TIỂU LUẬN: BIỆN PHÁP THI CÔNG ĐỐT HẦM THỦ THIÊM

Các chi tiết,thông số về kết cấu hầm Thủ Thiêm.Sơ lược về BPTC hầm dìm. Quá trình đúc đốt hầm(vị trí đúc,kết cấu của đốt hầm,loại vật liệu sử dụng,trình tự đúc).Quá trình lai dắt(Sơ đồ di chuyển,công cụ lai dắt,kĩ thuật lai dắt)Quá trình chuẩn bị nềnQuá trình đánh chìm(Kĩ thuật đánh chìm đốt hầm)Quá trình nối các đốt hầm(Kĩ thuật nối và trình tự nối đốt hầmQuá trình san lấp,hoàn thiện đốt hầm Thủ Thiêm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM

Khoa Xây Dựng

***  ***

BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU BIỆN PHÁP THI CÔNG ĐỐT HẦM THỦ

THIÊM

SVTH: NGUYỄN VĂN TIN

MSSV:17520800477

LỚP: XD17A4

MỤC LỤC

I SƠ BỘ VỀ CẤU TẠO VÀ PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG CỦA HẦM 2

1 Cấu tạo và một số thông tin về hầm 2

❖ Các Thông số cơ bản: 2

❖ Cấu tạo của hầm 3

2 Sơ lược về phương pháp thi công hầm 4

II BIỆN PHÁP THI CÔNG, LẮP ĐẶT MỘT ĐỐT HẦM 6

1 Khái quát trình tự thi công hầm 6

2 Trình tự thi công cụ thể của môt đốt hầm 7

a Phần đúc đốt hầm 7

❖ Bước 1: Xây dựng bể đúc 7

❖ Bước 2: Đúc các đốt hầm 8

❖ Bước 3: Lắp các phụ kiện bên ngoài 12

❖ Bước 4: Lai dắt 12

b Phần khu vực dìm hầm 15

❖ Bước 1: Nạo vét lòng sông 15

❖ Bước 2: Gia cố nền 15

c Phần dìm hầm 16

❖ Bước 1: Đánh chìm hầm 16

❖ Bước 2: Nối đốt hầm và san lấp 17

BIỆN PHÁP THI CÔNG HẦM THỦ THIÊM

I SƠ BỘ VỀ CẤU TẠO VÀ PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG CỦA HẦM

1 Cấu tạo và một số thông tin về hầm

❖ Các Thông số cơ bản:

- Chiều dài Hầm Thủ Thiêm:1.49km,

- Cấp đường trong hầm: Đường Việt nam cấp I

- Đường hầm xuyên sông sài gòn nối giữa quận 2 và quận 1 của thành phố

Hồ Chí Minh

- Tốc độ thiết kế: 60km/h

- Đảm bảo cho 6 làn xe lưu thông (Số làn xe: 3 làn mỗi hướng)

Hình 1: Mặt cắt ngang hầm

- Công trình có tuổi thọ theo thiết kế là 100 năm, thi công và khai thác trong điều kiện địa chất yếu và phức tạp như ở TP Hồ Chí Minh

- Hiện nay, ở khu vực Đông nam Á, Việt nam là nước đầu tiên xây dựng loại hầm này

- Theo thiết kế, vấn đề an toàn được bảo đảm bằng các hệ thống kỹ thuật bên trong hầm , như thông gió, bơm nước, cấp nước, hút ẩm, chiếu sáng, thông tin liên lạc, báo động, Chống cháy nổ và những bộ phận đo độ ồn, độ ẩm, khói bụi Được điều khiển thông qua Trung tâm điều khiển được xây dựng

ở phía Thủ Thiêm Hai bên hông hầm có hai đường thoát hiểm

bị thông gió, chiếu sáng, hệ thống cấp nước, chống cháy, đo đạc độ ô nhiễm không khí và hệ thống đếm xe Ngoài ra, hầm còn có hệ thống loa phóng thanh, báo động khi xảy ra sự cố

- Đường hầm vượt sông bắt đầu được xây dựng dưới sự đầu tư của Tổ chức hỗ trợ phát triển chính thức của Nhật Bản (ODA)

