PDA

View Full Version : Phương pháp NATM



grayhat
29/03/07, 04:54 PM
Bài của nbc


KHÁI NIỆM VÀ CÁC NGUYÊN TẮC CỦA PHƯƠNG PHÁP NATM
KS. NGUYỄN THANH TRÀ-CỰU SV 93X3B
Email: trapmu85@yahoo.com Forum:www.bachkhoadanang.net


(Bài viết đã đăng trên tạp san KHCN của Khoa XDCĐ ĐHBK Đà nẵng nhân dịp kỷ niệm 20 năm thành lập)

I. Khái niệm về phương pháp xây dựng hầm NATM:
1. Tổng quan:
Phương pháp xây dựng hầm NATM (New Austrian Tunnelling Method: Phương pháp xây dựng hầm mới của Áo) đã được nhiều nước tiên tiến trên thế giới công nhận là phương pháp xây dựng hầm hiện đại và có nhiều ưu điểm so với các phương pháp thông thường. Chính vì tính ưu việt của phương pháp NATM nên đã được nhiều nước đưa vào quy trình thi công hầm của mình như Đức, Áo, Nhật Bản... Ở Việt Nam, phương pháp NATM lần đầu tiên được áp dụng để thiết kế và thi công hầm đường bộ qua đèo Hải Vân, sau đó được áp dụng thành công vào công trình hầm đường bộ qua đèo Ngang.

2. Sơ lược về lịch sử và quá trình phát triển phương pháp NATM:
Những năm trước đây, ở nước ta, Liên Xô cũ và các nước trên thế giới vẫn sử dụng phương pháp mỏ để thi công các đường hầm. Nội dung cơ bản của phương pháp mỏ là: sau khi đào hầm, để giữ ổn định đất đá xung quanh hầm trước khi thi công kết cấu vỏ hầm sau cùng, người ta tiến hành dựng các vì chống tạm (thường là bằng gỗ hoặc thép). Sau khi đào xong hầm một khoảng thời gian, kết cấu vỏ hầm mới được thi công bằng biện pháp đổ bê tông thông thường hoặc xây đá theo từng phân đoạn. Trước khi đổ bê tông, vỏ hầm thường được xử lý phòng nước bằng một lớp bao tải tẩm nhựa đường hoặc bằng giấy dầu (cũng có nhiều công trình không làm lớp phòng nước). Sau khi bê tông vỏ hầm đạt cường độ cho phép, để tạo sự liên kết chặt chẽ giữa vỏ hầm và đất đá xung quanh người ta dùng máy bơm ép vữa vào phía sau vỏ. Trong trường hợp đào lẹm quá lớn, để tiết kiệm vật liệu vữa bơm người ta có thể chèn thêm đá.

Với phương pháp thi công hầm như thế, giữa vỏ hầm và địa tầng không có sự liên kết chặt chẽ với nhau nên người ta tính toán thiết kế vỏ hầm dựa trên giả thiết sau khi đào hầm xong dần dần đất đá xung quanh hầm bị biến dạng và tác động trực tiếp lên vỏ hầm như là một tải trọng. Đất đá biến dạng sẽ nứt vỡ cho đến khi tự bản thân đất đá hình thành một vòm cân bằng phía trên và hai mặt trượt ở hai bên (được gọi là vòm áp lực). Toàn bộ khối lượng phần đất đá dưới vòm cân bằng và trên mặt trượt hai bên sẽ tác dụng lên vỏ hầm hoặc vì chống trong giai đoạn thi công. Xuất phát từ quan niệm như vậy, Protodiakonov đã đưa ra mô hình rời rạc áp dụng vào phương pháp xác định vòm cân bằng và mặt trượt để tính toán áp lực lên vỏ hầm. Kích thước vòm cân bằng phụ thuộc vào kích thước hầm và đặc điểm của địa tầng thông qua hệ số kiên cố f được xác định bằng thí nghiệm nén mẫu đất đá (f = R/100) và từ đó địa tầng được phân loại thành 10 cấp theo hệ số kiên cố.

Việc xác định áp lực địa tầng là một vấn đề hết sức phức tạp vì đặc điểm không đồng nhất của đất đá nên để đảm bảo an toàn phải coi đất đá là rời rạc và sự khác nhau chỉ thể hiện qua hệ số kiên cố. Với quan niệm như vậy giữa địa tầng và vỏ hầm sẽ không có sự tác động tương hỗ nên vỏ hầm thường có kích thước lớn làm tăng giá thành công trình. Do vậy, vấn đề đặt ra là làm sao để có thể hạn chế áp lực do sự biến dạng, nứt vỡ, rời rạc của địa tầng và làm sao có thể tạo ra thể thống nhất giữa vỏ hầm và địa tầng.

Vào khoảng giữa thế kỷ XX, dựa trên lý thuyết biến dạng và việc phân tích áp lực đất đá, từ kinh nghiệm trực giác nhưng hết sức sáng tạo, các kỹ sư người Áo, tiêu biểu là Rabcewicz, Muller và Pacher đã rút ra được những kinh nghiệm thực tế trong quá trình thi công nhiều công trình hầm khác nhau trong nước và trên thế giới. Trong khi quan sát và giám sát khả năng chống đỡ của khối đất đá trong đường hầm, họ cố gắng tạo cho khối đá thực hiện đúng chức năng của nó như một thành phần rất quan trọng của hầm, cố gắng giúp nó không mất đi khả năng tự chống đỡ và khi cần thiết sẽ sử dụng thêm kết cấu chống đỡ hỗ trợ. Khái niệm này là một thành tựu tiên phong khuyến khích các kỹ sư sử dụng những lớp bê tông phun mỏng thay vì phải dùng một khối lượng gỗ lớn kèm theo những tấm thép và những vòm hầm bê tông dày lúc bấy giờ.

Một thời gian ngắn sau chiến tranh thế giới II, sự phát triển của bê tông phun đã tạo điều kiện cho người xây dựng hầm áp dụng ngày càng phổ biến để xây dựng các đường hầm mới. Việc chế tạo ra máy phun bê tông cho phép sử dụng một khối lượng lớn bê tông phun để thi công gia cố khối đá trong hầm. Phương pháp phun bê tông lên bất kỳ bề mặt nào kết hợp với các phụ gia tạo độ cứng cho bêtông rất sớm sau khi phun cho phép thi công một chu kỳ khoan hầm nhanh hơn. Việc áp dụng các vì chống mềm bằng neo thép kết hợp với bê tông phun và lưới thép cho phép hạn chế được biến dạng của khối đất đá xung quanh hầm sau khi đào hầm và liên kết được các khối đá lại với nhau một cách có hiệu quả, làm cho đất đá xung quanh hầm trở thành một phần của kết cấu chống đỡ hầm.

Sau phát kiến quan trọng, kết hợp với sự phát triển của thiết bị hiện đại và sự ra đời của nhiều loại vật liệu mới, phương pháp xây dựng hầm mới của áo (NATM) bắt đầu hình thành và phát triển thành một phương pháp xây dựng hầm tiên tiến trên thế giới.

Trong cuốn sách của mình "Gebigtack und Tunnelbau" 1944 Giáo sư L.v Rabcewicz đưa ra một hệ thống áp lực của đá và giải thích các hiện tượng đó. Nhiều nguyên tắc của NATM đã được đề cập trong cuốn sách này. Trong bản quyền sáng chế 1948 của ông, các nguyên tắc NATM đã được hình thành. Các nguyên tắc này được áp dụng bằng các biện pháp khác nhau trong các tình huống biến dạng cụ thể.

Từ năm 1956 đến năm 1958 đường hầm cỡ lớn đã được Rabcewicz xây dựng ở Venezuela theo các nguyên tắc NATM.

Tại Áo, các thử nghiệm đầu tiên được tiến hành vào những năm năm mươi với đường hầm dưới nước cỡ nhỏ. Năm 1963, phương pháp xây dựng đường hầm mới của áo NATM đã được đưa ra giới thiệu tại hội thảo về cơ học địa chất tại Sazburg. Phương pháp này được gọi là mới vì lúc đó đã có phương pháp truyền thống của Áo và được gọi là kiểu Áo bởi nó do các kỹ sư người Áo phát triển.

