I. Nghiên cứu tính toán kết cấu
Nghiên cứu tập trung vào việc tính toán kết cấu chống đỡ tạm thời và lâu dài khi đào hầm qua vùng đất yếu. Phương pháp tính toán được áp dụng dựa trên các nguyên lý cơ học kết cấu và vật rắn biến dạng. Các yếu tố như tải trọng, áp lực đất đá, và lực động đất được xem xét kỹ lưỡng để đảm bảo độ bền và ổn định của kết cấu hầm. Kết cấu chống đỡ tạm thời được thiết kế để đảm bảo an toàn trong quá trình đào hầm, trong khi kết cấu chống đỡ lâu dài được tính toán để chịu được các tải trọng trong suốt thời gian vận hành.
1.1. Phương pháp tính toán kết cấu
Phương pháp tính toán kết cấu bao gồm việc xác định ngoại lực và nội lực trong phạm vi một vì chống. Các mô hình tính toán được sử dụng để mô phỏng các điều kiện thực tế, bao gồm cả tải trọng tác dụng lên đường hầm. Các phương pháp số và phần tử hữu hạn được áp dụng để đảm bảo độ chính xác trong tính toán.
1.2. Lựa chọn mặt cắt vì chống
Việc lựa chọn mặt cắt của vì chống dựa trên mối quan hệ giữa modun chống uốn của sườn chống với tải trọng và kích thước hầm. Các tài liệu nghiên cứu và thực nghiệm được tham khảo để đưa ra các quyết định thiết kế tối ưu.
II. Kết cấu chống đỡ tạm thời và lâu dài
Kết cấu chống đỡ tạm thời được thiết kế để đảm bảo an toàn trong quá trình đào hầm qua vùng đất yếu. Các biện pháp như gia cố dạng treo, gia cố dạng chống, và gia cố vượt trước được áp dụng tùy thuộc vào điều kiện địa chất. Kết cấu chống đỡ lâu dài được tính toán để chịu được các tải trọng trong suốt thời gian vận hành, bao gồm cả áp lực đất đá và nước ngầm.
2.1. Gia cố dạng treo
Gia cố dạng treo sử dụng các neo thép hướng kính kết hợp với bê tông phun vảy. Neo có tác dụng nâng cao ma sát giữa các lớp đá, hạn chế biến dạng và ngăn sự suy giảm cường độ của vùng đá xung quanh mặt cắt hầm.
2.2. Gia cố dạng chống
Gia cố dạng chống sử dụng các khung chịu lực tạm thời để đảm bảo an toàn trong quá trình đào hầm. Các khung này được thiết kế để chịu được tải trọng tạm thời và được tháo dỡ sau khi hoàn thành lớp lót lâu dài.
III. Đào hầm qua đất yếu
Việc đào hầm qua vùng đất yếu đòi hỏi các biện pháp thi công đặc biệt để đảm bảo an toàn và hiệu quả. Các phương pháp như khoan lỗ thăm dò, lựa chọn biện pháp chống đỡ, và dự báo các sự cố có thể xảy ra được áp dụng. Các giải pháp thi công được điều chỉnh linh hoạt dựa trên điều kiện địa chất thực tế.
3.1. Hiện tượng Karst
Hiện tượng Karst là một trong những thách thức lớn khi đào hầm qua vùng đất yếu. Các giải pháp thi công phải được điều chỉnh để đối phó với các hang động và khe nứt do hiện tượng Karst gây ra.
3.2. Biện pháp thi công
Các biện pháp thi công bao gồm khoan lỗ thăm dò, lựa chọn biện pháp chống đỡ phù hợp, và dự báo các sự cố có thể xảy ra. Các phương pháp thi công được điều chỉnh linh hoạt dựa trên điều kiện địa chất thực tế.
IV. Áp dụng cho hầm thủy điện Văn Chấn Yên Bái
Nghiên cứu được áp dụng cụ thể cho hầm thủy điện Văn Chấn tại tỉnh Yên Bái. Các thông số kỹ thuật của hầm dẫn nước, địa chất khu vực, và các chỉ tiêu cơ lý của đất đá được phân tích kỹ lưỡng. Các giải pháp thi công và tính toán kết cấu được áp dụng để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong quá trình xây dựng.
4.1. Giới thiệu công trình
Hầm thủy điện Văn Chấn được xây dựng tại tỉnh Yên Bái với mục đích dẫn nước từ hồ chứa về nhà máy phát điện. Các thông số kỹ thuật chính của hầm dẫn nước được trình bày chi tiết.
4.2. Giải pháp đào hầm qua đoạn địa chất xấu
Các giải pháp đào hầm qua đoạn địa chất xấu bao gồm tính toán sườn chống tạm thời, biện pháp đào hầm qua vùng đất yếu, và tính toán kết cấu lớp lót cho đoạn hầm có địa chất xấu.
