1 – Một số sự cố về khai đào hầm bằng TBM
Mô tả trường hợp TBM gặp vùng địa chất yếu hoặc vùng đứt gãy lớn làm máy bị kẹt và không thể tiếp tục đào.
Nguyên nhân
- Công
tác khảo sát địa chất chưa phát hiện đầy đủ đới đứt gãy.
- Đá
phong hóa mạnh, đất đá vụn nát.
- Nước
ngầm xâm nhập vào gương đào.
- Địa
tầng thay đổi đột ngột.
Hậu quả
- TBM bị
mất ổn định tại gương đào.
- Giảm
tốc độ đào hoặc dừng hoàn toàn.
- Có thể
gây sụt lún bề mặt và hư hỏng thiết bị.
Biện pháp xử lý
Các hình bên dưới minh họa:
- Khoan
thăm dò trước gương đào (Probe Drilling).
- Khoan
thoát nước.
- Phun
vữa gia cố (Grouting).
- Đào hầm
phụ hoặc hầm tiếp cận để cứu hộ TBM.
Kết luận
Khảo sát địa chất và dự báo địa chất
phía trước TBM là yếu tố quyết định thành công của dự án.
2 – Mất ổn định tại gương đào
(Face Instability)
Mô tả hiện tượng TBM gặp các hốc
karst, hang rỗng hoặc vùng đá nứt nẻ làm mất ổn định gương đào.
Diễn biến sự cố
1.
Khi TBM tiếp
cận hốc rỗng:
o Vật liệu phía trước mất khả năng tự
đứng.
o Đất đá trôi vào hốc.
2.
Nước ngầm
chảy vào:
o Cuốn theo vật liệu.
o Gây xói ngầm.
3.
Khối đá phía
trên sập xuống:
o Hình thành vùng sụt lở lớn.
o Có thể lan tới mặt đất.
Hậu quả
- Kẹt đầu
cắt.
- Sụt lún
mặt đất.
- Hư hỏng
vỏ hầm.
Biện pháp
- Khoan
khảo sát trước gương đào.
- Phun
vữa xi măng hoặc hóa chất.
- Bê tông
phun gia cố vùng yếu.
- Giảm
bước tiến TBM.
Ví dụ
Sự cố tại hầm Pinglin được nêu trên
slide là một ví dụ điển hình của hiện tượng này.
3 – Dừng máy do điều tra địa chất không đầy đủ
Cho thấy TBM đang đào trong đá
tốt nhưng bất ngờ gặp vùng đá yếu hoặc đứt gãy mà khảo sát trước đó không phát
hiện.
Ý nghĩa hình vẽ
Từ trái sang phải:
- TBM đào
bình thường.
- Bắt đầu
gặp vùng địa chất bất thường.
- Khối đá
phía trên sập xuống làm kẹt máy.
Nguyên nhân
- Mật độ
hố khoan khảo sát quá thưa.
- Không
phát hiện đứt gãy nhỏ.
- Đánh
giá sai điều kiện địa chất.
Hậu quả
- Dừng
TBM nhiều tháng.
- Chi phí
cứu hộ rất lớn.
- Chậm
tiến độ dự án.
Bài học kinh nghiệm
Một mét khoan khảo sát bổ sung
thường rẻ hơn rất nhiều so với một ngày TBM phải dừng hoạt động.
Đây là bài học nổi tiếng trong ngành
hầm thế giới.
4 – Áp lực nước ngầm và hiện
tượng bóc tách mái hầm
Mô tả hai dạng mất ổn
định:
A. Áp lực nước ngầm tại gương đào
Hình trên cho thấy:
- Nước
ngầm tạo áp lực lên mặt gương.
- Khi áp
lực nước lớn hơn sức kháng của đất đá:
- Gương đào bị phá hoại.
- Nước và vật liệu phun vào hầm.
Hậu quả
- Ngập
hầm.
- Kẹt
thiết bị.
- Sụt lún
mặt đất.
B. Tróc vỡ đá (Rock Burst /
Spalling)
Các hình a, b, c cho thấy:
- Đá chịu
ứng suất rất lớn.
- Khi TBM
đào bỏ phần đá phía trước:
- Ứng suất được giải phóng đột ngột.
- Đá bong bật khỏi mái hầm hoặc thành hầm.
Hậu quả
- Nguy hiểm
cho công nhân.
- Hỏng
thiết bị.
- Mất ổn
định tiết diện hầm.
Ví dụ
Đường hầm Yacambus – Quibor
(Venezuela) là trường hợp nổi tiếng gặp hiện tượng đá tróc vỡ do ứng suất địa
chất lớn.
5 – Lực kích TBM gây hư hỏng vỏ
hầm
TBM tiến lên nhờ các xi lanh thủy
lực (Thrust Jack) tỳ vào các đốt vỏ hầm đã lắp phía sau.
Cơ chế hư hỏng
Nếu:
- Kích
đẩy lệch tâm.
- Vòng
segment lắp sai.
- Chất
lượng bê tông không đạt.
Thì sẽ xuất hiện:
- Nứt
dọc.
- Nứt
tách lớp.
- Mẻ cạnh
segment.
- Vỡ góc
segment.
(Hình trên minh họa các dạng nứt
điển hình.)
Hậu quả
- Giảm
khả năng chịu lực của kết cấu vỏ hầm.
- Phải
thay thế segment.
- Giảm
tốc độ đào.
Các hình phía dưới
Minh họa các tình huống nguy hiểm:
- Đá rơi
khi thi công.
- Thiết
bị va chạm công nhân.
- Segment
bị đổ.
- Tai nạn
trong quá trình lắp dựng.
Biện pháp
- Kiểm
soát lực kích.
- Lắp
segment đúng trình tự.
- Quan
trắc biến dạng thường xuyên.
- Kiểm tra chất lượng bê tông đúc sẵn.
No comments:
Post a Comment