Phương pháp này đã được tiếp tục phát triển trong lĩnh vực trình tự đào và chống đỡ khối đất đá xung quanh vỏ hầm. Ngày nay, thiết bị, kết cấu chống đỡ và các biện pháp phụ trợ đã có nhiều cải tiến và phát triển, các nguyên tắc của phương pháp NATM đã được triển khai và áp dụng cả đối với địa tầng biến dạng nhiều, đất yếu và các đoạn có hình dạng hình học phức tạp.




Đà Nẵng, ngày 1/9/2006


Nguyễn Thanh Trà
(Còn tiếp)

grayhat
29/03/07, 04:56 PM
Bài của nbc

(Tiếp theo)

II. Lý thuyết phương pháp thi công hầm NATM:
1. Định nghĩa phương pháp xây dựng hầm mới của Áo ( NATM):
Phương pháp xây dựng hầm mới của Áo (NATM) là phương pháp xây dựng hầm được hình thành trên cơ sở lý thuyết đúc kết từ thực tế xây dựng hầm trong thời gian dài, bao gồm các trình tự, biện pháp thi công và xử lý khối đất đá trên vòm hầm sao cho đất đá xung quanh hầm được liên kết thành kết cấu vòm chống đỡ. Do đó, tự bản thân khối đất đá xung quanh sẽ trở thành một phần kết cấu chống đỡ hầm.

2. 22 nguyên tắc cơ bản của phương pháp xây dựng hầm NATM:
1) Kết cấu hầm là tổ hợp giữa đá núi và vỏ hầm. Hầm được chống đỡ chủ yếu bằng khối đá xung quanh.
Đây là khái niệm cơ bản của phương pháp NATM. Kỹ sư hầm phải biết vận dụng khái niệm này vào công tác đào hầm. Hệ thống chống đỡ hầm chỉ nên áp dụng hạn chế và mang tính hỗ trợ hiệu ứng tự ổn định của khối đá.

2) Theo phương pháp NATM, điều quan trọng là phải duy trì cường độ nguyên thủy của khối đá. Cách chống đỡ truyền thống bằng gỗ và/hoặc bằng vòm thép không thể giúp ngăn ngừa sự biến dạng của khối đá xung quanh hầm. Bê tông phải được phun ngay sau khi đào để có thể ngăn sự biến dạng của khối đá một cách hữu hiệu.

Theo công nghệ thi công hầm truyền thống, vẫn có một khoảng trống giữa hệ thống chống đỡ và khối đá. Khối đá xung quanh chỉ được chống đỡ thông qua các điểm tiếp xúc nên có xu hướng biến dạng vào phía trong đường hầm nhằm lấp đầy khoảng trống nói trên. Sự rời rạc (biến dạng) của khối đá sẽ có xu hướng phát triển đến độ sâu h tính từ tường hầm. Theo phương pháp NATM, sử dụng bêtông phun trực tiếp và bám chặt với bề mặt khối đá quanh đường hầm nên ngăn không cho khối đá biến dạng.

3) Biến dạng của khối đá phải được ngăn chặn hợp lý vì việc khối đá rời rạc sẽ làm cho cường độ của nó bị giảm đi. Cường độ của khối đá, phụ thuộc chủ yếu vào lực ma sát của mỗi phân khối đá, sẽ giảm xuống khi ma sát giảm.

Nguyên tắc này áp dụng chủ yếu đối với đá cứng. Đối với đá mềm, chẳng hạn như lớp đá trầm tích sau Kỷ Đệ Tam đến Kỷ Đệ Tứ, đặc tính của chúng sẽ phụ thuộc vào lực dính và góc nội ma sát.

4) Khối đá phải được giữ trong các điều kiện ứng suất nén ba trục. Cường độ của khối đá chịu ứng suất nén đơn trục và/hoặc hai trục thì thấp hơn cường độ trong điều kiện ba trục.

Cường độ chịu nén của khối đá ở điều kiện nén nhiều trục sẽ cao hơn khối đá trong điều kiện nén một trục. Sau khi đào hầm, vách hầm sẽ ở trong trạng thái nở hông cho đến khi hệ thống chống đỡ được lắp đặt. Để duy trì trạng thái ứng suất nén ba trục và sự ổn định của khối đá, vách hầm phải được phủ kín bằng bêtông phun.

5) Biến dạng của khối đá phải được ngăn chặn hợp lý. Phải thiết lập hệ thống chống đỡ để ngăn chặn sự giãn nở (tơi) hoặc nguy cơ đổ sập của khối đá. Nếu hệ thống chống đỡ được thiết lập một cách thích hợp thì chất lượng của việc đào hầm sẽ tăng đồng thời đảm bảo hiệu quả kinh tế.

Nếu biến dạng cho phép vượt quá giới hạn, vùng biến dạng dẻo quanh hầm phát triển và khe nứt xuất hiện. “Ngăn chặn sự biến dạng” nghĩa là giảm thiếu tối đa sự biến dạng xung quanh hầm do những biến dạng xảy ra trong khi đào hầm là không thể tránh khỏi, ví dụ biến dạng đàn hồi và/hoặc biến dạng do nổ mìn. Vì thế, giới hạn biến dạng cho phép cần được đề ra ứng mỗi loại hệ thống chống đỡ và được cập nhật từ các kết quả đo đạc quan trắc Địa kỹ thuật.

6) Hệ thống chống đỡ phải được lắp đặt kịp thời. Lắp đặt các hệ thống chống đỡ quá sớm hay quá muộn sẽ đem lại kết quả bất lợi. Hệ thống chống đỡ cũng không được quá mềm hay quá cứng. Các hệ thống chống đỡ cần có một độ mềm dẻo thích hợp để duy trì cường độ của khối đá.

Nếu hệ thống chống đỡ được lắp đặt quá sớm, áp lực tác dụng lên kết cấu chống đỡ sẽ rất cao. Mặt khác áp lực sẽ tiếp tục tăng lên khi lắp đặt hệ thống chống đỡ chậm. Hệ thống chống đỡ được lắp đặt đúng lúc có khả năng giảm tải trọng đến nhỏ nhất. Nếu hệ thống chống đỡ quá cứng sẽ đắt, quá mềm thì khối đá biến dạng nhiều, tải trọng tác dụng lên hệ thống chống đỡ sẽ rất cao. Tải trọng tác động lên hệ thống chống đỡ sẽ giảm đến nhỏ nhất khi hệ thống chống đỡ có độ mềm dẻo thích hợp.

7)Để đánh giá thời gian thích hợp khi lắp đặt hệ thống chống đỡ, cần nghiên cứu khảo sát đặc tính biến dạng phụ thuộc thời gian của khối đá.

8)Không chỉ dựa vào công tác thí nghiệm trong phòng mà còn phải tiến hành đo đạc biến dạng đường hầm để đánh giá thời gian thích hợp lắp đặt kết cấu chống đỡ. Thời gian tự đứng vững của vách hầm, tốc độ của sự biến dạng và loại đá là những nhân tố quan trọng để tính toán thời gian chống đỡ vách đào của khối đá.

Đối với phương pháp NATM, công việc không thể thiếu được là đo đạc quan trắc. Những nhân tố được nhắc đến ở trên được xác định từ kết quả đo đạc quan trắc và những tính toán mang tính thống kê dựa trên kết quả của việc đo đạc quan trắc rất có ích cho việc dự đoán được sự biến dạng ở bước đào hầm tiếp theo.

9) Nếu sự biến dạng và/hoặc sự tơi của khối đá được dự đoán là rất lớn, bề mặt hầm đã đào phải được phun bê tông kín như là màn che. Kết cấu chống đỡ bằng gỗ và thép chỉ tiếp xúc với bề mặt tường hầm ở các điểm chèn. Vì thế, đất đá giữa các điểm tiếp xúc sẽ vẫn còn không được chống đỡ nên sự biến dạng và/hoặc tơi của khối đá sẽ phát triển.

