Công trình đường hầm - Trắc địa: Phần 1

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:96

Thêm vào BST

Báo xấu

12
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Cuốn sách Trắc địa công trình đường hầm phần 1 được biên soạn gồm các nội dung chính sau: khái niệm về công trình đường hầm và công nghệ thi công xây dựng đường hầm; trắc địa trong giai đoạn khảo sát thiết kế đường hầm; khái quát về trắc địa trong giai đoạn thi công đường hầm; đặc điểm và phương pháp thành lập khống chế trắc địa trong thi công xây dựng đường hầm;...Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Công trình đường hầm - Trắc địa: Phần 1

N HIẾN I NGUYỄN H CL U O IÊ 1 NHÀ XUẤT BẢN XÂY DựNG
PGS.TS. PHAN VĂN HIẾN TRÁC ĐỊA CÔNG TRlNH oưONG HÀM NHÀ XUẤT BẢN XÂY DựNG HÀ NỘI-2014
LỜI NÓI ĐẦU Sách giáo trình Trắc địa công trình ngẩm được xuất bản lần đầu vào năm 2001 tại N hà xuất bản Giáo dục. Sau đó, từ năm 2005 N hà xuất bản Giao thông vận tái đ ã vài lần in lại y nguyên quyển sách này. Từ khi xuất bản lần đẩu đến nay đ ã được 13 năm. Qua thực tế sử dụng tại Khoa Trắc địa - Trường Đ ại học M ỏ Đ ịa chất, giáo trình được đánh giá cao cả vê nội dung lấn hình thức và ngôn ngữ diễn đạt. Tuy nhiên, với sự phát triển nhanh chóng của khoa học công nghệ nói chung và khoa học công nghệ trắc đia nói riêng, giáo trình Trắc địa công trinh ngầm cần được biên soạn mới. Tác giả tuy đ ã nghỉ hưu, nhưng vẫn tùm huyết với sự nghiệp giáo dục và đào tạo, biên soạn sách này với lòng mong m uốn góp phần nhỏ bé giữ vững và nâng cao chất lượng đào tạo đại học và sau đại học ngành Trắc địa. Biên soạn sách lần này, tác giả lấy tên "Trắc địa công trình đường hầm " đ ể phù hợp hơn với nội dung của nó. Trên cơ sở tiếp cận công nghệ mới của th ế giới vê' trắc địa, kết quả nghiên cứu khoa học, kinh nghiệm giáng dạy và hoạt dộng thực t ế nhiều năm của tác giả, sách này có nhiều nội dung mới, hiện đại. Đáng chú ý nhất lù phần ứng dụng công nghệ GPS trong trắc địa công trình đường hầm, trong đó có đẽ xuất mới vê phương pháp ước tính độ chính xác của lưới GPS; phương pháp chỉnh th ể ước tính giá trị ảnh hưởng sai s ố đo của cd hệ thống cơ sở trắc địa đối với độ chính xác hướng ngang đào thông hầm; trắc địa 3
trong thi công xây dựng đường hầm theo công nghệ mới; quan trắc biến dạng công trình đường hầm. "Trắc địa công trình đường hầm" gồm < chương, được trìnli s bày theo tuần tự công tác trắc địa 'trong quá trình xây dựng đường hầm từ giai đoạn khảo sút thiết k ế đến giai đoạn vận hành quản lỷ công trình. M ặc dù đ ã c ố gắng, song trình độ có hạn, sácli klió tránh khỏi những khiếm khuyết, túc giả rất m ong nhận được ỷ kiến đóng góp của đông đảo bạn đọc đ ể nội dung càng hoàn thiện hơn cho lần xuất bàn sau. Túc giả chán thành cảm ơn Nhà xu ấ t bân Xây dựng đã tạo điều kiện xuất bản cuốn sácli này. Tác giả 4
Chưưng 1 KHÁI NIỆM VỀ CÔNG TRÌNH ĐƯỜNG HAM VÀ CÔNG NGHỆ THI CÔNG XÂY DựNG ĐƯỜNG HẨM 1.1. ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI CÔNG TRÌNH ĐƯỜNG HẦM 1.1.1. Định nghía Công trình đường hầm là các loại đường hầm được xây dựng dưới m ặt đất hoặc dưới nước. 1.1.2. Phân loại 1.1.2.1. T heo m ục đích sử d ụ n g 1. Đường hầm giao thông vận tải Đường hầm trên các tuyến đường sắt, đường bộ, đường tàu điện ngầm; đường hầm cho người đi bộ ở thành phố; đường hầm vận chuyển nguyên vạt liẹu tư nơi khai thac den nha may... 2. Đường hầm thủy công Đường hầm trong hệ thống thủy lợi-thủy điện. 3. Đường hầm công chính Nhiều đường ống và cáp được tập trung trong m ột đường hầm, thường gọi là tuynen kỹ thuật. 4. Đường hầm khai khoáng Hầm lò khai thác vận chuyển khoáng sản, lò thông gió ở các khu mỏ. 1.1.2.2. Theo vị trí xá y d ự n g 1. Đường hẩm ở vùng núi.
