Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Sự gia tăng nhanh chóng của các phương tiện giao thông cá nhân tại Hà Nội (giai đoạn từ năm 1996 đến 2008 ghi nhận tốc độ tăng trưởng xe máy đạt 8 - 13%/năm và ô tô đạt 5 - 8%/năm) đã gây áp lực nặng nề lên mạng lưới hạ tầng đường bộ đô thị. Tình trạng ùn tắc giao thông vào giờ cao điểm, ô nhiễm không khí và tiếng ồn diễn ra nghiêm trọng. Do đặc thù các khu dân cư tập trung đông đúc, mật độ kiến trúc dày đặc và mạng lưới đường sá chằng chịt, việc giải phóng mặt bằng để mở rộng đường trên mặt đất gặp nhiều hạn chế về mặt chi phí và bảo tồn di sản lịch sử - văn hóa. Trước thực trạng vận tải hành khách công cộng năm 2000 mới chỉ đáp ứng được khoảng 4% nhu cầu đi lại, việc phát triển các tuyến đường sắt đô thị chạy ngầm được xác định là hướng đi tất yếu nhằm tận dụng không gian ngầm và giải quyết bài toán giao thông đô thị bền vững.

Đồ án tập trung giải quyết các nhiệm vụ và mục tiêu nghiên cứu cụ thể:

  1. Đánh giá tính phù hợp của hệ thống tàu điện ngầm (Metro) tại Hà Nội trên cơ sở định hướng Quy hoạch tổng thể phát triển Thủ đô đến năm 2020.
  2. Lựa chọn hướng tuyến, so sánh các phương án mặt cắt ngang công trình ngầm (hầm đơn và hầm đôi chạy song song) và xác định công nghệ thi công hầm trong điều kiện địa chất đô thị.
  3. Thiết kế kỹ thuật vỏ hầm bê tông cốt thép đúc sẵn lắp ghép và tính toán tổ chức thi công chi tiết bằng máy đào khiên cơ giới (TBM - Tunnel Boring Machine).
  4. Phân tích bài toán cơ học về ổn định gương đào khi thi công bằng khiên đào cân bằng áp lực trong nền đất yếu, kết hợp mô phỏng số 3 chiều bằng phần mềm Plaxis 3D Tunnel.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Kết cấu vỏ hầm, công nghệ thi công khiên đào TBM và trạng thái ứng suất - biến dạng của khối đất cùng gương đào đường hầm Metro.
  • Phạm vi không gian: Tuyến đường sắt đô thị thí điểm thành phố Hà Nội đoạn Nam Thăng Long – Giáp Bát; đoạn tuyến nghiên cứu thiết kế và thi công chi tiết là khu gian từ Km6+150 đến Km7+250 (chạy dọc trục đường Phạm Hùng, từ ngã ba Mễ Trì – Phạm Hùng đến Trung tâm Hội nghị Quốc gia – Siêu thị Big C) với chiều dài 1,1 km.
  • Phạm vi thời gian và quy hoạch: Căn cứ theo Quyết định số 108/1998/QĐ-TTg ngày 20/06/1998 của Thủ tướng Chính phủ phê duyệt Quy hoạch tổng thể Thủ đô Hà Nội đến năm 2020; đồ án được thực hiện hoàn thành vào tháng 05 năm 2008.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đồ án kết hợp cơ sở lý thuyết cơ học đất, cơ học công trình ngầm và các phương pháp mô phỏng số chuyên ngành:

  • Khung lý thuyết và mô hình tính toán:
    • Thuyết bền Mohr - Coulomb: Ứng dụng để mô tả trạng thái ứng suất giới hạn, lực cắt và độ bền của khối đất nền xung quanh hầm và gương đào.
    • Mô hình lăng trụ không gian của Horn (1961): Phân tích sự cân bằng giới hạn của thể lăng trụ trượt tam giác trước gương đào và khối lăng trụ chữ nhật phía trên kéo dài lên mặt đất.
    • Lý thuyết vòm áp lực Silo (Janssen, 1895): Xác định sự phân bố lại ứng suất thẳng đứng và giảm tải trọng do ma sát thành bên trong môi trường hạt rời.
    • Định luật thấm Darcy và định lý tích phân Gauss: Dùng để tính toán áp lực dòng thấm và gradient thủy lực tác dụng lên các mặt phân tố trượt trước gương hầm trong điều kiện đất ngập nước.
    • Phương pháp suy giảm độ bền (Phi - c reduction): Sử dụng để xác định hệ số an toàn ổn định ($M_{sf}$) của đường hầm trong môi trường phần tử hữu hạn.
  • Phương pháp nghiên cứu:
    • Phương pháp phân tích - so sánh kỹ thuật: So sánh các phương pháp thi công công trình ngầm đô thị (đào hở, tường trong đất, hạ đoạn kén-son, khiên đào kín TBM) và so sánh phương án hình học hầm đơn ($D_{ngoài} = 18,6\text{ m}$) với hầm đôi song song ($D_{ngoài} = 6,3\text{ m}$).
    • Phương pháp giải tích: Thiết kế kết cấu vỏ hầm bê tông cốt thép theo trạng thái giới hạn; tính toán tải trọng địa tầng, tải trọng thủy tĩnh, phản lực nền và áp lực đẩy của kích thủy lực TBM.
    • Phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) 3D: Sử dụng mô-đun Plaxis 3D Tunnel để thiết lập mô hình không gian $20\text{ m} \times 25\text{ m} \times 19\text{ m}$, mô phỏng 3 giai đoạn thi công thực tế nhằm đánh giá trường chuyển vị, ứng suất và áp lực cân bằng gương đào.
  • Nguồn dữ liệu:
    • Số liệu khảo sát địa chất, địa chất thủy văn thực tế tại khu vực Hà Nội và tài liệu lỗ khoan thăm dò địa chất (lỗ khoan A2 từ Km10+00 đến Km12+00 thuộc dự án tuyến đường sắt Nhổn – Ga Hà Nội).
    • Các quy chuẩn, tiêu chuẩn thiết kế cầu hầm và công trình ngầm (tiêu chuẩn 22TCN18-79).
    • Tài liệu kỹ thuật của các hãng chế tạo khiên đào quốc tế (Herrenknecht, Wirth, Lovat) và các công trình nghiên cứu chuyên ngành của Kovári (1996), Anagnostou (1993 - 1995), Chambon & Corté, Nguyễn Quang Phích, Nguyễn Xuân Mãn.

Nội dung chính theo từng phần của đồ án

Phần I: Giới thiệu chung

Phần này trình bày tổng quan về vai trò của công trình ngầm đối với việc tái cấu trúc không gian đô thị Hà Nội. Tác giả phân tích các số liệu dự báo giao thông: nhu cầu đi lại của người dân thủ đô tăng từ 1.661 triệu lượt người/năm (năm 2002) lên 3.386 triệu lượt người/năm (năm 2020), mục tiêu vận tải hành khách công cộng phải đảm nhận 30% (năm 2010) và 50% (năm 2020). Dự án tuyến đường sắt đô thị thí điểm Nam Thăng Long – Giáp Bát có tổng chiều dài 15,005 km, bố trí hoàn toàn đi ngầm với 11 ga ngầm đặt tại độ sâu 23 - 26 m, cự ly trung bình giữa các ga từ 1 đến 1,5 km. Hệ thống khai thác sử dụng đoàn tàu 5 toa, tải trọng trục 14 tấn, khổ đường tiêu chuẩn 1.435 mm, vận tốc thiết kế $V_{tk} = 80\text{ km/h}$, cấp điện thông qua hệ thống ray thứ ba tiếp xúc dưới với điện áp DC 600 - 1.500V (hạ áp nắn 825V), cho phép đạt năng lực vận chuyển giờ cao điểm là 24.000 hành khách/giờ/hướng.

Phần II: Thiết kế sơ bộ

Tác giả đi sâu phân tích đoạn tuyến lựa chọn thi công tại khu gian Km6+150 – Km7+250 (dài 1,1 km dọc đường Phạm Hùng). Địa tầng khu vực gồm 5 lớp chính: lớp 1 (đất đắp), lớp 2 (sét dẻo cứng dày 3,0 m), lớp 3 (cát pha dẻo dày 10,5 m), lớp 4 (cát mịn pha sét dày 9,5 m) và lớp 5 (cát hạt trung lẫn sạn). Đồ án lập bảng so sánh hai phương án kết cấu:

  • Phương án hầm đơn: Bán kính trong $8,6\text{ m}$, bán kính ngoài $9,3\text{ m}$, chiều sâu tim hầm $30\text{ m}$, vỏ hầm ghép từ 9 mảnh.
  • Phương án hầm đôi song song (được chọn): Bán kính trong $5,6\text{ m}$, bán kính ngoài $6,3\text{ m}$, chiều dày vỏ $0,35\text{ m}$, lớp bê tông thứ cấp dày $0,05\text{ m}$, khoảng cách giữa hai tim hầm là $20\text{ m}$, độ sâu tim hầm $23\text{ m}$, vỏ hầm gồm 6 mảnh ghép (3 mảnh tiêu chuẩn N, 1 mảnh chân trái Mt, 1 mảnh chân phải Mp, 1 mảnh khóa K). Về công nghệ đào hầm, tác giả tổng kết các dòng máy khiên đào cơ giới: khiên đào cân bằng vữa sét (MS-S / Slurry Shield), khiên đào cân bằng áp lực đất (MS-E / EPB Shield), khiên đào khí nén (MS-A) và khiên đào hỗn hợp (MS-M), từ đó luận chứng lựa chọn khiên đào TBM cân bằng áp lực thích hợp cho nền đất yếu Hà Nội.

Phần III: Thiết kế kỹ thuật

Nội dung chương tập trung xác định các tổ hợp tải trọng tác dụng lên kết cấu hầm, bao gồm: áp lực địa tầng thẳng đứng và nằm ngang, trọng lượng bản thân vỏ hầm, áp lực thủy tĩnh ngầm, phản lực đàn hồi của địa tầng, tải trọng phụ thêm do đường hầm song song và tải trọng công trình xây dựng trên mặt đất. Tác giả tiến hành mô hình hóa vỏ hầm dạng vành đàn hồi chia đốt, tính toán nội lực (mô-men uốn $M$, lực dọc $N$, lực cắt $Q$), kiểm toán khả năng chịu lực tại các tiết diện nguy hiểm, kiểm tra điều kiện chịu ép mặt tại các mối nối giữa các mảnh ghép vỏ hầm, và bố trí cốt thép chịu lực cho các phân đoạn lắp ghép.

Phần IV: Thiết kế tổ chức thi công

Chương này đề xuất quy trình tổ chức thi công đồng bộ tại hiện trường:

  • Thi công phụ trợ và giếng xuất phát: Thiết kế giếng đứng xuất phát và bể chứa thu hồi chất thải; lắp ráp và căn chỉnh hệ thống khiên đào TBM dưới đáy giếng.
  • Quy trình đào và lắp ghép vỏ hầm: Vận hành chu trình đào đất kín, đẩy kích thủy lực tì vào vỏ hầm đã lắp, vận chuyển bùn đất ra ngoài qua hệ thống đường ống/băng tải, đúc sẵn các mảnh vỏ hầm BTCT tại nhà máy, vận chuyển vào hầm và sử dụng tay gắp cơ khí lắp dựng và khóa chèn mảnh K.
  • Biện pháp chống thấm và hoàn thiện: Bơm vữa chèn lấp khoảng hở đuôi khiên (tail void grouting), lắp đặt joint cao su chống thấm giữa các khe nối và thi công lớp vỏ bê tông chống thấm thứ cấp đổ tại chỗ dày $0,05\text{ m}$.
  • Hệ thống phụ trợ trong hầm: Bố trí hệ thống thông gió đường ống đẩy, trạm biến áp phân phối điện thi công, mạng lưới cấp nước thi công và hệ thống rãnh gom/bơm thoát nước ngầm.
  • Tổ chức mặt bằng và tiến độ: Lập sơ đồ tiến độ dây chuyền, biện pháp phân luồng đảm bảo an toàn giao thông trên trục đường Phạm Hùng và các quy định an toàn lao động trong không gian kín.

Phần chuyên đề: Phân tích sự cố và mô phỏng ổn định gương đào bằng Plaxis 3D Tunnel

Tác giả phân tích cơ chế hình thành phễu lún sụt bề mặt và biến dạng nền đất yếu do quá trình đào hầm gây ra. Về mặt lý thuyết giải tích, đồ án thiết lập bài toán phẳng và bài toán không gian theo mô hình Horn (1961), xác định áp lực dòng thấm $F_x, F_z$ qua tích phân Gauss và áp lực thẳng đứng $\sigma'_v$ theo thuyết vòm Silo. Về mô phỏng số, đồ án ứng dụng mô-đun Plaxis 3D Tunnel với mô hình phần tử hữu hạn 3D bán đối xứng, phân tích cụ thể 3 giai đoạn thi công.