10) Vỏ hầm phải mỏng và có độ mềm dẻo thích hợp nhằm triệt tiêu mô men uốn và tránh được phá hoại do ứng suất uốn gây ra. Không chỉ lớp vỏ hầm ban đầu (bêtông phun) mà cả lớp vỏ hầm hoàn thiện cũng cần phải mỏng.
11) Trong trường hợp hệ thống chống đỡ (ban đầu) cần phải gia cường, các thanh thép, khung chống thép và neo đá nên được sử dụng. Không nên tăng chiều dày lớp bê tông vỏ hầm vì sẽ làm giảm diện tích tiết diện khai thác của hầm.

12) Thời gian và phương pháp thi công vỏ hầm được quyết định dựa trên kết quả quan trắc của thiết bị.
Thông thường lớp bê tông vỏ hầm được thi công sau khi biến dạng của hầm đã ổn định. Nếu sự biến dạng có xu hướng gia tăng, cần kiểm tra kỹ nguyên nhân. Trong trường hợp này , lớp bê tông vỏ hầm phải được thiết kế đủ cường độ chống lại áp lực của khối đá tác dụng lên.

13) Về mặt lý thuyết, cấu trúc của hầm giống như một cái ống hình trụ dày gồm hệ thống chống đỡ và vỏ hầm cùng với môi trường đất đá xung quanh. Các cấu trúc này hợp lại với nhau làm cho hầm tự ổn định.

Hệ thống chống đỡ truyền thống gồm phần vòm và trụ đỡ, khối đá xung quanh được xem như là tải trọng tác dụng lên hầm. Theo lý thuyết NATM, hầm được xem như là một cấu trúc hỗn hợp gồm khối đá, hệ thống chống đỡ và vỏ hầm.

14) Việc cấu tạo mặt cắt hầm kín bằng vòm ngược tạo nên đường ống hình trụ là cần thiết vì cấu trúc này có thể chịu ứng suất của đá cao hơn.

15) Hành vi (trạng thái) của khối đá phụ thuộc vào tiến trình đào hầm và sự lắp đặt hệ thống chống đỡ cho đến khi kết cấu của hầm kín được hình thành. Mômen uốn bất lợi xuất hiện tại khu vực tiếp giáp của phần trên vòm hầm và tường (bench) giống như kết cấu dầm hẫng khi khoảng cách giữa các bề mặt gương hầm của phần vòm và phần tường là quá dài.

Ứng suất uốn như mô tả ở trên sẽ phát triển do lún tác động lên hệ thống chống đỡ lắp đặt ở phần trên vòm hầm, khi sức chịu tải của móng hệ thống chống đỡ nhỏ hơn tải trọng tác động lên.

16) Từ quan điểm phân bố lại ứng suất, phương pháp đào toàn mặt cắt tốt hơn các phương pháp khác. Chia gương hầm thành nhiều gương nhỏ sẽ khiến cho chất lượng khối đá xung quanh hầm giảm đi nhanh chóng do phân bố lại ứng suất.

Tuỳ thuộc vào quá trình đào hầm, việc phân bố ứng suất của khối đá xung quanh sẽ xảy ra và cuối cùng đạt đến một trạng thái ứng suất mới. Khối đá xung quanh hầm gặp phải tình trạng có tải và không tải lặp đi lặp lại trong suốt quá trình phân bố lại ứng suất. Đôi khi trạng thái này lặp lại dẫn đến kết quả khối đá bị phá hoại. Tuy nhiên, rất khó thực hiện phương pháp đào toàn mặt cắt ở những vùng đá xấu như đá phong hoá nặng và/hoặc đất. Trong các trường hợp như vậy ta phải chia gương hầm thành những gương nhỏ và cần phải đo đạc kiểm tra tính ổn định của mỗi phần hầm đó.

17)Phương pháp đào hầm có ánh hưởng rất lớn đến khối đá xung quanh, chẳng hạn chu kỳ và trình tự đào hầm, thời gian thi công vỏ hầm, thời gian đóng kín vỏ hầm, ... Các nhân tố này cần được kiểm soát để tạo ra tổ hợp kết cấu cũng như thiết lập sự ổn định của đường hầm.

18 ) Mỗi bộ phận hầm phải duy trì hình dạng tròn nhằm tránh sự tập trung ứng suất bất lợi.

19) Đối với hầm kết cấu vỏ đôi thì vỏ hầm bên trong phải mỏng. Bất kỳ lực cắt tác động vào đuờng biên bên ngoài hầm và khối đá sẽ không truyền sang bê tông vỏ hầm. Chỉ có lực hướng tâm truyền đến kết cấu vỏ đôi của hầm.

20) Kết cấu tổ hợp của khối đá và kết cấu chống đỡ bên ngoài (ban đầu) phải hình thành trước khi thi công lớp bê tông vỏ hầm bên trong. Lớp vỏ hầm bên trong chỉ có tác dụng làm tăng hệ số an toàn cho hầm. Tuy nhiên, độ ổn định của kết cấu hầm cần được xem xét bao gồm cả lớp bê tông vỏ hầm khi hầm gặp một lưu lượng lớn nước thấm vào và/hoặc dự báo sự ăn mòn của các neo đá.

21) Thiết bị đo đạc, quan trắc đóng vai trò quan trọng đối với công tác thiết kế và thi công hầm. Việc đo ứng suất tác động lên vỏ hầm và đo đạc sự dịch chuyển của vách hầm là đặc biệt cần thiết khi thi công hầm.
22) Giải phóng áp lực của nước ngầm xuất hiện trong khối đá bằng hệ thống thoát nước.

Áp lực thủy tĩnh xung quanh đường hầm sẽ thay đổi tùy thuộc vào sự biến đổi mực nước ngầm. Hệ thống thoát nước ngầm là cách làm giảm áp lực thủy tĩnh hữu hiệu nhất.

Đà Nẵng, ngày 1/9/2006


Nguyễn Thanh Trà

grayhat
29/03/07, 04:57 PM
Bài của tung_Geolab

Thưa Thầy! Em thấy để có thể hiểu và thiết kế được các công trình ngầm đặc biệt là hầm (tunel) thì kỹ sư cầu đường chúng ta phải có kiến thức về cơ học đá (Rock mechanics) và móng trên nền đá (Foundations on rock). Nhưng hiện nay khoa chúng ta vẫn chưa dạy 2 môn này. Không biết khi ra công tác nếu gặp những đoạn thi công hầm thì KS cầu đường có tham khảo những kiến thức liên quan đến rock hay không?

caolamx3
29/03/07, 06:26 PM
- Mình xin chào .....Lê Thạnh (chưa biết gọi thế nào cho phải)! Xin mạo phép gọi là anh đi hen.
- Đây là một mục còn mới với SV khoa ta. Những thông tin dù là nhỏ cũng rất cần thiết cho diễn đàn.
- Rất mong anh có nhiều tin hơn nữa cho diễn đàn.
- Không biết anh có hồ sơ thiết kế cho 1 công trình cụ thể nào không? Có thể post lên cho anh em tham khảo. Trao đổi thêm không?

nbc
29/03/07, 11:24 PM
1. Định vị, khoan tạo lỗ trên gương hầm:

http://photo.ringo.com/161/161179835O718091398.jpg

2. Nạp thuốc nổ và lắp mạng lưới gây nổ:

http://photo.ringo.com/161/161180959O260454867.jpg

3. Nổ mìn và vận chuyển đá ra ngoài gương hầm:

http://photo.ringo.com/161/161181362O699356376.jpg

4. Hoàn thiện biên đào:

http://photo.ringo.com/161/161180241O584996503.jpg

5. Phun vữa bảo vệ:

http://photo.ringo.com/161/161181809O110098436.jpg

6. Khoan chèn neo đá:

http://photo.ringo.com/161/161181031O347500504.jpg

7. Thi công lớp màng chống thấm:

http://photo.ringo.com/161/161180586O210315809.jpg

8. Thi công bêtông vỏ hầm:

http://photo.ringo.com/161/161177854O928516246.jpg

Nguồn: Bachkhoadanang.net

nbc
30/03/07, 06:42 AM
1. Cửa hầm phía Bắc (gói thầu 1A):

