1-1 ShieldTunnel

8/18/2019 1-1 ShieldTunnel

1/35

Chuyên đề 1

Shimizu Open Academyat National University of Civil Engineering

Advanced Construction Technologies of Japan

Chuyên đề từ Tập đoàn Shimizu:Công nghệ Xây dựng tiên tiến của Nhật Bản


2/35

Noburu UCHIYAMAViện công nghệ, Tập đoàn SHIMIZU

Công Nghệ Dùng Trong Thiết Kế và Xây Dựng Đường Tàu Điện Ngầm Đô Thị

＜Các câu hỏi mấu chốt nhấtvề công nghệ khiên đào＞


3/35

Xây dựng tàu điện ngầm trong đô thị

Đường hầm

Nhà ga ngầm

2


4/35

• N ền đất thường yếu và mực nước ngầm cao• Trên mặt đất có ít không gian cho thi công

Đặc thù khi xây dựng trong đô thị

3

http://www.hcmlocal.com/


5/35

4

Việc đào hở không phù hợp

http://www2.kobe-c.ed.jp/shizen/strata/dnso_org/01058.html


6/35

5

Đào trong không gian khép kínvà vận chuyển đất ra ngoài

“Máy khiên đào”

Các đốt được ghéplại thành vỏ hầm

“Đốt vỏ hầm”

(Vừa đàovừa lắp vỏ)

Công nghệ khiên đào phù hợp với việc xâyđường hầm trong nền đất yếu


7/356

Với phương pháp khiên đào, có thể giảm thiểuviệc chiếm dụng mặt bằng khi thi công

Sông

Đường

Ống ngầm

Ruộng

Nhà

Giếngđi

Nhà

・Việc đào và thải đất ra được tiến hành đồng thời

・Việc đào và lắp vỏ hầm được tiến hành tuần tự

①Đào đất

②Thải đất ra

③Lắp các đôt hầm


8/357

Quá trình xây dựng đường hầmtheo công nghệ khiên đào

（Trong ví dụ này hầm có tiết diện có mình gọng kính, nhưngthông thường là hình tròn）

Xem đoạn phim mô phỏng công trình

tàu điện ngầm tại Đài Loan）


9/358

5 câu hỏi mấu chốt nhất khi xâyđường hầm bằng công nghệ khiên đào

1. Làm sao ngăn nước tràn vào ở điểm xuất phát và

đích đến của máy đào？

2. Máy đào có thể bị lún hay đẩy nổi không？

4. Việc đào hầm sẽ theo đúng hướng đã định？

5. Có thể tính toán tác động đến nền đất xung quanh？

6. Đường hầm có bao giờ vỡ không？


10/359

Khi máy đào bắt đầu đi ra từ giếng đi, cần chú ýkhông để nước tràn vào

MÁY KHIÊN ĐÀO KHỞI HÀNH TỪ GIẾNG ĐI

Máy khiên đào

Giếng đi(Giếng kích)

Giếng đi


11/35

Cải tạo nền đất ・ Bơm dung dịch・ Phụt và trộn vữa・ Làm đông cứng nền

XUẤT PHÁT ĐIỂM

CHỐNG BỊ NƯỚC TRÀN VÀO TẠI ĐIỂMXUẤT PHÁT VÀ ĐÍCH ĐẾN CỦA MÁY ĐÀO

Lớp đệm ngăn nước

ĐÍCH ĐẾNLớp đệm ngăn nước

Cải tạo nền đất

Đôi khi phương pháp nhấnchìm cũng được áp dụng

（Video）

Nước

10

Nước

Phương pháp cải tạo

nền đất


12/35

Có rất nhiều loại vật liệu đệm ngăn nước

GIẢI PHÁP ĐỒNG THỜICHỐNG NƯỚC TRÀN VÀO HẦM

Mặt cắtđứng

Mặt cắt ngangcủa giếng đào

Hướngđào

11

・ Tuy vậy, lớp đệm thường được sử dụng đồng thờivới cải tạo nền đất để an toàn hơn