Thiết kế kỹ thuật và kết quả mô phỏng số

1. Bảng tổng hợp thông số kết cấu và phương án hầm

Hạng mục thông số Phương án hầm đơn Phương án hầm đôi song song (Phương án chọn)
Chiều sâu đặt tim hầm $30\text{ m}$ $23\text{ m}$
Khoảng cách giữa 2 tim hầm — (chạy chung 1 hầm) $20\text{ m}$
Bán kính trong ($R_{trong}$) $8,60\text{ m}$ $5,60\text{ m}$
Bán kính ngoài ($R_{ngoài}$) $9,30\text{ m}$ $6,30\text{ m}$
Chiều dày vỏ hầm đúc sẵn $0,35\text{ m}$ $0,35\text{ m}$
Chiều dày lớp bê tông thứ cấp $0,05\text{ m}$ $0,05\text{ m}$
Số mảnh ghép 1 vòng vỏ 9 mảnh ($6\text{N} + 1\text{T} + 1\text{P} + 1\text{K}$) 6 mảnh ($3\text{N} + 1\text{Mt} + 1\text{Mp} + 1\text{K}$)
Bố trí sân chờ tại nhà ga Ke ga dạng bến (Side platform) Ke ga dạng đảo (Island platform)

2. Thông số địa kỹ thuật đầu vào trong mô hình Plaxis 3D

Mô hình đất nền sử dụng mô hình đàn dẻo Mohr - Coulomb (M-C) ở điều kiện thoát nước (Drained):

Chỉ tiêu cơ lý / Lớp đất Lớp 1b: Sét pha Lớp 3a: Cát mịn Lớp 3a': Cát hạt trung Đơn vị
Dung trọng tự nhiên ($\gamma_{unsat}$) 15 17 17 $\text{kN/m}^3$
Dung trọng bão hòa ($\gamma_{sat}$) 19 20 20 $\text{kN/m}^3$
Mô-đun đàn hồi Young ($E_{ref}$) $1,0 \times 10^4$ $1,0 \times 10^4$ $1,0 \times 10^4$ $\text{kN/m}^2$
Hệ số Poisson ($\nu$) 0,3 0,3 0,3 —
Lực dính hiệu quả ($c_{ref}$) 5 1 1 $\text{kN/m}^2$
Góc ma sát trong ($\varphi$) 16,73 16,73 16,73 độ ($^\circ$)
Hệ số tương tác mặt tiếp xúc ($R_{inter}$) 0,8 0,8 0,8 —
Hệ số áp lực ngang ($K_0$) 0,695 0,695 0,695 —

Ghi chú điều kiện hình học mô hình: Chiều rộng $20\text{ m}$, chiều dài trục $Z = 25\text{ m}$, chiều sâu $19\text{ m}$; chiều dài khiên đào TBM $L = 8,6\text{ m}$, đường kính khiên $D = 6,4\text{ m}$; cao độ trục hầm tại mức $-14\text{ m}$, nằm dưới mực nước ngầm $4,1\text{ m}$ (đỉnh hầm cách mực nước ngầm $0,8\text{ m}$). Giả định độ co ngót thể tích hình nón của khiên là 0,5%.

3. Kết quả mô phỏng các giai đoạn trong Plaxis 3D Tunnel

Giai đoạn tính toán Thiết lập mô phỏng Kết quả định lượng Ý nghĩa kỹ thuật
Giai đoạn 1: Duy trì áp lực cân bằng gương đào Áp lực đỉnh hầm: $200\text{ kN/m}^2$; Đáy hầm: $300\text{ kN/m}^2$; Gradient: $14\text{ kN/m}^2/\text{m}$; Trọng lượng dung dịch bentonite: $14\text{ kN/m}^3$. Chuyển vị thẳng đứng lớn nhất $U_y = 18,46\text{ mm}$ ($18,46 \times 10^{-3}\text{ m}$). Đất nền duy trì ổn định, lún bề mặt nằm trong giới hạn kiểm soát cho phép.
Giai đoạn 2: Xác định áp lực tối thiểu chống sụp đổ Giảm dần áp lực giữ gương đào cho đến khi đất nền bị phá hủy dẻo (Soil body collapses). Hệ số tải trọng tới hạn $\Sigma M_{loadA} = 0,1746$. Áp lực tối thiểu tại đỉnh hầm: $0,1746 \times 200 = 34,92\text{ kN/m}^2$. Biến dạng sụt lún khối đất đạt $1,37\text{ m}$. Ngưỡng áp lực tối thiểu tuyệt đối phải duy trì trong buồng đào để tránh sập gương đào.
Giai đoạn 3: Phân tích hệ số an toàn thi công Áp dụng phương pháp suy giảm thông số độ bền $\text{Phi-c reduction}$ ($c$ và $\tan\varphi$ giảm dần). Hệ số an toàn tổng thể đạt được: $\Sigma M_{sf} = 2,3592$. Công trình đạt độ an toàn cao trong suốt quá trình đẩy khiên và đào đất.