- Đường hầm Thủ Thiêm được xây dựng vào năm 2005, Trải qua 7 năm thi công, đến ngày 20 tháng 11 năm 2011 mới hoàn thành và bắt đầu đưa vào

sử dụng

❖ Cấu tạo của hầm

- Phần hầm dìm được chia thành 4 đốt và được đúc riêng ở nơi khác, mỗi đốt nặng 27.000 tấn

- Dốc dọc tối đa: 4.0%

- Số làn xe: 3 làn (mỗi hướng)

- Chiều rộng đường xe chạy: 11.5m (0.5+3.5×3+0.5); vai đường 0.5m

- Chiều rộng dải phân cách giữa: 1.8m (Hầm và đường dẫn)

- Dốc ngang: 2%

- Đảm bảo cho 6 làn xe lưu thông ( Số làn xe: 3 làn mỗi hướng)

- Các kích thước của mặt cắt ngang đốt hầm

Hình 3: Chi tiết cụ thể mặt cắt ngang

2 Sơ lược về phương pháp thi công hầm

- Hầm Thủ Thiêm được thi công theo phương án Hầm Dìm vượt sông Sài Gòn Phương án này có nhiều ưu thế hơn do có thể tiết kiệm chi phí đầu tư xây dựng và thời gian thi công Cùng lúc với việc đào hầm, các cấu kiện cơ bản như vỏ Hầm, nắp đậy đầu hầm sẽ được đúc sẵn, sau đó đưa vào vị trí

đã đào đủ độ sâu để đánh chìm xuống Chiều dài hầm dìm chỉ bằng 1/3 so với hầm đào kiểu TBM

- Công nghệ thi công hầm dìm là biện pháp thi công hầm dưới nước (như hầm qua sông, qua biển ) Phần thân hầm đươc đúc sẵn trên cạn thành

từng phân đoạn, các đoạn này được làm cho nổi lên, được kéo dắt ra rồi dìm xuống vị trí đã định

- Nạo vét dưới đáy sông ( kênh, biển ) thành đường hào tại vị trí đặt hầm Các đốt hầm được thi công trên cạn, chẳng hạn như trong một bể đúc, một bãi đúc, trên một bệ có thể nâng hạ được Hai đầu của các đốt hầm được khép kín tạm bằng vách ngăn (tạo thành hộp kín, giúp chúng có thể nổi trong nước).Lần lượt mỗi đốt hầm được vận chuyển ra vị trí hầm, thông thường bằng lực nổi (nước được bơm vào bể đúc), đôi khi bằng xà lan hay

có trợ giúp của cần cẩu.Các đốt hầm được hạ xuống tới vị trí cuối cùng trên đáy của đường hào đã đào sẵn Đốt mới được xếp áp vào đốt trước đó ở vị trí dưới nước, sau đó nước được bơm ra khỏi khoang trống giữa các vách ngăn Áp lực nước trên mặt ngoài vách ngăn của đốt mới ép lên cao su gắn giữa 2 đốt, khép kín mối nối Vật liệu đắp được đắp 2 bên và trên hầm và lấp kín đường hào, chôn cố định đường hầm Phần hầm dẫn có thể được thi công trên bờ trước, sau hoặc đồng thời với đoạn hầm dìm sao cho phù hợp với từng hoàn cảnh

- So sánh với công nghệ hầm khoan, hầm dìm an toàn hơn, thường có tổng

độ dài hầm nhỏ hơn và cho phép tiến trình thi công có thể dự đoán được và thông dụng hơn Thông thường hầm dìm là phương án khả thi chỉ khi mà phương án xây cầu không được chọn lựa và sự thông thuyền không thể bị gián đoạn do xây đập chắn dòng phục vụ cho thi công hầm trong điều kiện khô

- Công nghệ hầm dìm đã được sử dụng rộng rãi trong khoảng 100 năm nay Hơn 150 công trình hầm đã được xây dựng trên khắp thế giới, khoảng 100 hầm cho các hệ thống đường bộ hoặc đường sắt, còn lại là hầm cấp nước, hầm cáp điện

