tự hành, khung khối cốt thép sản xuất lừ nhà máy ch o phép tăng nhanh tiến độ xây dựng so với phương pháp đào ngầm; - Vc mặt tính tốn c n g trình ng ầm thi c ô n g hố m ỡ cũ ng đon gián hơn, sư đồ tính tốn gần với thực tế ng trình hơn, vật liệu dùng đc thi c ò n g dỗ kicm soát chất lượng so với thi c ô n g đào ngầm 1.2 UXỉ N H Ư Ợ C Đ I Ể M C Ử A P H Ư Ơ N G P H Á P Đ Ả O MÓ Đ ế lựa chọn phương pháp thi c n g c ng trình ngầm theo phương pháp đào m hay đào ngầm, ta cán phân tích kỹ yếu tố kinh tế - kỹ thuật \ mỏi trường thực dư án, tronu cđn nắm rõ ưu nhược hạn chế cúa lừiiíí phương pháp để cân nhắc quvết định Dưới trình bày ưu nhược phương pháp đào m mà kinh nghiệm thê giới tổng kết uii đicm bật phương pháp đà o m sử dụns máy làm đất m áy thi cỏrm khác với mức c giới hoá cao, làm sát tới tường ngồi ciia c n g trình ngầm hữu thi c o nu c h ố n c thấm c h o c ng trình neầrn đơn giàn c ó chất lượng Th eo [2 Ị phương pháp đào m c ó nhiều ưu việt cịng trình ngầm c ó diện'tích lớn trcn mật bãne khô ng sâu thường dược chọn dùng điều kiện địa chất : - T r o im I1CI1 đ ất c ó đá lăn m côi hay soi san; - Trong đất cát bão hoà nước đến độ sâu - 7m; - Trone đất c ó đị ấm tự nhiên đến độ sâu - lm; - Tronc đất sét bão hoà nước đến độ sâu 10 - 12m; - Tron tỉ đít sét đến sâu 13 - 16m Những kiến nghị c ó tính chất định hướnq điều kiện cụ thể, dựa độ sâu tối ưu dế dùng phương pháp hay phương pháp khác Vói phương tiện ciới đại Irong việc đào vận chuycn đất đà cho plicp irong thời gian ngắn đào sâu rộng D o đó, đơi người la chuvến từ plmơnu pháp thi c ò n g đặc biệt (ví dụ g iên g chìm đào ntĩầm) sang ciao mơ \i\ dất c ó độ am lự nhiên thấp Trong vùng xay (nơi chưa có CỔIIU trình xâv (lựng nhưn£ c ó quv h o c h ổn đị n h ) plìirơnc p h p đ o ITÌỞ p hư ng pháp thích hợp làm cấc loại c ị n g trình ngầm n h c ỏ l c c t , lối vượt ngầm, ga tỏ, làu điện ngầm v.v Phươnẹ pháp đào m c ũn g c ó nhược điếm hạn chế, thi c ng íronq vìinc dỏ thị c ó mật độ xây dựng dân cư đống đúc tron a tàỉi diện m>ầm í lì ị lí hằỉìiỊ plìitơn í>pháp nửa nạầm pỉicíỉì phía nắp ĩạm ỉ/lời a) b) Thi cõnsị tưởng troỉìạ đất; c) Dào c l ấ ỉ d n c lộ s u t h i ế t k ế , l ủ m s ủ ỉ ì t ự ì ì ì , t ự a lê n ơ) tưùnạ; dì Ưip (hít, khơi phục tiện nạlìi vù lôi (li lại phiu ỉiáp; c) Dào đến độ sâu tỉiiếĩ kể v ù ỈỈÌI cơm* íuynen theo so' dó từ lứỉì T háo hu sàn tạm vủ khơi p h ụ c cơng 0) trình phiu ỉrớn nen 1.4 Đ Ạ C Đ I Ể M C Ủ A C Ô N G T R Ì N H H ỗ Đ À O Cị ne trình hố đào có nhicu đặc điếm, khái qt lại gồm c ó : ( ) Cịn ụ trình hố đào loại cỏníĩ việc tiưưng đỏi nhị lại c ó liên quan vứi tính tạm thời, sựdự trữ anlồn c ó thể địa phưưim, diều kiện địa chất vù ne khác đặc ểm c ũ n g khác C n g trình hố đào khoa học đan xen khoa học địa kỹ thuật, kết cấu kỹ thuật thi cơng; loại c n g trình mà hệ thống chịu ảnh hưởng đan xen c nhiều nhân tố phức tạp ngành khoa học kỹ thuật tổng hợp c ò n c h phát triển ]ý luận (2) D o hố loại c n g trình c ó giá thành cao, khối