BẢI GIẢNG AN TOÀN VÀ VỆ SINH TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG CÔNG TRÌNH NGẦM,PGS TS KS LÊ KIỀU

Thời xa x­a con người đã biết đào các hầm đặc biệt để khai thác quặng mỏ và than đá. Người La Mã đã xây dựng đường hầm ngầm thuỷ lợi đến nay vẫn còn tốt. Tác phẩm đầu tiên viết về xây dựng các đường hầm là cuốn De la métallica do một người Đức Georg Bawer viết và xuất bản vào năm 1556. Công trình ngầm hiện đại đầu tiên là đường hầm Malpas, dài 155 m được xây dựng từ năm 1676 đến năm 1681 cho kênh đào Mỉdi Ở Pháp 11. Đến thế kỷ thứ XIX, đặc biệt vào thế kỷ XX, do yêu cầu mà giao thong đường bộ, đường thuỷ, đường sắt và giao thông thành phố mới phát triển mạnh mẽ, nhất là giao thông hầm đường bộ, đường thuỷ, đường sắt hầm cho tàu điện ngầm. Hầm đường bộ Simplon qua dãy núi AlpesPenins nằm giữa Valacs (Thụy Sỹ) và Piemonte (Ý) dài 19.730m ở độ cao 2.009m. Đó là đường hầm trên núi cao được xây dựng sớm nhất và dài nhất trên thế giới vào thời đó. Vào thế kỷ XX ở các thủ đô lớn trên thế giới đã xây dựng mạng lưới tàu điện ngầm đô thị hiện đại đặc biệt, ở Moskva. Ở Trung Quốc, sau ngày giải phóng 1949 đến nay đã xây dựng hơn 4000km hầm đường sắt dài vào loại nhất thế giới . Năm 1995 Trung Quốc đã xay dựng hầm đường bộ Tần Lĩnh dài 19,45 km đã tạo một bước đột phá mới về kỹ thuật xây dựng ở trong nước. Vào cuối thế kỷ XX kĩ thuật xây dựng hầm ngầm qua sông, qua eo biển đạt bước phát triển mới đã có nhiều phương pháp thi công hữu hiệu. Năm 1984, Nhật Bản đã xây dựng đường hầm Thanh Hàm xuyên qua eo biển Tân Hải Hiệp dài 53,85 km. Năm 1991, nước Anh và nước Pháp hợp tác xây dựng đường hầm xuyên qua eo biển Manche nối liền nước Anh và Pháp dài 50 km (trong đó có 37,5 km nằm sâu cách mặt nước biển khoả

1.1 Sự phát triền công trình ngầm trên Thế Giới

Thời xa xa con người đã biết đào các hầm đặc biệt để khai thác quặng mỏ

và than đá Người La Mã đã xây dựng đường hầm ngầm thuỷ lợi đến nay vẫn còn tốt Tác phẩm đầu tiên viết về xây dựng các đường hầm là cuốn De la métallica do một người Đức Georg Bawer viết và xuất bản vào năm 1556 Công trình ngầm hiện đại đầu tiên là đường hầm Malpas, dài 155 m được xây dựng từ năm 1676 đến năm 1681 cho kênh đào Mỉdi Ở Pháp [11]

Đến thế kỷ thứ XIX, đặc biệt vào thế kỷ XX, do yêu cầu mà giao thong đường bộ, đường thuỷ, đường sắt và giao thông thành phố mới phát triển mạnh

mẽ, nhất là giao thông hầm đường bộ, đường thuỷ, đường sắt hầm cho tàu điện ngầm

Hầm đường bộ Simplon qua dãy núi Alpes-Penins nằm giữa Valacs (Thụy Sỹ) và Piemonte (Ý) dài 19.730m ở độ cao 2.009m Đó là đường hầm trên núi cao được xây dựng sớm nhất và dài nhất trên thế giới vào thời đó

Vào thế kỷ XX ở các thủ đô lớn trên thế giới đã xây dựng mạng lưới tàu điện ngầm đô thị hiện đại đặc biệt, ở Moskva

Ở Trung Quốc, sau ngày giải phóng 1949 đến nay đã xây dựng hơn 4000km hầm đường sắt dài vào loại nhất thế giới

Năm 1995 Trung Quốc đã xay dựng hầm đường bộ Tần Lĩnh dài 19,45

km đã tạo một bước đột phá mới về kỹ thuật xây dựng ở trong nước

Vào cuối thế kỷ XX kĩ thuật xây dựng hầm ngầm qua sông, qua eo biển đạt bước phát triển mới đã có nhiều phương pháp thi công hữu hiệu Năm 1984, Nhật Bản đã xây dựng đường hầm Thanh Hàm xuyên qua eo biển Tân Hải Hiệp dài 53,85 km Năm 1991, nước Anh và nước Pháp hợp tác xây dựng đường hầm xuyên qua eo biển Manche nối liền nước Anh và Pháp dài 50 km (trong đó có 37,5 km nằm sâu cách mặt nước biển khoảng 100 met,

Hình 1.1: Hầm ngầm qua eo biển Manche giữa nước Anh và nước Pháp

1.2 Sự phát triển công trình ngầm ở Việt Nam.

Vấn đề khai thác, sử dụng hiệu quả không gian ngầm đô thị và xây dựng các công trình ngầm đô thị đang thu hút sự chú ý không chỉ giới chuyên môn mà

là còn mối quan tâm của các nhà lãnh đạo các thành phố lớn và các cơ quan quản lý cơ sở hạ tầng kỹ thuật đô thị

Trước cách mạng tháng Tám 1945 ở Việt Nam năm 1930 đã xây dựng hầm giao thông thuỷ Rú Cóc (ở xã Nam Sơn huyện Anh sơn tỉnh Nghệ An ) Hầm ngầm xuyên qua núi giúp cho thuyền bè đi lại từ phía thượng lưu xuống hạ lưu sông Lam để tránh đi qua đập nước Đô Lương Ngành đường sắt có vài hầm ngầm ở miền Trung mà điển hình là hầm Phước Tượng trên đèo Hải Vân thuộc địa phận thừa Thiên Huế [11]

Trong chiến tranh chống Pháp, chống Mỹ hàm được xây dựng nhiều song chủ yếu là hầm ngắn nằm trong núi phục vụ quốc phòng làm kho tàng hay công sự

Ở tỉnh Quảng Ninh hầm lò được xây dựng khá nhiều song chủ yếu là hầmphục vụ khai thác than

Sau ngày thống nhất đất nước năm 1975, nước ta mở đầu xây dựng hầm Dốc Xây trên quốc lộ ra ở phía Nam tỉnh Ninh Bình dài khoảng 100m Trong công cuộc xây dựng đất nước hiện đại quy mô hiện nay, nước ta đã xây dựng xong hầm đường bộ qua đèo Hải Vân dài 6km, đường hầm này đã rút ngắn thời gian qua đèo từ 1 giờ xuống khoảng 15 phút; giao thông Nam Bắc đã rất nhanh chóng và an toàn Tháng 5/2002 ta đã khánh thành hầm Aroàng I trên đường Hồ Chí Minh dài 453m và tiếp tục xây dựng hầm Aroàng II [11] Dự án xây dựng tuyến tầu điện trên cao kết hợp đi ngầm theo hướng Tây - Đông ( Nhổn - Bắc Cổ) tại Hà Nội và các dự án 4 tuyến metrô, tổng cộng gần 50 km, dự án khu thương mại dịch vụ kết hợp bãi đỗ xe ngầm Lê Văn Tám, tại Thành phố Hồ Chí Minh Dự án xây dựng đường hầm Thủ Thiêm qua sông Sài Gòn đã được khởi công vào tháng 11/2005 cũng được xem là mốc khởi đầu cho công cuộc xây dựng ngầm của không chỉ Thành phố Hồ Chí Minh mà còn của cả nước [14]

Trong tương lai không xa hầm và công trình ngầm ở đất nước ta sẽ có bước phát triển mới rất to lớn khi các tuyến đường giao thông phải đi vào các vùng đối núi hiểm trở hoặc vùng đô thị lớn.

1.3 Một số công nghệ thi công đường hầm.

1.3.l Đào hầm bằng phương pháp truyền thống

Phương pháp mỏ là phương pháp truyền thống được áp dụng sớm nhất để xây dựng hầm Tuỳ theo tình hình địa chất cụ thể, người ta có thể thực hiện đào hầm theo các cách khác nhau

Trong đất đá cứng chắc có thể tiến hành đào toàn tiết diện mà không cần chống đỡ Phương pháp mỏ tuy ra đời đã lâu nhưng vẫn không mất đi vị trí của

nó trong thời đại ngày nay, nó là phương pháp chủ lực được áp dụng để xây dựng hầm trong các tầng đá cứng chắc ổn định, đặc biệt là các hầm qua núi

Trong đất đá mềm yếu, phương pháp mỏ vẫn có thể để áp dụng tuy nhiên trong trường hợp này ưu thế (như về giá thành, tiến độ, khả năng cơ giới hoá thi công …) thường nghiêng về các phương pháp khác Vì vậy ngày nay trong đất yếu thông thường chi sử dụng phương pháp mỏ để xây dựng các hầm hoặc các đoạn hầm ngắn (không quá 300m) khi mà các phương pháp khác trở nên không kinh tế Theo phương pháp này người ta tiến hành đào hang, chống đỡ tạm vách hang và sau đó xây dựng vỏ hầm

Có nhiều biện pháp thi công hầm theo phương pháp truyền thống, tùy theo điều kiện địa chất người ta có thể áp dụng các phương pháp thi công tác nhau

Hình 1.3.1 : Trình tự đào hầm theo các phương pháp khác nhau

a- Phương pháp đào toàn tiết diện; b- Phương pháp bậc thang;

c- Phương pháp vòm trước tường sau; d- Phương pháp nhân đỡ;

e- Phương pháp phân mảnh đào toàn tiết diệnTrong điều kiện địa chất tốt có hệ số kiên cố f≥4, có thể tiến hành thi công - đào toàn tiết diện (hình l.3.la) hoặc đào bằng phương pháp bậc thang (hình 1 3.l b)

Trong đất đá yếu (f≤4) đòi hỏi phải chống đỡ nhanh phần không gian vừa tạo nên Các phương pháp đào từng bộ phận: phương pháp nhân đỡ, phương pháp vòm trước tường sau (hình 1.3.1 c, d, e) thường được sử dụng để thi công

các hầm cho chiều dài ngắn (nhỏ hơn 300m) hoặc đoạn tuyến nằm trong đá yếu cũng như trong các vùng đá nứt nẻ mạnh có độ cứng fk= 1-4.

