Việc thi công hầm thường gặp phải điều kiện địa chất mềm phức tạp, trong đó đá vây quanh tầng cát là một trong những tầng phổ biến và có rủi ro cao nhất. Cấu trúc địa chất đặc biệt này có cấu trúc rời rạc và khả năng tự ổn định kém, dễ gây sụt lở đá vụn, sụt lún cục bộ và thậm chí sập đổ quy mô lớn trong quá trình đào. Trong kỹ thuật thi công hầm thực tế, các phương án thi công không thể khái quát hóa. Tất cả các điều kiện làm việc địa chất đặc biệt phải được đánh giá toàn diện dựa trên dữ liệu khảo sát địa chất chi tiết. Hỗ trợ khoa học và thiết kế gia cố là cần thiết để đảm bảo an toàn vận hành lâu dài cho hầm, kiểm soát chất lượng dự án và hợp lý hóa chu kỳ thi công. Kết hợp kinh nghiệm thực tế thi công hầm, HLDRILL trình bày chi tiết đặc điểm địa chất của hầm đá vây quanh tầng cát và các công nghệ thi công neo thanh gia cố tiêu chuẩn hóa, cung cấp tài liệu tham khảo kỹ thuật đáng tin cậy cho các dự án hầm đá mềm tương tự.
1. Đặc điểm địa chất và rủi ro thi công của hầm đá vây quanh tầng cát
Tầng cát và sỏi khác biệt lớn so với các khối đá cứng nguyên vẹn, với đặc điểm nổi bật nhất là cấu trúc bên trong rời rạc và lực kết dính cực kỳ thấp giữa các hạt đá và đất. Trong quá trình đào hầm và phun bê tông, đá vây quanh bị xáo trộn dễ bị bong tróc hạt rời, sụt lở đá vụn cục bộ và bong tróc thành vách, gây cản trở nghiêm trọng tiến độ thi công bình thường.
Sự hiện diện của nước ngầm càng làm gia tăng rủi ro thi công cho các hầm tầng cát. Khi xảy ra tích tụ nước bên trong hầm hoặc thấm nước tầng nghiêm trọng, nước làm mềm khối đá cát, làm giảm mạnh sức bền kết cấu và khả năng chịu tải tổng thể của đá vây quanh. Điều này sẽ phá hủy cân bằng ứng suất ban đầu của kết cấu bao che hầm và dễ gây ra các mối nguy hiểm an toàn nghiêm trọng như sập đổ đá vây quanh diện rộng và biến dạng hầm.
Trong các dự án kỹ thuật thi công hầm trong nước và quốc tế hiện nay, nhiều vấn đề về chất lượng và an toàn thi công bắt nguồn từ việc bỏ qua các khâu ban đầu. Các vấn đề phổ biến bao gồm thăm dò địa chất chi tiết không đầy đủ, thu thập dữ liệu tầng địa chất không hoàn chỉnh, tiết lộ kỹ thuật sơ đồ thiết kế không đầy đủ và quy trình thi công mục tiêu chưa hoàn thiện. Những chi tiết bị bỏ sót này dẫn đến thi công gia cố không đều, nguy cơ an toàn tiềm ẩn và phải làm lại nhiều lần trong các dự án hầm tầng cát, ảnh hưởng đến cả chất lượng dự án và hiệu quả thi công.
2. Công nghệ thi công neo thanh gia cố tiêu chuẩn hóa cho hầm tầng cát
Do khả năng tự ổn định kém và rủi ro sập đổ cao của đá vây quanh tầng cát, các biện pháp neo gia cố và gia cố mục tiêu phải được áp dụng trong suốt quá trình thi công. Khác với quy trình gia cố hầm truyền thống, sơ đồ neo gia cố cho tầng cát tập trung vào việc hình thành nhanh chóng, gia cố kịp thời và đông kết vữa xi măng hiệu quả cao. Quy trình thi công hoàn chỉnh được tiêu chuẩn hóa như sau:
2.1 Loại bỏ rủi ro tại chỗ và làm sạch nền móng
Trước khi thi công gia cố chính thức, kiểm tra toàn diện điều kiện mặt hầm và đá vây quanh. Đối với các đoạn thi công có sụt lở đá vụn cục bộ hoặc sụt lún nhỏ, làm sạch hoàn toàn đá rời và cát sỏi vỡ để loại bỏ rủi ro sụt đổ tạm thời. Cần đặc biệt chú ý đến sự ổn định của đá vây quanh vòm hầm và thành bên. Đối với các khu vực sập đổ quy mô nhỏ, thiết lập các công trình gia cố tạm thời trước để ngăn ngừa sập đổ thứ cấp. Đối với các đoạn thi công có phạm vi sập đổ lớn và tầng địa chất rời rạc nghiêm trọng, tiến hành gia cố vữa xi măng sơ bộ để ổn định nền móng tầng trước khi thi công tiếp theo.