http://haivan.cadp.jp/07_gallery/CG/NorthPort_jpg.jpg

2. Cửa hầm phía Nam (gói thầu 1A):

http://haivan.cadp.jp/07_gallery/CG/southportal.jpg

3. Khu vực cửa hầm phía Nam:

http://haivan.cadp.jp/07_gallery/CG/S-Portal%20Close-U.jpg


4. Sơ đồ không gian hầm chính - hầm phụ - hầm ngang - hầm thông gió:

http://haivan.cadp.jp/07_gallery/CG/Mountain%2007-21-00.jpg

5. Mặt cắt ngang hầm:

http://haivan.cadp.jp/07_gallery/CG/Front%20Cutaway_jpg.jpg

6. Cầu Lăng Cô (gói thầu 2A)

http://haivan.cadp.jp/07_gallery/CG/Lang_Co_Bridge-2_jpg.jpg

7. Khu vực cầu Lăng Cô

http://haivan.cadp.jp/07_gallery/CG/Lang%20Co%20Bridge-1_jpg.jpg

nguyenlan
06/04/07, 11:31 PM
Bài của tung_Geolab

Thưa Thầy! Em thấy để có thể hiểu và thiết kế được các công trình ngầm đặc biệt là hầm (tunel) thì kỹ sư cầu đường chúng ta phải có kiến thức về cơ học đá (Rock mechanics) và móng trên nền đá (Foundations on rock). Nhưng hiện nay khoa chúng ta vẫn chưa dạy 2 môn này. Không biết khi ra công tác nếu gặp những đoạn thi công hầm thì KS cầu đường có tham khảo những kiến thức liên quan đến rock hay không?

Mình cũng nghỉ thế. Đúng là trường ta chưa có môn học cơ học đá. Hy vọng khi mở chuyên ngành cầu-hầm sẽ có món này.

Hiện một số Thầy, cô ở khoa đang nghiên cứu và đi bồi dưởng về chuyên ngành hầm.
Đề nghị cô Hà bộ môn cơ đất-nền móng mở mục :'' PHÂN TÍCH HẦM BẰNG CHƯƠNG TRÌNH PLAXIS 3D-TUNNEL" để có các em thọ giáo vài chiêu về phân tích Hầm nhé.

nguyenlan
06/04/07, 11:38 PM
Bản vẽ bố trí chung mặt bằng hầm Hải Vân .

nguyenlan
06/04/07, 11:50 PM
Cắt ngang điển hình hầm Hải vân , bố trí neo đá

nguyenlan
06/04/07, 11:51 PM
Còn tiếp .......... sau sẽ post...

r0ckdeath
11/04/07, 02:53 PM
Thưa thầy, theo như em biết thì phương pháp thi công hầm NATM này không còn mới nữa, nó chỉ đào được trong đá, đào đến đâu gia cố đến đấy. Hiện nay người ta dùng 1 phương pháp tiên tiến hơn là sử dụng máy đào toàn tiết diện TBM (TUNNEL BORING MACHINE). Em có đọc 1 bài viết về loại máy này trong Đồ Án Tốt Nghiệp của anh Hồ Quang Tiến-99X2A. Trong đó có giới thiệu về loại máy này như sau:
- Sơ lược ứng dụng ở nước ngoài và trong nước.
Vào những năm 1930 một số nước tiên tiến đã bắt đầu thi công hầm bằng máy đào.Tuy theo sự phát triển của kĩ thuật máy đào và tính năng ngày càng hoàn thiện của nó mà thi công bằng máy đào hầm đã được phát triển hiện đại. Thi công hầm bằng máy đào có ưu điểm nổi bật hơn thi công hầm bằng phương pháp khoan nổ. Hiện nay khoa học kĩ thuật phát triển nhanh như vũ bão khiến cho việc sử dụng máy đào hầm ngày càng phổ biến. Tuy nhiên phuơng pháp khoan nổ trước mắt vẫn là phương pháp thi công đường hầm vùng núi phổ biến nhất, vả lại máy đào không thể thay thế thi công bằng khoan nổ được, nhưng số lượng dường hầm được thi công bằng máy đào vẫn không ngừng tăng lên. Theo thống kê chưa đầy đủ, trên toàn thế giới đã có 1.000 đường hầm thi công bằng máy đào, chiều dài tổng cộng khoảng 4.000 km. Đặc biệt ở các nước Âu, Mĩ, do sức lao động đắt đỏ, thi công bằng máy đào là một loại phương án được ưu tiên khi tiến hành cân nhắc lựa chọn phương án thi công. Các năm gần đây, đường hầm dài qua eo biển Manche giữa Anh và Pháp đã dùng máy đào để hoàn thành, gồm ba hầm song song, mỗi hầm dài khoảng 50 km, đã sử dụng 11 cỗ máy đào, phải mất hơn 3 năm mới hoàn thành. Ngoài ra có hầm Phí Nhị Ngải Nả ở Thụy Sĩ dài 19 km, trong đó có 9,5km được thi công bằng máy đào đã thông xe vào tháng 4 năm 1997. Ở Thụy Sĩ, hầm đường sắt Gothard xuyên qua dãy núi Alpes dài khoảng 57 km cũng dùng máy đào để thi công. Ở nước Mĩ, công trình ngầm thoát nước bẩn và dẫn nước ngầm có khoảng 40km, đều thi công bằng máy đào. Ở Trung Quốc cuối năm 1997, trên đường sắt Tây An đến An Khang, lần đầu tiên đã dùng máy đào hầm kiểu TB 880E nhập của công ty Đức Wirth đã xây dựng hầm Tân Lĩnh dài 18,5km, đường kính đào 8,8m, thông xe vào đầu năm 2000.
Ở Việt Nam ta đã dùng máy đào kết hợp nổ phá đào toàn tiết diện xây dựng đường hầm bộ qua đèo Hải Vân (tỉnh Thừa Thiên – Huế) dài hơn 6,7km, đường kính đào 12,85m, khởi công tháng 10/2000 và hoàn thành theo dự kiến vào 10/2004.
Có thể dự đoán rằng, theo đà phát triển nhanh của khoa học kĩ thuật, theo đà nói chung và hoàn thiện nhanh của kĩ thuật bản thân máy đào, nói riêng thì hiện tại và tương lai sẽ có rất nhiều số lượng đường hầm và công trình ngầm được thi công bằng máy đào.

r0ckdeath
11/04/07, 02:54 PM
- Đặc điểm thi công.
So với quá trình thi công đào đường hầm bằng phương pháp khoan nổ, đặc điểm của quá trình sử dụng máy đào để thi công là đặc điểm công trình có tính liên tục, và tính công xưởng hóa. Qua gần một thế kỉ nỗ lực theo đà phát triển của kĩ thuật hiện đại, đặc biệt là các năm gần đây, máy đào không chỉ có khả năng công trác trong điều kiện đá rắn toàn khối và ma sát cao mà còn thi công được trong điều kiện địa tầng kém ổn định. Vì vậy mà nó được lựa chọn làm phương án thi công chủ yếu trong nhiều đường hầm và công trình ngầm.
Thi công bằng phương pháp khoan nổ và thi công bằng máy đào có phạm vi thích dụng tốt xấu khác nhau. Phạm vi thích dụng của phương pháp thi công bằng khoan nổ rộng không bị kích thước mặt cắt và hình dạng hầm hạn chế, có thể thích dụng cho các loại vi nham, khi điều kiện địa chất thay đổi công nghệ thi công cũng thay đổi theo một cách cơ động, linh hoạt; việc chuyển đổi giữa công tác lắp ráp thiết bị và công trường cũng đơn giản tiện lợi, hiệu suất dùng đi dùng lại cao; trong nhiều năm đã tích lũy được nhiều kinh nghiệm thi công phong phú và quý báu, hình thành khoa học công nghệ hoàn chỉnh, đó là ưu thế của phương pháp này. Nhưng trong thi công có nhiều trình tự công tác, quá trình thi công cản trở lẫn nhau, tốc độ đào chậm, mặt đào không đều và nhiều khuyết điểm khác như: khi nổ phá địa tầng bị xáo động nhiều, an toàn kém, môi trường thicông độc hại, cường độ lao động của công nhân rất nặng. Những khuyết điểm ấy khó lòng khắc phục. Ngoài ra do tốc độ chậm trong thi công đường hầm dài, luôn luôn phải mở các hào đào phụ để tăng thêm mặt công tác, do đó tăng giá thành công trình.
Dùng máy đào thi công có nhiều ưu điểm như: Tốc độ nhanh, thi công liên tục, trình độ cơ giới hóa cao, an toàn, cường độ lao động thấp, địa tầng ít bị lay động, chất lượng che chắn bằng vỏ hầm tốt, điều kiện thông gió tốt, giảm hầm lò phụ. Nhưng thi công bằng máy phụ thuộc vào điều kiện địa chất, mỗi khi đã quyết định dùng loại máy nào thì không thể thay đổi kích thước mặt cắt và giá thành đầu tư một phần rất lớn.

r0ckdeath
11/04/07, 02:55 PM
- Loại máy đào.
Máy đào hầm trên núi chia làm hai loại lớn: loại đào toàn mặt cắt và loại đào càng treo. Máy đào toàn mặt cắt (Tunnel Boring Machine gọi tắt là TBM) lại chia làm hai loại: loại mui trần và loại khiên bảo vệ. Khiên bảo vệ lại chia làm khiên đơn và khiên đôi. Hiện nay dùng nhiều chủ yếu là máy đào toàn mặt cắt còn máy đào càng treo đang trong giai đoạn bước đầu phát triển.
Nói chung, máy đào mui trần thích hợp với đào hầm đá cứng. Sự khác nhau giữa máy đào mui trần và máy đào khiên bảo vệ ở chỗ trong khi đào, máy đào mui trần dựa vào phản lực chống của thiết bị vào vách đá để tiến lên, vi nham lộ ra tại bốn phía của máy sau khi đào xong. Trái lại, máy đào khiên bảo vệ trong khi đào sâu, lợi dụng bộ phận đuôi của máy chống vào các ống bê tông đã lắp sẵn tạo lực đẩy để tiến lên. Vi nham được khiên bảo vệ chống bộc lộ trong suốt phạm vi chiều dài của máy. Vì thế máy đào được khiên bảo vệ thích dụng với chỗ đất đá mềm. Máy đào một khiên bảo vệ thích hợp với địa tầng mềm yếu,thời gian tự ổn định tương đối ngắn. Ví như tại đường hầm Adler trong thành phố Baxainhi ở Thụy Sĩ, người ta đã dùng một máy đào một khiên bảo vệ đường kính 12,58m để hoàn thành đào 5km trong đá mềm. Khi tiến hành lắp rắp các phiến ống vỏ hầm, máy đào một khiên bảo vệ phải thi công theo thứ tự, nghĩa là không thi công đồng thời. Trong khi đào tiến lên, máy dựa vào kích đàng sau đẩy mạnh vào các phiến vỏ hầm đã lắp sẵn (hình 3.2) để vượt lên trước. Sau khi ngừng tiến, lợi dụng máy lắp các phiến vỏ hầm lắp ráp vỏ hầm đã được đúc sẵn thành một số phiến vào vị trí trên vách hầm.
Máy đào hai khiên bảo vệ đều có thể dùng thi công trong đá rắn và đá mềm. Khi thi công trong các điều kiện địa tầng xấu, đất đá không tự ổn định được thì tính ưu việt của máy càng rõ rệt. Máy hai khiên bảo vệ khác máy một khiên ở chỗ máy tăng thêm một khiên bảo vệ. Khi thi công trong đá cứng, lợi dụng hệ chống ngang chống đỡ phán lực do vách hầm truyền lại, cho nên máy có thể lợi dụng lực đấy của kích lắp ở đuôi máy kích vào các ống vỏ hầm đã lắp xong làm đà cho máy tiến lên, cũng có thể lợi dụng hệ chống ngang để tiến hành đào, đồng thời lắp ráp các phiến ống vỏ hầm, vì thế máy đào hai khiên bảo vệ làm cho thời gian dừng máy giữa khâu đào và khâu lắp ràp phiến ống vỏ hầm rút ngắn được rất nhiều. Ví dụ trong công trình đường hầm thủy công số 30A ở Cam Túc Trung Quốc, người ta đã sử dụng một máy đào hầm hai khiên bảo vệ đường kính 5,5m hoàn thành đào 11.6km đường hầm thủy công, tháng cao nhất đã đào hơn 1000m.

r0ckdeath
11/04/07, 02:59 PM
Cách đây 3 năm, Tổng công ty xây dựng Sông Đà đã mua một máy TBM với giá thành khá cao và đã mạnh dạn tham gia đấu thầu các gòi quốc tế về thi công công trình ngầm. Đây là link để tham khảo về loại máy này:
http://www.tunnelbuilder.com
http://www.robbinstbm.com
http://www.atlascopco.com
http://www.min-con.com
Xin các thầy cho ý kiến

r0ckdeath
11/04/07, 03:25 PM
Một số hình ảnh về MTB:

nbc
11/04/07, 11:01 PM
NATM cũng có những ưu, nhược điểm phạm vi áp dụng của nó r0ckdeath ạ, như phương pháp khoan hầm bằng máy vậy. Theo mình, điểm đặc biệt của NATM là cấu trúc vỏ hầm, vì vậy nó không dừng lại ở một phương pháp thi công mà là một phương pháp thiết kế - thi công hầm. Phương pháp này có một điểm khá đặc biệt là huy động khối đá vòm hầm để chịu lực bằng các neo đá. Vì vậy chi phí xây dựng vỏ hầm thấp hơn nhiều những phương pháp thiết kế hầm khác. Và cũng chính vì đặc điểm này nên NATM sẽ không thích dụng khi đào hầm trong đất.

Em Ku
12/04/07, 02:12 PM
Dĩ nhiên là NATM kô thích hợp khi thi công trong đất, đơn giản là không thể khoan neo gia cố bằng lớp áo vữa của vỏ hầm với đất được. NATM hơn TMB ở chổ là giá thành thấp, công nghệ được tập trung ở 3 bước chính là khoan nổ, neo gia cố và tiến hành đổ bê tông vỏ hầm. Trong suốt chiều dài tuyến của đường hầm (tunnel), sử dụng NATM có thể thay đổi được tiết diện của hầm, ví dụ như làm đường hầm lánh nạn, khu vực điều VP ngay trong hầm tại vi trí cần mở rộng.v.v. Còn đối với TBM thì việc lựa chọn tiết diện hầm cũng là một điều kiện ưu tiên, đặt lên hàng đầu do đối với loại thiết bị này, tùy từng loại hầm mà có từng tiết diện đào khác nhau theo yêu cầu cầu của thiết kế, và TMB không thể giãn nở hoặc trương phình lên như bong bóng được, đào bằng loại này thì việc thay đổi tiết diện đào là cả một quyết định và cân nhấc khó khăn do nếu thay đổi tiết diện, thì đồng nghĩa với việc đổi luôn cả máy TBM.
Vài dòng xin góp ý cho forum :)

DT40
22/04/07, 07:03 PM
Tôi cũng có nghe qua hầm Hải Vân sử dụng phương pháp này. Nghe nói ở đây có loại bêtông phun lên để tạo thành vỏ hầm. Anh nào có thông tin về loại BT này ko? Xin chỉ giáo.