Để đào hầm theo từng bộ phận, đầu tiên người ta tiến hành hang dẫn (có thể là một hang dẫn hoặc hai hang dẫn) sau đó tiến hành đào mở rộng toàn bộ tiết diện và xây vỏ.hầm theo thứ tự như ghi trên hình vẽ 1.3.1 Trong quá trình đào đất đá phải khẩn trương chống đỡ, bảo vệ vách hầm Chống đỡ hầm được thực hiện nhờ các vì chống tạm thời

Vì chống tạm thời là một kết cấu được lắp dựng ngay sau khi đào đất đá,

nó có tác dụng tạm thời bảo vệ, giữ tim mái vòm và thành bên của khoang đào, tránh những sập lở trong thời gian thi công

Hình thức cấu tạo của vì chống tạm thời phải phù hợp với phương pháp thi công và tình hình địa chất Vì chống tạm thời phải có đủ cường độ và độ ổn định để chịu được áp lực của đất đá ở trên, ngăn ngừa được biến dạng của mặt cắt khoang đào, tránh được sụt lở đất đá

Vì chống phải có kết cấu đơn giản và thuận tiện, dễ dàng tháo lắp tại chỗ

Vì chống cũng phải được tiêu chuẩn hoá để có thể dùng được ở nhiều nơi, nhiều lấn và có thể thay thế lẫn nhau Ngoài ra vì chống sau khi lắp đặt phải không được chiếm quá nhiều khoảng không bên trong khoang đào

Trong những năm gần đây, vì chống gỗ đã được thay thế bằng vì chống thép; vì chống neo và bê tông phun có dạng như hình vẽ

Hình 1 3.2: Vì chống áp (a): vì chống neo và bê tông phun (b).

Nhận xét: Đào hầm bằng cách chia nhỏ tiết diện, kết hợp sử dụng vì chống tạm thời là phương pháp đào hầm truyền thống đã từng được áp dụng rộng rãi Việc chia nhỏ, đào từng bộ phận làm tăng tính ổn định tương đối của đất đá xung quanh hang đào và dễ dàng thực hiện che chống cục bộ Đào từng

bộ phận nên mặt bằng công tác bị thu hẹp, các dây chuyền cản trở lẫn nhau, khó khăn cho việc cơ giới hoá, công tác đào hầm bằng thủ công vất vả nặng nhọc, tiến độ thi công chậm, hiệu quả kinh tế thấp

1.3.2.Phương pháp đào mở thi công công trình ngầm

Phương pháp đào mở là những biện pháp hay dùng để thi công những công trình ngầm đặt nông

Ưu điểm : Phương pháp đào mở có thể sử dụng máy làm đất và các máy thi công khác nhau với mức độ cơ giới hoá cao có thể thi công sát với tường ngoài của công trình hiện hữu, thi công chống thấm còng trình ngầm đơn giản hơn và có chất lượng hơn

Nhược điểm :

- Chiếm không gian, ồn ào và để gây ách tắc giao thông

- Vạch tuyến khó khăn và bị gò bó

- Nhiều phát sinh trong quá trình thi công dấn tới phá vỡ tiến độ thi công

dự kiến và tăng vốn đầu tư

- Chuyển vị lớn các công trình lân cận hiện hữu

- Các vấn đề liên quan đến kinh tế - xã hội như di dân giải phóng mặt bằng dành không gian phục vụ xây dụng, tổ chức lại các tuyến giao thông,… là các vấn

đề luôn luôn nan giải khó giải quyết nhanh gọn để thi công đúng thời hạn

* Một số phương pháp chống giữ hố đào thi cóng công trình ngầm

- Thi công công trình ngầm trong các hố đào mở cho các công trình dân dụng và công nghiệp thường gồm 2 giai đoạn chính

- Giai đoạn 1 : Thi công tường chắn, đào đất, chống giữ tường theo trình

tự đào che đến đáy hố đào của công trình

- Giai đoạn 2: Thi công công trình ngầm (theo phương pháp truyền thống) bắt đầu từ đáy lên trên song song vời tháo dỡ dần các kết cấu chống đỡ tạm cùng

với việc chèn lấp để chung quanh và trên não công trình ngầm Khi công trình nắm được thi công theo phương pháp từ trên xuống, hệ thanh chống được thay thế bằng các sàn tầng hầm từ đỉnh đến đáy cùng với việc đào sâu dần cho đến đáy hố đào Theo phường pháp này, tường chắn hố đào sẽ được thiết kế như

là một bộ phận của kết cấu công trình ngầm

a) Chống giữ tạm hố đào bằng trụ cứng và bản cọc thép:

Tường trụ cứng

Khi đáy của công trình ngầm không sâu như các colectơ kỹ thuật, đường vượt ngắn trong các đố thị, tầng hầm (khoảng 1-2 tầng) của nhà cao tầng hay một số tuy nen kỹ thuật hoặc kho chứa nguyên liệu thô trong các nhà máy, tường trụ có bưng gỗ hoặc cọc bản thép có thể dễ sử dụng để thi công chống giữ thành hố móng trong vùng có mấy độ xây dựng cao

Cọc b¶n thép

Cọc bản thép thường được dùng làm tường cừ cho các hố đào sâu (không quá 11m) để thi công một số công trình dân dụng và công nghiệp

Độ cứng của cọc bản thép phải được lựa chọn thích hợp tuỳ theo loại đất

bị xuyên qua để chịu được áp lực đất, nước và ứng suất phát sinh khi hạ

Để giữ ổn định tường cừ bản thép thường được sử dụng một số phương pháp như neo đất, hệ thanh chống ngang cớ hoặc không có trụ đỡ trung gian tuỳ theo bề rộng hố móng và cũng có thể dùng hệ các thanh chống xiên tỳ lên đảo trung tâm (móng hoặc đầu cọc)

Giữ hố đào bằng cọc khoan nhồi hoặc cọc xi măng đất

Loại tường này thường gồm các cọc khoan nhồi đặt sát hoặc cách nhau (có thể tới 1m) hoặc can nhiều với nhau nếu có công nghệ thi công nhiều cọc

đồng thời để tạo thành một tường liên tục Khi xây chèn trong khu vực đô thị có mật độ xây dựng cao, loại tường này cho phép thi công sát gần với công trình hiện hữu và chúng thích hợp cho nhiều loại đất nền khác nhau Nhược điểm của loại tường này là không ngăn được nước và để khắc phục có thể bố trí thêm các cọc xi măng - đất giữa các cọc khoan nhồi hoặc làm thành một hàng ngoài chống thấm Công nghệ khoan hiện nay cho phép thi công các cọc với kích thước rất đa dạng Khoan guồng xoắn CFA tạo ra các cọc có đường kính 300,

450, 600, 700 mm Máy khoan Benoto có thể thi công cọc đến 880, 1080, 1180

mm còn máy khoan BG của hãng Bauer có thể 600-1500mm Độ sâu cọc hiện nay đã vượt quá 30-40m

Cọc xi măng - đất cũng có thể sử dụng làm tường cho một số công trình

đô thị đơn giản hoặc cho các công trình ngầm đô thị có độ sâu không lớn Cọc

xi măng-đất cũng có thể thi công theo phương pháp mới hiện đại là phương pháp trộn sâu và phương pháp phun ép vữa áp lực cao

Chống giữ hố đào bằng tường BTCT liên tục.

Tường liên tục BTCT đỗ tại chỗ cho độ cứng rất lớn và khi kết hợp với neo đất sẽ tạo thành trong đất một loại công trình ngầm rất ổn định vì thế loại tường này thường được sử dụng làm tường ngoài cho nhiều loại công trình ngầm như tầng hầm các nhà cao tầng, cho các nhà ga tầu điện ngầm, cho các giữa ô tô ngầm

Tường liên tục BTCR đúc sẵn : Yêu cầu kỹ thuật quan trọng của tường BTCT đúc sẵn - lắp ghép là sự liên tục của công nghệ, tuân thủ nghiêm ngặt tiến độ nhằm đảm bảo chất lượng các mối nối Các điểm nhấn mạnh của công nghệ này là:

- Giảm thiểu tính phức tạp của quá trình thi công hiện trường, tiến độ thi công nhanh, thường lắp ghép theo trình tự tấm 1 và 2 trước, còn tấm 3 lắp giữa hai tấm đã thi công trước

- Giảm thiểu và tránh được công tác bê tông, đóng nhổ hiện trường

- Chất lượng bê tông được kiểm soát chặt chẽ nên có thể giảm được bề dày của tường, chống thấm tốt hơn và bề mặt tường hoàn thiện hơn

Thi công ngầm bằng phương pháp " trên - xuống ".

Một trong các ưu điểm của phương pháp này là có thể thi công đồng thời phần ngầm và phần nổi của công trình xây dựng Trong phương pháp "trên - xuống” có thể thay việc làm bằng làm neo hoặc làm các dầm ngang BTCT với các trụ chống trung gian đỡ sàn và dầm

Do khi thi công phần phía đuôi sàn tầng trệt đều phải thực hiện ở bên dướisàn và tường cừ được thực hiện từ trên mặt nên phương pháp này còn được một số tác giả gọi là phương pháp bán mở

1.3.3 Phương pháp khiến đào

Phương pháp khiên đào là phương pháp chủ yếu được áp dụng để đào Mêtrô trong điều kiện hầm nằm dưới sâu trong tầng đất mềm yếu Phương pháp khiên đào cho phép giảm nhẹ công tác đào chống tạm, một công việc thường là tốn kém, phức tạp đòi hỏi nhiều thời gian và công sức nếu thi công bằng phương pháp truyền thống

1.3.2.1 Cấu tạo và hoạt động của khiên

Khiên đào đơn giản là một ống thép có đường kính lớn hơn đường kính

vỏ hầm, có tác dụng thay thế cho vì chống tạm Khi xây dựng hầm, toàn bộ các công tác chính là đào và xây lắp vỏ hầm được tiến hành trong phạm vi của khiên Khiên có thể di chuyển được nhờ các kích thuỷ lực bố trí ở phần than, khi

di chuyển kích tỳ vào kết cấu vỏ hầm được lắp ráp ở phần đuôi Cấu tạo của khiên đào bao gồm 3 phần chính:

Phần đầu có các vách ngăn để thuận tiện cho việc đào đất ở gương và chóng đỡ mặt gương đào Phần thân bố trí các kích thuỷ lực để di chuyển khiên Phần đuôi bố trí các thiết bị để lắp ráp và xây dựng vỏ hầm

Hình l.3.3: Cấu tạo của khiên đào tiêu chuẩn

Do khiên là một ống thép cho nên các hầm thi công bằng phương pháp này thường có dạng hơn với kết cấu được lắp ghép từ các vì chu bin gang hay bê tong cốt thép Sau khi đào đất ở gương đào một đoạn bằng bề rộng của một vòng

vỏ hầm, khiên tiến về phía trước nhờ các kích thuỷ lực bố trí ở xung quanh phần thân của khiên Khi khiên di chuyển, các kích tỳ vào vỏ hầm vừa lắp (hoặc khối

bê tông vừa đổ), có tác dụng ép chặt bê tông lại chính vì vậy mà có tên gọi là bê tông toàn khối thép Khiêm tiến về phía trước để lại phần đuôi một khoảng vừa

đủ để lắp ráp hoặc đổ bê tông thêm một vòng vỏ hầm tiếp theo

1.3.2.2 Phân loại khiên đào

Tùy theo phương thức đào đất, theo phương pháp gia cố bề mặt gương đào, người ta có thể phân thành các loại khiên như sau:

Theo phương pháp đào đất người ta phân khiên ra hai trường hợp: Khiên

thủ công và khiên cơ giới Về cơ bản hai loại khiên này chỉ khá biệt nhau về cơ cấu đào đất