lượnc c ô n g việc lớn thường trọng điếm cạnh tranh đơn vị thi n g , lại kv thuật phức tạp, phạm vi ánh hưởng rộng, nhiều nhân tố biến đổi, c ố hay xảy ra, khâu khó mặt kỹ thuật, có tính tranh chấp trone c n g trình xâ y dựng, đ n g thời c ũn g trọng đ i ế m để hạ thấp giá thành báo đám chất lượng c n g trình (3) Cịn g trình h ố đào phát triển theo xu hướng độ sâu lớn, diện tích rộng, c ó chiều dài chiều rộng đạt tới trăm mét, quy m c n g trình c ũn g ngày c n s tăng lỏn (4) Theo đà phát triển cải tạo cá c thành ph ố cũ, c n g trình ca o tầng, siêu c ao tầng chủ yếu thành phố lại thường tập trung khu đất nhỏ hẹp, mật độ xây dựng lớn, dân cư đ ỏ n g đúc, giao thông chen lấn, điều kiện để thi c ô n g c ô n g trình hố đào đểu Lân cận c n g trình thường c ó c n g trình xây dựng vĩnh cửu, c n g trình lịch sử, nghệ thuật bắt bu ộc phải an toàn, khơng thể đào c ó mái dốc, vẽu cấu việc ổn định khố ng c h ế c hu y ể n dịch nghi êm ngặt (5) Tính chất dất đá thường biến đổi khoảng rộng, điều kiện liềm án rủi ro địa chất tính phức tạp, tính khơng đ n g cticu kiện địa chất thuý ván thường làm c ho s ố liệu khảo sát c ó tính phân tán lớn, khó đại diện c ho tình hình tống ihc cùa tầng đất, nữa, tính xác tương đối thấp, tăng thêm khó khăn c ho thiết k ế thi c ô n g c ô n g trình hố đào ( ) Đ o hố đicu kiện đất yếu, mực nước ngầm cao diều kiện trường phức tạp khác râì dỗ sinh tnrợt lở khối đất, ổn định hô đào, thân cọ c bị c huy ển dịch vị trí, đáy hố trồi lên, kết cấu chắn giữ bị rò nước nghi êm trọng bị xói lớ làm hư hại hố đào, uy hiếp ng hi êm trọng c ô n g trình xây dựng, c ô n g trình ngầm đường ống xưng quanh (7) Cơ ng trình h ố đào bao g m nhiều khâu c ó quan hệ chặt chẽ với chắn đất, ch ố n g giữ, ngân nước, hạ mực nước, đà o đất đó, khâu thất bại dẫn đến c ô n g trình bị đố vỡ ( ) V i ệ c thi c ô n g h ố đào trường lân cận đ ó n g cọc , hạ nước ngầm, đào đất c ó sinh ảnh hường khố ng chê lẫn nhau, tănc thêm nhân tố c ó thê gây cố (9) Cơn g trình h ố đào c ó giá thành cao, phần lớn lại chi c ó tính tạm thời 1 CI1 thường không m u ố n đầu tư chi phí nhiều Nh ưn g dê xảv sư c ố xử lý vơ khó khăn, gây tổn thất lớn kinh tế ảnh hưởng n s h i ê m trọng mặt xã hội (1 0) Cơng trình h ố đào c ó chu kỳ thi c ng dài, từ đào đất c h o đến hồn thành tồn c ơn g trình kín khuất ngầ m mặt đất phái trái qua nhiều lần mưa to, 10 ... pháp đào phân đoạn hố đào ^Kốt hợp phương thức A.B) Đáu tièn đóng cọc bân - đào phần - đố be tông CTN kết cấu ngầm - chông chéo chốniỉ ngang - lại đào đất xung 1^ quanh thi công tiếp (D) Đào phương. .. (lutv cơng trình ngầm ) đà o phía nắp phải thực phương pháp đào ngầm Á o Đức íỊần dây phát tricn phương pháp truyền thon li nói (top - đown) thành plnrơníĩ pháp - phi truyền thống để xãy dựng nhữny... n q C T N theo n g ììghệ "Sàn - kh u n g cửa" - IV- Các giai đoạn thi công; 1- Đài) ho ; 2- Cọc ; - Ao vòm BTCT; 4- Đất đắp trỡ lại; 5- Áo CTN; 0- Phan ìiịao thơng, lại 3} H ỉn h 1.4 Trình tỉícịng