II BIỆN PHÁP THI CÔNG, LẮP ĐẶT MỘT ĐỐT HẦM

1 Khái quát trình tự thi công hầm

- Trước tiên phỉa xây dựng bể đúc hầm rộng khoảng 6ha trên khu đất rộng khoảng 10ha ở phía quận 2, Các đốt hầm Thủ Thiêm được làm tại bể đúc Nhơn Trạch, tỉnh Đồng Nai

- Bể đúc tương tự như một âu thuyền,đảm bảo có thể ché tạo cùng lúc 4 đốt hầm,mỗi đốt có dạng hộp đôi rộng 33,3m, cao 9m, dài khoảng 90m,trọng lượng mỗi đốt nặng 27000 tấn

- Cùng lúc với đúc hầm là đào dưới sông sài gòn sâu từ 13-14m và xây sẵn móng chuẩn bị cho việc đặt các đốt hầm xuống

- Sau khi đúc xong các đột hầm tạm thời được bịt kín lại rồi cho nước vào bể đúc để các đốt hầm nổi lên

- Tiếp đó dung 4 xà lan kéo lần lượt các đốt hầm nổi ra sông (quãng đường khoảng 22km)

- Khi kéo đốt hầm đến đúng vị trí của nó thì đánh chìm chúng vào vị trí móng đã được ấn định

- Dùng kĩ thuật để ghép nối các đốt hầm này lại thành một đường hầm nằm sâu dưới lòng song

Hình 4: Trình tự xây dựng hầm

2 Trình tự thi công cụ thể của môt đốt hầm

a Phần đúc đốt hầm

❖ Bước 1: Xây dựng bể đúc

- Để có khoảng không gian đúc cả 4 đốt hầm thì phải xây dựng một bể đúc

rộng khoảng 6ha trên khu đất rộng khoảng 10ha ( tại Nhớn Trạch,Đồng Nai)

- Bể đúc phải đặt tại vị trí gần sông sao cho sau khi đã đúc xong các đốt hầm, bịt kín các đốt hầm lại và cho nước vào bể thì có thể kéo các đốt hầm ra sông

Hình 5: Mặt bằng của bể đúc

- Độ sâu của bể đúc phải thấp hơn mực nước sông và đường bao xung quanh

bể đúc phải có lối để dễ giàng dẫn nước sông vào

❖ Bước 2: Đúc các đốt hầm

- Là cấu kiện chịu tải trọng lớn(áp lục nước,quá trình vận chuyển,các phương tiện giao thông) và chịu tác động của môi trường nước nên kết cấu hầm được thiết kế rất vững chắc với lượng thép chịu rất lớn

Hình 6: Công tác lắp dựng cốt thép cho đốt hầm

- Việc phải chịu tác động bởi môi trường nước và là cấu kiện bê tông khối lớn nên bê tông dùng để đúc hầm là bê tông lạnh (tỏa nhiệt thấp) bằng cách trộn nước đá bào (thay cho nước) vào ximăng và cốt liệu là đá, cát (cũng được làm lạnh)

- Phương pháp bê tông lạnh nhằm hạn chế tối đa các vết nứt do thay đổi nhiệt

độ giữa bên trong và bên ngoài khi bêtông hóa rắn (co ngót nhiệt), kéo dài tuổi thọ của những đốt hầm này (trên 100 năm) Nhiệt độ bêtông sau khi trộn phải dưới 240C

- Quá trình sản xuất bê tông lạnh bằng công nghệ nước đá bào:

+ Các cây nước đá được bỏ vào bồn chứa để làm lạnh (từ 2-70C) đá dăm và cát

+ Máy làm nước đá bào Iceman Corporation được vận hành bằng cách phun tia nước vào một ống thép đã được làm lạnh dưới 00C, nước đóng băng ngay lập tức và được bào ra thành nước đá bào

+ Nước đá bào được trữ trong một nhà tuyết, sẵn sàng cho việc trộn bêtông lạnh

Hình 7: Xe vận chuyển bê tông lạnh

+ Khi trộn nếu nhiệt độ cao hơn 240C thì phải tạo tuyết trong xe lạnh bằng cách bơm nitrogen lỏng vào xe bồn

