Thi công hạ từng đoạn hầm

Phương pháp hạ từng đoạn hầm là phương pháp chủ yếu xây dựng đường hầm ở đáy nước. Khi thi công bằng phương pháp hạ từng đoạn, trước tiên chế tạo sẵn các đoạn hầm trên đảo khô được xây dựng tạm thời tại địa điểm gầm đường hầm (hoặc lợi dụng các xí nghiệp nối trên xà lan để chế tạo). Các đoạn hầm chế tạo sẵn được bịt kín tạm thời, sau đó vận chuyên nổi các đoạn hàm đó đến vị trí quy định của địa chỉ hầm, lúc đó tại địa chỉ đoạn hầm quy dịnh đã chế tạo sẵn một hố móng ở đáy nước. Đợi cho đoạn hầm được định vị xong, cho chất nước tăng tải trọng cho đoạn hầm để hạ chìm xuống đến vị trí thiết kế, nói liền đoạn ống ấy với các đoạn ống khác ở dưới nước, và qua xử lý nền móng, cuối cùng phủ đất đá đắp lại, tạo thành đường hầm dưới đáy nước.

Dùng phương pháp thi công đường hầm hạ đoạn có các ưu điểm sau:
1. Năng lực thích ứng với điều kiện địa chất thuỷ văn tét
Việc đào hố móng cho đoạn hầm tương đối nông, kỹ thuật thi công đào hố móng và xử lý nèn móng tương đối đơn giản, vả lại đoạn hầm chịu lực đẩy nổi, tải trọng tác dụng vào nèn tương đối nhỏ. vì thế năng lực thích ứng với các loại điều kiện địa chất tương đối tốt. Do đoạn hầm được đúc sẵn, thi công bằng phương pháp vận chuyển nôi đến địa điểm và hạ chìm xuống, tránh được thi công dưới nước, thậm chí dưới nước sâu, và còn thích ứng rất tốt với thuỷ triều lên xuống, tốc độ dòng chảy. Ví dụ, tại Mỹ, đường hầm Mêtrô dưới eo biển San Francisco có mức nước sâu đến 40,5 m; còn ở Bỉ đã xây dựng đường hầm dưới nước tốc độ đến 3 m/gíây.
2. Có thê đặt nông, nối liền với đường giao thông hai bên bờ dễ dàng so với đường hầm thi công bằng khiên thì độ cao mặt đường hầm có thể nâng cao lên rất nhiều, như vậy dễ dàng nối liền với đường giao thông hai bên bờ, không cần phải làm đường dẫn dài, tuyến đi cũng đẹp.
3. Tính năng phòng nước của đường hầm hạ đoạn cũng rất tốt.
Do chiều dài mỗi đoạn đúc sẵn khoảng 100 m (mà chiều rộng của vòng óng hầm đúc sẵn chỉ là lm) nên số lượng mối nối giảm đi hàng trăm lần. vả lại các đoạn hầm được nối bang phương pháp nén thuỷ lực nên đạt được mức độ phòng nước rất cao. Đặc điểm đó có ý nghĩa trọng yếu trong thời kỳ vận doanh đối với đường hầm đáy nước.
4. Thời hạn thi công bằng phương pháp hạn đoạn ngắn.
Do mỗi đường hầm đúc sẵn rất dài, nên một đường hầm hạ đoạn chỉ dùng một số đoạn đúc sẵn là có thể hoàn thành (Đường hầm Chu Giang ở Quảng Châu chỉ dùng 5 đoạn hầm đúc sẵn, mỗi đoạn có chiều dài khác nhau từ 22m -T- 120 m). vả lại, đúc đoạn hầm và đào hố móng có thê tiến hành đồng thời, vận chuyển nổi và hạ chìm các đoạn hầm cũng tương đối nhanh, như vậy làm cho thời hạn thi công đường hầm hạ đoạn ngắn hơn rất nhiều so vói các phương pháp thi công khác. Đặc biệt việc chế tạo đoạn ống không làm trên công trường hầm, nên thời gian bị cản trở ngắn. Điều đó rất thích họp khi xây dựng đường hầm dưới đáy nước trên các sông có lượng vận tải thuỷ nhộn nhịp, tấp nập. 