13/3512









14/3513

Máy khiên đào có bị lún không？

Ví dụ, máy đào có đường kính = 10m, chiều dài = 11m,trọng lượng = 20,000kN

Trọng lượng riêng quy đổi = 20,000/(5*5*π*11)≒23kN/m3

Hầu như tương đương với bê tông về tỷ trọng

10m 11m


15/3514

Để máy đào không bị lún (replaced)

Nói một cách đơn giản

Lực do máy đào lên nền không được vượt quá khả năng chịutải của nền

Không có hiện tượng lún trễ vì máy đào di chuyển sau một

thời gian ngắn

・ Hiện tượng lún trong khi đào thường do việc điều khiểnkhông tốt (sẽ trình bày trong phần sau)

Ứng suất thụ động theo Rankine

：trọng lượng riêng (kN/m3)

：Góc nội ma sát (deg.)

：Lực dính (kN/m2)

：độ sâu (m)

Biến dạng theo mặt trượt trụtròn do lực cắt

Đường hầm

Mặt trượt


16/35

15

Đường hầm dưới đáy biển bị đẩy nổi? Đường hầm dưới đáy biển qua vịnh Tokyo (Aqualine)


17/35

16

Dưới đáy biển, tầng đất mặt mỏng quá thì hầm bị đẩy nổi Chiều dày cần thiết của tầng đất mặt là 1.0 đến 1.5D

Khi thiếu trọng lượng, dùng vật nặng bù thêm(bê tông, thép)

Nguyên nhân làm đường hầm bị đẩy nổi

22m

11m

14m

Lực đẩy nổi

Vỏ hầm

Lớp đất mặt

Vỏ hầmĐất trên hầm

Tổng trọng lượng

680 kN/m

660 kN/m

1340 kN/m

Lực đẩy nổi 1560 kN/mĐối

trọng

D


18/35

17









19/35

18

Nguyên lý đào kín bằng máy khiên đào Máy đào được đẩy tới trước ở mức độ cân bằng với sức cản

của nền (nước và đất) Lực đẩy tới của máy đào được điều chỉnh bằng lực của kích

thủy lực và lượng đất đào được thải ra.Lực cản

của nước

Lực cản

của đất

Lực đẩy củamáy đào

（phân bố ứng suất）

Kích thủy lực

36 chiếc kích thủy lực


20/35

19

Gật gù（Chuyển động lên và xuống）

Lắc lư（Chuyển động qua trái và phải）

Xoay tròn（Theo chiều kim đồng hồ）

3 cách điều khiển chuyển động của máy đào

・ Máy đào có thể bị lún nếu điều khiển không hợp lý


21/35

20

Định hướng và định vị cho máy đào

Trung tâm điều khiển

CảmbiếnđođộcaoCảmbiếnđođộnghiêng Tiêuđiểm Máyđođạttổnghợp

Hệ thống đo đạc tự động（2 phương pháp）

Điểm gốc

・ Sai số vào khoảng vài cm cho 500m đường hầm

Đầumáyđào

Trênmặtđất


22/35

21

Điều khiển máy đào có khó không?

・Đào đất・Hướng, vị trí・Khối lượng đào・Lượng vật liệu trám lưng

・Tải trọng tác động・Môi trường trong hầm

Trung tâm điều khiển sẽ theo dõi và kiểm soát các thông số

Dùng các kích thủy lực để chỉnh hướng


23/35

22









24/35

19

Ảnh hưởng đến nền đất xung quanh

Trồi

LúnTrướcgương

đào

Khi máyđào đi

qua

Lún sauthời gian

dài

Khoảng hởgiữa đuôi

máy và nền

Lòng đất và bề mặt sẽ biến dạng khi máy đào đi qua

Tùy theo việc điều khiển máy và phương pháp thi công,có cả 2 khả năng lún và trồi của nền đất