+ Các xe trộn chuẩn bị đón mẻ bêtông lạnh đầu tiên, tất cả xe trộn đều được mặc “áo len” để giữ độ lạnh của bêtông

- Trình tự đúc một đốt hầm

Do là cấu kiện khối lớn nên 1 đốt hầm được chia ra từng đoạn và từng phần

để đúc lần lượt, Một đốt hầm được chia ra làm 7 đoạn,trong mỗi đoạn được chia ra các tấm + Tấm đáy

+ Tấm nắp + Tấm tường

→Trình tự đúc một đốt hấm được thực hiện như sau

Hình 8: Trình tự đúc một đốt hầm

❖ Bước 3: Lắp các phụ kiện bên ngoài

❖ Bước 4: Lai dắt

+ Sau khi đúc xong các đốt hầm,sẽ cho bịt kín các đầu hầm lại sau đó dẫn nước vào bể đúc Khi đó các đốt hầm sẽ nỏi lên nhờ lực đẩy Acsimet + Các đốt hầm hoàn thành được kéo ra khỏi bể đúc, thả nổi dưới nước để kiểm tra độ chống thấm và chuẩn bị cho quá trình lai dắt

Hình 9: Các đốt hầm được kéo ra khỏi bể đúc

+ Do đốt hầm là cấu kiện siêu trọng nên quá trình lai dắt phải thuê 4 con tàu

từ Thái Lan gồm 1 chiếc có công suất 3.500 mã lực, 1 chiếc 3.400 mã lực

và 2 chiếc 3.200 mã lực, dây neo của 2 tàu lai dắt chính đã được móc vào hai góc của đốt hầm bắt đầu di chuyển

+Cả 4 chiếc tàu chuyên dụng này được thuê từ Thái Lan có chân vịt có thể xoay được 3600, có thể dừng đột ngột hoặc xoay vòng khi đứng một chỗ + Đốt hầm được gắn với 2 trục định vị bên trên

+ Trên trụ tháp định vị của các đốt hầm bố trí hoa tiêu, thuyền trưởng điều khiển các tàu kéo Đoàn tàu chậm rãi kéo khối đốt hầm nặng 27.000 tấn như những tảng băng trôi dần dần tiến từng mét

Hình 10: Đốt hầm được kết nối với 4 tàu lai dắt

+ Lộ trình được chia làm hai đoạn, từ vị trí bể đúc đến ngã ba sông Sài Gòn, hay còn gọi là Ngã ba Đèn đỏ

+ Trên đường các đốt hầm đi qua phải nạo vét lòng sông sâu xuống 9m để tạo thuận lợi cho việc lai dắt

+ Các chuyên gia, kỹ sư của nhà thầu phải dùng máy dò sóng siêu âm kiểm tra hàng ngày nhằm xác định độ sâu và chướng ngại vật dưới lòng nước để dọn dẹp đường

+ Trên mé sông được bố trí 5 điểm neo đậu tạm thời đề phòng sự cố phải dừng lại

+ Toàn tuyến, có 6 trạm cảnh giới phong tỏa các phương tiện lưu thông trên

+ Vận tốc di chuyển của đoàn tàu lai dắt nằm trong khoảng 3 hải lý/giờ, tương đương 5,5 km/h

+ Khúc cua khó nhất trong quá trình lai dắt là khúc cua Ngã ba Đèn đỏ, giao giữa sông Sài Gòn và sông Nhà Bè

Hình 11: Quãng đường lai dắt của đốt hầm

+ Sau hơn 10h lai dắt thì đốt hầm mới được đưa về đung vị trí để chuẩn bị đánh chìm

→ Song song với việc thi công phần đúc đốt hầm thì phần chuẩn bị khu vực dìm hầm cũng được thực hiện

b Phần khu vực dìm hầm

❖ Bước 1: Nạo vét lòng sông

+ Tại vị trí được xác định đặt đốt hầm sẽ nạo vét với độ sâu 24 m so với mặt nước