2. Đường hầm ở thành phố. 3. Đường hầm ở dưới nước sông, biển. Xét về qưy mô xây dựng và yêu cầu độ chính xác thì đường hầm trên các tuyến đường sắt, đường bộ và đường tàu điện ngầm là tiêu biểu hơn cả. Vì vậy, sách này sẽ tập trung trình bày công tác trắc địa trong xây dựng các loại đường hầm tiêu biểu đó. 1.2. CÔNG NGHỆ THI CÔNG CÔNG TRÌNH ĐƯỜNG HẦM Tuỳ thuộc điều kiện địa chất, kích thước mặt cắt của hầm và thiết bị thi công hiện có m à lựa chọn công nghệ thi công thích hợp. 1.2.1. Xây dựng cóng trình đưừng hầm bằng phưưng pháp lộ thiên 1.2.1.1. P hưong pháp đào và xây lộ thién Hình 1.1. Plìươnẹpliáp lộ thiên thi côntỊ hầm: a) Sơ đồ xây dựm; lìô'mónt> khônÍỊ chốntị; b) Có chống vách; c) Sử dụng cọc cừ làm vách chốnẹ; d) Sử dụng taluy tự nhiên. I. Taluy tự nhiên; 2. Biên ngoài của công trình ngầm; 3. Vùng đã xây dựng; 4. Vách chống; B0: độ rộng của công trình hầm; B,: bé rộng hố đào ớ phía trên; B;: Bề rộng hố đào ở phía dưới; B: kích thước của công trình giữa hai vách chống. 6
Đối với đường hầm nông thì đào và xây bằng phương pháp lộ thiên. Ớ vùng chưa xây dựng hoặc có không gian mặt bằng đầy đủ thì đào hào với mái dốc tự nhiên, không cần đặt khung chống, tường chắn (hình 1.la). Bể rộng của hào ở phía dưới B, cần phải lớn hơn bề rộng B0 của hầm. Chiều sâu của hào bao gồm chiều sâu của hầm và độ dày của lớp lót s. Khi không thê đào hào có mái dốc rộng, thì đào hào vói vách thẳng đứng có bổ trụ, đặt khung chống, tường chắn (hình l.lb ). Nếu điều kiện địa chất cho phép thì có thể đào hào với mái dốc tự nhiên đến mực nước ngầm , còn phần dưới thì đào với vách thẳng đứng, gia cố bằng bổ trụ, khung chống, tường chắn (hình l.lc ), cũng có thể phần trên đào vách thẳng đứng gia công bằng bổ trụ, khung chống, tường chắn, phần dưới thi công với mái dốc tự nhiên (hình l.ld ). 1.2.1.2. P hương pháp "tường trong đ ấ t" Khi thi cóng các công trình đường hầm nông, nhưng gần các công trình kiến trúc cũng như trong điều kiện giao thông thành phô dày đặc có thể áp dụng phương pháp đào hào, xây tường trong đất. Đầu tiên, ở những chỗ sẽ xây dựng tường của công trình hầm, người ta đào hào và gia cô nó theo từng bước, rộng 0,6 ■- 0,8 m, sâu đến 18 20 m, 7 trong đó sẽ xây dựng kết cấu tường của công trình đường hầm (hình 1.2). a) ì —ty' L I 1Â I ứ -aT Z 1 S 1 Z S IZ Ẹ ÌF L d ,J L TT T1 & Hình 1.2. Thi cổnẹ hầm theo phương pháp "tường trong đất" 1. Hào; 2. Khung cốt thép; 3. Kết cấu bêtông cốt thép; 4. Thanh văng; 5. Đắp đất trở lại. 7
Sau đó, từ mặt đất tiến hành đào đến độ cao nóc của công trình đường hầm rồi đặt tấm trần dạng lắp ghép hoặc bêtông toàn khối đổ tại chỗ tựa lên tường đã xây. Sau đó, tiến hành chống thấm cho tầng nóc và lấp đất. Dưới sự bảo vệ'của tường và trần đã xây dựng, tiến hành đào đất phần bên trong, xây các tấm lõi và các vách ngăn. Phương pháp này không đòi hỏi phải dùng tường cừ, đảm bảo ổn định cho nhà cửa và các công trình bên cạnh khu xây dựng. 1.2.2. Xây