Kết quả và đóng góp

  • Kết quả kỹ thuật chính:
    • Xác lập bộ thông số thiết kế hoàn chỉnh cho đoạn hầm đôi Metro khu gian Km6+150 – Km7+250 đường Phạm Hùng: hầm tròn đường kính ngoài $6,3\text{ m}$, vỏ BTCT lắp ghép dày $0,35\text{ m}$ gồm 6 mảnh ghép, chiều sâu chôn hầm $23\text{ m}$.
    • Xác định định lượng chế độ áp lực buồng đào TBM: áp lực duy trì vận hành từ $200\text{ kN/m}^2$ (đỉnh) đến $300\text{ kN/m}^2$ (đáy) khống chế độ lún cực đại ở mức $18,46\text{ mm}$; áp lực giới hạn dưới chống sụp đổ gương là $34,92\text{ kN/m}^2$.
    • Chứng minh hệ số an toàn thi công của hầm đạt $\Sigma M_{sf} = 2,3592$, đảm bảo ổn định tổng thể cho nền đất và các công trình lân cận trên trục đường Phạm Hùng (Trung tâm Hội nghị Quốc gia, tổ hợp Big C, Vimeco, Viglacera).
  • Đóng góp học thuật và thực tiễn:
    • Là một trong những công trình nghiên cứu chuyên ngành sớm tại Việt Nam (năm 2008) tiếp cận và ứng dụng hoàn chỉnh công nghệ khiên đào TBM cân bằng áp lực chất lỏng/đất cho mạng lưới đường sắt đô thị ngầm Hà Nội.
    • Kết hợp chặt chẽ giữa lý thuyết cơ học môi trường liên tục (mô hình lăng trụ trượt Horn, lý thuyết Silo cổ điển) với phương pháp phần tử hữu hạn 3 chiều phi tuyến (Plaxis 3D Tunnel), cung cấp quy trình tính toán có độ tin cậy cao cho bài toán ổn định công trình ngầm trong đất yếu bão hòa nước.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế:
    • Mô hình tính toán Plaxis 3D Tunnel mới chỉ đơn giản hóa địa tầng thành 3 lớp đại diện dựa trên số liệu lỗ khoan A2 (từ Km10+00 đến Km12+00 của tuyến Nhổn – Ga Hà Nội), chưa bao quát hết sự biến đổi bất đồng nhất của toàn bộ 5 lớp địa chất dọc suốt tuyến.
    • Phân tích giải tích lý thuyết gương đào mới chỉ xét trong điều kiện đất không thấm (theo giả thiết vận tốc nhào trộn và hệ số thấm của Anagnostou), chưa xét đến trạng thái thấm chuyển tiếp phức tạp.
  • Hướng nghiên cứu tiếp:
    • Mở rộng bài toán mô phỏng số với đầy đủ các lớp địa tầng chi tiết theo từng lý trình khảo sát thực tế của tuyến Nam Thăng Long – Giáp Bát.
    • Phân tích ảnh hưởng của tải trọng động từ đoàn tàu khi khai thác và đánh giá tương tác địa chấn/dao động đến các kết cấu móng cọc của các tòa nhà cao tầng lân cận trên mặt đất.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo chuyên môn hữu ích dành cho:

  • Sinh viên, học viên cao học và kỹ sư thuộc các chuyên ngành Xây dựng Cầu Hầm, Công trình ngầm đô thị, Xây dựng Metro, và Địa kỹ thuật công trình.
  • Các cán bộ kỹ thuật tham gia thiết kế sơ bộ, thiết kế kỹ thuật vỏ hầm đúc sẵn lắp ghép hoặc lập biện pháp tổ chức thi công bằng khiên đào TBM (Slurry TBM / EPB).
  • Người nghiên cứu bài toán ổn định gương đào và chuyển vị nền đất xung quanh hầm thông qua phần mềm phần tử hữu hạn Plaxis 3D Tunnel.