Hình 12: Nạo vét lòng sông

❖ Bước 2: Gia cố nền

+ Đốt hầm sẽ được gác lên các gối là các móng được thi công sẵn + Lớp nền bên dưới sẽ được bơm đầy cát để đốt hầm được nằm ổn định và giảm bớt tải trọng tác dụng lên các gối

dìm sâu dưới đáy sông thì tháp định vị vẫn còn nhô cao trên mặt nước vài mét Theo đó, công nhân sẽ từ tháp định vị theo cầu thang xuống hầm dìm để làm việc

Hình 14: Đánh chìm đốt hầm

❖ Bước 2: Nối đốt hầm và san lấp

+ Sau khi hạ đốt hầm xuống vị trí thiết kế ta thực hiện công tác nối đốt hầm + Lúc này áp lực nước ở hai bên đang bằng nhau nên sử dụng kích thủy lực gắn ở trên đầu hầm để kéo đốt hầm vừa mới dìm sát lại đốt hầm đã được thi công trước đó

+ Tiếp đó hút nước ra khỏi hai bản thép đầu hầm,lúc này hầm sẽ được ép lại sát hơn nữa bởi áp lực nước bên ngoài hai đốt hầm do chênh lệch áp suất + Sau khi hoàn tất bơm nước thì đốt hầm hoàn toàn kín nước

+ Khi rút nước phải bơm lượng bêtông tương ứng nhằm không để đốt hầm

bị nổi lên theo định luật Archimedes Đốt hầm yên vị thì phần nóc hầm nằm sâu hơn đáy sông 3m

+ Khi đó, nhà thầu thi công sẽ rải một lớp đá hai bên đốt hầm và phần nóc hầm sẽ được bảo vệ bằng lớp đá hộc dày 1m

Hình 15: Quá trình nối đốt hầm

+ Sau khi đặt hầm đúng vị trí, bên dưới đáy đốt hầm sẽ được bơm cát để đốt hầm nằm ổn định trên bệ cát và bên trên nóc đốt hầm dìm được phủ lớp cát dày 3m để an toàn cho đốt hầm dưới đáy sông, không bị phương tiện thủy

bên trên va đập

+ Cát được bơm từ trên mặt sông qua những ống đã chôn sẵn trong vách

Hình 16: Bơm cát san lấp

TÀI LIỆU THAM KHẢO

https://tuoitre.vn/lap-dat-ham-thu-thiem-ra-sao-366211.htm

https://plo.vn/thoi-su/dot-ham-thu-thiem-dau-tien-ve-dich-210391.html

http://kientruc.vn/phong-su-anh-tung-buoc-lai-dat-dot-ham-thu-thiem-phan-2.html

https://tintuconline.com.vn/thoi-su/dang-lai-dat-dot-ham-thu-thiem-so-2-n-32760.htmlhttps://antg.cand.com.vn/Kinh-te-Van-hoa-The-Thao/Ha-dim-dot-ham-Thu-Thiem-dau-tien-i297919/

130761.html

https://khobanve.vn/ban-ve/mau-ban-ve-thiet-ke-bien-phap-thi-cong-ham-thu-thiem-ho-https://www.youtube.com/watch?v=_ZlKofJx1bc

https://giaxaydung.vn/diendan/threads/6057-Bien-phap-thi-cong-ham-Thu-Thiem

https://dhbrvt.forumvi.com/t25-topic

https://www.mediafire.com/file/bog2ugj4p181co2/Thu_Thiem_tunnel_Construction_sequence_immersed_tunnel.rar/file#

PHỤ LỤC HÌNH ẢNH

Hình 1: Mặt cắt ngang hầm Hình 2: Mặt cắt dọc hầm Hình 3: Chi tiết cụ thể mặt cắt ngang Hình 4: Trình tự xây dựng hầm Hình 5: Mặt bằng của bể đúc Hình 6: Công tác lắp dựng cốt thép cho đốt hầm Hình 7: Xe vận chuyển bê tông lạnh

Hình 8: Trình tự đúc một đốt hầm Hình 9: Các đốt hầm được kéo ra khỏi bể đúc Hình 10: Đốt hầm được kết nối với 4 tàu lai dắt Hình 11: Quãng đường lai dắt của đốt hầm Hình 12: Nạo vét lòng sông