dựng công trình đường hầm bàng phương pháp hạ đoạn Khi xây dựng đường hầm dưới nước bằng phương pháp hạ đoạn, từng đốt hầm riêng rẽ có thể tích chiếm chỗ đến 50.000 m3 được chế tạo trên m ặt đất, phía đường dẫn, chuyển lên phao đưa đến hiện trường rồi hạ vào hố đào sẵn ở dưới đáy của vùng nước (hồ, sông, biển v.v...). Các đốt hầm được nối với nhau tạo nên liên kết không cho nước thấm qua. Sau đó lấp đất đá và tháo các vách ngăn tạm thời ở đầu đốt hầm. Hình 1.3. Tlii côniỊ hầm theo phươntỊpháp hạ đoạn I. Đào hào kiểm tra; II. Làm nền; III. Hạ đoạn hầm; IV. Nối đoạn hầm; V. Xây nền hầm; VI. Lắp kết cấu. 1. Gầu ngoạm; 2, 5. Phà; 3. Phễu đá dăm; 4. Đầu kéo; 6. Tòi; 7. Thùng chất tải; 8. Đoạn hầm; 9. Cáp căng; 10. Ồng cấp; 11. Tháp di động; 12. Khung cổng; 13. Ông thoát; 14. Xà đỡ; 15. Nền đá dăm. 1.2.3. Xây dựng công trình đường hầm bằng phưưng pháp đào ngầm Do đặc điểm nằm sâu hoàn toàn dưới đất, xây dựng đường hầm theo phương pháp đào ngầm bao gồm 2 quá trình chính: 8
- Đào đất đá đê tạo không gian cho hầm. Hay C Ò I1 gọi là đào ngầm. - Xây dựng kết cấu chống đỡ báo vệ không gian hầm, đê đám bảo điều kiện khai thác của công trình. Những năm trước đây, ở nưốc ta, Liên Xô (cũ) và các nước trên thế giới vẫn sứ dụng phương pháp đào ngầm để thi công các đường hầm. Nội dung cơ bản của phương pháp đào ngầm là: Sau khi đào hầm, để giữ ổn định dất đá xung quanh hầm người ta tiến hành dựng các vì chống tạm bằng gỗ hoặc chống bàng vòm thép. Kết cấu vỏ hầm được thi công bằng biện pháp đố bêtông hoặc xây đá theo từng phân đoạn sau khi đào xong hầm một khoảng thời gian. Sau khi bêtông vỏ hầm đạt cường độ cho phép, để tạo sự liên kết chặt chẽ giữa vỏ hầm và đất đá xung quanh người la tiếu liàiìli bom cp vữa vào phía sau vỏ. Đó chính là inột quá trình tổng quát của phương pháp đào ngầm. Chống đõ bằng vi chống gỗ Chống đỡ bằng vòm thép Hình 1.4. Thi cô/it; liầm tlieo phươngplìáp dào ngầm Với phương pháp thi công hầm như thế, hiệu quả chống đỡ tạm chỉ có tại các điểm chống và vỏ hầm, giữa vỏ hầm và địa tầng không có sự liên kết chặt chẽ với nhau nên sau khi đào hầm xong dần dần đất đá xung quanh hầm bị biến dạng, nứt vỡ, sụt lở và đè lên vỏ hầm. Trong trường hợp này, vỏ hầm là kết cấu chống đỡ cuối cùng đảm bảo ổn định của hầm, chịu toàn bộ tải trọng đất đá (áp lực địa tầng) nên kích thước tiết diện vỏ hầm rất lớn. 9
Hiện nay có hai phương pháp chính để thi công hầm: đó là phương pháp khoan nổ và phương pháp cơ giới. - Để đào đường hầm bằng phương pháp khoan nổ trước hết cần vẽ đường biên của tiết diện hầm lên gương hầm, dùng máy khoan, khoan các lỗ vào gương hầm tại các vị trí nhất định theo thiết kế phương án nổ mìn, tra thuốc nổ, nổ mìn và bốc xúc đất đá bằng máy cào vơ và vận chuyển ra ngoài bằng các phương tiện vận tái. - Trong phương pháp cơ giới, người ta sử dụng các máy đào hầm chuyên dụng. Hiện nay trên thị trường có hai loại máy chính: + Máy đào đường hầm dạng