- Khiên thủ công: với loại khiên này, đất được đào bằng thủ công nhờ các

dụng cụ cơ giới cầm tay

- Khiên cơ giới: được trang bị các thiết bị tự hành để đào đất, ngày nay bộ

phận đào thường có cấu tạo dưới dạng mâm quay, ngoài ra khiên còn được trang

bị cơ cấu tự đồng vận chuyển đất ra bên ngoài Trong các khiên cơ giới, mức độ nặng nhọc giảm đi rất nhiều, tốc độ mở hầm tăng, đảm bảo chu tuyến hầm đào phẳng cho phép sử dụng các dạng vỏ hầm hợp lý

Hình 1.3.4: Cấu tạo khiên thủ công

bằng vừa sét

Hình 1.3.5: Cấu tạo khiên cơ giới

1-Phần đầu khiên; 2-Mâm quay; 3-Lưỡi cắt đất; 4-Thân khiên;

5-Bộ phận truyền động; 6-Kích đẩy khiên; 7-Phần đuôi khiên

Theo phương pháp tạo áp bảo vệ mặt gương đào, người ta phân ra khiên tạo áp bằng dung dịch vữa sét, khiên tạo áp bằng đất và khiên tạo áp bằng khí nén

1.4.2.1 Khiên tạo áp bằng dung dịch vữa sét

Khiên tạo áp bằng dung dịch vữa sét là loại khiên sử dụng dung dịch vữa sét nhằm tạo ra áp lực cân bằng với áp đất và nước ngầm tại gương đào

Hình 1.3.6: Sơ đồ cấu tạo khiên tạo áp bằng dung dịch vữa sét

Nguyên tắc: Khi đào hầm trong địa tầng mềm yếu, dung dịch vữa sét được bơm vào buồng đào với áp lực đủ lớn nhằm tạo ra áp lực cân bằng áp lực đất và bảo đảm ổn định cho gương đào Trong quá trình đào hầm, lượng vữa sét được bơm vào cân bằng với lượng bùn đất chuyển ra ngoài Bùn đất sau khi chuyển ra bên ngoài sẽ được đưa tới bể lọc đặt trên mặt đất Tại đó công tác lọc thu lại vữa sét được tiến hành, lượng vữa sét thu lại sau quá trình lọc lại tiếp tục theo chu trình được bơm vào buồng đào còn các chất thải được đưa tới bãi thải

Hình 1.3.7: Sơ đồ nguyên tắc tạo áp bằng dung dịch vữa sét

Ưu điểm: Phương pháp này không làm cho đất bị lún sụt hay bị vồng lên như ở một số phương pháp khác Vụn đất mà loại khiên này thải ra là vữa bùn đặc, ống dẫn bùn có kết cấu đơn giản, tiện lợi so với các hình thức thải đất khác

Do quá trình thải đất được thực hiện bằng ống kín nên hiện trường thi công cũng như dọc tuyến đường hầm sạch sẽ Điều khiển loại khiên nén vữa bùn này cũng tương đối dễ, có thể thực hiện điều khiển từ xa

Nhược điểm: Do mâm dao cắt xén và buồng chứa vữa sét bịt kín trước mặt nên không thể quan sát tình trạng thi công tại mặt đào, vì vậy việc xử lý và khắc phục sự cố mặt đào rất khó khăn Khiên nén bùn nước cần phối hợp với thiết bị đồng bộ để phân lọc dung dịch bùn sét, trong khi kết cấu của thiết bị phân lọc bùn sét lại phức tạp, quy mô khá lớn Khiên nén sử dụng vữa sét là loại khiên phức tạp hơn so với các loại khiên khác và giá thành cũng đắt hơn

Phạm vi áp dụng: Khiên tạo áp bằng dung dịch vữa sét có phạm vi sử dụng tương đối rộng Có thể áp dụng cho cả các loại đất dính ngập nước cho đến các loại đất rời Phạm vi áp dụng của khiên cho các loại đất có đường kính hạt khác nhau

1.4.4.2 Khiên tạo áp bằng đất

Khiên tạo áp bằng đất là loại khiên được phát triển trên cơ sở tổng kết các

ưu điểm của khiên tạo áp bằng dung dịch vữa sét và các loại khiên khác Khiên tấop bằng đất là loại khiên sử dụng chính đất đá mới đào ra trong buồng đào nhằm tạo ra áp lực cân bằng với áp lực đất và nước ngầm của gương đào

Hình 1.3.8 Cấu tạo của khiên đào cân bằng áp lực bằng đất

Nguyên tắc: Trong quá trình đào, đất vụn liên tục bị xén trong khoang đào Khi lượng đất trong khoang đào đạt tới một lượng nhất định sẽ gây ra áp lực đủ lớn để chống lại áp lực đất và áp lực nước ngầm, đảm bảo giữ ổn định cho gương trong quá trình đào Khi đó chỉ cần khống chế cho lượng đất mà máy đào được cân bằng với lượng đất đưa ra khỏi khoang thì công tác đào có thê tiến hành một cách nhịp nhàng

Hình 1.3.9 Sơ đồ nguyên tắc tạo áp lực bằng vụn đất

Ưu điểm: Khiên sử dụng cân bằng áp lực đất không có thiết bị xử lý bùn sét, tốc độ thi công khá cao So với khiên nén vữa sét thì giá thấp hơn, hiện tượng sụt lún bề mặt đất tương đối nhỏ

Nhược điểm: Do máy có tấm ngăn bịt kín mặt đào, do đó quan sát trực tiếp tình hình mặt đào và loại trừ sự cố mặt đào tương đối khó khăn Mũi dao và mâm cắt bị ma sát tương đối khi cắt qua địa tầng nên tuổi thọ lưỡi dao ngắn hơn

so với khiên bùn vữa sét

Phạm vi áp dụng: Khiên cân bằng áp lực đất có thể áp dụng với phạm vi chất đất và điều kiện địa chất tương đối rộng Có thể dùng trong tầng đá dính kết, không dính kết, thậm chí có lẫn đá cục và nhiều tầng địa chất phức tạp khác

có hoặc không có nước Phạm vi áp dụng của khiên được thể hiện trên sơ đồ hình 1.26

Hình 1.3.10 Cấu tạo khiên tạo áp bằng khí nén

1-Vách ngăn có cổng; 2-Cổng người qua; 3-Cầu sự cố; 4-Thang;5 Cổng có màng chắn; 6-Máy lắp có vì tubin; 7-Khiên; 8-Cổng vận chuyển; 9-Cổng sự cố; 10-Cổng ống;11-ống xi phông; 12-ống thoát nước; 13- Lỗ để rải mạng kỹ thuật.Nguyên tắc: Không gian giữa buồng đào và gương đào được bơm không khi vào với áp suất cao hơn áp lực của nước ngầm nhưng không vượt qua áp suất bên ngoài 2 atm Dưới tác dụng của khí nén nước ngầm bị ép ngược về phía địa tầng khoảng 0,1-0,4, nhờ đó nền đất ngậm nước ở gương đào trở nên khô ráo

và công việc thi công được tiến hành thuận tiện hơn

Hình 1.3.11 Sơ đồ nguyên tắc tạo áp bằng khí nén

Ưu điểm: Do sử dụng khí nén cân bằng áp lực đất nên phương pháp này hạn chế được các hiện tượng sụt lún hoặc gây ra các ảnh hưởng tới các công trình lân cận Thi công bằng khí nén đơn giản, không cần phải có các thiết bị lọc, lưu giữ bùn sét như đối với khiên cân bằng áp lực nhờ vữa sét

Nhược điểm: Nhược điểm lớn nhất của phương pháp sử dụng hơi ép là điều kiện làm việc độc hại, nặng nhọc dưới áp suất cao làm ảnh hưởng đến sức khỏe của người công nhân

Nhận xét: So với phương pháp truyền thống, phương pháp khiên đào đã thể hiện những ưu điểm vượt trội về độ an toàn và tiến độ khi thi công hầm trong đất yếu Tuy nhiên phương pháp cũng có những hạn chế của nó như: Tiết kiện của hầm thường được quyết định dựa vào tiết diện của khiên; khiên đào chỉ thựuc sự mang lại hiệu quả kinh tế khi thi công các tuyến hầm có chiều dài lớn

như các tuyến Mêtro trong thành phố Đối với hầm qua núi, vùng địa chất thường có chiều dài ngằn, áp dụng phương pháp khiên đào là không hợp lý.

1.3.4 Phương pháp NATM (New Austria Tuneling Methol)

1.3.3.1 Quá trình hình thành ý tưởng về NATM

Từ những năm 50 của thế kỷ 20, qua kinh nghiệm đào hầm mỏ, Giáo sư Tiến sĩ L.V Rabcewicz đã phát hiện ra cơ chế phá hoại của hầm không chống

đỡ có các trạng thái sau:

Trạng thái đơn trục của đường hầm:

Sau khi đào, ứng suất của khối đá xung quanh tường hầm sẽ bị

chuyển từ trạng thái ba trục, sang trạng thái đơn trục do việc

đào đã làm mất lực đối khác

Biến dạng đỉnh vòm và vòm ngược:

Sau đó cường độ kéo tập trung tại đỉnh vòm và vòm ngược,

biến dạng của đá dần gia tăng tại đỉnh vòm và vòm ngược do

cường độ chịu kéo của đá thấp hơn nhiều so với cường độ chịu

nén

Tập trung của ứng suất nén:

Do biến dạng kéo, cường độ kéo tại đỉnh vòm và vòm ngược

giảm, ứng suất nén có cường độ lớn sẽ tập trung ở vách hầm

Vách tường hầm bị nứt ra:

Vách tường hầm bị nứt dưới tác dụng của ứng suất chịu nén

cao

Gia tăng vùng biến dạng:

Khối đá nằm trên vòng hầm trở nên không ổn định do suy

giảm sức chịu tải tại chân vòm hầm Cuối cùng thì vùng bị biến

dạng của vòm hầm sẽ diễn tiến theo đề suất của K.Tezaghi

Chú thích: Lực kéo

Lực nén

Hình 1.3.12 Phân bố ứng suất xung quanh một hang ngầm dưới áp lực thủy

tĩnh

(theo Kastner, trích dẫn bởi Rabcewicz 1964)

Để tránh các hiện tượng trên xảy ra, sử dụng một lớp bê tông phun mỏng

và neo có thể hiệu quả hơn kết cấu chống đỡ bằng gỗ hoặc thép

Các công trình nghiên cứu của Giáo sư L.V Rabcewicz và tiếp độ là các Giáo sư L.Muller và F.Pacher đã cho thấy rõ mối quan hệ giữa áp lực địa tầng tác dụng lên kết cấu chống hầm và chuyển vị trí của vách hang đào và sự cần thiết phải hạn chế và kiểm soát biến dạng này với mục đích tận dụng khả năng chịu tai của khối đá xung quanh.

