I. Giới thiệu về công nghệ TBM
Công nghệ TBM (Tunnel Boring Machine) là một phương pháp thi công đường hầm hiện đại, được ứng dụng rộng rãi trong các dự án xây dựng đường hầm metro tại các đô thị lớn. Luận văn này tập trung nghiên cứu việc ứng dụng công nghệ TBM trong việc xây dựng đường hầm metro tại TP.HCM, một thành phố có tốc độ phát triển kinh tế và đô thị hóa nhanh. Công nghệ TBM được đánh giá cao nhờ khả năng thi công nhanh, an toàn và ít ảnh hưởng đến môi trường xung quanh. Luận văn cũng đề cập đến các giải pháp kỹ thuật và tính toán kết cấu để đảm bảo hiệu quả thi công.
1.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của TBM
Công nghệ TBM bao gồm các bộ phận chính như khiên đào, hệ thống đẩy, và hệ thống vận chuyển đất đá. Khiên đào là bộ phận quan trọng nhất, có nhiệm vụ cắt và đào đất đá. Hệ thống đẩy giúp máy di chuyển về phía trước, trong khi hệ thống vận chuyển đất đá đưa vật liệu ra khỏi hầm. Nguyên lý hoạt động của TBM dựa trên việc tạo ra áp lực cân bằng tại mặt gương đào, giúp ổn định địa chất và ngăn ngừa sụt lún. Luận văn cũng phân tích các loại TBM phù hợp với điều kiện địa chất công trình tại TP.HCM.
1.2. Ưu điểm và thách thức của TBM
Công nghệ TBM mang lại nhiều ưu điểm như tốc độ thi công nhanh, độ chính xác cao, và ít ảnh hưởng đến các công trình hạ tầng xung quanh. Tuy nhiên, việc ứng dụng TBM cũng đặt ra nhiều thách thức, đặc biệt là trong việc xử lý các vấn đề địa chất phức tạp và an toàn lao động. Luận văn đưa ra các giải pháp kỹ thuật để khắc phục những thách thức này, bao gồm việc sử dụng các loại khiên đào phù hợp và cải thiện quy trình thi công.
II. Điều kiện địa chất và thủy văn tại TP
TP.HCM là một khu vực có điều kiện địa chất công trình và thủy văn phức tạp, đòi hỏi các giải pháp thi công đặc biệt. Luận văn tiến hành thu thập và phân tích dữ liệu về địa chất, thủy văn, và hạ tầng hiện trạng để đưa ra các phương án thi công phù hợp. Các yếu tố như độ sâu đặt hầm, áp lực nước ngầm, và tính chất đất đá được nghiên cứu kỹ lưỡng. Kết quả cho thấy, công nghệ TBM là giải pháp tối ưu để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong quá trình thi công.
2.1. Đặc điểm địa chất khu vực TP.HCM
Địa chất công trình tại TP.HCM bao gồm các lớp đất yếu, đất sét, và cát, với độ ổn định thấp. Luận văn phân tích các lớp địa chất này và đưa ra các giải pháp kỹ thuật để xử lý, bao gồm việc sử dụng các loại khiên đào phù hợp và cải thiện quy trình thi công. Các phương pháp tính toán kết cấu cũng được áp dụng để đảm bảo độ ổn định của đường hầm.
2.2. Ảnh hưởng của thủy văn đến thi công
Thủy văn là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến quá trình thi công đường hầm metro. Luận văn nghiên cứu các đặc điểm thủy văn tại TP.HCM, bao gồm mực nước ngầm và áp lực nước, để đưa ra các giải pháp thi công phù hợp. Các phương pháp kiểm soát nước ngầm và đảm bảo an toàn lao động cũng được đề cập chi tiết.
III. Thiết kế và thi công đường hầm metro
Luận văn trình bày chi tiết quy trình thiết kế đường hầm và thi công bằng công nghệ TBM. Các yếu tố như mặt cắt dọc, mặt cắt ngang, và trình tự thi công được phân tích kỹ lưỡng. Luận văn cũng đưa ra các mô hình tính toán để đảm bảo độ ổn định và an toàn của đường hầm. Các giải pháp kỹ thuật được đề xuất nhằm tối ưu hóa quá trình thi công và giảm thiểu rủi ro.
3.1. Lựa chọn thông số thiết kế
Luận văn đưa ra các thông số cơ bản của tuyến hầm, bao gồm độ sâu đặt hầm, kích thước mặt cắt, và vật liệu sử dụng. Các thông số này được lựa chọn dựa trên điều kiện địa chất và thủy văn tại TP.HCM. Các phương pháp tính toán kết cấu cũng được áp dụng để đảm bảo độ ổn định của đường hầm.
3.2. Quy trình thi công bằng TBM
Quy trình thi công bằng công nghệ TBM được trình bày chi tiết, bao gồm các bước từ chuẩn bị mặt bằng đến hoàn thiện đường hầm. Luận văn cũng đề cập đến các biện pháp đảm bảo an toàn lao động và kiểm soát chất lượng trong quá trình thi công. Các giải pháp kỹ thuật được đề xuất nhằm tối ưu hóa quá trình thi công và giảm thiểu rủi ro.