khiên: loại máy này có cấu tạo gồm hai phần chính: Phần lưỡi và phần đuôi và hoạt động cùa nó cũng gần giống như thi công các ống khói hoặc các silô bằng phương pháp côpha trượt. Phần lưỡi của máy được láp ráp bằng các kích thuỷ lực trên vành đỡ, các đầu kích nằm trong phần đuôi của máy đào. Khi đào hầm người ta sẽ đào thủ công một đoạn khoảng 2m, đổ bêtông thành hầm của đoạn này. Sau đó tiến hành lắp ráp khiên đào trực tiếp dưới hầm. Các đầu kích khi lắp ráp sẽ tì lên đoạn thành hầm đã đổ bêtông chắc chắn. Khi tiến hành đào, người ta sẽ đóng các kích đê đào phần đất đá phía trước máy đào. Khi các kích thu lại, ổ của nó sẽ để lại một khoảng trống dài l,2m sau máy đào đế gia cố vỏ hầm. Hình 1.5. Máy đào hẩm dạniị khiên 1. Vòng lưỡi; 2. Sàn di động; 3. Vách đứng; 4. Kích khiên; 5. Vách nằm ngang; 6. Vòng đỡ của kích; 7. áo khiên. 10
Từ cách hoạt động như trên ta thấy khiên đào hầm là loại thiết bị thích hợp cho việc đào các đường hầm qua các vùng đất tương đối mềm. Đối với các đường hầm xuyên qua đá cứng thì việc đào hầm bằng thiết bị này rất khó khăn. + M áy khoan hầm TBM (Tunnel Boring M achine) là thiết bị đào hầm hiện đại được sử dụng để đào các đường hầm có tiết diện tròn trong các điểu kiện địa chất khác nhau. Máy có thể sử dụng để đào hầm ở vùng đá cứng, đất hoặc cát có lẫn các loại tạp chất. Đường kính tiết diện đào hầm bằng TBM có thể thay đổi từ lm đến 15m. Uu điểm của TBM là không làm thay đổi cấu trúc của các lớp đất đá xung quanh hầm , rất thuận tiện cho việc gia công vỏ hầm , làm giám đáng kể kinh phi gia cô kết câu vò hám. Nhược điểm cùa TBM ià gia thành dát, vận chuyển khó khăn, chi phí vận chuyển cao và đòi hỏi phải có hạ tầng cơ sở tốt. Máy khoan hầm là các tổ hợp thiết bị hoạt động liên tục để cơ giới hoá công tác đào hầm trong điều kiện địa chất nửa cứng đến cứng thường được gọi là máy đào liên hợp. Phương pháp này khác với phương pháp khoan nổ là bảo vệ được tính nguyên khối của khối đá bao quanh hầm, tiết kiệm khối đá đào và bêtông, cho phép giảm chiều dầy tính toán của vỏ hầm do các đặc trưng cơ lý của khối đá không bị ảnh hưởng do nổ mìn. M ú y đùo liê n h ơ p h ay tổ h ợ p đ à o h ầ m đ ư ọ c c h ia th à n h m á y đ ù o k icu Cắt dạng hành tinh hoặc máy đào kiểu cần xoay. Dạng chung và sơ đồ của máy đào liên hợp cần xoay (như hình 1.6), bao gồm : cần xoay (1) có khả năng dịch chuyển vẻ phía gương hầm , bộ phận thao tác (2) có dạng lưỡi cắt, nhờ hai kích (3) bố trí đối xứng nhau và sàn (5) xoay được và thêm kích (4) mà lực nén dọc được tăng cường đáng kể khi thao tác làm việc trong đá. Sàn (5) bố trí phía đuôi máy trên đó có đặt ca bin m áy và bộ điều khiển (7). Bộ phận di chuyển (6) truyền áp lực lên đáy hầm. Việc bốc đất đá đa số trường hợp được thực hiện bằng thiết bị xúc dạng lưỡi xẻng (8) có trang thiết bị hai tay vơ, tiếp sau nó là thiết bị chuyển tải (9) dạng băng tải để đưa đất đá vào thiết bị vận chuyển là goòng hay ô tô tự đổ.
