Đất sụt

Khi đào đường hầm, nguyên nhân dẫn đến đất sụt có nhiều loại, khái quát lại có thê quy thành: Thứ nhất là do nhân tó tự nhiên, tức là do trạng thái địa chất, trạng thái chịu lực, thay đổi hệ nước ngầm v.v…, thứ hai là do nhân tố con người, có nghĩa là do thiết kế không thoả đáng, hoặc phương pháp thi công không thoả đáng. Ở các vùng núi phía Bắc, miền Trung, miền Nam, Tây Nguyên cũng như tại đường Hồ Chí Minh hiện nay đất sụt trong mùa mưa lũ là một hiếm hoạcho giao thông và tính mạng con người. Đất sụt, đứt mạch máu giao thông hàng tuần có khi hàng tháng sau mới khôi phục được, gây thiệt hại rất lớn. Đất sụt với thi công còn gây ra nhiều điều bế tắc và tổn thất kinh tế nặng nề. vì thế, trong công tác xây dựng công trình nói chung, hầm nói riêng cần chú ý loại trừ các nguyên nhân có thể dẫn đến đất sụt, tìm mọi cách tránh được nguyên nhân phát sinh đất sụt.
.1. Nguyên nhân chủ yếu phát sinh đất sụt
/. Điều kiện địa chất và địa chất thuỷ văn xấu
(1) Đoạn hầm đi qua đoạn tầng, giải vụn nát hoặc nếp cong, nếp uốn nhỏ phát triển của tầng nham thể mỏng, mỗi khi đào phóng thích ứng xuất tiềm ẩn rất nhanh, vi nham mất ổn định, nếu nhỏ thì làm cho đá rời từng cục sụt lở, lớn thì gây đất đá sụt. Khi đi qua các loại bồi tích, do kết cấu rời rạc, giữa các hạt không dính kết hoặc dính kết yếu, sau khi đào xong cũng gây ra sụt lở. Ớ nơi mặt đất kết cấu mềm ýếu phát triển hoặc vật lấp là bùn quá nhiều, đều sản sinh sụt lở lớn.
(2) Đường hầm đi qua lóp phủ quá mỏng, nếu ở dọc bên sông, hoặc ở vùng áp suất lệch, hầm mặt nông ở chỗ trũng của hẻm núi và nằm nông ở sườn dốc thường rất dễ phát sinh sụt lở.
(3) Nước là một trong những nhân tố trọng yếu tạo thành sụt lở. Tác dụng làm mềm hoá xâm thực, xói mòn, hoà tan của nước ngầm càng làm gia tăng khối vi nham mất ổn định và sụt lở. Tầng đá mền rắn xép xen kẽ nhau hoặc nham thạch có kẹp tầng mềm yếu, dưới tác dụng của nước ngầm, cường độ của mặt mềm yếu giảm xuống rất nhanh, do đó mà phát sinh trượt đất đá.
2. Thiết kế đường hầm cân nhắc không chu đáo
(1) Khi lựa chọn vị trí đường hầm, điều tra địa chất không tỉ mỉ, không thê tiến hành phân tích tỉ mỉ, hoặc không thể điều tra xác minh khả năng gây ra nhân tố đất sụt, không tránh hay
vòng qua vùng địa chất xấu.
(2) Thiếu tư liệu địa chất và địa chất thuỷ văn chi tiết ở vị trí đường hầm đi qua, dẫn đén chỉ đạo thi công hoặc phương án thi công sai lầm.
3. Phương pháp và biện pháp thi công không thoả đáng
(1) Phương pháp thi công và điều kiện địa chất không thích ứng với nhau, điều kiện địa chất đã thay đổi mà không thay đổi kịp thời phương pháp thi công; sắp đặt trình tự và khoảng cách không thoả đáng, che chắn thi công không kịp thời, dựng hệ che chống không họp yêu cầu hoặc thu hồi và thay đổi không thích họp “dỡ trước chống sau” địa tầng để trần quá lâu, dẫn đến vi nham lay động, phong hoá, dẫn đến sụt lở.
(2) Phun neo che chống không kịp thời, chất lượng, bè dày phun bê tông không phù họp yêu cầu.
(3) Đường hầm thi công theo NATM (phương pháp thi công hầm theo kiểu Áo mới) không tiến hành đo đạc theo quy định, hoặc thông tin phản hồi không kịp thời, quyết sách sai làm, biện pháp không hiệu quả.
