Thi công miệng hầm và hầm lộ thiên (P1)

1. Thi công miệng hầm
Thường thường vùng miệng hầm ở trong điều kiện địa chất xấu, nước trên mặt tập trung nhiều, thi công gặp nhiều khó khăn. Khi thi công cần kết họp với hiện trường ngoài hầm và tình hình công trình lân cận, cân nhắc toàn diện, sắp xếp thoả đáng và khởi công sớm, đê tạo điều kiện thuận lợi cho thi công thân hầm.
Do địa hình của mỗi hầm, địa chất và vị trí tuyến hầm không giồng nhau, nên việc xác định phạm vi vùng xây dựng miệng hầm với quy tắc thống nhất là điều khó khăn.
Trong tình hình bình thường phải lưu ý phạm vi miệng hầm do việc đào hàm có thê làm cho mặt đất trên mái dốc bị ảnh hưởng gây sụt lở. Thường vùng miệng hầm là đoạn phải được gia cố nhiều.
Mỗi đường hầm cần dựa vào điều kiện vi nham của mình mà tiến hành xác định phạm vi miệng hầm, nói chung có thể tham khảo hình vẽ 4.27 để xác định.

Thi công miệng hầm và hầm lộ thiên (P1) 1
Hình 4.27. Phạm vi chung của đoạn miệng hầm
1- VỊ trí cửa hầm; 2- Vị trí miệng hầm; 3- Đoạn đào lộ thiên; 4- Đoạn quá độ vào miệng; 5- Đoạn miệng hầm; 6- Đoạn thân hầm; 7- Đoạn trên nền đào;
D- Nhịp đào tối đa của hầm (m).