Hìnli 1.6. Máy dào liầm BK-9p 1. Cần xoay; 2. Lưỡi cắt; 3. Kích thuỳ lực; 4. Kích mã lực; 5. Sàn xoay; 6. Bộ phận di chuyển; 7. Bộ điều khiến; 8. Bộ phận bốc đất đá; 9. Thiết bị chuyền tài. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của dây chuyền công nghệ đào hầm bằng tổ hợp máy đào như hình 1.7. 5.3m Hình 1.7. Sơ đổ thi côm’ hầm bằng hệ TBM 1. Máy đào hầm liên hợp; 2. Thiết bị chuyển tải thuý lực; 3. Ông chuyển tải; 4. Thiết bị ép khí nén; 5. Ván khuôn trượt. 12
C hưưng2 TRẮC ĐỊA TRONG GIAI ĐOẠN KHẢO SÁT THIẾT KẾ ĐƯỜNG HAM Quá trình xây dựng công trình thường được chia thành ba giai đoạn chủ yếu: giai đoạn khảo sát thiết kế, giai đoạn thi công xây dựng và giai đoạn vận hành quản lý. Môi giai đoạn xây dựng công trình đều có công tác trắc địa tương ứng. Công tác trắc địa chủ yếu trong mỗi giai đoạn xây dựng công trình đều có đặc điểm riêng. Chương này trình bày công tác trắc địa trong giai đoạn kháo sát thiết kế công trình. 2.1. ĐIỂU TRA VÀ ĐO VẼ 2.1.1. Yêu cầu cơ bản Tài liệu khảo sát đường hầm là căn cứ của cả quá trình thiết kế đường hầm. Nó không những ảnh hưởng đến tính chính xác của thiết kế mà còn ánh hướng đến chất lượng của đường hầm trong thi công và an toàn vận hành đường hầm sau hoàn công. Vì vậy, tài liệu khảo sát đường hầm phải phản ánh chính xác tình trạng thực tế khách quan mới có thể thỏa mãn yêu cầu của thiết kế. Tài liệu khảo sát phải được thu thập theo yêu cầu của thiết kế. Theo trình tự xây dựng cơ bản, khảo sát đường hầm bao gồm thu thập tài liệu hiện có, điều tra đo vẽ địa hình, địa chất, khảo sát và thử nghiệm địa chất công trình và địa chất thủy văn. Giai đoạn thiết kế khác nhau, nhiệm vụ, mục đích và yêu cầu của thiết k ế cũng khác nhau, phạm vi, nội dung và mức độ chi tiết cũng khác nhau. Yêu cầu điều tra đo vẽ phải căn cứ vào nhiệm vụ, mục đích và yêu cầu của giai đoạn thiết kế, đặc điểm 13
của công trình đường hầm mà xác định nội dung và phạm vi của tài liệu cần phải thu thập. Thông thường, khảo sát thiết kế đường sắt, đường bộ được chia làm ba giai đoạn: thiết kế sơ bộ, thiết kế kỹ thuật, bàn vẽ thi công. 7. Giai đoạn thiết k ế sơ bộ: sau khi hướng của tuyến đường vé đại thể đã được xác định, nhiều phương án tuyến đường hầm được đề xuất, giai đoạn thiết kế sơ bộ cần phải so sánh lựa chọn phương án tuyến hợp lý nhất. Trong giai đoạn này, phải chọn tuyến trên diện tích rộng, điều tra địa chất công trình khu vực và thăm dò địa chất cần thiết. Nắm vững tình trạng địa chất công trình và địa chất thủy vãn khu vực, quan hệ giữa chúng với đường hầm, làm rõ điều kiện địa chất của công trình trọng điểm. Trong giai đoạn này, cần phải thu thập tài liệu thỏa mãn yêu cầu của thiết kế sơ bộ nói trên. 2. Giai đoạn thiết k ế kỹ thuật: yêu cầu điều tra chi tiết, đo vẽ địa hình, bố sung khảo sát địa chất và thực nghiệm địa chất đối với đường hầm, hiện thực hóa phương án thiết k ế sơ bộ, lập phương án xử lý công trình, xác định vị trí đường hầm, chọn và xác định vị trí cửa hầm , xác định, bố trí toàn bộ công trình và giải pháp công nghệ xử lý phương án. Tài liệu khảo sát thu thập được phải thỏa mãn yêu cầu của thiết kế kỹ thuật. 