Thi công miệng hầm và hầm lộ thiên (P2)

.2. Thi công hầm lộ thiên
Hầm lộ thiên là đường hầm được thi công bằng cách đào lộ thiên. Hình thúc kết cấu có thể chia làm hai loại: hầm lộ thiên độc lập và hầm lộ thiên nối dài. Hình thúc kết cấu của hầm, thường do địa hình, địa chất khác nhau mà có nhiều loại, được dùng nhiều nhất là hầm lộ thiên kiểu vòm và hầm lộ thiên kiểu lán. Hầm lộ thiên phần lớn được bố trí tại các vùng địa chất xấu như: vùng đất đá sụt, vùng đá rơi, vùng có dòng chảy bùn đá v.v…
Hầm đường bộ có khi phải bố trí lán che ánh sáng ở ngoài miệng hầm, nên thuộc kết cấu hầm lộ thiên.
Lựa chọn phương pháp thi công hầm lộ thiên, cần dựa vào điều kiện địa hình, địa chất, hình thúc kết cấu và một số nhân tố khác để xác định. Hầm lộ thiên độc lập có thể dùng phương 
pháp đào lộ thiên hoặc phương pháp đào dưới nắp để thi công; hầm lộ thiên kiểu nối dài có thể dùng trình tự thi công đào và xây vỏ. Nói chung, có thể có 3 loại thi công: phương pháp đào lộ thiên toàn bộ làm tường trước vòm sau, phương pháp đào lộ thiên phần trên làm vòm trước tường sau và đào lộ thiên xen kẽ từng bộ phận tườne và vòm:
(1) Phương pháp đào lộ thiên toàn bộ làm tường trước vòm sau
Thích họp với chỗ hầm nằm tương đối nông, mái dốc bên và mái dóc đỉnh có thể ổn định tạm thời sau khi đào xong hoặc ở đoạn đã đào xong đường đào rồi mới xây hầm lộ thiên. Trình tự đào như hình 4.28.
Các bước thi công: chia bậc đào từ trên xuống dưới, trước tiên làm tốt tường hai bên, tiếp sau mới làm vòm, cuối cùng làm tầng phòng nước và đắp đất lên đỉnh hầm:
(2) Phương pháp đào lộ thiên phần trên xây vòm trước tường sau.
Thích họp với chỗ hầm lộ thiên nằm trong tầng đất đá nát vụn mái dốc tường đào tương đối cao, đào lộ thiên toàn bộ có thê dẫn đến sụt lở, nhưng sức chịu đựng của đất đá ở chân vòm thì vẫn tốt, có thê bảo đảm cho vòm đỉnh ổn định. Trình tự đào (hình 4.29): ở bộ phận chân vòm trở lên, dùng phương pháp đào hào, đào mái dốc bên, mái dốc đỉnh, khi mái dốc bên, mái dổc đỉnh tạm thời không ổn định, dùng mạng lưới neo và phun bê tông để gia cố mái dốc. Trước tiên đúc vòm xong, sau mới bắt đầu đào xuống mặt cắt dưới, sau mới làm tường bên, chân vòm. Cần bố trí dầm đỡ dọc bằng bê tông cốt thép dưới châm vòm và làm cho bê tông bám chặt và đất đá hai bên.
3) Phương pháp tường và vòm xen kẽ
Thích họp với đường đào một nửa, mái dốc mặt đất nguyên thuỷ quá dốc, do địa hình hạn chế không thể xây vòm trước; hoặc do tầng đất phía ngoài mềm yếu, làm vòm trước có thể phát sinh lún tương đối lớn, xây tường trước làm vòm sau cũng gặp khó khăn.
a. Phương pháp làm tường bên ngoài trước
Trình tự thi công như hình 4.30 đã thể hiện 
a) Trước tiên đào hố móng tường ngoài I, sau đó xây tường ngoài II (hoặc ghép cốp pha đổ bê tông) cho đến độ cao thiết kế.
b) Đào bộ phận trên ở phía trong từ đường chân vòm trở lên , đào xong cần lập tức dựng giá vòm và đô bê tông vòm IV, nếu có bờ tường, đồng thời xây bờ tường.
c) Đào xuống dưới trong vòm 5, cần vừa đào xuóng vừa che chống, để bảo đảm ổn định cho tường bên phía trong.
d) Đào các giải đất để xây tường bên phía trong theo từng đoạn VI, sau đó tiến hành đắp đất trên vòm và làm tầng phòng nước.
b. Phương pháp đào và đổ bê tông tường bên trước
Trong khi đào lộ thiên để thi công bằng phương pháp vòm trước tường sau, nếu sau khi đào phát hiện thấy địa tầng mèm yếu khó mà chịu được áp lực của vòm, hoặc nếu làm theo phương pháp tường trước vòm sau thì khi đào mái dốc quá sâu có thê gây ra tình hình mất an toàn do mái dốc sụt lở thì khi đó đèu có thể dùng phương pháp đào dần, hoặc phương pháp đào từng rãnh và đổ bê tông tường bên. Câc bước thi công như sau: nói chung sau khi đào đến chân vòm xong, đào tường bên theo từng giải cách quãng nhau và đổ bê tông theo các giải đó, tiếp theo đô bê tông vòm. Chân vòm cần bố trí cốt thép dọc để tạo thành dầm đỡ bằng bê tông cốt thép. Cuối cùng đào các giải đất còn lại trên tường bên và đổ bê tông hoàn thành tường bên.
Hầm lộ thiên phần lớn được xây dựng tại các vùng địa chất xấu, địa hình rất dốc, điều kiện chịu lực phức tạp. Trong thi công đặc biệt chú ý an toàn và ổn định của két cấu, phải làm đúng theo các yêu cầu sau đây:
(a) Trước lúc đào, cần làm tốt hệ thống thoát nước tạm thời cho toàn bộ khu vực, lựa chọn phương pháp thi công thích đáng, cần dựa vào thiết kế cắm chính xác tim đường và độ cao, cắm vị trí các cọc biên và cọc định vị trong và ngoài tường.
(b) Xử lý móng thật cẩn thận. Móng tường bên của hầm lộ thiên, phải bảo đảm đạt yêu cầu thiết kế; khi có dòng nước ngầm phải có biện pháp tương ứng, như đổ bê tông đá dăm dầm chặt chiều dày không được nhỏ hơn 10 cm hoặc mở rộng móng để nâng cao sức chịu tải của móng; nếu móng gặp đá thì phải đào xuống dưới bề mặt phong hoá ít nhất 0,25m.
(c) Vòm và vỏ hầm lộ thiên phải làm theo đúng yêu cầu mặt cắhphải chế tạo định hình các tấm chắn đầu, cốp pha trong, ngoài và các khung giá khác, phải tăng cường che chống các bộ phận cốp pha trong, ngoài đề phòng biến dạng và chuyển vị. Nếu dùng phương pháp tường, vòm thi công xen kẽ, cần bảo đảm cho chân vòm ổn định phải có biện pháp đề phòng vòm bị
lún sụt. Khổi đất đắp trên nóc hầm lộ thiên có tác dụng tác dụng giảm nhẹ lực va chạm của đá rơi trên mái dốc xuống đỉnh hầm và chắn giữ cho mái dốc ổn định, cần thi công đúng theo bề dày và độ dốc thiết ké.
Sau khi làm xong tầng phòng nước và vỏ hầm đã đến 70% cường độ thiết kế, mới có thể thi công khối đất trên đỉnh hầm. Hầm lộ thiên nằm trong đường đào thì việc đắp đất trên vòm cần đối xứng và chia lóp đầm chặt, mỗi lóp dầy không vượt quá 0,3m; chiều cao đất đắp hai bên không được chênh lệch quá 0,5m. Sau khi đắp đất đến đỉnh vòm xong phải rải đất đều lên thành lóp trên của cả mặt đắp và tiếp tục lèn chặt theo lóp. Khi đắp đất trên vòm đạt đến 0,7m trở lên mód cho phép tháo dỡ các giá chống vòm. Nếu dùng mảy ủi hoặc các loại cơ giói làm đất nặng khác, thì trước tiên phải dùng nhân lục đắp và đầm chặt đến một độ dày nhất định, mới có thê dùng cơ giới làm việc trên đỉnh hầm, và phải đọi cho đến khi cơ giới hoàn thành hét cả toàn bộ khối đắp xong mới được tháo dỡ các giá chống.
Chỗ tiếp xúc giữa mái dốc và đất đắp, cần đào thành bậc thang dốc vào trong, dùng vật liệu thô ráp thoát nước đê dắp, đề phòng đất đắp trượt theo mải dóc.
Phương pháp thiết bị chỗ giáp nối đường hầm với hầm lộ thiên có hai cách: có cách làm hầm lộ thiên trước, sau mới đi vào đường hầm, và cách trước tiên đi vào đường hầm và sau làm hầm lộ thiên. Tại nơi mà chiều dài đường hầm không lớn và địa tầng miệng hầm mèm yếu, khi đào dốc biên và dốc đỉnh dễ gây ra sụt lở, hoặc tại vùng đất đã sụt sẵn, nói chung nên làm hầm lộ thiền trước mới đi vào hầm.
Tại vùng đất đá ổn định, hoặc đường hầm dài, thời gian thi công khẩn trương, lại có hầm lộ thiên khá dài; hoặc là khi gặp vùng nếu đào đường hầm thì miệng hầm có thể đất sụt, thì có thể dùng phương pháp thi công trước tiên đi vào hầm sau làm hầm lộ thiên.
Nhưng dù thi công bằng phương pháp nào, bộ phận vòm của đường hầm đèu phải từ trong ra ngoài gắn kết với vòm của hầm lộ thiên. Điều quan trọng là phải bảo đảm sự ôn định của mái dốc đỉnh và mối liên kết vòm trong và ngoài thật tốt. Trong tình hình bình thường, vị trí nối tiếp giữa đường hầm và hầm lộ thiên là bộ phận yếu nhất về phòng nước, khi thi công cần kéo dài vỏ đường hầm ra ngoài một độ dài nhất định để nối với vỏ hầm lộ thiên sao cho đạt được hiệu quả phòng nước toàn khối.