Hình 13: Nền bên dưới đốt hầm

Hình 14: Đánh chìm đốt hầm

Hình 15: Quá trình nối đốt hầm Hình 16: Bơm cát san lấp

PHIẾU ĐÁNH GIÁ HỌC PHẦN THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

NĂM HỌC 2020-2021 LỚP HỌC PHẦN TTTN: 2031050031001

HỌ VÀ TÊN SINH VIÊN: Nguyễn Văn Tin

+Tìm hiểu được các kĩ thuật để thi công công nghệ hầm dìm

+Cách vận hành và các thông số kĩ thuật của hầm thủ thiêm

+Biết được trình tự đúc các cấu kiện khối lớn,siêu trọng

+Tiếp thu được kiến thức chuyên môn kĩ thuật thi công

+Học hỏi được các kĩ thuật và cách xử lí vấn đề thi công tốt hơn

3 PHẦN SINH VIÊN TỰ ĐÁNH GIÁ:

CHẤM

ĐIỂM GV CHẤM

A1 Đánh giá mức

độ chuyên cần

Tham gia đầy đủ các buổi thực tập

Tích cực trong quá trình thực tập (10

A2 Đánh giá kiến

thức chuyên

ngành

Tự sv đánh giá kiến thức thu được sau quá trình thực tập (50 – 40 – 30 – 20 – 10 – 0)

50

A3 Đánh giá kỹ

năng mềm

Kỹ năng phần mềm (10 – 8 – 6 – 4 –

Kỹ năng giao tiếp (20 – 15 – 10 – 5 – 0)

20

4 PHẦN GIẢNG VIÊN ĐÁNH GIÁ (b):

A1.1 Câu hỏi 1 - Thang điểm 30

(SV chừa khoảng 10 dòng để ghi câu hỏi và câu trả lời)

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

A1.2 Câu hỏi 2 - Thang điểm 40

(SV trình bày một chuyên đề, tâm đắc, bức xúc (kiến thức, kỹ năng…) trong quá trình thực tập

* Công trình hầm thủ thiêm là công trình rất quan trọng và đòi hỏi kĩ thuật và biện pháp thi công rất phức tạp Trong quá trình thi công lắp đặt đốt hầm,biện pháp thi công mà e tâm đắc nhất là quá trình đúc và lai dắt các đốt hấm Vì các đốt hầm là kết cấu khối lớn và siêu trọng

- Trong quá trình đúc đốt hầm-kết cấu khối lớn,để tránh việc bị nứt và giải quyết vấn đề chênh lệch nhiệt độ thì người thiết kế đã dùng bê tông đúc hầm là bê tông lạnh (tỏa nhiệt thấp) bằng cách trộn nước đá bào (thay cho nước) vào ximăng và cốt liệu là đá, cát (cũng được làm lạnh).Phương pháp bê tông lạnh nhằm hạn chế tối đa các vết nứt do thay đổi nhiệt độ giữa bên trong và bên ngoài khi bêtông hóa rắn (co ngót nhiệt), kéo dài tuổi thọ của những đốt hầm này (trên 100 năm) Nhiệt độ bêtông sau khi trộn phải dưới 240C

- Trong quá trình lai dắt người thiết kế đã rát thông minh trong việc lợi dụng lực đẩy Acsimet để vận chuyển các đốt hầm Thiết nghĩ nếu như không sử dụng phương pháp lai dắt dưới nước này thì không một phương tiện giao thông nào có thể vận chuyển được một kết cấu siêu trọng(27.000 tấn) và có kích thước khủng như vậy,nếu có thể thì cũng rất tốn kém

* Một điều nữa khiến e tâm đắc là cách lắp đặt các đốt hầm bằng cách đánh chìm Tất cả các thao tác từ vận chuyển đến lắp đặt đều được thực hiện dưới nước rất tiện cho quá trình thi công và tránh hư hỏng các kết cấu bên trong

A1.3 Câu hỏi 3 - Thang điểm 30

(Câu hỏi tình huống – sinh viên chừa khoảng 1 trang giấy để ghi tình huống giảng viên đưa ra và trình bày cách giải quyết vấn đề.)

………

………