Câu hỏi thường gặp

1. Vì sao đồ án lựa chọn phương án hầm đôi song song thay vì phương án hầm đơn?
Phương án hầm đôi song song đặt ở chiều sâu tim $23\text{ m}$ với đường kính ngoài $6,3\text{ m}$ giúp giảm kích thước tiết diện máy đào TBM so với hầm đơn ($D_{ngoài} = 18,6\text{ m}$, sâu $30\text{ m}$), giảm chi phí chế tạo khiên đào, hạn chế diện tích xáo động địa tầng, kiểm soát biến dạng lún mặt đất tốt hơn trong nền đất yếu và thuận tiện cho việc bố trí ga ngầm dạng ke đảo dài $100\text{ m}$.

2. Vỏ hầm của phương án lựa chọn có cấu tạo và liên kết như thế nào?
Vỏ hầm có bán kính trong $5,6\text{ m}$, bán kính ngoài $6,3\text{ m}$, chiều dày $0,35\text{ m}$, bên trong có lớp bê tông chống thấm thứ cấp dày $0,05\text{ m}$. Một vòng vỏ hầm gồm 6 mảnh ghép đúc sẵn: 3 mảnh tiêu chuẩn (N), 1 mảnh chân trái (Mt), 1 mảnh chân phải (Mp) và 1 mảnh khóa đỉnh (K), liên kết với nhau bằng bu-lông và chèn gioăng cao su chống thấm.

3. Áp lực nhỏ nhất cần duy trì tại buồng đào TBM để tránh sụp đổ gương hầm là bao nhiêu?
Theo kết quả mô phỏng ở Giai đoạn 2 trong Plaxis 3D Tunnel, khi giảm áp lực buồng đào tới giới hạn phá hủy, hệ số tải trọng tới hạn ghi nhận được là $\Sigma M_{loadA} = 0,1746$. Tương ứng với giá trị này, áp lực tối thiểu tuyệt đối cần duy trì tại đỉnh gương hầm là $34,92\text{ kN/m}^2$ ($0,1746 \times 200\text{ kN/m}^2$). Nếu áp lực thấp hơn ngưỡng này, khối đất sẽ bị sụt lở với độ dịch chuyển lên tới $1,37\text{ m}$.

4. Hệ số an toàn và độ lún mặt đất khi vận hành khiên đào đạt giá trị bao nhiêu?
Khi duy trì áp lực buồng đào ở mức $200\text{ kN/m}^2$ tại đỉnh và $300\text{ kN/m}^2$ tại đáy (gradient $14\text{ kN/m}^2/\text{m}$), chuyển vị thẳng đứng lớn nhất của đất nền là $U_y = 18,46\text{ mm}$. Khi phân tích ổn định bằng phương pháp suy giảm độ bền ($\text{Phi-c reduction}$), hệ số an toàn của công trình đạt $\Sigma M_{sf} = 2,3592$.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Chử Ngọc Minh Chiến đã giải quyết một cách toàn diện từ quy hoạch hướng tuyến, thiết kế sơ bộ đến thiết kế kỹ thuật và tổ chức thi công đoạn hầm Metro khu gian Km6+150 – Km7+250 (đường Phạm Hùng) thuộc tuyến Nam Thăng Long – Giáp Bát. Việc lựa chọn công nghệ thi công bằng khiên đào TBM cân bằng áp lực kết hợp vỏ hầm bê tông cốt thép lắp ghép 6 mảnh là giải pháp kỹ thuật hợp lý, thích ứng tốt với điều kiện địa chất yếu và mật độ đô thị dày đặc tại Hà Nội. Điểm nhấn khoa học của công trình nằm ở việc kết hợp lý thuyết cân bằng giới hạn Horn, thuyết vòm Silo với mô hình phần tử hữu hạn Plaxis 3D Tunnel, xác định chính xác áp lực giữ ổn định gương đào tối thiểu ($34,92\text{ kN/m}^2$) và chứng minh độ an toàn thi công của hầm đạt hệ số $2,3592$.