2.2 Bịt kín mặt hầm và xử lý sơ bộ bằng vữa xi măng
Sau khi hoàn thành việc làm sạch tại chỗ và ổn định tạm thời, tiến hành phun bê tông bịt kín toàn bộ mặt hầm. Lớp bê tông phun có thể bọc hiệu quả các hạt cát và sỏi rời, cô lập không khí bên ngoài và nước thấm, đồng thời tránh sụt lở đá vụn và làm lỏng tầng địa chất trong quá trình thi công neo tiếp theo. Nếu chỉ phun bê tông không thể loại bỏ rủi ro bất ổn tầng địa chất, hãy áp dụng công nghệ neo và phun vữa xi măng kết hợp để gia cố sâu nhằm cải thiện độ chặt và ổn định tổng thể của đá vây quanh tầng cát.
2.3 Lắp đặt neo và gia cố hiệu quả cao
Gia cố hầm truyền thống chủ yếu áp dụng công nghệ thi công theo sau bằng ống chống, đòi hỏi các quy trình khoan riêng biệt, đặt ống chống và lắp đặt neo. Quy trình này bao gồm các bước phức tạp, tiêu tốn nhiều nhân lực và chi phí thời gian, đồng thời hiệu quả thi công thấp, khó đáp ứng yêu cầu thi công nhanh chóng của hầm tầng cát. Ngược lại, công nghệ neo tự khoan đã trở thành giải pháp ưu tiên cho các hầm đá mềm tầng cát nhờ thiết kế tích hợp. Thân neo rỗng được kết hợp với mũi khoan đặc biệt, tích hợp chức năng khoan, đặt thanh và định vị neo. Mũi khoan không cần tháo rời sau khi khoan đến vị trí, thực hiện lắp đặt neo một lần và rút ngắn đáng kể chu kỳ thi công.
2.4 Khoan và gia cố bằng vữa xi măng đồng bộ
Có sự khác biệt cơ bản về công nghệ phun vữa xi măng giữa thi công ống chống truyền thống và thi công neo tự khoan. Quy trình truyền thống thực hiện tạo lỗ khoan trước và gia cố bằng vữa xi măng sau, dễ gây sập thành lỗ và tắc lỗ trong tầng cát rời, ảnh hưởng đến chất lượng phun vữa xi măng. Neo tự khoan áp dụng thi công khoan và phun vữa xi măng đồng bộ. Trong quá trình khoan, đường kính lỗ khoan được mở rộng phù hợp dưới tác động của mũi khoan, làm mở rộng phạm vi phân tán vữa xi măng trong tầng cát. Sau khi vữa xi măng đông kết, nó tạo thành một cấu trúc gia cố tích hợp dày đặc với đá vây quanh, cải thiện đáng kể khả năng chống kéo và khả năng chịu tải theo phương thẳng đứng của thanh neo. Nó thể hiện ưu điểm vượt trội về hiệu suất ứng suất kết cấu và hiệu quả thi công tại chỗ trong các tầng cát rời rạc giàu nước.
3. Kiểm soát an toàn và chất lượng thi công gia cố hầm địa chất đặc biệt
Các hầm địa chất đặc biệt như tầng cát có điều kiện tầng địa chất phức tạp và biến đổi, do đó phải thực hiện kiểm soát an toàn và chất lượng trong toàn bộ quá trình. Ở giai đoạn thiết kế, kết hợp đầy đủ các báo cáo khảo sát địa chất để tối ưu hóa các thông số gia cố và xây dựng các kế hoạch ứng phó khẩn cấp có mục tiêu cho các rủi ro sập đổ và thấm nước. Ở giai đoạn lựa chọn vật liệu, chọn các vật liệu neo và vữa xi măng chất lượng cao đáp ứng các tiêu chuẩn thi công đá mềm để đảm bảo chất lượng kỹ thuật cơ bản. Ở giai đoạn thi công, tuân thủ nghiêm ngặt các quy trình tiêu chuẩn hóa để thực hiện mọi khâu làm sạch, bịt kín, neo và phun vữa xi măng, đồng thời loại bỏ các thao tác gia cố không đều.
Các công cụ dòng neo tự khoan chuyên nghiệp của HLDRILL được tối ưu hóa đặc biệt cho các tầng địa chất mềm và bị phá vỡ như tầng cát. Thiết kế tích hợp khoan và phun vữa xi măng đơn giản hóa quy trình gia cố phức tạp của các hầm địa chất đặc biệt, cải thiện hiệu quả thi công tại chỗ, giảm sai sót vận hành thủ công và nâng cao toàn diện độ an toàn và độ bền của các dự án gia cố hầm, cung cấp hỗ trợ kỹ thuật và sản phẩm vững chắc cho việc thi công chất lượng cao các dự án hầm địa chất phức tạp.
english
français
Deutsch
Italiano
Русский
Español
português
Nederlandse
ελληνικά
日本語
한국
polski
فارسی
বাংলা
ไทย
tiếng Việt
العربية
हिन्दी
Türkçe
indonesia