Hình 1.3.13 Các đường cong tương tác giữa đất nền-kết cấu chống

(theo L.Muller & Pacher, được Rabcewicz)

1.3.3.2 Khái niệm về NATM

Phương pháp NATM còn gọi là phương pháp nước áo mới do giáo sư người áo Rabcewicz đề xuất vào năm 1963 Đây là phương pháp xây dựng hầm trong nền đá cứng và mền đang được áp dụng khá rộng rãi trên thế giới Nó dựa trên cơ sở các kiến thức hiểu biết trong lĩnh vực cơ học đá và địa chất công trình, ý tưởng chính của phương pháp NATM là tận dụng tối đa khả năng chịu lực đất đá xung quanh công trình, coi môi trường đất đá như là một bộ phận của

hệ thống chống đỡ hầm Điều này được thực hiện bằng cách sử dụng bê tông phun và neo để gia cố khối đá kết hợp với quan trắc đo đạc để kiểm soát trạng thái ứng suất biến dạng của vách hang đào Bê tông được phun lên vách hang ngay sau khi đào, tạo ra một lớp vỏ mềm có tác dụng hạn chế biến dạng của vách hang, tăng khả năng liên kết và ngăn ngừa tình trạng xuống cấp của đất đá quanh hang Các non có tác dụng hình thành vòm đá tự nhiên như là kết cấu chống đỡ, chịu lực cho công trình

Hình 1.3.14 Tác động vòm đá của hệ thống chống đỡ NATM

(theo L.Muller & Pacher, được Rabcewicz)

Phương pháp NATM do các kỹ sư người áo đề xuất và phát triển nên có tên gọi là phương pháp nước áo và để phân biệt với phương pháp xây dựng hầm truyền thống cũ của áo (phương pháp phân mảnh đào toàn tiết diện) người ta gọi

là phương pháp mới này là phương pháp nước áo mới Còn NATM là tênn của phương pháp này viết tắt bằng tiếng Anh

1.3.3.3 Các nguyên tắc cơ bản của NATM

Phương pháp NATM được xây dựng và phát triển dựa trên các nguyên tắc

cơ bản sau:

- Kết cấu hầm là tổ hợp cả vỏ hầm và khối đất đá xung quanh trong đó đất

đá là kết cấu chống đỡ chính của hầm

- Chọn tiết diện hầm dạng cong trơn tru để tránh hiện tượng tập trung ứng suất

- Thi công hầm phải tiến hành sao cho hạn chế tối đa các tác động phá huỷ môi trường đất đá xung quanh Đào bằng TBM là tết nhất, nếu đào hầm bằng khoan nổ thì phải dùng phương pháp nổ mìn tạo biên

- Sau khi đào phải tiến hành phun gia cố vách hang càng sớm càng tốt để duy tư liên kết giữa các khối đất đá, tránh làm cho đất đá bị giảm yếu, lỏng lẻo gây bất lợi cho độ ổn định của mang đào

- Bê tông phun phải tạo ra một lớp vỏ mỏng, mềm có khả năng biến dạng (có tính co dãn) và tiếp xúc chặt với vách hang Tính mềm dẻo của lớp vỏ bê tong phun là hết sức quan trọng, nó có tác dụng hạn chế nhưng vẫn cho phép đất

đá biến dạng tạo điều kiện thuận lợi cho việc phân bố lại ứng suất xung quanh công trình, tạo ra trạng thái cân bằng mới và giảm thiểu nội lực trong kết cấu Như vậy chiều dày lớp bê tông phun không cần lớn, do đó có thể tiết kiệm vật liệu và chi phí xây dựng công trình

- Nhanh chóng lắp đặt neo tạo vòm đá để tăng khả năng chịu lực cho môi trường đất đá xung quanh công trình

Trong quá trình thi công hầm, thường xuyên kiểm soát trạng thái ứng suất biến dạng của đất đá xung quanh công trình bằng cách đó chuyển vị ngang, chuyển

vị đứng của vách hang và ứng suất trong khối đá Nhờ kiểm soát được trạng thái biến dạng của đất đá có thể tăng giảm các biện pháp gia cố chống đỡ, điều chỉnh theo tính chất đất đá gặp phải cũng như tối ưu hoá quá trình thi công hầm Chính vì vậy có thể nói rằng phương pháp NATM là phương pháp có tính mềm dẻo

- Đo đạc thường xuyên tình trạng vách hang sẽ cho ta biểu đồ biến dạng tắt dần của vách hang đào theo thời gian

- Hầm phải kín bao gồm cả vòm ngược để tạo ra kết cấu dạng ống trụ, vì kết cấu này chịu được áp lực cao Do vậy khi thi công càng nhanh chóng đào và xây dựng vòm ngược càng tốt vì điều này sẽ giúp cho biến dạng vách hang đào nhanh chóng ổn định

- Kết cấu vỏ hầm phía trong phải mỏng, mềm dẻo để giảm thiểu mô men uốn trong kết cấu Thời gian xây dựng vỏ hầm phải căn cứ vào kết quả đo đạc Thường là khi biến dạng đã tắt, hang đào đã ổn định và vỏ hầm được xây dựng như để trang trí và làm tăng hệ số an toàn cho công trình

1.3.3.4 Ưu nhược điểm của phương pháp NATM

Ưu điểm:

Phạm vi ứng dụng rộng, có thể dùng phương pháp NATM cho nhiều loại đất đá với các điều kiện địa chất khác nhau.

- Có khả năng thích ứng khi mặt cắt ngang hầm thay đổi

- Kết cấu chống đỡ hầm gọn nhẹ, vì vậy NATM là phương pháp thi cõng hầm hiệu quả và tiết kiệm

- Có thể linh hoạt điều chỉnh kết cấu chống nấm cũng như các biện pháp thi công tuỳ thuộc vào tình hình địa chất cụ thể khi đào hang

Nhược điểm:

- Đòi hỏi trình độ quản lý, giám sát và tổ chức thi công cao

- Phải có đội ngũ cán bộ và công nhân lành nghề cũng như trang thiết bị máy móc thi công phù hợp (máy khoan máy phun bê tông thiết bị lắp đặt vã thử nghiệm neo, thiết bị thi công lớp phòng nước mềm )

- Yêu cầu cao đối với vật liệu và chất lượng công trình

- Mức độ rủi ro cao hơn cho cả chủ đầu tư và nhà thầu Dùng phương pháp NATM nếu không đặt ra yêu cầu cao trong thiết kế, thi công và giám sát tại hiện trường, có thể dẫn đến các hậu quả khó lường

Hình 1.3.15 : Sự khu biệt trong phân bố ứng suất xung quanh hầm giữa phương

pháp truyền thông và NATM

Nhận xét : Qua những phân tích trên cho thấy NATM là phương pháp thi công tiên tiến, cho phép đào hầm qua núi trong những vùng có điều kiện địa chất

phức tạp mà vẫn đảm bảo các chỉ tiêu về an toàn, tiến độ và hiệu quả kinh tế

1.4 Sự cố về an toàn và vệ sinh trong thi công công trình ngầm

1.4.1 Sự cố về an toàn và vệ sình trong thi công công trình ngầm ở Việt Nam

Đặc điểm trong thi công đường hầm là ở mỗi công trình, vị trí khác nhau thì có điều kiện tự nhiên khác nhau dẫn đến các hiện tượng sạt trượt và biện pháp xử lý cũng khác nhau Dưới đây là một số công trình đã bị xẩy ra sự cố

a) Công trình hầm đường bộ qua đèo Hải Vân

* Đào hầm trong đá khi gặp đá yếu và nước ngầm lớn tại Hải Vân

Tại hầm ngầm phía Nam, hầm chính đoạn lý trình 6+198, 6+267 và 5+778, hầm lánh nạn đoạn 6+201 khi thi công đã gặp lượng nước ngầm lớn phun ra từ mặt gương hầm qua các lỗ khoan gương Nước ngầm kết hợp với đá

bị nứt nẻ nhiều làm cho công tác khoan rất khó thực hiện

* Sụt lở khối nêm đá

Tại lý trình 5+889 sau khi nổ mìn và xúc đá, Kỹ sư của Nhà thầu và Tư vấn đã dự đoán khả năng sụt lở của khối nêm đá và quyết định khoan gia cố ngay bằng các neo Swellex, nhưng sau khi chọc khoan và bặt đầu khoan neo thì một khô đá lớn (~ 6m3) đá rơi xuống và rất may mà không có tai nạn xẩy ra

* Sử lý sụt hầm trong điều kiện địa chất đặc biệt tại Hải Vân

- Sạt lở tại lý trình 0+29 (0+00=7+897.825)

Khi đào đến lý trình 0+27 hầm chính, Nhà thầu đã tiến hành khoan phụt tạo ô cho chu kỳ tiếp theo, sau khi xong công tác khoan phun tạo ô thì ngày 5/9/2001 có một khối lượng đất tại đỉnh hầm bị sụt lở kéo theo các ống tạo ô bị gục xuống Nhà thầu đã phun bê tông liên tục vào vùng bị sạt lở nhưng hiện tượng sạt lỡ vẫn tiếp tục gia tăng và tạo thành hốc rỗng trên đỉnh hầm Đất khu vực này đất yếu và lượng nước ngầm lớn Khi hiện tượng sụt lở vãn tiếp tục gia tăng nhà thầu đã lấp lại gương hầm bàng đá, đồng thời dùng thiết bị nâng lưới thép CQS6 vào và phun bê tông Tuy nhiên biện pháp này chỉ ngăn được tạm thời trong ngày 06/9/2001 và ngày 07/9/2001 Đến ngày 08/9 và ngày 09/9 do lường mưa lớn kéo dài làm cho mực nước ngầm tăng cao làm cho sát lở tiếp

Sạt lở và bùng nền tại hầm dẫn trước Hải Vân

Khi đào hầm dẫn trước đến lý trình 0+55 thì có hiện tượng đất bão hoà chảy ra từ góc gương hầm dẫn, Nhà thầu đã chèn bao cát và phun bê tông Sau khi ban tra thì tại lý trình 0+55 trở ra đến 0+29 thì thấy ró vết nứt tại vị trí nền hầm dẫn tại vị trí 0 + 35 Nền nhà thầu phải gia cố tăng cường dẫn bằng phun bê tong dày 15cm có lưới thép d16mm đan 200x200 Tiếp theo là đào hầm dẫn chia thành hai bậc để giảm diện tích lưu thong trong khi đào

Hình 1.4.1 Đất gặp nước trở thành bùn tại hầm Hải Vân.

b Công trình thỷ điện Sơ La

Tại hầm thoát nước cao độ 180 bờ trái khi đào đến lý trình 0+45 thì xẩy ra sạt lở, đá vì vụn lẫn đất sụt xuống lấp kín gương hàm chiều cao phá hủy 5-7m

so với nóc hầm Nếu tiếp tục xúc thì khoảng phá hủy sẽ càng phát triển

c Sạt trượt tại hầm dẫn nước - Công trình thủy điện Ba Hạ.

Ngày 20 tháng 8 năm 2006 tại hầm chính số 1 giai đoạn gia cố vì chống tạm từ lý trình 0+720.3 đến lý trình 0+815.3 xảy ra xự cố sạt vách hầm từ bên trái từ cung vì nằm ngang trên đỉnh tới phần chân cụ thể như sau

- Từ lý trình 0+720.3 đến lý trình 0+774.0 kết cấu bê tong gia cố tạm đã

bị phá vỡ, toàn bộ thép cánh trái bị chuyển rất lớn theo phương ngang ra tim hầm, biên độ chuyển vị từ 2.8m đến 7.3m

- Lý trình 0+774.0 đến 0+815.3 phần chân vì bên trái bị chuyển ra tim hầm với biên độ từ 0.45 đến 0.55 Đất đá vỡ vụn nhỏ sạt xuống từng đợt theo khoảng trống giữa bê tong gia cố tạm và vách đá

- Đến ngày 21 tháng 8 năm 2006 các khối đá trên nóc và vách hầm từ lý trình 0+774.0 đến lý trình 0+815.3 sập xuống lấp kín toàn bộ đoạn hầm Phần nóc hầm đất đá sụt lở thành hố tạo thành hố trống kích thước cao khoảng 12m, dài 12m, rộng 10m

Hình 1.4.2 Sụt lở đất dẫn nước số 1 – công trình thủy điện Ba Hạ.

1.4.2 Sự cố về an toàn và vệ sinh trong thi công công trình ngầm trên Thế Giới.

Trong thi công hố đào như sạt lở thành, hệ thống chắn giữ, gây lún nứt thậm trí nghiêng hoặc sập những công trình lân cận Ví dụ ở Anh, trong những năm 1973 – 1980 khi phân tích những sự cố nghiêm trọng của hố đào (hơn 6m hoặc nông hơn)

- Hố đào không chắn giữ có chắn giữ chiếm 63 % các trường hợp

- Hệ thống chắn giữ làm việc quá giới hạn: 20% các trường hợp

- Chắn giữ không đầy đủ: 14% các trường hợp

- Mất ổn định mái dốc khi đào mở: 3% các trường hợp

- Hơn nữa, tổng kết còn thấy hơn 1/3 sự cố nghiêm trọng trong thời kỳ này xẩy ra trong nền đất đắp hoặc ở những nơi mà đất bị xáo trộn do thi công đất

Ở Trung Quốc trong những năm gần đây chỉ mới phân tích hơn 160 sự cố

hố đào đã cho thấy 5 vấn đề cần quan tâm theo bảng số liệu sau

TT Nguyên nhân gây sự cố Số lần phát sinh Tỷ lệ % sự cố

5 Vấn đề thuộc quan trắc 5 3

Qua đó ta thấy những sai lầm thuộc thiết kế chiếm 46% trường hợp và do thi công chiếm 41,5% trường hợp, trong đó chú ý có đến 30% trường hợp là khi thi công ở nền đất yếu với mực nước ngầm cao, gây tổn thất hàng triệu đến hàng, chục triệu nhân dân tệ (Tiền Trung Quốc), có thương vong về người, làm chậm tiến độ trực công, tăng giá thành công trình, ảnh hưởng xấu đến sinh hoạt bình thường của nhân dân quanh vùng gây hậu quả không tết về mặt xã hội [5]

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC VỀ AN TOÀN VÀ VỆ SINH

TRONG THI CÔNG ĐUỜNG NGẦM

2.1 Nghiên cứu một số vấn đề đặc thù trong thi công đường ngầm.

2.1.1 Sập vách đào.

Công tác thi công đào đất trong công tác thi công công trình ngầm khi mộ lượng nhất định đất đá được đào, sẽ có sự phân phối lại ứng suất trong nền đất Điều này sẽ gây ra các dịch chuyển của nền đất, có thể xẩy ra nhanh đối với đá cứng hoặc chậm đối với đất sét chối hoặc phát triền nhanh đối với đất sét mềm hoặc rất mềm Nếu các tác động và biến đổi này có thể xác định được vị trí thì cần ngay hệ thống chống đỡ để ngăn chặn sự phát triển các phá huỷ hoặc hư hỏng nếu không thì sẽ gây ra sập

Trong trường hợp thi công bằng phương pháp đào hở nếu khối lượng đất đắp gần thành hố đàn quá lớn không tính toán trước thì sẽ xẩy ra sập vách đào làm mất an toàn

Khi có sự thay đổi đột ngột trong điều kiện nền đất, nếu không chống dở kịp thời sẽ gây mất an toàn thi công Với nền đất rời khi mà có hiện tượng bùn

và cát chảy xuất hiện thị sự lún sụt và mất ổn định của bề mặt hố đào rất cao

Hiện tượng lún sụt thường xẩy ra ở các loại đất khác nhau

Đối với đất hạt : đất hạt không cố kết có rất ừ hoặc có thể nói là không cókhả năng tự đứng ổn định, và chúng thường phải tựa góc lên nhau Sự phá

vỡ kết cấu ổn định đất hạt thường xuất hiện : Đùn ra nhanh hay chậm khi vật liệu đất hạt bị khô lại hoặc mất nước do ứng suất lớn Chảy nhão đối với các vật liệu đất hạt khô có độ cố kết thấp Chảy như một hỗn hợp sệt khi vật liệu đất hạt trở thành lỏng

Đối với cát và sỏi: Chúng không có tính dẻo và chỉ có một ừ khả năng chịu lực nhưng chỉ với một lượng vật liệu rời nhỏ có thể nhanh chóng phá huỷ bất kỳ cấu tạo dạng thành vòm chịu lực nào cát và sỏi làm xuất hiện hiện tượng lún sập nhanh và đột ngột nhất là khi có lượng nước xuất hiện

Đối với loại đất cố kết : Trong đất này độ cố kết và dẻo nhất định thay đổi tăng dần từ bùn sang đất sét, các phá huỷ có thể xẩy ra trong các trường hợp sau

- Đùn ra khi nền đất bị khô hoặc mất nước do ứng suất lớn, những rạn nứt chứ không chảy nhão

- Ép chặt, như khi đất sét bị mất nước do ứng suất lớn và đùn ra từ từ màkhông có các vết rạn nứt có thể nhìn thấy bằng mắt

- Chảy ra do rung động hoặc sự hoá lỏng trong môi trường ẩm ướt hoặc bùn đẫm nước, và do sự dung động của đất sét

- Phồng lên với loạt đất sét hút nước, có thể do áp suất khí quyển hay thể tích tăng.

Đối với đất sét : Đối với loại đất sét mềm, và cả với đất sét cứng khi xuất hiện tính không liên tục (như đối với các mặt trượt hoặc “sườn trượt” nếu không lắp dựng hệ thống chống đỡ tạm sớm thì sẽ gây ra sập

Đối với bùn lỏng : Mức độ cố kết của bùn lỏng có thể bị giảm xuống đột ngột khi có sự thay đổi đột ngột lượng nước bên trong Khi đó bề mặt phải chống đỡ toàn bộ, hoặc dùng biện pháp máy TBM

Đối với nền đất lấp và nền đất ô nhiễm : Nền đất lấp,.hay gặp khi thả các giếng chìm, thường không ổn định và yêu cầu cần phải chống đỡ toàn bộ

* Khi tiến hành thi công đường hầm băng phương pháp khiên trong đất mềm, nói chung có thể làm cho mặt đất lún xuống và đường hầm lún sụt trong giai đoạn thi công và giai đoạn vận doanh Khi mặt đất lún xuống và đường hầm lún sụt đạt đến mức độ nhất định sẽ ảnh hưởng đến việc sử dụng bình thường của kiến trúc trên mặt đất, công trình ngầm dưới đất, và bản thân đường ngầm

Khi thi công bằng biện pháp nhiên nguyên nhân dẫn đến mặt đất lún xuống do các loại nguyên nhân sau

- Thay đổi trạng thái ứng suất ban đầu của địa tầng : Khi dùng khiên loại ngực trần thì lúc ban đầu đào, ứng suất trên mặt đào ở trạng thái bị phóng thích, khối lượng đất trên mặt đào chịu ứng suất che chống ngang nhỏ hơn ứng suất bên nguyên thuỷ, nên khối đất phía trên mặt đào bị mất cân bằng và chuyển động vào phía trong khiến, dẫn đến lún sụt mặt đất phía trên của khiên Đối với khiến dập ép kẻo ngực bịt kín, do dồn đất quá nhiều hoặc quá ít hoặc khi do áp suất đất trên mặt đào hờ nên long rời hoặc bị dồn ép, làm cho ứng suất ban đầu của khối đất trên mặt đào thay đổi mà dẫn đến làm cho mặt đất lún xuống hoặc vồng lên

- Do sự thay đổi mực nước ngầm: Do mực nước ngầm bị thay đổi nên sinh ra lún sụt

Do phun vữa bịt khe hở sau đuôi khiên không đầy đủ Khi phun vữa bịt kín không kịp thời, ép lượng vữa không đủ áp suất không thoả đáng sẽ làm cho khối đất xung quanh phía sau đuôi khiến mất trạng thái cân bằng ban đấu mà di động vào trong khe hở đuôi khiên tạo thành sụt địa tầng

2.1.2 Khí độc.

Trong công tác thi công hầm thường gặp phải rất nhiều loại khí độc, chất gây ô nhiễm do tự nhiên trong lòng đất phát sinh ra hay do các thiết bị máy móc làm ảnh hưởng nghiêm trọng sức khoẻ người lao động và có thể gây chết người

Khí ngầm là khí tự nhiên toả ra từ lòng đất hay gặp phổ biến là khí cacboníc (CO2) khí mê tan (CH4), Hidrôsunphua (H2S) vv Sự có mặt của các khí này trong hang đào, tuỳ theo nồng độ gây mức độ nguy hiềm khác nhau tới sức khoẻ của con người

Tổng kết về các chất gây nhiễm không khí thường hay gặp nhất.

Chất gây ô nhiểm

Nồng độ tương đối (ppm)

Mối nguy hiểm Các nguồn cơ bản.Carbon Monoxide CO 0,07 Độc hại Chất nổ động cơCarbon Doxide CO2 1,53 Độc hại Tự nhiên, động cơ, hàn, chất nỏNitrogen Doxide NONO

2

1,042,62

Độc hạiĐộc hại cao

Cháy nổĐộng cơMethane CH4 0,55 Cháy nổ và ngạt thở Tự nhiên

Hydrogen Sufide H2S 1,19 Độc hại và cháy nổ Tự nhiên

Acetylene 0,91 Cháy nổ và ngạt thở Rò rỉ

Hợp chất hữu cơ cơ

thể hơi

Các loại Độc hại và cháy nổ Đất ô nhiễmChất hữu cơ Các loại Độc hại Chất thải công nghiệp

Thừa oxy O2 Tăng rủi ro cháy nổ Oxy lưu trong đường ngầm, buồng kín

Ta xét cho từng loại khí như sau :

a) Chất gây ngạt đơn giản

Một số khí Gas và hơi ẩm nào đó, khi có trong không khí ở một mức nhất định về khối lượng, thì trở thành chất gây ngạt đơn giản Không cần các tác động sinh lý tích cực, chúng làm giảm mật độ ôxy qua việc làm loãng ôxy đến một mức thấp hơn mức cơ thể con người cần được thở Một vài chất gây ngạt đơn giản cũng tạo ra mối nguy hiểm cháy nổ, như khí Methane

Khí Nitơ thoát ra từ các hoạt động làm đông cứng nền đất cũng gây ra mối

nguy hiểm nếu chúng có cơ hội tích tụ lại trong đường ngầm

Monoxide thấp hơn, số lượng cụ thể phụ thuộc vào kích cỡ động cơ, mức độ duy

tu bảo dưỡng và trạng thái hoạt động

Chất nổ sử dụng để phá đất đá cũng sinh ra khí Carbon Monoxide

Khí Carbon Monoxide có khả năng gây cháy nổ khi chúng tập trung lại ở mức giữa 12.5% và 74.2%

c) Khí Carbon Dloxide (CO2)

Khí carbon Dioxide có trong điều tiện tự nhiên, đặc biệt ở những nơi đá núi lửa xuyên qua các vỉa than Carbon và ở nơi nước chứa Axits chảy vào mạch cẩm thạch hay các loại đá vôi Nó cũng xuất hiện tại nơi khí thổi ra của động cơ đất trong khi chúng đất cháy nhiên liệu gốc Carbon và tại nơi tiến hành phá nổ Khí Carbon Dioxide nặng hơn không khí và do đó có thể tích tụ tại những nơi trũng và thấp và các hố gas

Khí Carbon Dioxide thường có tác dụng như một chất gây ngạt đơn giản Khi Carbon Dioxide xuất hiện tự nhiên dưới lòng đất, nó thường xuyên hiện cùng với hiện tượng thiếu ôxy Chất khí này không cháy nổ

d) Các loại ôxit Nitơ

Các loại ôxit Nitơ cơ bản thường gặp là Nước Oxide (NO) và Nitrogen Dioxide (NO2) chúng thường có tại nơi phá nổ, cắt hàn và khói thải động cơ Tất

cả các hợp chất của chúng đều có độ độc cao, đặc biệt là Nitrogen Dioxide, gây ra tác động xấu tới tế bào phối một cách lặng lẽ mà không có biểu hiện lâm sàng lớn nào, nhưng có thể sẽ gây ra sự phá hủy nghiêm trọng ngay sau đó qua các biểu hiện như viêm phổi cấp tính chưa có thuốc chữa trị

e) Khí Methane (CH4) và các khí chứa Hydrocarbon khác

Khí Methane là một loại khí gas có khả năng cháy nổ can xuất hiện tự nhiên trong mỏ than hoặc các vỉa than, và trong than bùn và có thể thấy cả trong

đá ngậm nước rỗng hoặc chúng tan trong nước Nó cũng có thể được tạo ra từ bất kỳ nền đất nào chứa chất hữu cơ như bùn sông suối và sự phân hủy sinh học của chất thái hữu cơ, như rác thải sinh hoạt Khí Methane được thấm vào nền đất

từ những ống dẫn khí gas phục vụ cho sinh hoạt bì vỡ nứt Khi trộn lẫn với các khí gas có khả năng cháy nổ khác, đặc biệt là với Hydrocarbon thì nó được gọi

là “hơi gây cháy” Nó không phải là chất độc, nhưng có thể gây ngạt do làm loãng mật độ ôxy trong không khí

Những nguy hiểm cơ bản nhất là khả năng cháy và nổ các khí gas Hyđrocarbon khác như khí gas tự nhiên hay LPG gas có thể xuất hiện do rò rỉ hoặc thấm tràn ra nền đất

Khí gas này làm cho khó thở và đau mắt, tương ứng gây ra bệnh viêm phổi và viêm màng mắt Nó có thể gây ra hiện tượng hôn mê và sau đó gây chết người do bị liệt phổi.

g) Sulfide Dioxide (SO2)

Sulfide Dioxide là chất độc, gây hạ cho phổi Nó có trong tự nhiên ở các khu vực núi lửa và cũng có trong khói thải của động cơ và nhiên liệu có chứa lưu huỳnh

bị đốt cháy Trong các khu vực công nghiệp, nô là một loại chất gây ô nhiễm không khí thông thường Nó có thể được phát hiện rất dễ dàng bởi mọi người khi hít thở phải do có mùi đặc trưng và sau đó là vị của nó khi chạm vào lưỡi

h) Khí gas dùng để cắt và hàn

Propane, Buttane và Acetylene sử dụng trong việc cắt và hàn có thể tạo nên hỗn hợp có khả năng gây nổ khi tiếp xúc với không khí Những bình chứa khí Gas này có thể nổ tung ở nhiệt độ cao hoặc tác động khác bên ngoài Bình chứa Acetylene có thể bị nổ nếu gặp nhiệt độ cao do sự phân tách nhiệt của Acetylene

Điều nguy hiểm này có thể tồn tại trong một độ cao khoảng thời gian sau khi bình chứa đã được chuyển khỏi khu vực có nhiệt độ cao, thậm chí Propane

và Buttane chúng nặng hơn không khí nên có thể sẽ tích tụ lại tại các khu vực thấp của đường ngầm

i) Khói sinh ra tử việc cắt và hàn

Khói sinh ra từ việc cắt và hàn thường chứa chất độc hại Thành phần cấu tạo và số lượng phục thuộc vào việc cắt hàn hợp kim nào và phương pháp cụ thể, nhưng nói chung thành phần chủ yếu là oxit Nitơ, ozone, Carbon Dioxide, Carbon Monoxide, Oxit kim loại và Florua

k) Hơi xăng/diezel

Hơi xăng/diesel có chứa chất độc hại, nguy hiểm về cháy nổ Cặn xăng vàdầu diesel trong nền đất có thể còn có trong những khu vực lân cận của kho hoặc

nơi sử dụng xăng dầu hiện tại

h) Amonia

Khí Amonia có thể xuất hiện khi sử dụng vữa hóa chất nào đó và chúng cũng có trong đường ngầm xuyên qua bùn hữu cơ gần cửa sông, cũng có thể xuất hiện từ phản ứng hóa học giữa vữa gốc xi măng và đất nền

m) Hợp chất hữu cơ bay hơi (VOSs)

Một loại hợp chất hữu cơ bay hơi (VOSs) thường thấy trong đất ô nhiễm

do các quá trình sản xuất công nghiệp gây ra như sản xuất khí gas, than cốc hay nhựa đường VOSs bao gồm Benlene, Toluene, Xylene và các hợp chất của chúng Chúng gây nguy hiểm cho sức khỏe, một vài loại VOSs còn gây ung thư,

và mức LRLs là tương đối thấp trong khoảng 1% thề tích Khi VOSs được phát hiện trong đường ngầm, cần phải xin ý kiến tư vấn của chuyên gia về cả vấn đề rủi ro vệ sinh của người sử dụng và cả rủi ro xuất hiện cháy nổ

n) Các khí gas độc hại khác

Các chất gây ô nhiễm không khí khác có thể xuất hiện nhưng nói chung thường là không nhiều trong đường ngầm Một vài loại khí gas độc hại có khối

lượng lớn được hình thành dần dần trong quá trình cháy, đặc biệt là khi nhựa tổng hợp cháy tạo ra Hydrongen Chlonde, Hydrogen Cyanide và íocyanate độc hại.

Hiện tượng thấm ngầm từ hệ thoát nước thải có thể gây ra hiện tượng chất hóa tan hữu cơ xuất hiện trong đường ngầm

2.1.3 Ngập lụt.

Nước ngầm là một trong những trở ngại chủ yếu khi xây dựng công trình ngầm Nước ngầm còn có thể gây ra các sự cố bất ngờ khi thi công như khi gặp túi nước ngầm lớn, gặp đáy của dòng sông ngầm làm cho quá trình thi công bị ngừng trệ, đôi khi phải bẻ tuyến đi vòng để tránh Nguy hiểm nhất là trường hợp khi thi công gặp phải nước ngầm ở vùng phá huỷ kiến tạo Dòng nước ngầm này

thường kéo dài và nối với một mạch nước ngầm lớn Đối với các túi nước tích tụ

trong các hang động thì mức độ nguy hiểm kém hơn Trong quá trình thi công nếu xảy ra trường hợp chọc thủng vào lòng sông suối ngầm thì sẽ đặc biệt nguy hiểm Trong thực tế đã xảy ra trường hợp hầm bị ngập do cắt qua tầng bị ngập nước (hình vẽ 2.l a) Có trường hợp xảy ra sự cố do không xác định được chính xác vị trí tầng đất đá ngậm nước nằm bên dưới lòng sông, suối (hình vẽ 2.l b)

h1; h2 lần lượt là chiều sâu lớp đất đá rời rạc ngậm nước theo dự đoán và theo thực tế

Tác hại chủ yếu củ8 nước ngầm thể hiện ở các điểm sau:

- Làm cho địa tầng giảm yếu dẫn đến giảm tính ổn định, tăng tính chảy dẻo của đất, áp lực địa tầng tăng nhanh

- Một số loại địa tầng như đá vôi bùn, đất sét, cát khi gặp nước trở nên rời rạc, thậm chí có khi thành bùn cát chảy mất hết khả năng chịu lực Một số loại khác có độ cứng lớn nhưng dưới tác dụng của dòng nước làm cho độ rỗng tăng lên, đất đá trở nên rời rạc, độ cứng giảm xuống

- Một số loại đất đá khác như:

Đất sét và thạch cao khan khi gặp nước thi phát sinh trương nở thể tích làm tăng áp lực tác dụng lên vỏ hầm

Lớp đất đá có thế nằm xiên, khi có nước ngầm thấm vào gây hiện tượng trượt lở, tăng áp lực cục bộ ở các mặt xiên Đặc biệt nước ngầm có chứa các thành phần hoá học có tính chất ăn mòn bê tông gây phá hoại kết cấu vỏ hầm Nước ăn mòn có thể phá huỷ bê tông vỏ hầm, đòi hỏi bê tông phải có các thành phần đặc biệt chống ăn mòn.

- Nước ngầm thường có nhiệt độ cao, làm cho hầm vừa nóng vừa ẩm gây ảnh hưởng xấu đến sức khoẻ của công nhân trong quá trình thi công Trong quá trình khai thác, nếu không được phòng nước tốt cho vỏ hầm, nước ngầm sẽ làm giảm độ bám của mặt đường, ở một số nước có nhiệt độ thấp còn xảy ra hiện tượng đóng băng trong hầm vv… Vì vậy việc chống nước ngầm trong giai đoạn thi công và khai thác là một vấn đề quan trọng đang được áp dụng ở nhiều nước.Nước không những chỉ là một trong những nhân tố ảnh hưởng đến thi công bình thường của đường hầm là mối hiểm hoạ cho công tác an toàn lao động Nếu như việc thi công đường ngầm được thi công từ hầm ngầm bị ngập thì mọi người có thể bị cô lập bên trong và không thể thoát hiểm được Nếu hầm ngầm dốc dần xuống từ đáy ngầm đến mặt ngắm thì nước sẽ tích tụ ở đáy

Trong công tác đào đường hầm nếu đàn đất dưới nước hoặc dưới mực nước ngắm, luôn luôn có ngập lụt xuất hiện và làm rửa trôi nền đất tại mặt đào Ngập lụt có thể làm bỏng hay nứt vỡ lớp áo hầm, các rãnh chìm, hoặc do đặc tính địa chất khác có liên quan đến nguồn nước ngầm

Việc hố thăm không bịt kín hoàn toàn các lỗ thăm dò có thể gây ra nhiều mối nguy hiểm Ngập lụt có thể xẩy ra trong đường ngầm hay hầm liền kề Trong trường hợp này nước chảy vào từ các hầm kề bên có thể xẩy ra các hư hỏng nghiêm trọng cho máy thị công TBMS và sau đó gây sập bề mặt đất không được chống đỡ cẩn thận

Trong khi thi công đường ngầm có dùng khí nén, có rủi ro tiềm ẩn về việcxuất hiện hiện tượng ngập lụt

Tia lửa có thể được sinh ra khi có sự tiếp xúc mạnh giữa đá cứng và kim loại Do vậy, máy cắt gọt hay các thiết bị tương tự khác cần được để hoạt động tại độ thấp và được làm nguội bằng vòi hay ống phun nước Nhôm và các hợp kim nhẹ có thể tạo ra lượng lớn tia lửa khi va đập với các loại đá cứng và kim loại khác Những hợp khí này phải bị loại bỏ hoàn toàn trong thì công đường ngầm nếu thấy có khả năng xuất hiện khí Methane

Tia lửa có thể được tạo ra sự tích tụ tĩnh điện trong lớp vật liệu bảo vệ nhiệt khí có ma sát, như các dây dẫn động lực cao su, nilông và các vật liệu

không phải kim loại khác Sự tích tụ tĩnh điện cũng xảy ra, ví dụ như, khi khí nén được sử dụng để thổi vật liệu rời.

a) Cháy nổ trong môi trường khí nén

Khí nén cung cấp một khối lượng rát lớn ôxy và do vậy làm tăng thêm các rủi ro xuất hiện cháy nổ

Các loại nguyên vật liệu có thể cháy nổ trong không khí thông thường thì

sẽ cháy nổ rất mạnh trong môi trường khí nén Các loại nguyên vật liệu được coi

là an toàn, ít cháy nổ trong không khí thông thường thì vãn có thể cháy nổ trong môi trường khí nén Gỗ là loại vật liệu cơ bản dùng trong xây dựng; tuy nhiên trong môi trường khí nén, thậm chí là gỗ cứng đặc và loại đã xử lý chống cháy, vẫn có thể bén lửa và bốc cháy, chứ không đơn thuần là cháy âm ỉ và hóa than Những tia lửa cháy không sẽ cháy xuyên qua vật liệu mạnh mẽ hơn và nhanh chóng bén sang giẻ rách hay chất thải có chứa dầu Sợi tổng hợp cháy bùng lên rất nhanh và có thể bắn vào da và cơ thể Nhiều loại nhựa thì lại gây ra và làm tăng khói đặc, thường có thêm đặc tính độc hại nữa Tốc độ lan rộng đám cháy cũng tăng lên thêm

Thiết bị thủy lực chứa dầu áp lực cao có thể đặc biệt nguy hiểm theo hai dạng Một lỗ dò nhỏ có thể gây ra một luồng dầu phun mạnh, sẵn sàng bốc cháy bất kỳ lúc nào, hoặc một vòi dầu để gần lửa hoặc có thể chỗ nào đó bị vỡ nứt có thể gây cháy nổ, sau đó sẽ làm thoát ra một lượng lớn dầu dễ cháy Thêm nữa, gỗ

có thể thấm đẫm dầu và sàn công tác và thang bộ bằng thép sẽ trở nên trơn trượt

Pin và ắc quy nếu nạp sạc trong khu vực làm việc chứa khí nén sẽ gây cháy nổ cao

Việc sử dụng các dụng cụ đất cháy, hàn hoặc mài nghiền trong khu vực làm việc chứa khí nén vốn đã tạo ra nguy hiểm rồi mà lại còn nguy hiểm hơn Khi thiết bị máy móc dùng ôxy- acetylene hoặc oxy - propane làm nhiên liệu đót được sử dụng nếu không dùng loại bình có kích thước nhỏ sẽ gây ra cháy nổ

Khi công việc khoan đào hầm dùng khí nén xuyên qua bất kỳ một vỉa đất

đá nào có thể xuất hiện khí Methane thì sẽ có một rủi ro thêm vào về khả năng

ra cháy hoặc nổ Đặc biệt, khí nén dùng trong các vỉa than làm tăng thêm rủi ro đốt cháy bên trong

Khí Methane có thể xuất hiện trại áp suất và tạo ra hỗn hợp khí có khả năng cháy nổ khi gặp khí nén trong khu vực làm việc Khí Methane có thể thoát qua các vỉa đất nền hoặc hòa tan vào nước ngầm chảy vào trong đường ngầm Nó cũng có thể thoát ra khỏi đường ngầm, làm giảm áp suất khí nén trong đường ngầm

2.15 Các vấn đề làm việc trong một trường khí nén.

Việc sử dụng khí nén để kiểm soát nước ngầm, dùng để bơm phun bê tônglớp áo hầm , tạo áp lực chống đỡ cho nền đất, hạ chìm hầm ngắm, cung cấp cho các máy ép vữa, máy đục đá, máy bóc đá tạo ra nhiều nguy hiểm cho cả con người và kết cấu ngầm, sức khoẻ công nhân là một vấn đề đặc biệt chú ý.

Nếu dùng áp lực khí nén quá cao, sẽ xuất hiện nguy hiểm thổi bay, khí nén có thể sẽ tác động vào những vị trí gầm yếu tại lớp đất nền phía trên, tạo ra các lỗ hở lớn để thoát ra ngoài gây hậu quả giảm áp đột ngột và cực nhanh tạo điều kiện cho nước bên ngoài tràn vào

Nếu áp lực khí nén quá thấp thì dòng nước sẽ chảy vào, đặc biệt ở chỗ trũng có thể vượt qua mức cho phép dẫn đến sự lún sụt bề mặt nếu chúng không được chống đỡ hợp lý

2.1.6 Các vấn đề về thông tin liên lạc.

Trong công tác thi công đường ngầm, hệ thống thông tin liên lạc là điều quan trọng thiết yếu để đảm bảo an toàn và hiệu quả mọi mặt của công trường, đồng thời chỉ đi các thông tin chỉ dẫn, giám sát hệ thống, kiểm soát các hoạt động nâng hạ, vận chuyển người, vật liệu máy móc qua lại, kiểm soát không khí, báo động cháy nổ và quản lý tình trạng khẩn cấp

Người điều khiển hệ thống thông tin cũng là vấn đề cần quan tăm nếu như

họ không được đào tạo mà thông tin bị sai lệch thì có thể gây hậu quả nghiêm trọng đến người, thiết bị máy móc

Môi trường có độ ồn cao sẽ đòi hỏi một hệ thống thông tin liên lạc an loàn Các đặc tính và mức ồn thường xuyên tại khu vực thi công có thể gây khó khăn trong công tác thông tin liên lạc, như ảnh hưởng tới lời nói bình thường và nhấn mạnh các cảnh cáo nguy hiểm

Trong thiết bị nâng hạ nếu như không có hệ thống thông tin giữa người điều khiển máy và hoa tiêu thì sẽ rất mất an toàn trong khi thi công

Hiện nay rất có nhiều loại hệ thống thông tin liên lạc như điện thoại di động, máy radiô, hệ thống tín hiệu., vô tuyến bán dẫn, camera Nhưng việc sử dụng thế nào để có thể đem lại hiệu quả cao nhất

2.1.7 Các vấn đề về thông thoáng khí

Khi thi công đường hầm, do khu nổ phá, khi sử dụng động cơ diesel, khi đào đất khí độc không ngừng tuôn ra, cũng có khi do địa tầng phun ra và cả do công nhân hô hấp thải ra làm cho không khí trong hầm vô cùng ô nhiễm, ảnh hưởng rất nghiêm trọng đối với sức khoẻ con người

Khi sử dụng các động cơ, dùng chất phá nổ và do công nhân hô hấp sẽ làm tăng nhiệt độ không khí trong đường ngầm

Hiện tượng giảm óxy trong không khí sẽ gây ra rủi ro tiềm ẩn ngạt thở, chúng bị xảy ra ở những nơi ôxy không khí thường bị hấp thu vào các lớp đất hữu cơ rỗng, xốp Các kiểu nền đất khác, như nền cát chứa khí, cũng có thể làm giảm lượng ôxy

Sự xuất hiện các khí độc hại khi thi công trong đường hầm như khí Methane hay các khí Gas khác có thể gây chảy nổ nên nếu như không có biện pháp thông thoáng khí tốt sẽ gây nghiêm trong cho công nhân làm việc trong hầm

2.2 Nghiên cứu một số các tiêu chuẩn ,văn bản pháp quy

2.2.1 Nghiên cứu các tiêu chuẩn

a) TCVN 5279:1990 An toàn cháy nổ Bụi cháy Yêu cầu chung

Tiêu chuẩn này quy định những yêu cầu chung đảm bảo an toàn cháy nổ được áp dụng đối với các thiết bị và quá trình sản xuất có bụi cháy

Tiêu chuẩn này không áp dụng đối với các thiết bị, và quá trình sản xuất

có bụi cháy của chất nổ và chất phóng xạ

Tiêu chuẩn đưa ra chỉ số nguy hiểm cháy nổ của bụi cháy của các chất cháy.b) TCVN 5 126: 1990, Rung Giá trị cho phép tại chỗ làm việc

Tiêu chẩn này đưa ra các giá trị rưng cho phép tại chỗ làm việc

c) TCVN 4756: 1989, Quy định nối đất và nối không các thiết bị điện.Tiêu chuẩn này áp dụng cho tất cả các thiết bị điện xoay chiều có điện áp lớn hơn 42V và một chiều có điện áp lớn hơn 110V và những quy định yêu cầu đối với nối đất và nối không

Tiêu chuẩn này đưa ra các yêu cầu chung đối với các mạng điện xoay chiều và các thiết bị điện được cung cấp điện áp đến 1000V và lớn hơn 1000V

có điểm trung tính nối đất trực liếp hoặc có điểm trung tích cách ly Đưa ra yêu cầu của các bộ phận máy móc cần được nói đất hoặc nối "không", nối đất các thiết bị điện, nối “nối không với các thiết bị điện”

e) TCVN 7204-7:2003, Giày ủng an toàn, bảo vệ và lao động chuyên dụng.Giầy ủng bảo vệ phải có độ bền nước

Giầy ủng bảo vệ phải có tính bảo vệ xương bàn chân

g) TCVN 6713 :2000, Chai chứa khí An toàn trong thao tác

Tiêu chuẩn này qui định các yêu cầu an toàn trong thao tác, sử dụng và tồn tại chai chứa khí vĩnh cửu, khí hoá lỏng hoặc khí nén hoà tan Tiêu chuẩn này áp dụng cho chai chứa khí dung tích từ 0,51 đến 1501

Tiêu chuẩn đã quy định

Chỉ những người được đào tạo đầy đủ mới được thao tác và sử dụng chai chứa Chai chứa khí phải được ghi nhãn để nhận biết khí chứa

h) TCVN 5308:1991, Quy phạm kỹ thuật an toàn trong thao tác

Tiêu chuẩn này đưa ra

- Quy định cẩu chung, tổ chức mặt bằng công trường, lắp đặt và sử dụng điện trong thi công, công tác bốc xếp và vận chuyển, sử dụng máy cầm tay, sử dụng xe máy xây dựng, công tác khoan, dựng lắp sử dụng và tháo dỡ các loại giàn giáo, công tác hàn, sử dụng máy ở các xưởng gia công phụ, sử dụng bitum ma tít và lớp cách ly, công tác đất, công tác móng và hạ giếng chìm, công tác sản xuất vữa

và bê tông, công tác xây, công tác cốp pha và bê tông, công tác lắp ghép, làm mái, công tác hoàn thiện, công tác lắp ráp thiết bí công nghệ và đường ống dẫn