hohung
26/04/07, 07:07 PM
Việc chọn phương án thi công hầm thường căn cứ vào các điều kiện cụ thể của mỗi công trình như địa chất,thiết bị,kinh tế (giá thành)... trong đó điều kiện về địa chất thường đóng vai trò quyêt định đến việc lựa chọn giải pháp thi công.
Mỗi phương pháp thi công hầm (NATM, TBM...)đều có các ưu, nhược diểm và phạm vi áp dụng riêng của nó.Vì vậy tùy từng điều kiện cụ thể của công trình mà sẽ có các giải pháp thi công khác nhau.
Bản chất của NATM là tận dụng tối đa khả năng chịu lực của khối đất đá xung quanh. Phương pháp NATM thực chất là sự phát triển của phương pháp khoan nổ truyền thống( hay phương pháp mỏ),vì vậy nó chỉ có thể thi công trong địa chất là đá cứng (hoặc cứng vừa).Ưu điểm chính của nó là tiết kiệm BT vỏ hầm(vỏ hầm thường mỏng hơn so với các phương pháp khác),giảm được kết cấu chống tạm( chỉ phải dùng neo hoặc BT phun (nếu cần thiết)), do đó giá thành củng rẻ hơn.
Ngày nay để cơ giới hóa quá trình thi công hầm, người ta áp dụng phương pháp dùng các máy đào để thi công (như TBM, Khiên đào cơ giới(SM)).Ưu điểm của nó là tiến độ thi công nhanh, cơ giới hóa một phần hoặc toàn bộ quá trình thi công và có thể thi công trong nhiều loại địa chât khác nhau( đất đá cứng,cứng vừa và đât đá yếu), biên đào trơn tru hạn chể diện tích đào thừa.Tuy nhiên nó thường có dạng tiết diện cố định là tròn và một điểm nữa rất đáng quan tâm là chi phí đầu tư ban đầu cho nó là rất cao.
Ở nước ta, Hầm Hải Vân được thi công theo phương pháp NATM (dài 6280m), còn hầm dẫn nước thuỷ điện Đại Ninh(dài 11 km) là công trình đâu tiên sử dụng TBM để thi công.
Một số hình ảnh vê TBM:

nguyenlan
26/04/07, 11:09 PM
Tôi cũng có nghe qua hầm Hải Vân sử dụng phương pháp này. Nghe nói ở đây có loại bêtông phun lên để tạo thành vỏ hầm. Anh nào có thông tin về loại BT này ko? Xin chỉ giáo.

Bê tông phun gọi là Shortcrete làm từ cốt liệu cấp phối liên tục (Dmax 10-15mm) có phụ gia siêu dẻo hóa, bơm bằng máy áp lực.
Mình có cấp phối thực tế và kết quả thí nghiệm của bê tông phun hầm Hải Vân nhưng lâu quá để đâu chưa tìm ra được. Hôm nào tìm ra sẽ post lên nhé.
Bạn bấm vào các link sau tha hồ mà đọc bê tông phun nhé
http://search.msn.com/results.aspx?q=Shotcrete+Admixtures&FORM=QSNO6

nbc
27/04/07, 07:57 AM
Tôi cũng có nghe qua hầm Hải Vân sử dụng phương pháp này. Nghe nói ở đây có loại bêtông phun lên để tạo thành vỏ hầm. Anh nào có thông tin về loại BT này ko? Xin chỉ giáo.

Bản dịch sau đây của Ph.D Nguyễn Đức Toản về bêtông phun (Shortcrete) hồi còn làm việc tại dự án hầm Hải Vân. Xin được chia xẻ với cả nhà:

germany
27/04/07, 08:12 AM
Thanks to nbc!

caolamx3
07/05/07, 12:47 AM
Mình xin có ý kiến về việc thi công theo NATM hay Máy khiên đào (TBM) như sâu:
Chúng ta không thể nói cái nào tốt hơn được, mà phải tùy thuộc vào trường hợp cụ thể mới so sánh hai PP này đươc. NATM có lợi thế của NATM còn TBM thì có lợi của nó:
Cụ thể như sau:
* NATM làm việc trên cơ sở của PP khoan đào truyền thống, khác nhau ở chỗ:
- Kết cấu chịu lực là đất đá chứ không phải là kết cấu vỏ hầm. Sau khi ta tiến hành khoan đào xong thì đất đá sẽ có biến dạng và nó sẽ tự tồn tại ở một trạng thái cân bằng thông qua vòm cân bằng, do đất đá tự tạo ra
- Võ hầm chỉ làm hai nhiệm vụ chính:
+ Chống phong hóa cho đất đá
+ Tạo mỹ quan cho công trình
- Cho nên kết cấu vở hầm mà ta thi công theo PP NATM sẽ mỏng hơn nhiều so với các phương pháp khác và đây chính là điểm nổi bậc của PP này.
* Máy TBMcó đặc điểm như sau:
- Nó tạo thành một tổ hợp công việc trong giai đoạn thi công như:
+ Khoan đất đá
+ Vận chuyển đất đá ra ngoài hầm
+ Lắp đặt neo
+ Lắp đặt cốt thép, phun BT
+ v..v…
→ Nói chung là máy TBM có thể làm gần hết tất cả các công đoạn trong quá trình thi công hầm. - Tuy nhiên nó cũng có những nhược điểm nhất định như:
+ Đầu tư ban đầu quá lớn
+ Vận chuyển, lắp đặt khá khó khăn, tốn kém
+ Yêu cầu diện thi công bên ngoài hầm phải lớn. Chiều dài của máy (khoảng gấp 4 lần chiều dài của 1 sân bóng đá)
+ Khi thi công rồi thì không cho phép máy đi lùi (Điều này đòi hỏi việc khảo sát phải chi li chính xác mà việc này là rất khố đối với những hầm qua núi)
→ Ngoài ra còn một số đặc tính khác nữa, nhưng tới đây ta có thể kết luận 1 điều, không có cái nào là hơn cái nào mà chỉ là, cái nào phù hợp đối với từng công trình cụ thể.
Chúc đại gia đình thành công hơn!!!

phuongx3
08/05/07, 10:04 AM
* NATM làm việc trên cơ sở của PP khoan đào truyền thống, khác nhau ở chỗ:
- Kết cấu chịu lực là đất đá chứ không phải là kết cấu vỏ hầm. Sau khi ta tiến hành khoan đào xong thì đất đá sẽ có biến dạng và nó sẽ tự tồn tại ở một trạng thái cân bằng thông qua vòm cân bằng, do đất đá tự tạo ra
- Võ hầm chỉ làm hai nhiệm vụ chính:
+ Chống phong hóa cho đất đá
+ Tạo mỹ quan cho công trình
- Cho nên kết cấu vở hầm mà ta thi công theo PP NATM sẽ mỏng hơn nhiều so với các phương pháp khác và đây chính là điểm nổi bậc của PP này.

Cái này em không hiểu kỹ, mong quý vị cho xin ý kiến ạ:
Em đã đọc được một số tài liệu và thấy rằng các phương pháp tính toán, thi công hầm khác cũng đã quan niệm đất đá xung quanh vỏ hầm cũng đã chịu lực, chứ không phải chỉ có NATM mới quan niệm như thế. Như vậy, điểm khác nhau trên có phải là thật sự khác nhau không.
...không có cái nào là hơn cái nào mà chỉ là, cái nào phù hợp đối với từng công trình cụ thể => Kết luận này em thấy quá hay!

nbc
08/05/07, 10:17 AM
Cái này em không hiểu kỹ, mong quý vị cho xin ý kiến ạ:
Em đã đọc được một số tài liệu và thấy rằng các phương pháp tính toán, thi công hầm khác cũng đã quan niệm đất đá xung quanh vỏ hầm cũng đã chịu lực, chứ không phải chỉ có NATM mới quan niệm như thế. Như vậy, điểm khác nhau trên có phải là thật sự khác nhau không.


Mình thấy 22 nguyên tắc của NATM trong bài viết của KS Nguyễn Thanh Trà (trang 1 của Topic này) cũng đã trình bày tương đối rõ ràng vấn đề này.
Các nguyên tắc 1 - 13 - 20 cần được quan tâm để lí giải cho những bàn luận trên.

phuongx3
08/05/07, 01:39 PM
Thật ra, em cũng chưa được học 1 tiết về hầm, những thông tin có được đều đọc ở các tài liệu sẵn có. Các tài liệu này đôi lúc lại có nhiều mâu thuẫn. Do chưa được chỉ bảo trực tiếp nên chưa hiểu được bản chất của phương pháp, cũng như quan điểm nào là đúng đắn nhất, em đang băn khoăn về phương pháp NATM:

- Theo anh Trà: (Sơ lược về lịch sử và quá trình phát triển phương pháp NATM)
Theo phương pháp mỏ (cũ): giữa vỏ hầm và địa tầng không có sự liên kết chặt chẽ với nhau nên người ta tính toán thiết kế vỏ hầm dựa trên giả thiết sau khi đào hầm xong dần dần đất đá xung quanh hầm bị biến dạng và tác động trực tiếp lên vỏ hầm như là một tải trọng. Đất đá biến dạng sẽ nứt vỡ cho đến khi tự bản thân đất đá hình thành một vòm cân bằng phía trên và hai mặt trượt ở hai bên (được gọi là vòm áp lực). Toàn bộ khối lượng phần đất đá dưới vòm cân bằng và trên mặt trượt hai bên sẽ tác dụng lên vỏ hầm.

Như vậy thì từ khu vực ngoài vòm cân bằng này, đất đá không tác động lên vỏ hầm. Hay nói cách khác, vòm cân bằng (có tài liệu nói đây là vành đất đá) này chịu đựng tác động và tự ổn định dưới tải trọng tác dụng của đất đá phía ngoài. Như vậy, đã xét đến việc đất đá chung quanh hầm đã chịu lực.

Về NATM: ......Trong khi quan sát và giám sát khả năng chống đỡ của khối đất đá trong đường hầm, họ cố gắng tạo cho khối đá thực hiện đúng chức năng của nó như một thành phần rất quan trọng của hầm, cố gắng giúp nó không mất đi khả năng tự chống đỡ và khi cần thiết sẽ sử dụng thêm kết cấu chống đỡ hỗ trợ.(em hiểu là vỏ hầm).

Như vậy NATM thừa nhận đất đá có khả năng tự chống đỡ (vẫn như cũ) và theo em, điểm khác nhau cơ bản của phương pháp NATM và phương pháp cũ là biện pháp bảo vệ vòm cân bằng này:

+ Phương pháp cũ: dùng vỏ hầm chịu lực.

+ NATM: phun vữa bê tông gia cố.

-Theo thầy Lâm, NATM: Kết cấu chịu lực là đất đá chứ không phải là kết cấu vỏ hầm. Sau khi ta tiến hành khoan đào xong thì đất đá sẽ có biến dạng và nó sẽ tự tồn tại ở một trạng thái cân bằng thông qua vòm cân bằng, do đất đá tự tạo ra. Đây là sự khác biệt. Nhưng rõ ràng là phương pháp cũ cũng hình thành... y như thế.


- Theo quan điểm 13) Về mặt lý thuyết, cấu trúc của hầm giống như một cái ống hình trụ dày gồm hệ thống chống đỡ và vỏ hầm cùng với môi trường đất đá xung quanh. Các cấu trúc này hợp lại với nhau làm cho hầm tự ổn định.
Và 2) Theo công nghệ thi công hầm truyền thống, vẫn có một khoảng trống giữa hệ thống chống đỡ và khối đá. 6) Hệ thống chống đỡ phải được lắp đặt kịp thời.

Thì NATM, nhờ phun vữa mà tính liên kết được cao hơn, và sự liên kết sớm hơn. Do đó, sự làm việc chung được nâng cao, kết cấu mảnh hơn. Còn về quan điểm thì không có gì mới. Có chăng là quan niệm về vòm cân bằng này tồn tại như thế nào, hình dạng, kích thước ra sao thôi (hình vẽ).
http://img183.imageshack.us/img183/3910/39125260td7.jpg

- Theo giáo sư xây dựng hầm K. Kovári -Viện Công nghệ Liên bang Thụy Sỹ tại Zurich: theo NATM khối đá (đất) trở thành một phần của kết cấu chống đỡ. Khi xem xét một cách thấu đáo, quan niệm này cho thấy là vô căn cứ, bởi vì nền đất bao giờ cũng trở thành một phần của kết cấu chống đỡ trong bất cứ hầm nào bất kể phương pháp thi công nào được lựa chọn.
Và ông cho rằng NATM đã nhận vơ về mình bản chất của kỹ thuật làm hầm (hình vẽ).

http://img296.imageshack.us/img296/1306/64244776fv7.jpg
Mong được học hỏi!

ps: Được đọc những tài liệu do các anh đi trước cung cấp, em rất biết ơn và nhờ đó nâng cao nhận thức của mình. Hoàn toàn không có ý đánh giá, nhưng có nhiều điểm mâu thuẫn nhau, em không biết thế nào cả...

germany
08/05/07, 04:25 PM
The New Austrian Tunneling method (NATM) was developed between 1957 and 1965 in Austria. It was given its name in Salzburg in 1962 to distinguish it from old Austrian tunnelling approach. The main contributors to the development of NATM were Ladislaus von Rabcewicz, Leopold Müller and Franz Pacher. The main idea is to use the geological stress of the surrounding rock mass to stabilize the tunnel itself.

phuongx3
10/05/07, 09:52 AM
The main idea is to use the geological stress of the surrounding rock mass to stabilize the tunnel itself.
Xin mời (anh) germany (và mọi người) tiếp tục được không ạ, có lẽ 1 câu này chưa thể hiện hết những gì anh muốn chia sẻ.

Em Ku
10/05/07, 10:26 AM
The New Austrian Tunneling method (NATM) was developed between 1957 and 1965 in Austria. It was given its name in Salzburg in 1962 to distinguish it from old Austrian tunnelling approach. The main contributors to the development of NATM were Ladislaus von Rabcewicz, Leopold Müller and Franz Pacher. The main idea is to use the geological stress of the surrounding rock mass to stabilize the tunnel itself.

Đề nghị đồng chí germany sử dụng English cho đúng chỗ, thể hiện không đúng chỗ chả hay ho tí nào!

caolamx3
08/06/07, 10:22 PM
Chào cả nhà!!!
Lâu ngày quá, không tham gia diễn đàn. Cáo lỗi cùng mọi người.
Mình xin tiếp tục nhé

caolamx3
09/06/07, 12:49 AM
Bạn phuongx3 có những thắc mắc thế là đúng đấy
Khi mình mới học về NATM thì cái vướng mắc lớn nhất là cái này đấy. Nhưng do trao đổi trên diễn đàn nên mọi người không diễn đạt hết ý cho lắm, nên bạn không hiểu hết ý của những người khác đấy.

caolamx3
09/06/07, 01:34 AM
Mình sẽ nói rõ chỗ này cho mọi người rõ nhé
1. Đương nhiên là tất cả các phương pháp đều trên cơ sở đất đá là bộ phận tham gia chịu lực chính.
Ví dụ: Nếu hầm nằm trong độ sâu khoảng 100 m, nếu đất đá không tham gia chịu lực thì kết cấu nào chịu nỗi tải trọng rất lớn này đúng không!!!!
2. Trong NATM có nói kết cấu vỏ hầm không tham gia chịu lực là lý do như sau:
2.1. Trong phương pháp mỏ truyền thống, sao thi đào phá đất đá xong sẽ hình thành lên một vòm áp lực như hình 1 (theo thuyết tạo vòm của Protodiakonov).

http://img46.imageshack.us/img46/2618/h1jk6.th.jpg (http://img46.imag[CENTER)

http://img248.imageshack.us/img248/3886/h2po3.th.jpg (http://img248.imageshack.us/[CENTER)

Khi đó đất đá bên ngoài sẽ do vòm áp lực chịu (tức đất đá chịu) còn đất đá bên trong (tức là vòm phá hoại) sẽ tác động trực tiếp lên vỏ hầm đây chính là tải trọng chủ động.
Khi đất đá trong vùng phá hoại tác dụng lên vòm hầm thì làm cho hầm biến dạng như hình 2, khi đó thì trục vòm bị biến dạng với 2 dạng khác nhau:
- 1 đường bên trên thì trục vòm biến dạng tự do. Không sinh ra kháng lực.
- 2 vách hầm thì trục vòm biến dạng dưới tác động trở lại của đất đá. Vì vậy nó sẽ sinh ra kháng lực tác dụng lên kết cấu vỏ hầm (tải trọng bị động).
Như vậy với phương pháp mỏ thì vỏ hầm sẽ chịu những tải trọng này, ngoài ra còn nhiều tải trọng khác.
2.2. Trong phương pháp NATM thì sau khi đào đất đá xong thì ta dùng bê tông phun và neo để chống đỡ tạm cho đất đá, tăng tính ổn định cho đất đá, hạn chế biến dạng dư cho đất đá, tăng khả năng chịu lực cho đất đá và việc giải quyết tải trọng trong vùng phá hoại sẽ do đất đá đã được ổn định bằng neo va bê tông phun chịu.

