Home Cơ sở KT mỏ Cơ sở QH CTN CT và CN chống giữ Tài liệu Video nghề xây dựng XD CT trên mặt đất XD giếng đứng XD Ngầm DDCN XD ngầm đk đặc biệt XD Ngầm trong mỏ CÁC RỦI RO THƯỜNG GẶP KHI THI CÔNG HẦM BẰNG MÁY ĐÀO TBM - COPYRIGHT by dotheanhxdnm57

CÁC RỦI RO THƯỜNG GẶP KHI THI CÔNG HẦM BẰNG MÁY ĐÀO TBM - COPYRIGHT by dotheanhxdnm57

Posted by: Published on:

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.

6: Các tình huống mất an toàn trong thi công TBM

Nội dung chính

Hình ảnh mô tả một số hành vi làm việc không an toàn trong quá trình lắp dựng vỏ hầm, vận hành kích đẩy và bảo trì TBM.

Các hình màu đỏ thể hiện tình huống nguy hiểm, hình màu xanh là biện pháp bảo vệ tương ứng.

Nguyên nhân

  • Công nhân đứng trong vùng hoạt động của thiết bị nâng hạ.
  • Làm việc dưới tải trọng treo.
  • Tiếp cận khu vực kích thủy lực đang hoạt động.
  • Sử dụng thang tạm không đảm bảo an toàn.
  • Thiếu rào chắn và sàn thao tác.

Hậu quả

  • Tai nạn lao động nghiêm trọng.
  • Va đập bởi vật rơi hoặc thiết bị chuyển động.
  • Kẹp nghiền giữa các bộ phận cơ khí.
  • Giảm năng suất do dừng máy xử lý sự cố.
  • Ảnh hưởng tiến độ dự án.

Biện pháp xử lý

  • Thiết lập vùng cấm khi nâng hạ cấu kiện.
  • Sử dụng sàn thao tác và giàn giáo chuyên dụng.
  • Lắp đặt lan can, lưới chắn bảo vệ.
  • Áp dụng quy trình Lock-out/Tag-out khi bảo trì.
  • Huấn luyện an toàn định kỳ cho công nhân.

Kết luận

An toàn lao động là yếu tố quyết định để duy trì tiến độ và hiệu quả thi công TBM. Phần lớn các sự cố có thể phòng tránh bằng việc tuân thủ quy trình vận hành và bảo hộ lao động.

7: TBM ngừng hoạt động khi gặp đới phá hủy địa chất

Nội dung chính

Slide minh họa trường hợp TBM đào qua vùng đứt gãy hoặc đới đá phá hủy mạnh, gây mất ổn định gương đào và làm máy phải dừng hoạt động.

Nguyên nhân

  • Địa chất khảo sát chưa phát hiện đầy đủ đới phá hủy.
  • Đá phong hóa mạnh, nứt nẻ dày đặc.
  • Khối đá rời rạc rơi vào khoang đào.
  • Nước ngầm thâm nhập qua khe nứt.

Hậu quả

  • Kẹt đầu cắt TBM.
  • Sập lở gương đào.
  • Không thể lắp segment chống đỡ.
  • Phải kéo lùi TBM hoặc dừng thi công dài ngày.
  • Chi phí xử lý phát sinh lớn.

Biện pháp xử lý

  • Khoan thăm dò trước gương đào.
  • Khoan phụt vữa gia cố trước.
  • Hạ thấp tốc độ đào và bước tiến.
  • Gia tăng áp lực chống đỡ gương đào.
  • Thi công gia cố đặc biệt tại khu vực đứt gãy.

Kết luận

Các đới phá hủy địa chất là một trong những rủi ro lớn nhất đối với TBM. Công tác khảo sát và dự báo địa chất đóng vai trò quyết định thành công của dự án.