3. Giai đoụn bản v ẽ thi công: nhằm bổ sung tài liệu khảo sát đặc biệt cần bổ sung sau thiết kế kỹ thuật, lập bản vẽ thi công và giải quyết những vấn đề nảy sinh trong thi công liên quan đến thay đổi thiết kế. 2.1.2. Nội dung điều tra Nội dung cửa điểu tra công trình đường hầm phải căn cứ vào quy chuẩn, tiêu chuẩn liên quan. Tài liệu thu thập được thông qua điều tra phải thuyết minh đầy đủ điều kiện địa hình, địa chất, điều kiện tự nhiên và điểu kiện thi công của khu vực m à đường hầm đi qua. Tài liệu này là cơ bản, nhất thiết phải có để thiết k ế và thi công đường hầm. Nội dung và mức độ chi tiết của tài liệu, căn cứ quy mô đường hầm và yêu cầu của các giai đoạn khảo sát thiết kế mà xác định. Nội dung của điều tra công trình đường hầm thường bao gồm: 14
y. Điều tra tìnli trạng địa lý tự nhiên. Lấy đặc trưng địa hình, địa mạo làm chính, trong đó bao gồm: dãy núi, hệ thống sông ngòi, độ dốc địa hình, độ cao, thám thực vật mặt đất, tình trạng phân bố các công trình kiến trúc và các đặc trưng địa hình, địa mạo; các yếu lố địa mạo dễ gây nên ảnh hường lớn và hiện tượng địa chất không tốt. 2. Điều tra diều kiện địa chất. Chia ra địa chất công trình và địa chất thúy văn. Đặc trưng địa chất công trình: địa tầng, tính chất đất đá và đặc trưng cấu tạo địa chát, chú trọng Jam rõ tính chất, loại hình và quy mô biến động của cấu tạo địa chất; tầng đứt gãy, khe hở, đặc trưng mặt kết cấu yếu và quan hệ tổ hợp với đường hầm; tính chất lực học vật lý của nham thạch xung quanh. Đặc trưng địa chất thủy văn: loại nước ngầm, phạm vi phân bố của lầng chúa nưúc, lượng nước và quan hệ bo sung cung cấp, tính chất nước và tính chất xâm thực đối với bê tông. 3. Điều trư hiện tượng địa chất không tốt ảnh hưởng đến an toàn của cửa hầm hoặc sự ổn định của thân hầm. Cần phải làm rõ nguyên nhân phát sinh, phát triển, loại hình và quy mô của chúng; căn cứ xu thế phát triển, phán đoán mức độ ảnh hưởng của chúng đối với đường hầm. 4. Điều tra thê khí hoặc thê khoáng có hụi hàm chứa trong địa tầng. Cần phải làm rõ loại hình, thành phần, hàm lượng và vị trí phân bô cụ thể trong thân hầm đé có giải pháp đề phòng và thiết kế biện pháp xử lý. 5. Điểu tra cường độ địa cluìn. Dựa vào tài liệu, bản đồ địa chấn quốc gia, điều tra lịch sử phát sinh địa chấn, tình trạng hủy hoại đối với công trình kiến trúc đã có, hiện tượng phá hoại tự nhiên, kết hợp tính chất, cấu tạo nham thạch, điều kiện địa chất thủy vãn để xác định lý trình và địa điểm của ranh giới cường độ, phân tích đánh giá ảnh hưởng của nó đối với công trình đường hầm. 6. Điều tra tài liệu khí tượng. Bao gồm nhiệt độ không khí, áp suất không khí, gió, độ ẩm, lượng mưa, lũ lụt, bão tố. 7. Điều tra điểu kiện thi công. Bao gồm tình trạng vật liệu xây dựng, điện nước có thể cung ứng, tình trạng giao thông vận tải, công trường thi 15