Mong các bác tiếp tục góp ý kiến nhé!!!!

phuongx3
12/06/07, 12:16 PM
Năm 1980, Ủy ban Quốc gia của Áo về “Xây dựng Ngầm” thuộc Hiệp hội xây dựng hầm quốc tế (ITA) đã xuất bản bằng 10 thứ tiếng một định nghĩa về Phương pháp làm hầm mới của Áo (NATM), như sau:

Phương pháp làm hầm mới của Áo (NATM) được dựa trên một quan niệm rằng nền đất (đá hoặc đất) xung quanh một hang ngầm trở thành một thành phần kết cấu mang tải thông qua sự hình thành của một khối có dạng vòng tròn của đất nền bao quanh.

Nếu nói như vậy thì định nghĩa này đã sai? Định nghĩa này có ý chính là: Đất nền trở thành một bộ phận kết cấu mang tải, nhờ hình thành vòm đất đá. Đây là 1 phát biểu chung chung, đúng cho tất cả các phương pháp làm hầm khác chứ đâu phải đặc trưng của NATM đâu mà lại dùng để định nghĩa cho NATM!

caolamx3
19/06/07, 11:54 AM
Bạn cần xem lại những giải thích bên trên. Ý nghĩa mang tải ở đây có sự khác nhau giữa các phương pháp đấy. Bạn đọc kỹ lại đi.

phuongx3
19/06/07, 08:59 PM
... Ý nghĩa mang tải ở đây có sự khác nhau giữa các phương pháp....


Rất cám ơn thầy!

Đây chính là điều em muốn làm sáng tỏ! Thật ra, NATM có quan niệm đất đá "tự chịu lực" là đang nói đến đất đá trong phần "vòm phá hoại" thôi. Nhưng rõ ràng là chẳng có tài liệu nào nói cho cụ thể, kể cả định nghĩa chính thức về NATM.

"Vòm phá hoại" trong NATM được neo và phun bê tông gia cố nên sẽ tự ổn định, không cần vỏ hầm giữ ổn định cho khối đất đá này, do đó, vỏ hầm theo NATM mỏng hơn,...

Như vậy em có kiến nghị thay đổi cách định nghĩa về NATM, làm sao nhấn mạnh được điểm này chứ không phát biểu chung chung và có ý nghĩa bao quát hết như trên được. Không biết ý kiến của thầy và mọi người thế nào? Nếu có vị nào đồng ý thì giúp luôn em 1 tay: (kiến thức em không đáng kể, câu chữ không chặt chẽ,... ) cho em cái định nghĩa khác đi!

germany
19/06/07, 11:35 PM
Theo mình nghĩ không thể thay đổi định nghĩa được đâu bạn. Nếu bạn nói như vậy cũng chư thật sự chính xác vê NATM, vì mỗi phương pháp tính đều có nguyên lý của nó, không đơn giản như chúng ta nghĩ đâu.
sao bác caolam không pót phần tính toán lên luôn nhỉ? hay để em pót nhé?:smi12: :smi12:

caolamx3
25/06/07, 02:27 PM
Ko phai la dinh nghia sai, cung khong phai la ko du dau ban a. Theo minh dinh nghia nhu the la duoc roi. Tinh chat tu mang tai cua dat da da duoc khang dinh, co the xem la mat dinh roi nen noi den tinh chat dat da tham gia chiu luc o day la noi trong pham vi cua vom pha hoai.
Cac ban co thong tin, vuon mat gi hap dan thi minh tiep tuc hen.

vaphuong
11/08/07, 05:28 PM
NATM là PP đào hầm rất hay và kinh tế. Tôi không có nhiều kiến thức về thiết kế nên chỉ trình bày sơ bộ về PP thi công này và trình bày sơ lươc về bêtông phun (Shortcrete)

vaphuong
11/08/07, 05:41 PM
NATM là PP đào hầm rất hay và kinh tế. Tôi không có nhiều kiến thức về thiết kế nên chỉ trình bày sơ bộ về PP thi công và trình bày sơ lươc về bêtông phun (Shortcrete)


(Vũ Anh Phương)

nbc
11/08/07, 05:49 PM
Tôi không có nhiều kiến thức về thiết kế nên chỉ trình bày sơ bộ về PP thi công và trình bày sơ lươc về bêtông phun (Shortcrete)


Một bài viết rất hữu ích về Shortcrete, cám ơn vaphuong nhiều nhé! Hiện vẫn làm cho Hazama hay sao em?

duongcholun
12/08/07, 09:56 AM
NATM là PP đào hầm rất hay và kinh tế. Tôi không có nhiều kiến thức về thiết kế nên chỉ trình bày sơ bộ về PP thi công và trình bày sơ lươc về bêtông phun (Shortcrete)


(Vũ Anh Phương)

Ông vaphuong này "khôn" ghê, lâu lâu mới post 1 bài, chỉ toàn đọc không ah?
Mà hình như hai thầy trò lâu quá không gặp nhau rồi nhỉ ?("Học trò ruột" của thầy nbc mà)

germany
12/08/07, 10:06 AM
Chài!chuyên mục này lâu lắm rồi mới có người ghé, hên ghê, không biết MOD đi đâu hết rùi ta.
Mình thấy chuyên mục TCTC đường của thầy nbc trên 1000 reply mà phát ghiền.
Chắc do TK và Thi công Hầm còn khá mới mẻ đối với chúng ta, nhất là đối với SV Đà Nẵng, cho nên số bài viết về hầm chỉ có vậy.
Đề nghị minhdung làm MOD chuyên mục này nhé!

duongcholun
12/08/07, 10:09 AM
Chài!chuyên mục này lâu lắm rồi mới có người ghé, hên ghê, không biết MOD đi đâu hết rùi ta.
Mình thấy chuyên mục TCTC đường của thầy nbc trên 1000 reply mà phát ghiền.
Chắc do TK và Thi công Hầm còn khá mới mẻ đối với chúng ta, nhất là đối với SV Đà Nẵng, cho nên số bài viết về hầm chỉ có vậy.
Đề nghị minhdung làm MOD chuyên mục này nhé!

Bây giờ thì mình còn rãnh, nhưng tháng sau là bận rồi germany ơi. (Chuyển công tác về ĐN luôn). Thôi thì germany đảm nhiệm luôn đi, anh em sẽ..hưởng ứng.

nguyen00x3c
12/08/07, 11:17 AM
Năm 1980, Ủy ban Quốc gia của Áo về “Xây dựng Ngầm” thuộc Hiệp hội xây dựng hầm quốc tế (ITA) đã xuất bản bằng 10 thứ tiếng một định nghĩa về Phương pháp làm hầm mới của Áo (NATM), như sau:

Phương pháp làm hầm mới của Áo (NATM) được dựa trên một quan niệm rằng nền đất (đá hoặc đất) xung quanh một hang ngầm trở thành một thành phần kết cấu mang tải thông qua sự hình thành của một khối có dạng vòng tròn của đất nền bao quanh.

Nếu nói như vậy thì định nghĩa này đã sai? Định nghĩa này có ý chính là: Đất nền trở thành một bộ phận kết cấu mang tải, nhờ hình thành vòm đất đá. Đây là 1 phát biểu chung chung, đúng cho tất cả các phương pháp làm hầm khác chứ đâu phải đặc trưng của NATM đâu mà lại dùng để định nghĩa cho NATM!

Theo mình hiểu thì phương pháp NATM quan niệm hạn chế biến dạng của đất đá, khi đó đất đá xung quanh (kết hợp vỏ hầm và hệ thống chống) tự nó chịu lực luôn, còn phương pháp cũ thì quan niệm có 1 chiều dày h của khối đất đá sát vỏ hầm tham gia tác động tải trọng lên vỏ hầm. Do đó đâu thể nói Đất nền trở thành một bộ phận kết cấu mang tải, nhờ hình thành vòm đất đá là phát biểu chung chung được
Topic này thật sự hữu ích, vì thông tin về hầm còn rất hạn chế. Xin cảm ơn mọi người :)

nguyentan09
19/07/08, 05:49 PM
Xin chào mọi người. Mình thấy diễn đàn này rất hay. Mình hiện tại làm tại BQLDA thuỷ điện A Lưới hiện tại ở đây cũng đang sử dụng công nghệ NATM cho thi công hầm.

countryboy10820
10/06/09, 08:53 AM
Đây là một đề tài rất mới và hay, vì vậy em mong các thầy sẽ mở rộng kiến thức cho chúng em về vấn đề này.