(4) Lượng thuốc dùng để nổ phá quá nhiều, nên do chấn động mạnh gây ra sụt lở.
(5) Không coi trọng việc kiểm tra đá nguy hiểm không kịp thời, biện pháp xử lý đá không đầy đủ nên gây ra sụt lở cho tầng đá.

.2. Biện pháp dự phòng đất sụt trong thi công
1. Lựa chọn phuxmg pháp và biện pháp thi công họp lý
Đây là điều mấu chốt nhất. Trong khi đào vào vùng địa chất không tốt, vi nham vụn nát, nên dùng phương pháp thi công “Trước tiên thoát nước đào cự ly ngắn, nổ phá om, che chóng khoẻ, xây vòm sớm, thường xuyên đo đạc”, cần biên soạn phương án thi công và biện pháp an toàn thiết thực khả thi.
2. Tăng cường đo đạc đề phòng đất sụt.
Đê đảm bảo thao tác thi công an toàn, kịp thời phát hiện khả năng và triệu chứng sụt lở, và dựa vào tình hình khác nhau mà dùng các phương pháp thi công thoả đáng và biện pháp khống ché đất sụt cho thích họp, cần thiết phải tiến hành đo đạc dự phòng trong giai đoạn thi công.
Tại công trình hầm đường bộ qua đèo Hải Vân đã bố trí cả một kế hoạch hoàn chỉnh giám sát chất lượng đào hầm với phương tiện đo đạc hiện đại như máy đo biến dạng, các tế bào diện đo ứng xuất lực căng, các biến năng do biến dạng chuyển vị, cùng các thiết bị che chóng kịp thời như: neo, bu lông, mạng lưới cốt thép che chống, giá vòm thép v.v… để bịt kín chu vi khuôn đào thành một ống chịu lực chống đất đá sụt.
Trên thế giới đo đạc dự phòng chống đất sụt thường dùng mấy loại phương pháp sau:
a. Phương pháp quan sát
– Tại mặt đào dùng lỗ thăm dò để tiến hành khảo sát tình hình địa chất và thuỷ văn, đồng thời cắm neo thăm dò mặt đào để phân tích phán đoán xem có cần đo đạc dự phòng vượt lên trước đê đối phó với khả năng phát sinh đất sụt.
– Quan sát định kỳ và không định kỳ trạng thái chịu lực và biến dạng của vi nham trong hầm; kiểm tra két cấu che chống xem có phát sinh bién dạng lớn hay không; quan sát xem vết tầng, các khe nứt có trương to ra không, xem đỉnh hầm và vách hầm có bị long rời rụng đá hay không; phun bê tông có bị bong rời hay không; cho đến cả kiểm tra mặt đất xem có bị lún
không v.v…
b. Phương pháp đo đạc thông thường
Theo thời gian quy định quan trắc đo đạc chuyển vị, ứng suất của các điểm, tiến hành phân tích nghiên cứu trên số liệu đo đạc được, kịp thời phát hiện trạng thái chịu lực, chuyến vị thông thường dẫn đến khả năng sụt lở.
c. Phương pháp đo đạc vi địa chấn và phương pháp siêu âm
Phương pháp thứ nhất dùng nguyên lý đo đạc địa chấn do máy chuyên dụng rất nhạy tạo thành; phương pháp sau dùng máy siêu âm đi qua nham thạch đê đo và xác định trạng thái chịu lực của nhóm thạch, qua đó phân tích xác định khả năng xảy ra đất sụt.
Qua các cách do đạc dự phòng đất sụt nói trên, phát hiện ra triệu chứng phải hết sức coi trọng, phân tích kịp thời, phải dùng biện pháp có hiệu lực xử lý ẩn hoạ khi chưa xảy ra.
3, Tăng cường che chống lần đầu khống chế đất sụt
Sau khi đã đào lộ ra mặt công tác, cần phun neo che chống kịp thời và hiệu quả hoặc phun neo két hợp mạng lưới thép để che chống và cần cân nhắc dùng bê tông dính kết nhanh, dùng hệ neo chịu lực nhanh và biện pháp che chống bằng hệ chống vòm thép V V…
Những phương pháp trên có tác dụng ngăn ngừa lún sụt cục bộ , nâng cao được tính ổn định toàn khối của đường hầm rất có hiệu quả.