công và điểu kiện phế thải và khả năng lợi dụng phế thải, điểu kiện cung ứng sinh hoạt, thuốc men, đất dùng cho đào cửa hầm và vật kiến trúc phải di dời. 2.1.3. Quv định liên quan đến đo vẽ Thu thập hoặc đo vẽ bản đổ địa hình các loại tỷ lệ, bản vẽ mặt cắt dọc, gang, phải thực hiện theo yêu cầu của giai đoạn thiết kế, trên đó phải phụ thêm tình trạng địa chất công trình và địa chất thủy vãn để phản ánh đầy đủ và toàn diện địa hình, địa vật, địa chất của vị trí đường hẩm và vị trí cửa hầm. Đó là tài liệu cơ bản cho việc chọn phương án tuyến đường hầm, xác định vị trí mặt bằng và độ cao đường hầm, vị trí cửa hầm, bố trí và thiết kế kết cấu toàn bộ đường hầm. Đường hầm phụ, đường hầm thông gió cũng phải tham khảo tài liệu thu thập, đo vẽ liên quan đến thiết kế đường hầm để dùng cho thiết kế tương ứng. Các tài liệu này, nếu đã có như bản đồ quân dụng, bản đồ ảnh hàng không, ảnh hàng không thì lợi dụng; nếu chưa có để có thể lợi dụng thì phải tiến hành đo vẽ tại hiện trường. Tài liệu đo vẽ phải phù hợp với yêu cầu độ chính xác quy định trong quy chuẩn, tiêu chuẩn, quy tắc chi tiết liên quan. 2.2. TRẮC ĐỊA TRONG GIAI ĐOẠN K H ẢO SÁT THIẾT KÊ ĐƯỜNG HẦM Trãc địa trong giai đoạn kháo sát thiết kê xây dựng đường hẩm mới, cải tạo đường hầm đã có và xây dựng thêm đường hầm thứ hai, thường bao gồm đo địa hình, đo trung tuyến, đo độ cao, đo m ặt cắt dọc, đo mặt cắt ngang. Phân biệt trình bày sau đây. 2.2.1. Đo địa hình Các giai đoạn thiết kê đường hầm yêu cầu bản đồ địa hình tỷ lệ khác nhau. Khi so sánh lựa chọn phương án tuyến đường hầm, thường cần dùng bản đồ địa hình tỷ lệ 1:5000 -r 1:50000. Khu vực đã có bản đổ cơ bản quốc gia tỷ lệ thích hợp thì sử dụng bản đồ cơ bản quốc gia. Khu vực chưa có bản đồ cơ bản quốc gia, nên đo bản đồ ảnh hàng không. Tỷ lệ bình đồ đường hầm 1:2000 hoặc 1:5000 (đường hầm đặc biệt dài, phần 16
đinh đường hầm có thể dùng tỷ lệ 1:10000). Cửa hầm, cửa hầm bằng, miệng giếng nghiêng, miệng giếng đứng, cửa hầm phụ phải đo vẽ bản đồ địa hình 1:500. Dựa vào tình trạng khác nhau của bản đồ địa hình, có thể tiến hành theo trình tự sau đáy. 2.2.1.1. T hu tliập tài liệu hiện có Thu thập bản đồ địa hình hiện có, như bản đồ địa hình cơ bản quốc gia, bản đồ quân dụng 1:50000, bản đồ ảnh hàng không tỷ lệ nhỏ, bản đồ địa chất các loại và bản đồ địa hình chuyên ngành thủy lợi, lâm nghiệp, than, luyện kim, mỏ... đã có trong khu xây dựng đường hầm. 2.2.1.2. Đu V Lũ sung K Dựa vào tình trạng cụ thê của địa hình khu đo và yêu cầu của thiết kế, đối với bản đồ địa hình đã có (chủ yếu tỷ lệ 1:2000), tiến hành kiểm tra điều vẽ, chinh lý phần không phù hợp với