Công trình miệng đường hầm chủ yếu bao gồm: khối đất đá mái dốc biên, khối đất đá mái dốc đỉnh; che chống mái dốc biên và mái dốc đỉnh; xây tường cuối, xây tường cánh gà, và khối xây cửa hầm; hệ thống thoát nước miệng hầm; lắp đặt thiết bị kiểm tra miệng hầm; xây vỏ hầm tại đoạn miệng. Thi công công trình cửa hầm, nói chung được làm sau khi đã vào hầm và cần làm tốt che chống mái dốc biên và mái dốc đỉnh trước đã, để giảm thiểu cản trở với thi công thân hầm khi đang thi công cửa hầm.
Khi thi công đoạn miệng hầm cần chú ý các sự việc sau:
(1) Khi thu dọn hiện trường để chuẩn bị thi công, cần thu dọn trước tiên đất mặt, cây cối và mái dốc nguy hiểm phía trên miệng hầm và hai bên có khả năng sụt xuống. Là phẳng mặt đất trên đỉnh hầm, thoát nước, chỉnh lý dòng nước, sông ngòi xung quanh hầm. Sau đó thi công thoát nước hai bên miệng hầm, làm rãnh đỉnh trên miệng hầm, rãnh thoát nước chi đỉnh vòm đáy.
(2) Thi công miệng hầm nên tránh mùa mưa. Khi tiến hành công trình đào đất đá tại miệng hầm không được dùng nổ phá lỗ sâu hoặc nổ phá bao thuốc tập trung để tránh ảnh hưởng đến ổn định hai bên dốc và mái dốc đỉnh, cần dựa theo yêu cầu thiết kế cắm tuyến mái dốc bên, mái dốc đỉnh, phải tiến hành đào theo đoạn từ trên xuống dưới, không được đào tháo đáy hoặc vừa đào trên vừa đào dưới.
(3) Móng của biện pháp khối xây miệng hầm phải được đặt trên nền vững chắc, cần phải đào hót hết lớp đất bùn ngậm nước và các tạp vật thật sạch. Đối với chỗ cường độ kém, có thể kết hợp với đièu kiện cụ thể dùng cách mở rộng móng, đóng cọc, phun vữa để gia có móng.
(4) Tường vòm cửa hầm phải thi công đồng thời với tường vòm vỏ hầm gần đó liên kết thành một thể thống nhất, bảo đảm tường vòm nối với nhau thật tốt. Đổ bê tông và đắp lại tường cuối cửa hầm cần tiến hành đồng thời ở hai bên, đề phòng sản sinh áp lục lệch đối với vỏ hầm.
(5) Khi thi công thân hầm đoạn miệng hầm, cần dựa vào điều kiện địa chất, khống chế lún sụt mặt đất cho đến bảo đảm tiến hành an toàn cùng một số nhân tố khác, cần lựa chọn phương pháp đào và phương thức che chống, vỏ xây thân hầm đoạn miệng hầm cần dựa vào điều kiện địa chất công trình, địa chất thuỷ văn, để bố trí ít nhất một đoạn gia cố bằng bê tông ghép cốp pha dài không được nhỏ hơn 5m, đê nâng cao tính chỉnh thể của khối xây.
(6) Sau khi hoàn thành của hầm xong, nếu chân dốc đỉnh cửa hầm bị hư hỏng, cần xử lý kịp thời. Ví như tầng đất trên mái dốc bị vụn nát long rời, nên dùng đá hộc chít vữa hoặc trổng các mảng cỏ để phòng hộ.
Trong thi công đoạn miệng hầm trình tự mấu chốt nhất là đào để tiến vào hầm. Trước lúc tiến vào hầm cần tiến hành phòng hộ hoặc gia cố mái dốc bên, mái dốc đỉnh cho thoả đáng, cùng làm tốt hệ thống thoát nước. Xác định phương pháp thi công đoạn miệng hầm phải do nhièu nhân tố quyết định. Như tình hình máy móc thiết bị thi công, địa chất công trình, địa chất thuỷ văn và điều kiện địa hình; ảnh hưởng của kiến trúc lân cận ngoài hầm; đặc điểm bản thân kết cấu cụa đường hầm vv…
Dựa vào tình hình tầng đất, có thể chia ra mấy loại phương pháp thi công sau đây:
a. Khi vi nham đoạn miệng hầm từ đoạn IV trở lên, điều kiện địa tầng tốt, nói chung có thể dùng cách đào toàn mặt cắt để đi vào hầm, có thể đào từng đoạn 10m -ỉ- 20m, số thước nổ phá dể đào khống ché trong phạm vi 2m H- 3m. Che chống để thi công: phần vòm đỉnh có thể bố trí neo cục bộ; tường, vòm có thể dùng phun bê tông để che chống. Đo in 3m H- 5m tại miệng hầm có thể dùng cách mắc mạng cốt thép rồi phun bê tông, cùng vói lắp giá vòm thép đê tăng cường.
b. Khi vi nham đoạn miệng hầm là loại in -ỉ- IV, điều kiện địa tầng cũng tương đối tốt, nên dùng phương pháp bậc thang lớn để đi vào hầm (mỗi đoạn không ngắn hơn 20m). số thước nổ phá khống ché trong phạm vi l,5m -r 2,5m. Thi công che chống nên dùng hệ thống neo và mạng lưới cốt thép phun bê tông cho tường và vòm. Khi cần thiết có thể dựng giá vòm thép tăng cường phòng hộ.
(c) Khi vi nham đoạn miệng hầm là II—III, điều kiện địa tầng tương đối kém, nên dùng phương pháp bậc thang dài trên nửa mặt cắt phía trên để tiến vào hầm. Sau khi nửa mặt cắt phía trên đã tiến vào 50m xong, đào rãnh ở giữa cho đến đáy, trong điều kiện vi nham ổn định, mới tiến hành mở rộng tường bên và đào bộ phận đáy.
số thước đào sâu phía trên nói chung khống chế ở mức l,5m trở xuống, và phải khống chế số lượng thuốc nổ phá một cách chặt chẽ. Thi công che chống thường dùng neo vượt lên trước kết hợp với hệ thống neo, treo mạng lưói cốt thép phun bê tông. Che chống bằng giá vòm thép nên bố trí cách nhau 0,5m -ỉ- lm, và thi công vỏ hầm bê tông sớm hon, để bảo đảm ổn định và an toàn.
(d) Khi vi nham đoạn miệng hầm là loại II trở xuống, điều kiện địa tầng kém thì phải dùng phương pháp đào theo từng bộ phận và các phương pháp đặc biệt khác đê tiến vào hầm. Phương pháp cụ thể có: © Phương pháp đào chừa lại lõi đất ở giữa hình vòng; (D Phương pháp cắm tấm lát hoặc lán bằng ống; ® Phương pháp hào dẫn bên vách; © Phương pháp hào dẫn vượt lên trước sau mở rộng lên trên, làm từ trong ra ngoài; © Phương pháp đào rãnh dự kiến trước… Số thước đào tiến lên khống chế ở mức lm trở xuống, nên dùng nhân lực để đào. Khi cần thiết dùng nổ phá om. Trước lúc đào cần có biện pháp gia cố trước vi nham như dùng cắm neo phun bê tông vượt lên trước hoặc dùng phương pháp khoan ống phun vữa tạo lán xong, dùng giá vòm thép chống chặt đoạn miệng hầm, chỉ sau khi mặt đào đã được che chống gia cố xong mới cho tiến hành đào.
Trong khi đào thân hầm, hệ che chống phải theo sát trình tự đào, đào đến đâu chống đến đó. Hệ che chống gồm: Hệ chống bằng mạng lưới cốt thép phun bê tông, hệ thống neo; giá vòm thép dựng cách nhau 0,5m, nếu cần thiết có thể đổ vòm đáy hầm khi thi công đến đáy. Sau khi đào xong, gấp rút làm sớm vỏ hầm bằng bê tông. Khi thi công vỏ hầm nếu dùng phương pháp đổ bê tông vòm trước,.tường sau, thì việc đào mặt cắt phần dưới phải phù họp với các yêu cầu sau: © Chỉ sau khi bê tông vòm đạt được 70% cường độ thiết kế, người ta mói có thê đào mặt cắt ở phần dưới; © Có thể dùng cách đào mở rộng chân vòm, khoan và bố trí neo chân vòm, tăng cường các liên kết hướng dọc để gia cố chân vòm. ® Chia khoảnh và đào xen kẽ từng bên che chống kịp thòi và rất nhanh xen kẽ đổ bê tông tường bên, bảo đảm ổn định cho bê tông vòm.
Trước lúc thi công, trong thiết kế công nghệ cần tiến hành phân tích cơ học cần thiết đối với các trình tự thi công. Trong quá trình thi công cần thành lập và kiện toàn hệ thống đo đạc đầy đủ, thu thập số liệu đo đạc kịp thời phân tích, dùng để chỉ đạo thi công.