25/35

24

Cách xác định phạm vi bị ảnh hưởng

Khi lấy đường hầm làm mốc（ Ví dụ của một công ty điện lực）

Vùng bị ảnh hưởngVùng ít bị ảnh hưởngVùng không bị ảnh hưởng

D

D

2D

Khi lấy công trình làm mốc（ Ví dụ của một công ty điện lực ）

Vùng bị ảnh hưởng

Tuynen

DD

D

3D

Công trình

Tuynen

・ Ở Nhật, các chủ sở hữu khác nhau thường có các quy định của riêng mình

・ Khi đã xác định là có ảnh hưởng, sẽ phải định lượng ảnh hưởng đó

Công trình


26/35

25

Có thể định lượng mức độ ảnh hưởng？

Phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) được dùng để phân tích

Mô hình phần tử hữu hạn 2 chiều Mô hình phần tử hữu hạn 3 chiều

・Rất nhiều yếu tố kinh nghiệm được đưa vào trong tính toán・Với hiểu biết hiện nay, vẫn không thể có kết quả chính xác

tuyệt đối mà mới chỉ dừng ở mức độ ước lượng tham khảo

ấ ố ấ


27/35

26









28/35

27

Liên kết giữa các đốt hầm



Cần đơn giản nhưng phải chắc chắn

Nhiề iải há kỹ th ật


29/35

28

Nhiều giải pháp kỹ thuậtcho cấu kiện vỏ hầm

Bê tông chịu nhiệt

Kín nước tại các mối nối

Bê tông có sợi（chống nổ toác）


30/35

29

Đường hầm có bao giờ vỡ?Trong thiết kế , thường sử dụng phần mềm tính toán

kết cấu với mô hình kết cấu gồm có các phần tử dầmvà liên kết để mô phỏng các đốt hầm và mối nối

・Với kinh nghiệm tích lũy theo thời gian, hiện nay có thể thiết kế

và xây dựng các đường hầm một cách an toàn

dầm

Liên kếtpháp tuyến

Liên kết xoay

Liên kết dọc

Biến dạng Moment uốn

Lực dọc trục Lực cắt

Shi i ó hiề ki h hiệ â hầ


31/35

30

Shimizu có nhiều kinh nghiệm xây hầmbằng công nghệ khiên đào

ổng số

: 5 2

ự

án trong giai

đoạn

1964～2014thi công ở các điều kiện địa chất khác nhau

(1) Đào kín: 392 dự ánDạng tuần hoàn bùn: 144Dạng áp lực đất : 248

(2) Đào hở : 102 dự ánĐào cơ khí : 17

Đào bán cơ khí: 20Đào tay: 54

(3) Đào hở một phần : 16 dự án

(4) Các loại hình khác: 3 dự án

Đườ tà điệ ầ đầ tiê ủ Việt N


32/35

31

Đường tàu điện ngầm đầu tiên của Việt Nam

Ga Ba Son

Ga Nhà Hát TP

1.74km

Ga Bến thành

Ga Suối Tiên

[Tuyến đường sắt đô thị số 1]

Gói thầu do liên danhShimizu – Maeda thực hiện（2014.08－2019.01）

[Chủ đầu tư]

Tổng chiều dài: 19.7km

Ủy ban nhân dân TP.HCMBan quản lý đường sắt đô thị

Hã đồ hà h ù hú ôi


33/35

32

Hãy đồng hành cùng chúng tôi

Ga nhà hát TP

Đào hở Kết cấu ngầm 4 tầng

3 3 m

43m

Đường hầm

Lớp đấtbên trên

8～22m

Công nghệ khiêng đào

Hai hầm chạy trên dưới Đường kính 6.6m

Công nghệ khiêng đào

Hai hầm chạy so le Khoảng cách 0～15m

Đường hầm

Mặtbằng

Mặtđứng

ồ


34/35

33

Hãy đồng hành cùng chúng tôi

21m

17m

Đào hở

Kết cấu ngầm 2 tầng Có kết cấu bên trên

19m

13m

Đào hở

Kết cấu ngầm 1 tầng,đi dần lên cao

Đường hầmGa

BasonPhần trênmặt đất

Đường sắt trênđất đắp

Kết cấu móng cọc

Mặtbằng

Mặtđứng


35/35

XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN

http://www.shimz.co.jp/english/index.html

[email protected]

Chúng tôi hy vọng sẽ có dịp giới thiệu chi tiết hơn về quá trình xây dựng đường tàu điện ngầm TP.HCM với các bạn

Date post:	06-Jul-2018
Category:	Documents
Upload:	nguyen-quoc-khanh
View:	215 times
Download:	0 times

1-1 ShieldTunnel

Documents