8: Thi công TBM trong vùng đất đá bị xô đẩy

Nội dung chính

Hình ảnh mô tả TBM thi công trong khu vực có đá dập vỡ, đất đá bị nghiền nát do hoạt động kiến tạo.

Nguyên nhân

  • Đới đứt gãy kiến tạo.
  • Đá bị nghiền vụn thành breccia.
  • Tồn tại lớp sét yếu xen kẹp.
  • Nước ngầm áp lực cao.

Hậu quả

  • Mất ổn định gương đào.
  • Đất đá tràn vào buồng đào.
  • Tăng mài mòn đầu cắt.
  • Giảm tốc độ đào đáng kể.
  • Nguy cơ kẹt máy.

Biện pháp xử lý

  • Khoan thoát nước trước gương đào.
  • Bơm vữa xi măng hoặc hóa chất gia cố.
  • Đóng băng nền đất khi cần thiết.
  • Giảm tốc độ đào.
  • Quan trắc liên tục áp lực và biến dạng.

Kết luận

Thi công TBM trong vùng đất đá bị xô đẩy đòi hỏi các giải pháp xử lý nền đặc biệt trước khi đào nhằm bảo đảm ổn định và an toàn.

9: Hiện tượng bùng nền và trương nở

Nội dung chính

Slide thể hiện hiện tượng nền hầm bị đội lên do áp lực địa chất hoặc do đất đá trương nở sau khi đào.

Nguyên nhân

  • Đá mềm chịu ứng suất cao.
  • Sét kết, đá phiến sét có khả năng hút nước và trương nở.
  • Giải phóng ứng suất sau khi đào.
  • Hệ thống thoát nước không hiệu quả.

Hậu quả

  • Biến dạng tiết diện hầm.
  • Cong vênh kết cấu chống đỡ.
  • Khó khăn cho vận chuyển và lắp đặt segment.
  • Tăng tải trọng lên vỏ hầm.

Biện pháp xử lý

  • Gia cố nền bằng bê tông hoặc neo.
  • Bố trí hệ thống thoát nước tốt.
  • Sử dụng kết cấu chống đỡ linh hoạt.
  • Quan trắc biến dạng thường xuyên.
  • Điều chỉnh trình tự thi công.

Kết luận

Bùng nền là hiện tượng địa kỹ thuật phức tạp, cần được dự báo từ giai đoạn khảo sát để có giải pháp thiết kế và thi công phù hợp.

10: Các loại rủi ro trong thi công TBM

Nội dung chính

Slide tổng hợp các dạng rủi ro địa chất thường gặp khi đào hầm bằng TBM gồm:

  • Đá rơi.
  • Nổ đá (Rock Burst).
  • Phá hủy gương đào.
  • Hội tụ tiết diện hầm.

Nguyên nhân

Đá rơi

  • Khe nứt phát triển mạnh.
  • Khối đá mất liên kết.

Nổ đá

  • Ứng suất địa chất lớn.
  • Đá cứng, giòn.

Phá hủy gương đào

  • Địa chất yếu.
  • Nước ngầm lớn.

Hội tụ tiết diện

  • Đá mềm.
  • Áp lực đất đá cao.

Hậu quả

  • Mất an toàn lao động.
  • Hư hỏng TBM.
  • Giảm tốc độ đào.
  • Gia tăng chi phí xử lý.
  • Chậm tiến độ dự án.

Biện pháp xử lý

  • Khảo sát địa chất chi tiết.
  • Khoan thăm dò trước gương đào.
  • Gia cố bằng neo, bê tông phun, phụt vữa.
  • Điều chỉnh chế độ đào và lực đẩy TBM.
  • Quan trắc biến dạng liên tục.

Kết luận

Các rủi ro địa chất là nguyên nhân chủ yếu gây sự cố trong thi công hầm TBM. Việc nhận diện sớm và áp dụng biện pháp xử lý phù hợp sẽ quyết định hiệu quả, an toàn và tiến độ của dự án.

1 comment: