Điều kiện áp dụng công nghệ tháp phao (tower pontoon) trong thi công hầm dìm tại việt nam phân tích hiệu quả tài chính của dự án hầm thủ thiêm khi áp dụng công nghệ này

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA --- NGUYỄN NGỌC HUYÊN ĐIỀU KIỆN ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ THÁP PHAO TOWER-PONTOON TRONG THI CÔNG HẦM DÌM TẠI VIÊT NAM – PHÂN TÍCH HIỆU QUẢ TÀI CHÍNH CỦA DỰ ÁN HẦM THỦ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

-

NGUYỄN NGỌC HUYÊN

ĐIỀU KIỆN ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ THÁP PHAO

(TOWER-PONTOON) TRONG THI CÔNG HẦM DÌM TẠI VIÊT NAM – PHÂN TÍCH HIỆU QUẢ TÀI CHÍNH CỦA DỰ

ÁN HẦM THỦ THIÊM KHI ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ NÀY

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ VÀ QUẢN LÝ XÂY DỰNG

Mã ngành: 60.58.90

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP.HỒ CHÍ MINH, tháng 12 năm 2010

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS Ngô Quang Tường

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại:

HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày 15 và 16 tháng 01 năm 2011

Xác nhận của Chủ tịch hội đồng đánh giá luận văn và Bộ môn quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã sữa chữa (nếu có)

Chủ tịch hội đồng Bộ môn Thi công và Quản lý xây dựng

TS Phạm Hồng Luân TS Lương Đức Long

- -oOo -

Tp HCM, ngày 03 tháng 09 năm 2010

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ và tên học viên: NGUYỄN NGỌC HUYÊN Phái: Nam

Ngày, tháng, năm sinh: 10/10/1980 Nơi sinh: Thanh Hóa

Chuyên ngành: Công nghệ và Quản lý Xây dựng

1- TÊN ĐỀ TÀI:

ĐIỀU KIỆN ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ THÁP PHAO (TOWER- PONTOON) TRONG THI CÔNG HẦM DÌM TẠI VIÊT NAM – PHÂN TÍCH HIỆU QUẢ TÀI

1) Nghiên cứu về công nghệ tháp phao để thi công hầm dìm

2) Nghiên cứu điều kiện áp dụng công nghệ này tại Việt nam

3) Đánh giá hiệu quả chính của dự án xây dựng hầm Thủ Thiêm khi áp dụng công nghệ này

3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 03 / 09 /2010

4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 06 / 12 / 2010

5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS NGÔ QUANG TƯỜNG

Nội dung và đề cương Luận văn thạc sĩ đã được Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN KHOA QL CHUYÊN NGÀNH

QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH

TS NGÔ QUANG TƯỜNG TS LƯƠNG ĐỨC LONG

Để hoàn thành chương trình cao học và viết luận văn này,tôi đã nhận được sự

hướng dẫn, giúp đỡ và góp ý nhiệt tình của quý thầy cô trường Đại Học bách

Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh

Trước hết, tôi xin chân thành cảm ơn đến quí thầy cô trường Đại Học bách Khoa

Thành Phố Hồ Chí Minh đặc biệt là những thầy cô đã tận tình dạy bảo cho tôi

suốt thời gian học tập tại trường

Tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến Tiến sĩ Ngô Quang Tường đã dành thời gian

và tâm huyết hướng dẫn nghiên cứu và giúp tôi hoàn thành luận văn này

Nhân đây, tôi xin chân thành cảm ơn ông Masao Hagiwara, ông Lương Minh

Phúc, ông Vương Hoàng Thanh đã có những ý kiến quý báu về công nghệ và

giúp tôi tiếp cận nhưng tài liệu cần thiết cho việc nghiên cứu

Đồng thời, tôi cũng xin cảm ơn các tác giả của các tài liệu mà tôi đã tham khảo

trong nghiên cứu này Cám ơn các bạn cùng lớp đã cùng tôi học tập, nghiên cứu

và chia sẻ trong khóa học

Sau cùng, con cám ơn cha me đã sinh thành, cho con động lực vượt qua mọi

khó khăn, để không ngừng học tập

Mặc dù đã có nhiều cố gắng hoàn thiện luận văn bằng tất cả sự nhiệt tình và

năng lực của mình, tuy nhiên không thể tránh khỏi những thiếu sót, rất mong

nhận được những đóng góp quí báu của quí thầy cô và các bạn

TP Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2010

Học viên: Nguyễn Ngọc Huyên

MỤC LỤC

Chương 1: Mở đầu

1.1 Giới thiệu 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1.3 Phạm vi nghiên cứu 1.4 Phương pháp và công cụ nghiên cứu

Chương2 : Tổng quan

2.1 Lịch sử phát triển công nghệ thi công hầm dìm

2.2 Cấu tạo và trình tự thi công hầm dìm

Chương3: Công nghệ thi công hầm dìm

3.1 Thi công hầm dẫn 3.2 Chế tạo đốt hầm 3.3 Nạo vét lòng sông 3.4 Lai dắt các đốt hầm 3.5 Dìm hầm

3.6 Bơm cát lấp đáy hầm 3.7 Thi công đốt hợp long 3.8 Đắp trả lòng sông và bảo vệ kết cấu 3.9 Xử lý sự cố nứt, thấm

Chương 4: Phân tích hiệu quả tài chính của dự án hầm Thủ Thiêm (Đại Lộ Đông – Tây) khi áp dụng công nghệ này

4.1 Lý thuyết phân tích tài chính dự án 4.2 Phân tích tài chính dự án hầm Thủ Thiêm

Chương 5: Phân tích điều kiện áp dụng công nghệ Tháp Phao tại Việt Nam Chương 6: Kết luận – Kiến nghị

Phụ lục số 1: Một số hình ảnh về thi công hầm Thủ Thiêm

Phụ lục số 2: Kết quả phân tích hiệu quả tài chính

Phụ lục số 3 Quy trình kiểm soát chất lượng bê tông

Phụ lục số 4 Đánh giá rủi ro công tác lai dắt và dìm hầm

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 3.1 Quan hệ giữa tuổi thọ bê tông và bề rộng vết nứt

Bảng 4.1: Đơn giá xây dựng các hạng mục hầm theo SAPROF Bảng 4.2: Đơn giá các hạng mục theo SAPROF và trong nước

Bảng 4.3a: Bảng tổng hợp kinh phí xây dựng toàn tuyến theo đơn giá SAPROF Bảng 4.3b: Bảng tổng hợp kinh phí xây dựng toàn tuyến theo đơn giá trong nước

Bảng 4.4: Tổng mức đầu tư theo SAPROF

Bảng 4.5: Tổng mức đầu tư theo JBIC

Bảng 4.6: Tổng mức đầu của dự án

Bảng 4.7: Chi phí duy tu và khai thác

Bảng 4.8: Phân kỳ đầu tư (Đơn vị: Triệu đồng)

Bảng 4.9: Tổng hợp lưu lượng phương tiện giao thông dự báo

Bảng 4.10: Tổng hợp thu phí giao thông hàng năm của dự án

Bảng 4.11: Tổng hợp tính toán phân tích tài chính dự án

Bảng 4.12: Tổng hợp phân tích độ nhạy tài chính tính huống chi phí đầu tư tăng 10% Bảng 4.13: Tổng hợp phân tích độ nhạy tài chính tính huống chi phí đầu tư tăng 20% Bảng 4.14: Tổng hợp phân tích độ nhạy tài chính tính huống chi phí đầu tư tăng 30% Bảng 4.15: Tổng hợp phân tích độ nhạy tài chính tính huống chi phí đầu tư tăng 40% Bảng 4.16: Tổng hợp phân tích độ nhạy tài chính tính huống chi phí đầu tư tăng 50% Bảng 4.17: Tổng hợp phân tích độ nhạy tài chính tính huống chi phí đầu tư tăng 75% Bảng 5.1: Thiết bị chính thi công hầm dẫn

Bảng 5.2: Thiết bị chính thi công đốt hầm

Bảng 5.3: Thiết bị chính phục vụ lai dắt và dìm đốt hầm

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ

Hình 1: Trắc dọc hầm dìm điển hình………

Hình 2: Cấu tạo phần hầm dìm … ………

Hình 3: Trắc dọc hầm dẫn điển hình………

Hình 4: Mặt cắt ngang hầm dẫn chữ U kết cấu móng băng ………

Hình 5: Mặt cắt ngang hầm dẫn chữ U kết cấu móng cọc ………

Hình 6: Mặt cắt ngang hầm dẫn chữ U có tường trong đất ………

Hình 7: Chống thấm cho mạch ngừng……… ………

Hình 8: Chi tiết khe co giãn………

Hình 9: Mặt cắt ngang hầm đào lấp điển hình……… ………

Hình 10: Chống hố đào hầm đào lấp ………

Hình 11: Mặt bằng đê quai hình………

Hình 12: Mặt cắt ngang đê quai ……… ………

Hình 13: Mặt đứng đê quai ………

Hình 14: Vỏ thép và cáp nối…… ………

Hình 15: Vách ngăn (Bulkhead) đoạn cuối………

Hình 16: Mặt bằng bể đúc …….….………

Hình 17: Mặt cắt ngang bể đúc ….………

Hình 18: Mặt cắt dọc đốt hầm điển hình ……… …………

Hình 19: Mặt cắt ngang đốt hầm điển hình ………

Hình 20: Bố trí bể nước và hệ thống bơm………

Hình 21: Khóa chống cắt………

Hình 22: Vách ngăn (Bulkhead) đốt hầm ………

Hình 23: Gioăng cao su (Gina gasket) hình………

Hình 24: Khảo sát cao độ đáy sông………

Hình 25: Nạo vét lòng sông ……… ………

Hình 26: lắp dựng thiết bị phụ trợ lần 1 (Trong bãi đúc)….………

Hình 27: Bơm nước vào bể đúc………

Hình 28: Làm nổi đốt hầm trong bể đúc………

Hình 29: Bê tông giằng

Hình 30: Kênh dẫn để kéo đốt hầm ra sông

Hình 31: Kéo đốt hầm ra khỏi bãi đúc bằng tời

Hình 32: Hoàn thiện lắp đặt thiết bị (Ngoài sông)

Hình 33: Máy đo dòng nước

Hình 34: Đồ thị về ngày có mức thủy triều phù hợp cho việc lai dắt đốt hầm

Hình 35: Máy quét siêu âm đo hải đồ

Hình 36: Kiểm tra hải đồ luồng lai dắt

Hình 37: Một phần hải đồ tuyến luồng lai dắt

Hình 38: Buộc dây kéo vào tàu lai dắt

Hình 46: Bố trí điểm quan trắc trong hầm

Hình 47: Bố trí điểm gửi trên đỉnh hầm

Hình 48: Bố trí gương quan trắc trên tháp định vị

Hình 49: Đóng cọc chống bằng giàn búa đặt trên xà lan

Hình 50: Lắp kích thủy lực và chốt gối

Hình 51: Tháo tấm bảo vệ gioăng cao su

Hình 52: Bơm nước vào trong đốt hầm

Hình 58: Theo dõi vị trí đốt hầm bằng máy toàn đạc

Hình 59: Theo dõi độ nghiêng bằng ống thủy

Hình 77: Mặt cắt dọc đổ bê tông bản đáy

Hình 78: Mặt cắt ngang đổ bê tông bản đáy

Hình 79: Mặt cắt dọc đổ bê tông tường

Hình 80: Mặt cắt ngang đổ bê tông tường

Biểu đồ 1: Quan hệ giữa chiều rộng vết nứt và chiều dày bê tông bị cacbonat hóa

Ảnh PL1-01: Toàn cảnh hầm Thủ Thiêm giai đoạn đầu thi công

Ảnh PL1-02: Thi công tường trong đất cho hầm dẫn

Ảnh PL1-08: Bể nước và hệ thống bơm trong đốt hầm

Ảnh PL1-09: Vách ngăn và gioăng cao su

Ảnh PL1-10: Mặt căt ngang gioăng cao su

Ảnh PL1-26: Máy đo dòng nước

Ảnh PL1-27: Đo dung trọng nước

Ảnh PL1-28: Điều khiển tời

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU

1.1 Giới thiệu chung

Hiện nay, việc phát triển nhanh cả về quy mô, số lượng và chất lượng của các đô thị lớn đang tạo ra áp lực về hạ tầng giao thông đô thị và không gian công cộng Đặc biệt tại các đô thị lớn như: TP.HCM, Hà Nội, Huế, Đà Nẵng áp lực giao thông ngày càng tăng, quỹ đất hạn chế, các không gian xanh, không gian công cộng, không gian lịch sử ngày càng bị thu hẹp… đòi hỏi việc phát triển giao thông phải hướng tới khả năng tận dụng không gian ngầm và việc xây dựng các đường hầm là lựa chọn tối ưu cho bài toán nêu trên bên cạnh những vấn đề về kinh tế, kỹ thuật Công nghệ thi công hầm dìm đã được nghiên cứu và ứng dụng phổ biến trên thế giới tuy nhiên nó chỉ mới được áp dụng lần đầu tiên tại Việt Nam và chúng ta chưa làm chủ được công nghệ này Vì vậy mục tiêu của đề tài này là nghiên cứu

“Điều kiện áp dụng công nghệ Tháp phao (Tower-Pontoon) để thi công hầm dìm

ở Việt Nam – Phân tích hiệu quả tài chính của dự án Hầm Thủ Thiêm khi áp

dụng công nghệ này”

1.2 Mục tiêu nghiên cứu:

Nghiên cứu được tiến hành nhằm đáp ứng các mục tiêu sau đây:

- Nghiên cứu về công nghệ tháp phao để thi công hầm dìm

- Nghiên cứu điều kiện áp dụng công nghệ này tại Việt nam

- Đánh giá hiệu quả chính của dự án xây dựng hầm Thủ Thiêm khi áp dụng công nghệ này

1.3 Phạm vi nghiên cứu:

Vì thời gian và kinh phí có hạn nên đề tài chỉ nghiên cứu trong những giới hạn sau đây:

Về công nghệ thi công: nghiên cứu các công tác chính và trình tự thi công,

trong thi công hầm dìm Tập trung nghiên cứu kỹ về công tác lai dắt và dìm hầm

Về điều kiện áp dụng: điều kiện tự nhiên, thiết bị thi công, nguồn nhân lực

Về đánh giá hiệu quả tài chính: Đề tài chỉ thực hiện đánh giá hiệu quả tài

chính của dự án hầm Thủ Thiêm với số liệu từ báo cáo dự án khả thi

1.4 Phương pháp nghiên cứu

Luận văn này được thực hiện chủ yếu dựa vào nghiên cứu quan sát từ thực tế thi công, kết hợp với việc tham khảo các tài tiệu từ nhiều nguồn khác nhau Cùng với việc tham khảo ý kiến của các chuyên gia Nhật bản và Việt Nam

Trong hơn 5 năm qua tác giả đã và đang tích cực quan sát và ghi chép lại trình tự thi công cũng như những mấu chốt kỹ thuật tại công trường xây dựng hầm vượt sông Sài Gòn

Các vấn đề kỹ thuật đã được tìm hiểu, nghiên cứu, phân tích và xử lý các dữ liệu, tổng hợp một cách khoa học Sau đó lấy ý kiến đánh giá của các chuyên gia đã trực tiếp thi công hầm Thủ Thiêm và của các chuyên gia đầu ngành

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 2.1 Lịch sử phát triển công nghệ thi công hầm dìm

Hầm dìm đầu tiên trên thế giới được xây dựng năm 1910 là hầm vượt sông Detroit nối USA và Canada Hầm dìm ở độ sâu 24 m so với mặt nước, bao gồm 11 đốt, mỗi đốt dài 80 m, cao 9.4 , rộng 17 m

Năm 1941 Châu Âu xây dựng hầm dìm đầu tiên - Hầm Mass Transit tại Hà Lan hầm gồm 9 đốt, mỗi đốt dài 61.35 m, cao 8.39m, rộng 24.77 m

Năm 1958, kết cấu hộp BTCT dự ứng lực lần đầu tiên được ứng dụng trong xây dựng hầm dìm ở Cuba Mỗi đốt hầm dài từ 90 m đến 107.5 m, rộng 21.85 m, cao 7.10 m Hầm dìm ở độ sâu 23 m so với mực nước

Hầm Scheldt E3 (JFK) có tiết diện lớn nhất rộng 47,85 m, Cao 10.1 m, Dài 99 m

~115 m Mỗi đốt nặng ~ 47000 tấn xây dựng năm 1969 tại Vương Quốc Bỉ

Hầm Bay Area Rapid Transit ( BART) là hầm dìm dài nhất thế giới với tổng chiều dài hầm 5825 m gồm 58 đốt, mỗi đốt dài 110 m, cao 6.5 m, rộng 14.6 m Xây dựng năm 1970 ở San Francisco Độ sâu lớn nhất 41 m dưới mực nước biển

Hầm Oresund nối giữa Đan Mạch và Thụy Điển là hầm dìm có khối lượng lớn nhất dài 3510 m, rộng 40 m

( Grantz và các cộng sự 1993)

Hầm dìm sâu nhất thế giới - Bosporus Rail Link Tunnel bắt đầu xây dựng năm

2008 tại Nhật Bản ở độ sâu 60 m so với mực nước biển.

(Sagaeda Hideki 2008)

2.2 Cấu tạo và trình tự thi công hầm dìm

a Cấu tạo hầm dìm

Khái niệm hầm dìm : Là một loại hầm dưới nước bao gồm các phân đoạn (đốt

hầm) Các đốt hầm được chế tạo ở một nơi khác và được lai dắt về vị trí hầm Tại

đó chúng được đánh chìm và liên kết với nhau Hầm dìm thường được dùng làm hầm đường bộ và đường sắt vượt sông, cửa sông và eo biển/ Bến cảng Chúng thường được dùng kết hợp với hầm đào lấp (cut & cover ) hoặc hầm khoan để nối tiếp từ bờ mép nước đến vị trí cửa hầm trên mặt đất

Cấu tạo hầm dìm: Hầm dìm được cấu tạo gồm phần hầm dẫn ở hai đầu và phần

chính là các đốt hầm dìm

Phần hầm đẫn có thể là hầm đào lấp hoặc khoan Trong nghiên cứu này chỉ xét trường hợp dầm dẫn là hầm đào lấp.Phần hầm khoan đã được nghiên cứu bởi một luận văn khác ( Xem luận văn Thạc Sĩ của Lê Tấn Hữu năm 2008)

Hình 1: Trắc dọc hầm dìm điển hình

Một ưu điểm nổi bật của hầm dìm là các đốt hầm được chế tạo ở một nơi khác sau

đó đươc lai dắt về vị trí dìm hầm vì vậy công tác thi công hầm dẫn và các đốt hầm được triển khai đồng thời nên tiết kiệm thời gian thi công

Quy trình thi công một hầm dìm được bắt đầu từ thi công hầm dẫn sau đó đến công tác nạo vét khu vực các đốt hầm (công tác nạo vét có thể tiến hành song song với hầm dẫn) Sau khi hoàn tất công tác nạo vét cần tiến hành làm móng tạm – gối

đỡ cho các đốt hầm (thường dùng móng cọc – chỉ phục vụ giai đoạn thi công) và dìm hầm

Công tác chế tạo các đốt hầm được làm song song với thi công hầm dẫn Bắt đầu

từ việc xây dựng bãi đúc đến chế tạo các đốt hầm, lắp đặt thiết bị phụ trợ (phục vụ lai dắt và dìm hầm )

Hình 2: Cấu tạo phần hầm dìm

QUY TRÌNH TỔNG THỂ THI CÔNG HẦM DÌM

VỊ TRÍ XÂY DỰNG HẦM BÃI ĐÚC HẦM

THI CÔNG BÃI ĐÚC

LẮP ĐẶT THIẾT BỊ PHỤ TRỢ

CHẾ TẠO ĐỐT HẦM

THI CÔNG HẦM DẪN

THI CÔNG MÓNG TẠM NẠO VÉT LÒNG SÔNG

LAI DẮT DỐT HẦM DÌM HẦM

ĐẮP TRẢ

LẮP DỰNG THIẾT BỊ BÊN TRONG HẦM

CHƯƠNG 3: CÔNG NGHỆ THI CÔNG HẦM DÌM 3.1 Thi công hầm dẫn

Hầm dẫn thường được cấu tạo gồm ba phần chính: Hầm hở (hình chữ U), hầm đào lấp và đoạn cuối (Đoạn kết nối – để kết nối với hầm dìm)

Hình 3: Trắc dọc hầm dẫn điển hình

a Thi công hầm dẫn hở ( Hầm chữ U – U-Shape)

Theo cấu tạo địa chất mà hầm hở chữ U có cấu tạo kết cấu nền móng khác nhau Có thể

có tường trong đất , cọc khoan nhồi hoặc kết cấu móng băng Cũng có khi kết hợp cả ba kết cấu trên và phân chia theo từng phân đoạn

Hình 4: Mặt cắt ngang hầm hở chữ U kết cấu móng băng

Sau khi hoàn thành công tác nền móng (Gia cố đất dưới móng băng, thi công cọc hoặc tường trong đất) Kết cấu bản bê tông của hầm hở sẽ được thi công theo từng phân đoạn Các tấm chống thấm ( PVC Water stop Hoặc Bentonite Water stop) được sử dụng để chống thấm cho mạch ngừng thi công

Hình 6: Mặt cắt ngang hầm hở chữ U có tường trong đất

Hình 5: Mặt cắt ngang hầm hở chữ U kết cấu móng cọc

Hình 7: Chống thấm cho mạch ngừng

Tại các vị trí thay đổi kết cấu móng như tiếp giáp giữa hầm hở có tường trong đất với hầm hở không có tường trong đất, hầm đào lấp với đoạn cuối phải bố trí các khe co giãn

b Thi công hầm đào lấp

Hầm đào lấp được cấu tạo gồm các hộp Số lượng hộp tùy thuộc chiều rộng hầm và mục đích sử dụng Có thể kết hợp hầm đường bộ và đường sắt

Hình 7: Chi tiết khe co giãn

Hình 9: Mặt cắt ngang hầm đào lấp điển hình

TRÌNH TỰ THI CÔNG HẦM ĐÀO LẤP

Đào đất lớp 1 Thi công tường trong đất, Cọc barrette

Đào đất giưa bản đỉnh và bản đáy

Thi công tường ngăn và lỗ thi công

Thi công bản đáy

Lắp hệ chống lớp cuối

Thi công bản đỉnh

Đào đất giữa bản đỉnh và bản đáy

Lắp hệ chống lớp cuối Đắp trả và Tháo hệ chống

Thi công mặt đường,

Hệ thống thoát nước, Trang thiết bị bên trong hầm

Công tác đào đất thường sử dụng máy đào gàu ngọam (xáng cạp) đặt trên bờ kết hợp với máy đào bé ( 0,3 m3) đặt dưới hố đào để gom đất Để đảm bảo ổn định thành hố đào người ta sử dụng hệ thống chống đỡ bằng dầm H

Trong quá trình đào và thi công kết cấu sự ốn định của hố đào liên tục được theo dõi bằng các biện pháp sau:

Hình 10: Chống hố đào hầm đào lấp

- Theo dõi sự chuyển dịch của đỉnh tường trong đất bằng máy kinh vĩ qua các điểm quan trắc tọa độ đặt trên đỉnh tường

- Theo dõi độ nghiêng của tường trong đất bằng ống đo độ nghiên và thiết bị đo ( Slope indicator)

- Theo dõi ứng suất và nhiệt độ của các thanh chống ngang bằng cảm biến tenso ( Strain gauge)

- Theo dõi biểu hiện của nền đất xung quanh

c Thi công đoạn cuối ( đoạn kết nối)

Đây là đoạn cuối của phần hầm dẫn và sẽ kết nối với hầm dìm (xem hình 3) Một mặt tiếp giáp với sông nên phải làm đê quai để phục vụ thi công

Hình 11: Mặt bằng đê quai

Hình 12: Mặt cắt ngang đê quay

Hình 13: Mặt đứng đê quay

TRÌNH TỰ THI CÔNG ĐỐT CUỐI

Đóng cọc ống thép

Bơm vữa khe nối các cọc ống

Khoan giếng giảm áp

Lắp hệ chống lớp tiếp theo

Đào đất lớp cuối Đào đất lớp cuối Đào đất lớp cuối

Đào lớp tiếp theo

Lắp hệ chống tiếp theo

Đào lớp khô dưới cùng

Lắp hệ chống lớp cuối Đào dưới nước tới cao độ đáy Đóng cọc ống thép

TRÌNH TỰ THI CÔNG ĐỐT CUỐI (TIẾP)

Đổ bê tông bịt đáy

Bơm nước, làm khô hố móng

Đổ bê tông lót, tạo phẳng

Lắp hệ chống lớp tiếp theo

Đào đất lớp cuối Đào đất lớp cuối Đào đất lớp cuối

Các giếng giảm áp được bố trí trong khu vực hố đào để giảm áp lực nước ngầm tác dụng lên đáy móng, tránh nguy cơ bục đáy móng Nước ngầm sẽ chảy ngược theo giếng phản

áp lên đến đỉnh giếng và chảy tự nhiên ra hố đào Sau đó lượng nước này sẽ được bơm ra ngoài cùng với nước trong hố đào bằng hệ thống bơm thoát nước Cao độ đỉnh giếng được hạ dần theo cao độ đáy hố đào

Trong trường hợp hố đào sâu và đê quay không đủ khả năng chịu áp lực ngoài (Áp lực đất và nước từ bên ngoài) thì kết hợp đào khô và đào dưới nước Sau khi đào khô đến một cao độ nhất định (Theo tính toán) thì tiến hành bơm nước vào trong hố đào và tiếp tục đào dưới nước đến cao độ thiết kế

Công tác đào đưới nước sử dụng máy đào gàu ngoạm và bơm hút Ở những khu vực không đào được bằng máy đào thì dùng bơm hút kết hợp với vòi sói Cao độ đáy hố đào được kiểm tra thường xuyên bằng quả dọi

Bê tông bịt đáy được đổ theo phương pháp vữa dâng sau khi hoàn tất công đoạn đào đất Đây là phần việc rất quan trọng vì phần bê tông này sẽ làm việc như một lớp chống dưới cùng và là lớp ngăn nước khi bơm khô hố móng để phục vụ công tác thi công các kết cấu tiếp theo Vì vậy phải kiểm tra rất cẩn thận cao độ đáy hố đào, vệ sinh khe nối giữa các

cọc ống thép và cao độ bê tông bịt đáy khi đổ

Vỏ thép và cáp nối được lắp dựng phía bờ sông của đoạn cuối để kết nối hầm dẫn với đốt hầm dìm

Hình 14: Vỏ thép và cáp nối

Vách ngăn được lắp dựng ở mặt cuối phía bờ sông để đảm bảo không cho nước chảy vào trong hầm trong quá trình cắt cọc ống thép và dìm hầm Để phục vụ công tác thi công trên vách ngăn ở mỗi khoang hầm bố trí các cửa nhỏ Các cửa này được đóng kín cho tới khi hoàn tất việc dìm đốt hầm đầu tiên thì mở ra để đi vào đốt hầm dìm Các vách ngăn

sẽ được tháo bỏ sau khi hoàn tất công tác dìm hầm

Trong quá trình đào và thi công kết cấu sự ổn định của hố đào cũng được theo dõi liên tục như khi đào hầm đào lấp:

- Theo dõi sự chuyển dịch của đỉnh cọc ống thép bằng máy kinh vĩ qua các điểm quan trắc tọa độ đặt trên đỉnh tường

- Theo dõi độ nghiêng của cọc ống thép bằng ống đo độ nghiêng và thiết bị đo ( Slope indicator)

- Theo dõi ứng xuất và nhiệt độ của các thanh chống ngang bằng cảm biến tenso ( Strain gauge)

- Theo dõi biểu hiện của nền đất xung quanh

Hình 15: Vách ngăn (Bulkhead) đoạn cuối

3.2 Chế tạo các đốt hầm

a Thi công bãi đúc hầm

Bãi đúc hầm được lựa chọn ở những vị trí thuận tiện cho việc lai dắt các đốt hầm, có điều kiện địa chất, thủy văn tốt và địa hình không quá cao so với mực thủy triều cao nhất

Cao độ đáy bãi đúc được xác định dựa trên cao độ mực nước sông và chiều cao của đốt hầm để đảm bảo khả năng dịch chuyển các đốt hầm trong bể đúc và kéo ra ngoài khi lai dắt

Mái hố đào giật cấp và độ dốc đảm bảo mái dốc tự nhiên ổn định và có thể bố trí đường công vụ xuống tới đáy bể đúc

Hệ thống thoát và cấp nước phải được tính toán đủ công suất và bố trí hợp lý Đảm bảo không đọng nước trong mọi thời tiết

Hình 16: Mặt bằng bể đúc

b Chế tạo các đốt hầm

Các đốt hầm được chế tạo ở bãi đúc sau đó được lai dắt đến vị trí dìm hầm Cấu tạo của một đốt hầm điển hình như sau:

Hình 18: Mặt cắt dọc đốt hầm điển hình Hình 17: Mặt cắt ngang bể đúc

Hình 19: Mặt cắt ngang đốt hầm điển hình

Bảo dưỡng bê tông

Đổ bê tông bản đáy Tấm ngăn nước tại mạch ngừng

BẢN ĐÁY

TRÌNH TỰ THI CÔNG ĐỐT HẦM (TIẾP)

Cốt thép tường

Tấm ngăn nước tại mạch ngừng Ván khuôn mặt trong tường và bản đỉnh

Ván khuôn mặt ngoài tường

Đổ bê tông tường

Bảo dưỡng bê tông

Các chi tiết gắn vào tường

TRÌNH TỰ THI CÔNG ĐỐT HẦM (TIẾP)

Bảo dưỡng bê tông

Các chi tiết gắn vào bản đỉnh

- Ống bơm cát

- Ống luồn cáp DUL

- Cáp nối ( Để nối các đốt hầm)

- Thép tấm và bu lông neo cho thiết bị

- Bu lông neo cho bê tông bảo vệ

BẢN ĐỈNH

TRÌNH TỰ THI CÔNG ĐỐT HẦM (TIẾP)

Để thuận tiện cho việc thi công các đốt hầm được chia thành nhiều phân đoạn Mỗi phân đoạn lại được thi công theo trình tự từ bản đáy, tường và bản đỉnh

Luồn và căng cáp DUL

Lắp dựng thiết bị và phụ kiện phục vụ thi công bên trong đốt hầm bao gồm cả bể nước

Gắn miếng catot bảo vệ (Cathodic protection)

Lắp dựng gioăng cao su và hệ thống bảo vệ

Lắp dựng khóa chịu cắt ( Shear key)

Để đỡ đốt hầm khác khi dìm

Lắp dựng vách ngăn ( Bulkhead)

Chống thấm ngoài cho tường và bản đỉnh

CÔNG VIỆC KHÁC

Đổ bê tông bảo vệ

Chuẩn bị bơm nước vào bể đúc

Công tác thi công đốt hầm được bắt đầu từ việc đổ bê tông đế xung quanh đốt hầm và dọc các mạch ngừng để phục vụ việc lắp dựng và di chuyển ván khuôn trượt Tiếp theo

là lớp nền cát để tạo phẳng mặt đáy và bảo vệ màng chống thấm

Công tác cốt thép được tiến hành sau khi lắp dựng ván khuôn và trải màng chống thấm Các chi tiết gắn kèm như ống bơm cát, ống luồn cáp DUL, cáp nối, thép tấm tại vị trí kích, ống làm lạnh, ống thoát nước, bu lông neo cũng được lắp dựng theo trình tự thích hợp trong quá trình lắp dựng cốt thép

Tất cả các vị trí mạch ngừng bê tông phải sử dụng tấm ngăn nước (Water stop) để chống thấm cho hầm

Sau khi bê tông đạt cường độ theo thiết kế tiến hành căng cáp DUL, chống thấm cho thành và bản đỉnh rồi đổ bê tông bảo vệ bản đỉnh

Các thiết bị, hệ thống bơm, bể nước, điện tạm, hệ thống thông gió, chiếu sáng bên trong đốt hầm sẽ được lắp dựng để phục vụ công tác lai dắt và dìm hầm

Bố trí các bể nước bên trong đốt hầm để bơm nước vào tạo đối trọng chống lại lực đẩy nổi Nước được bơm vào bể thông qua hệ thống bơm hai chiều lấy nước trực tiếp từ sông

và có thể bơm bớt nước từ trong bể ra sông Bằng việc điều chỉnh lượng nước trong bể

có thể quản lý cao độ (Nổi lên hoặc chìm xuống) cũng như độ dốc tương đối của đốt hầm khi chìm trong nước

Hình 20: Bố trí bể nước và hệ thống bơm

Khi đốt hầm mới dìm vào vị trí thì nó được đỡ tạm một đầu bằng khóa chống cắt (Shear key) và một đầu bằng các gối tạm (Thường bằng các cọc đóng) Vì vậy sau khi lắp dựng

vỏ thép cần tiếp tục với công tác lắp dựng khóa chống cắt Công việc này đòi hỏi độ chính xác rất cao vì nó xác định vị trí của đốt hầm sau khi dìm

Trong quá trình lai dắt và dìm hầm các đốt hầm được bịt kín hai đầu bằng vách ngăn (Bulkhead) Vách ngăn này sẽ được tháo bỏ sau khi đã hoàn tất công tác dìm hầm

Hình 21: Khóa chống cắt (gối tạm)

Hình 22: Vách ngăn (Bulkhead) đốt hầm

Công tác chế tạo đốt hầm kết thúc bằng việc lắp đặt gioăng cao su (Gina Gasket) Phần gioăng này có tác dụng bịt kín ngăn nước vào mối nối giữa các đốt hầm đồng thời tạo mối nối mềm giữa các đốt hầm

V? THÉP (STEEL SHELL)

VÁCH NGAN (BULKHEAD)

B? N ÐÁY B? N Ð?NH

Hình 23: Gioăng cao su (Gina Gasket)

Máy đo sâu đặt trên cano Vị trí máy đo được xác định bằng DGPS DGPS nhận số liệu

về tọa độ từ vệ tinh rồi chuyển vào máy tính kết nối Khoảng cách từ máy đo đến đáy sông được đo bằng phương pháp sóng âm Cao độ mực nước xác định bằng máy thủy bình dựa trên các mốc cao độ có sẵn

Công tác nạo vét thường chia thành hai giai đoạn Giai đoạn đầu đến cao độ khoảng 2m cao hơn đáy hoàn thiện Phần còn lại là giai đoạn kết thúc Giai đoạn này cần làm cẩn thận hơn để đảm bảo độ phẳng đáy hố đào

Để ổn định máy nạo vét có thể dùng cọc neo nếu khoảng cách từ máy tới đáy sông không sâu ( <15 m) Trường hợp nạo vét sâu (>15 m) thì dùng các rùa neo thả xuống sông kết hợp với hệ thống dây neo và tời đặt trên máy đào

Trong quá trình nạo vét cao độ đáy hố đào được kiểm tra liên tục như biện pháp khảo sát cao độ đáy sông đã nêu

Hình 24: Khảo sát cao độ đáy sông

Hình 25: Nạo vét lòng sông

2 Nạo vét hoàn thiện

1 Nạo vét ban đầu

8’ Lăp đặt thiết bị phụ trợ lần 2

7’ Làm nổi đốt hầm và kéo ra

ngoài sông

Chế tạo đốt hầm

2’ Bơm nước vào bể đúc

3’ Cho đốt hầm nổi lên và kiểm tra chiều cao phần nổi

4’ Đổ bê tông giằng (Nếu cần

thiết)

5’ Đặt tạm đốt hầm xuống đáy

bể

9’ Lai dắt đốt hầm 6’ Tháo đê quay và đào kênh ra 1’ Lắp đặt thiết bị phụ trợ lần

1

Sau khi hoàn thành công tác chế tạo các đốt hầm và lắp đặt thiết bị phụ trợ lần 1 (Tại bãi đúc) Bơm nước vào bể đúc và đào kênh để kéo đốt hầm ra ngoài bãi lắp dựng thiết bị phụ trợ lần 2 (Ngoài sông) Sau đó đốt hầm sẽ được lai dắt về vị trí dìm hầm neo đậu và đánh chìm

Các thiết bị phụ trợ được lắp đặt trên đốt hầm nhằm phục vụ công tác lai dắt, neo và đánh chìm đốt hầm Việc trang bị thiết bị phụ trợ thường được chia làm hai lần Lần đầu tiên ở trong bãi đúc lắp đặt cọc neo (Bollard) để buộc cáp neo hoặc kéo đốt hầm, giá treo (Lifting lug) để treo đốt hầm lên phao, các puli để chuyển hướng cáp, Ống để đi xuống đốt hầm, giá đặt kích để kéo đốt hầm ép vào phần hầm dẫn hoặc đốt hầm đã dìm trước, chân đế của tháp định vị, bảo vệ gioăng cao su…

Hình 26: Lắp đặt thiết bị phụ trợ lần 1(Trong bãi đúc)