địa hình thực tế, bổ sung phần chưa đủ, hoàn thiện đo vẽ địa hình trong phạm vi nhất định. 2.2.1.3. Đo vẽ m ới Trong trường hợp thiếu bản đồ địa hình thích hợp để có thể sử dụng hoặc chất lượng bản đồ địa hình hiện có không cao, không phản ánh chính xác toàn diện địa hình khu đo, hoặc rơi vào khu vực trắng của bản đô địa hình hiện có thì đéu phái đo vẽ mới bán đô địa hình. Để đáp ứng yêu cầu đặc biệt đối với bản đồ địa hình tại khu vực cục bộ hoặc để thiết kế vật kiến trúc riêng, thường không có bản đồ thích hợp để sử dụng, lúc đó phải đo vẽ mới bản đổ địa hình. Loại bàn đồ này thường có tỷ lệ lớn ( 1:500), phạm vi nhỏ, thường tiến hành đo vẽ trong giai đoạn đo xác định (thiết kế kỹ thuật), như bản đồ địa hình điểm thi công cửa hầm, miệng giếng. 2.2.2. Đo khống chè Trong giai đoạn khảo sát thiết kế đường hầm, đo khống chế để phục vụ đo vẽ mới bàn đổ địa hình như đã nêu ở mục 2.2.1.3 trên đây. Loại bản đồ đo vẽ mới này thường GÓ tỷ lớn, phạm vi đo vẽ nhỏ. 17
Lưới khống chế phục vụ đo vẽ bản đồ địa hình công trình đã được trình bày kỹ trong sách giáo trình "Cơ sở trắc địa công trình" [15], giáo trình này không lặp lại nữa. 2.2.3. Đo trung tuyến Trung tuyến đường hầm là đường chính giữa đường hầm, có thê được "vạch" ra trên m ật đất bằng các cọc cắm trên trung tuyến, cũng có thê được "vạch" ra trên nền hầm bằng các điểm được bố trí trên trung tuyến khi thi công đào hầm và từ đó xác định tim hầm trên gương hầm theo độ cao thết kế. Trường hợp khác, nếu đường sắt là đường đôi, trung tuyến đường hầm trên tuyến đường đôi có thể quy định là trung tuyến của tuyến đường sất bên trái theo hướng cách xa điểm đầu. Đối với hầm đường bộ không có vấn đề này. Đo trung tuyến đường hầm ngắn và lân cận cửa hầm cùa đường hầm dài cũng giống như đo trung tuyến đoạn đường. Trung tuyến trên đỉnh đường hầm dài, đoạn thẳng thưòng chỉ đo cấm cọc ở điểm chuyển hướng, đoạn cong chỉ đo cắm cọc khống chế, không đo cắm cọc chi tiết. Nhưng khi lớp phủ trên hầm quá mỏng (hầm quá nông) hoặc đoạn địa chất không tốt thì phải đo cắm cọc trung tuyến chi tiết. 2.2.3.1. Đo trung tuyến đường h ầm ch ín h Cọc trung tuyến điểm khởi đầu của công trình đường hầm, thường phải cắm ở đoạn đường thẳng bên ngoài cửa hầm , cách cửa hầm không dưới 200m và bên ngoài điểm ranh giới đào đắp. Trung tuyến đường hầm được xác định thông qua đóng cọc khống chế. Vị trí cọc phải chọn ở chỗ địa thế cao, địa chất rắn chắc, ổn định trên trung tuyến; ờ chỗ rõ ràng, ổn định trên hướng trung tuyến kéo dài, cắm cọc định hướng. Căn cứ địa hình và yêu cầu của giai đoạn khảo sát, đo xác định khoảng cách từ giao điểm đường cong đến điểm chuyển đường thẳng hoặc khoảng cách giữa hai điểm chuyển, thường thì 300 -7 500m, - khi dùng máy đo dài điện quang, khoảng cách giữa các điểm chuyển có thể kéo dài đến lOOOm; phải tăng điểm chuyển ở hai đầu đường hầm dài 18