Nối đoạn hầm dưới nước (P1)

Sau khi hạ chìm đoạn hầm xong, cần phải nối kín với đoạn hầm đã đặt trước (hoặc với giếng đứng) thành một thể thống nhất. Loại công tác chắp nối này được tiến hành dưới nước. kỹ thuật chắp nối này phải bảo đảm không thấm nước. Phương pháp thi công chắp nối dưới nước có hai loại: một loại là phương pháp nối tiếp bằng bê tông dưới nước, hai là phương pháp ép nối bằng thuỷ lực. Dựa vào thi công với trình tự trước sau, phương pháp chắp nối khác nhau, cấu tạo khác nhau mà chia làm: nối đầu sơ thuỷ và nối đầu cuối cùng.
1. Phương pháp nối tiếp bằng bê tông duứi nuớc
Buổi đầu đường hầm hạ đoạn dưới đáy nước đều dùng phương pháp đổ bê tông dưới nước tiến hành nối liền các đoạn hầm. Hiện nay phương pháp này chỉ dùng đê nối đầu cuối cùng cho các đoạn hầm.
Khi dùng phương pháp nối tiép bằng đổ bê tông dưới nước, trước tiên bố trí khung vây phẳng ở hai bên mối nối đoạn hầm (đồng thời ché tạo với đoạn hầm), sau khi đã hạ chìm đoạn ống xong, lắp một khung vây hình tròn vào giữa hai khung vây phẳng ở mối nối, đồng thời ở phía ngoài vỏ hầm dùng ván thép lợp lại cách ly trong và ngoài, cuối cùng đô bê tông dưới nước vào trong khuôn vây đã hình thành, tạo nên một vòng bê tông bao vây lấy mối nối giữa hai đoạn hầm.
Phương pháp đố bê tông dưới nước nói hai đoạn ống có khuyết điểm chủ yếu: công nghệ thi công dưới nước phức tạp, công tác phải dùng nhiều công thợ lặn, mỗi khi đường hầm biến dạng sẽ dẫn đến nút chỗ mối nối và rò nước, cho nên hiện nay không dùng mấy. Nhưng mối nổi cuối cùng vẫn phải dùng cách nối tiếp bằng đổ bê tông dưới nước. Đê’ bảo đảm chất lượng bê tông của mói nối, cần tiến hành cải tiến môi trường thi công có nghĩa là biến cách đổ bê tông dưới nước thành đổ bê tông trong môi trường không có nước. Khi độ sâu cột nước lớn có thê hút hết nước trong chỗ bịt kín tạm thời của mối nối, tiến hành thi công trong điều kiện không có nước; khi độ sâu cột nước không lớn (bình thường tại ven bờ) có thể dựng khung vây chỗ mối nối, hút hết nước trong khung vây ra sau tiến hành thi công trong điều kiện không có nước.
2. Phương pháp ép nối bằng thuỷ lực
Vào cuối thập kỷ 50, khi thi công đường hầm Dice ở Canada lần đầu tiên người ta đã sáng tạo ra phương pháp ép nối bằng thuỷ lực. Tiếp theo đó, vào dầu thập kỷ 60 đã xây dựng công trình dường hầm mêtrô hạ đoạn tại thành phố Luthơsa ở Hà Lan cũng dùng phương pháp ép nối thuỷ lực nhưng có cải tiến. Từ đó đến nay hầu như tất cả đường hầm hạ đoạn đều dùng loại phương pháp liên kết dưới nước đơn giản và đáng tin cậy này.
/. Nguyên lý tác dụng
Phương pháp ép nối thuỷ lục là lợi dụng sức ép thuỷ lực cục lớn trên đoạn hầm tác dụng vào vòng đệm cao su được lắp trên chu vi mặt đứng đoạn hầm để làm cho nó phát sinh biến dạng ép co, hình thành một mối nối đầu đoạn hầm kín nước và tương đối tin cậy được. Khi thi công, sau khi đoạn hầm đã vào vị trí và hạ chìm xong, trước tiên kéo đoạn hầm mới vào sát đoạn hầm đã đặt trước và dựa vào thật khít, lúc ấy đệm cao su nối đầu phát sinh biến dạng ép co lần thứ nhất và sẽ có tác dụng chắn nước sơ bộ. Theo đó sẽ làm cho nước ở giữa chu vi tường bịt kín đoạn hầm trước và chu vi tường bịt kín đoạn hầm sau (lúc ấy đã cách ly khỏi nước sông) sẽ bị đẩy đi hét. Trước lúc thoát nước, áp lực nước tác dụng lên tường bịt kín mặt trước và sau của đoạn hầm mới đặt cân bằng với nhau. Sau khi thoát nước xong, áp lực tác dụng lên tường bịt kín mặt trước biến thành một áp suất khí quyển, tức thì áp lực nước cực đại tác dụng lên
tường bịt kín phía sau sẽ làm cho đoạn hằm được đẩy lên phía trước, làm cho đệm cao su nối đầu phát sinh biến dạng ép co lần thứ hai (hình 6.21). Biến dạng ép co làn thứ hai của vòng đệm làm cho mối nối giữa hai đoạn hầm có tính kín nước phi thường và rất đáng tin
cậy.
Phương pháp ép nối bằng thuỷ lực có công nghệ đơn giản, thi công tiện lợi, tính kín nước tốt, về cơ bản ít dùng thợ lặn, tốn ít công, tốn ít vật liệu, tốc độ thi công nhanh, vì thế được ứng dụng rộng rãi và rất nhanh.
2. Đệm cao su nối đầu
Đệm cao su nối đầu đoạn ống có hai loại: Một là đệm cao su sườn nhọn do người Hà Lan sáng chế (hình 6.22) được lắp đặt trên mặt đứng nối đầu đoạn ống, dùng làm tuyến phòng nước số một nối đầu đoạn ống chịu lực nén; loại thứ hai dùng tấm cao su hình “Q” hoặc “W” dược lắp (bằng tấm kẹp hay bulông) trên hướng nằm ngang của mối nối doạn hầm, dùng làm tuyến phòng nước số hai nối đầu đoạn hầm chịu lực kéo (lại còn có tính năng chống dộng đất).