5. Giá thành xây dựng đường hầm hạ đoạn thấp.
Khối lượng đất móng dưới đáy nước của đường hầm hạ đoạn tương đối ít, mà chi phí cần thiết để đào lại rẻ so với đào hầm ngầm dưới đất. Chi phí cần thiết cho việc chế tạo sẵn đoạn hầm toàn khối so với chi phí cần thiết để chế tạo phiến ống của tường hầm của khiên cũng thấp hơn. Mối nối của hầm hạ đoạn ít, chi phí xử lý nối ống cũng thấp, vì thế đơn giá mỗi mét dài của đường hầm hạ đoạn so với mỗi mét dài của đường hầm dùng khiên sẽ thấp hơn nhiều, vả lại hầm hạ đoạn có thể đặt nông trên mặt, tổng chiều dài hầm so với hầm thi công bằng khiên đặt rất sâu dưới đất phải ngắn hơn rất nhiều, như vậy tổng giá thành xây dựng được giảm đi với mức độ khá lớn, tiết kiệm được nhiều tiền của và công sức xây dựng.
6. Điều kiện thi công tốt
Khi thi công hạ đoạn hầm, dù là đúc sẵn đoạn hầm hay vận chuyển nổi hoặc hạ chìm đại bộ phận trình tự thi công được tiến hành trên mặt nước, thi công dưới nước rất ít, trừ một số ít thợ lặn, tất cả công nhân đều làm việc trên mặt nước, vì thé điều kiện thi công tốt, rất an toàn.
7. Hầm hạ đoạn có thể ché tạo thành kết cấu mặt cắt lớn nhiều làn xe. Do dùng phương pháp thi công đúc sẵn, sau vận chuyển nổi và hạ chìm, cho nên có thể mở rộng kích thước ngang. Một mặt cắt ngang đường hầm có thể đồng thời thu nhận 4 – 8 làn xe. Còn khi thi công bằng khiên do bị ảnh hưởng kích thước khiên không thể mở rộng mặt cắt ngang đường hầm thật lớn, nói chung chỉ được hai làn xe.
Nhìn hình bè ngoài kết cấu đoạn hầm có thể phân chia làm hai loại: đoạn hầm hình tròn và hình chữ nhật.
– Đoạn hầm hình tròn.
Vòng trong của đoạn hầm hình tròn là hình tròn; vòng ngoài là hình tròn, hình tám cạnh và hình lẵng hoa (hình 6.1). Đoạn hầm được ché tạo trên bệ của xí nghiệp đóng tàu thường là đoạn hầm hình tròn. Trước tiên chế tạo sẵn vỏ thép, sau khi chế tạo xong hạ thuỷ theo đường trượt thành vật nổi, và sẽ đổ bê tông cốt thép đoạn hầm dưới trạng thái nổi lềnh bềnh đó. Trong đoạn ống hình tròn đó chỉ có thể bố trí hai làn xe, khi cần xây dựng bốn làn xe thì phải chế tạo hai đoạn ống đặt song song. Cách chế tạo này được dùng nhiều trong thòi kỳ đầu trong thi công đường hầm bằng phương pháp hạ đoạn.
– Đoạn hầm hình chữ nhật 
Đoạn hằm hình chữ nhật bằng bê tông cốt thép nói chung được chế tạo trên đảo khô tạm thời, khi chế tạo xong, bơm nước dỡ đảo khô làm cho đoạn hầm nổi lên, kéo đến vị trí hầm và hạ chìm. Một mặt cắt hình chữ nhật có thể dung nạp được 4 -ỉ- 8 làn xe (hình 6-2).
8) b)
Hình 6.2. Mặt cắt ngang đoạn hầm hình chữ nhật
u) Mặt cắt 6 làn xe; b) Mặt cắt 8 làn xe
Nói chung, dùng đoạn hầm hình chữ nhật kinh tế hơn dùng đoạn hầm hình tròn và còn thích họp với đường hầm nhiều làn xe, cho nên đã trở thành hình thức mặt cắt được thường dùng nhất. Trong chương này chủ yếu giới thiệu thi công đoạn hầm chữ nhật.
Đường hầm hạ đoạn thường chia thành 4 đoạn: đoạn đào lộ thiên, đoạn đào ngầm, giếng đúng hai bên bờ và đoạn hạ chìm (hình 10.3). Hai đầu đoạn hạ chìm thông thường bố trí giếng dứng làm diêm nối lên và chấm dứt của đoạn hạ chìm, giếng đứng là một bộ phận quan trọng của đường hầm hạ doạn. Giếng đứng có tác dụng: thông gió, cung cấp điện, thoát nước và giám sát khống chế.
Dựa vào điều kiện địa hình và địa chất ở hai bờ có thể nối liền hai đoạn hạ chìm và đào ngầm lại với nhau mà không cần bố trí giếng đứng.
Đường hầm hạ đoạn có dây chuyền thi công chủ yếu như hình 6.4.