Đối với thi công công trình ngầm

Đưa ra yêu cầu chung khi thi công công trình ngầm, an toàn thi công, đì lại và vận chuyển trong công trình ngầm, sử dụng thiết bị điện và chiếu sáng, vấn đề về thòng gió,

i) TCVN 7312:2003, Phương tiện cá nhân bảo vệ cơ quan hô hấp Khẩu trang có khí lọc bụi

Khẩu trang gồm hai lớp vải có cửa mở một phía để lắp tấm lọc Khẩu trang được đeo và áp suất vào mặt nhờ hai dây chưa có nút co dãn có thể tăng/giảm chiều dài và một thanh kim loại dẻo để ôm sát phần mũi

Khẩu trang phải đáp ứng các chỉ tiêu kỹ thuật quy định ở bảng sau

3 Giới hạn trường nhìn, % không lớn hơn 6

k) TCVN 4586 : 1997, Vật liệu nổ công nghiệp Yêu cầu an toàn về bảo quả, vận chuyển và sử dụng

Tiêu chuẩn đưa ra các yêu cầu về vật liệu nổ, yêu cầu an toàn và bảo quản, và chuyển và sử dụng vật liệu nổ

m) TCVN 3288:1979, Hệ thống thông gió Yêu cầu chung về an toàn.Tiêu chuẩn này áp dụng cho các hệ thống thông gió, điều hoà không khí

và cấp nhiệt bằng không khí cho nhà và công trình sản xuất, kho tàng, công trình phụ, công trình sinh hoạt

Tiêu chuẩn này không áp dụng cho hệ thống thông gió của các hầm lò và

mỏ lộ thiên các công trình ngầm, các phương tiện giao thông, nhà và công trình

có công dụng đặc biệt, nhà và phòng dùng để sản xuất, bảo quản hay sử dụng các chất nổ và các phương tiện gây nổ; nhà và công trình tạm thời có thời hạn sử dụng dưới 5 năm, cũng đối với các hệ thống thông gió dùng để thoát khói khi có hỏa hoạn trong các nhà và công trình và các hệ thống được sử dụng trong các quá trình công nghệ và trong vận chuyển bằng khí nén

n) TCVN 2603 :1987, Mũ bảo hộ lao động cho công nhân mỏ hầm lò.Tiêu chuẩn này áp dụng cho các loại mũ bảo hộ lao động được chế tạo từ chất dẻo tổng hợp (có cốt hoặc không có cốt), dùng cho công nhân làm việc trong mỏ hầm lò và trong các điều kiện lao động tương tự

Tiểu chuẩn này chỉ ra

- Kiểu, cỡ và kích thước cơ bản

- Yêu cầu kỹ thuật đối với vật liệu, kết cấu, khối lượng, hình dáng, mầu sắc, thông thoáng, độ hút nước, giá giữ đèn, các bộ phận bên trong Yêu cầu về

độ bền và độ va đập, độ bền đâm xuyên, độ bền về nhiệt, độ bền về điện, bền cháy, về độ giảm thị trường

- Ghi nhãn, bao gói, vận chuyển và bản quản

p) TCVN 5937:2003, Chất lượng không khí Tiêu chuẩn chất lượng không khí xung quanh.

Giá trị giới hạn các thông số cơ bản trong không khí xung quanh

TT Thông số Trung bình 1 giờ Trung bình 8 giờ Trung bình 24 giờ

q) TCVN 4086:1985, An toàn điện trong xây dựng Yêu cầu chung

Tiêu chuẩn này quy định những yêu cầu chung về an toàn diện đề áp dụngcho công tác xây lắp trên các công trường xây dựng

Tiêu chuẩn này không áp dụng cho công tác xây lắp ở những nơi có điện

áp 1000V và công tác xây lắp ở các mỏ khai thác than và quặng

Những yêu cầu về an toàn điện như lắp lưới điện, nối và tháo gỡ dây dẫn, lắp ráp, sữa chữa điện, sử dụng các dụng cụ điện cầm tay Làm việc ở những nơi nguy hiểm về điện giật, yêu cầu về khi hàn điện và dây dẫn điện

Những yêu cầu về sử dụng các phương tiện phòng hộ của công nhân

Kiểm tra thực hiện các yêu cầu của an toàn điện

Những yêu cầu đối với công nhân vận hành thiết bị điện ở công trườngr) TCVN 6780:2000, Yêu cầu an toàn khai thác hầm lò mỏ quặng và phi quặng

Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu về an toàn trong khai thác hầm lò,

áp dụng cho mỏ quặng, phi quặng

Tiêu chuẩn này đã chỉ ra những yêu cầu chung về an toàn, quy định về đường lò, công tác khai thác, vận chuyển ở lò bằng, vận chuyển bằng tàu điện, vận chuyển ờ lò nghiêng có góc dốc đến 300, vận chuyển ở lò đứng và lò nghiêng

có góc dốc lớn hơn 30o, cáp và các thiết bị khoá xích để nâng và hạ trong lò nghiêng góc dốc lớn hơn 30o, cáp và các thiết bị khoá xích để nâng và hạ trong lò nghiêng và lò đứng, máy nâng và tời, yêu cầu chung về không khí mỏ, những quy định khi thông gió cho các mỏ hầm lò, yêu cầu bổ xung đối với mỏ có nguy hiểm khí và bụi nổ, yêu cầu về cửa gió, trạm quạt thông gió lò chuẩn bị, kiểm tra tình trạng không khí mỏ và dụng cụ đồ kiểm tra, yêu cầu về người làm công tác thông gió mỏ Yêu cầu về công tác cung cấp điện : Dây dãn điện, máy điện và thiết bị, lĩnh vực sử dụng thiết bị điện mỏ, buồng đặt máy điện và các trạm, bảo vệ cáp, động cơ điện, máy biến thế, đèn chiếu sáng được cấp điện từ lưới điện nối đất bảo vệ, mạng thông tin tín hiệu, kiểm tra thiết bị trong mỏ

2.2.2 Nghiên cứu một số Thông tư, Nghị định

a) Nghị định số 41/2007NĐ-CP về xây dựng ngầm đô thị ngày 22 tháng 3 năm 2007.

Trong điều 16 của nghị định này đã nêu rõ

- Các nhà thầu xây dựng phải thiết kế biện pháp thi công được chủ đầu tư hoặc đại diện chủ đầu tư chấp thuận

- Quá trình thi công xây dựng công trình ngầm phải đảm bảo an toàn, hạn chế ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của đô thị, các công trình lân cận và bên trên ; có biện pháp nhằm đảm bảo vệ sinh môi trường, đặc biệt là ô nhiễm nước ngầm và môi trường địa chất đô thị.

- Thi công xây dựng công trình ngầm phải có kế hoạch khắc phục các sự

cố có thể xẩy ra trong quá trình thi cong như: gặp tầng đất yếu, tầng chứa nước, khí độc, cháy nổ, sạt lở, trồi đất, bục đất nhằm đảm bảo an toàn cho người, phương tiện thi công và cho công trình

- Thi công xây dựng công trình ngầm phải tuân thủ nghiêm ngặt quy trình,trình tự công việc và có chế độ thường xuyên kiểm tra điều kiện đảm bảo

an toàn khi thi công, kiểm soát chặt chẽ người vào, ra công trình ngầm trong xuất quá trình thi công cong trình Khi gặp các sự cố bất thường nhà thầu xây dựng phải có trách nhiệm thông báo cho chủ đầu tư và các bên liên quan để có biện pháp sử lý phù hợp

Lực lượng tham gia thi công xây dựng công trình ngầm phải được huấn luyện kỹ thuật và trang thiết bị bảo hộ an toàn lao động phù hợp với điều kiện thi công của từng loại công trình ngầm

CHƯƠNG 3:

ĐỀ XUẤT QUY ĐỊNH VỀ AN TOÀN VÀ VỆ SINH

TRONG THI CÔNG ĐƯỜNG NGẦM

3.1 Sập vách đào, sập trần.

3.1.1 Biện pháp dự phòng đất sập trong thi công.

a Lựa chọn phương pháp và biện pháp hợp lý

Đây là điều mấu chốt nhất Trong khi đào vào vùng địa chất không tốt, vi nham vụn nát, nên dùng phương pháp thủ công “Trước tiên thoát nước đào cự ly ngắn, nổ phá om, che chống khoẻ, xây vòm sớm, thường xuyên đo đạc" Cần biên soạn phương án thi công và biện pháp an toàn thiết thực khả thi

b Quan trắc theo dõi độ lún sụt đất nền xung quanh và lân cận

Để đảm bảo thao tác thi công an toàn, kịp thời phát hiện khả năng và triệu chứng sụt lở, và dựa vào tình hình khác nhau mà dùng các phương pháp thi công

thoả đáng và biện pháp khống chế đất sụt cho thích hợp, cần thiết phải tiến hành đo đạc dự phòng trong giai đoạn thi công

Tại công trình hầm đường bộ qua đèo Hải Vân đã bố trí cả một kế hoạch hoàn chỉnh giám sát chất lượng đào hầm với phương tiện đo đạc hiện đại như máy đã biến dạng, các tế bào điện do ứng suất lực căng, các biến năng đã biến dạng chuyển vị, cùng các thiết bị che chống bộ thời như: neo, bu lông, mạng lưới cốt thép che chốn, giá vòm thép v.v [11]

Trên thế giới dự phòng đất sụt thường dùng mấy loại phương pháp sau

* Phương pháp quan sát

Tại mặt đào dùng lỗ thăm dò để tiến hành khảo sát tình hình địa chất và thuỷ văn, đồng thời kéo neo thăm dò mặt đào để phân tích phán đoán xem có cần đo đạc dự phòng vượt lên trước để đối phó với khả năng phát sinh đất sụt

Quan sát định kỳ và không định kỳ trạng thái chịu lực và biến dạng của vinham trong hầm: kiểm tra kết cấu che chống xem có phát sinh biến dạng lớn hay

không; quan sát xem vết tầng, các khe nứt có trương to ra không, xem đỉnh hầm và vách hầm có bị bong rời rụng đá hay không; phun bê tông có bị bong rời hay không; cho đến cả kiểm tra mặt đất xem có bị lún không v.v

* Phương pháp đo đạc thông thường

Theo thời gian quy định quan trắc đo đạc chuyển vị, ứng suất của các điểm, tiến hành phân tích nghiên cứu trên số liệu đo đạc được, kíp thời phát hiện trạng thái chịu lực, chuyển vị thông thường dẫn đến khả năng sụt lở

* Phương pháp đo đạc vi địa chấn và phương pháp siêu âm

Phương pháp thứ nhất dùng nguyên lý đo đạc địa chấn do máy chuyên dụng srất nhạy tạo thành; phương pháp sau dùng máy siêu âm đi qua nham thạch

để đổ và xác định trạng thái chịu lực của nhóm thạch, qua đó phân tích xác định khả năng xẩy ra đất sụt

Qua các cách đo đạc dự phòng đất sụt nói trên, phát hiện ra triệu chứng phải hết sức coi trọng, phân tích kịp thời, phải dùng biện pháp có hiệu lực xử lý

ẩn hoạ khi chưa xẩy ra

c Tăng cường che chống lần đầu khống chế đất sụt