Đồ án Thiết kế và tổ chức thi công hầm Metro

thời trong quá trình thi công, lắp ráp như áp lực phun vữa bê tông sau vỏ hầm, ảnh hưởng của nhiệt độ xung quanh hầm, ảnh hưởng của co ngót và từ biến của bê tông vỏ hầm, áp lực của các kích khiên đào. Thông thường trong thiết kế công trình ngầm đối với kết cấu lắp ghép do có khả năng làm việc được ngay nên ta không xét đến loại tải trọng này và chúng nhỏ hơn nhiều so với áp lực của đất đá. Ngoài ra đối với các công trình ngầm trong thành phố, tải trọng tạm thời còn phải kể đến các loại tải trọng do các phương tiện giao thông bên trên hay bên trong công trình ngầm, áp lực do hoạt tải đi qua công trình ngầm, lực nằm ngang do hãm phanh, lực lắc ngang, lực ly tâm của xe cộ chuyển động. Nhưng do chiều sâu đặt hầm là lớn nên ảnh hưởng của loại tải trọng này là rất nhỏ, có thể bỏ qua. 1.2.9. Tải trọng đặc biệt. Bao gồm các loại tải trọng xuất hiện có tính chất ngẫu nhiên hoặc do sự cố bất ngờ như áp lực do động đất, sập lở hoặc một bộ phận của công trình bị hư hỏng. Ở đồ án này ta không xét đến. Từ đó ta có sơ đồ tải trọng tác dụng lên kết cấu: Hình 4.1: Sơ đồ tải trọng tác dụng lên kết cấu 1.3. TÍNH TOÁN KẾT CẤU VỎ HẦM 1.3.1. Kết cấu vỏ hầm 1.3.1.1. Vai trò của vỏ hầm: Kết cấu vỏ hầm được thiết kế và xây dựng với mục đích: + Chịu áp lực địa tầng xung quanh và những tác động khác lên hầm, + Ngăn cản biến dạng của môi trường nền xung quanh khu vực hang đào không cho vi phạm vào khổ giới hạn kiến trúc, + Ngăn cản sụp đổ cục bộ và bất thường đảm bảo an toàn giao thông, + Chống dột và chống thấm nước ngầm vào trong hầm, + Giảm sức cản tác dụng lên các phương tiện giao thông chạy trong hầm, + Tạo môi trường thuận lời cho người làm việc trong hầm, + Tạo dáng kiến trúc trong hầm. 1.3.1.2. Mặt cắt kết cấu - Đường kính trong : do = 5600 mm - Chiều dày kết cấu : dk = 350 mm - Đường kính ngoài : dn = 6300 mm - Chiều dài một đốt hầm : b = 1200 mm Sử dụng kết cấu bê tông cốt thép lắp ghép, gồm 6 mảnh STT Tên mảnh Số lượng Chiều dài (m) Bề dày (m) Góc chắn cung (o) 1 Mảnh N 3 3,518 0,35 15 2 Mảnh Mt 1 3,072 0,35 64,5 3 Mảnh Mp 1 3,072 0,35 64,5 4 Mảnh K 1 0,7330 0,35 72 Bảng 4.2: Chi tiết các mảnh ghép vỏ hầm 1.3.2. Mô hình tính Kết cấu hầm là bê tông cốt thép lắp ghép, làm việc như một vòng tròn thống nhất chịu tải trọng cân bằng các phía nhưng không cản trở biến dạng, làm việc trong môi trường đàn hồi, Chọn một nửa kết cấu vỏ hầm để tiến hành tính toán. 1.3.3. Tính toán nội lực Sử dụng phần mềm Plaxis 8.2 để mô hình hóa và tính toán, ta được kết quả sau: X Y N Q M ex e 0,225dk Ngh N [m] [m] [kN] [kN] [kNm] [m] [m] [m] [kN] [kN] 0.000 -19.150 -1004.319 0.085 69.430 -0.069 0.106 0.079 3748.989 1305.614 0.257 -19.139 -1005.499 -7.020 68.521 -0.068 0.107 0.079 3714.430 1307.149 0.513 -19.108 -1008.817 -13.798 65.842 -0.065 0.110 0.079 3616.944 1311.462 0.765 -19.056 -1014.248 -20.277 61.456 -0.061 0.114 0.079 3469.185 1318.523 1.012 -18.983 -1021.767 -26.480 55.423 -0.054 0.121 0.079 3286.748 1328.297 1.012 -18.983 -1021.588 -26.290 55.423 -0.054 0.121 0.079 3287.006 1328.065 1.252 -18.890 -1030.928 -31.889 47.888 -0.046 0.129 0.079 3087.538 1340.206 1.484 -18.779 -1041.515 -36.489 39.086 -0.038 0.137 0.079 2887.129 1353.969 1.706 -18.648 -1053.238 -40.180 29.214 -0.028 0.147 0.079 2695.189 1369.21 1.916 -18.500 -1065.988 -43.050 18.462 -0.017 0.158 0.079 2517.104 1385.784 1.916 -18.500 -1065.667 -42.299 18.462 -0.017 0.158 0.079 2517.188 1385.367 2.152 -18.300 -1081.991 -45.481 4.765 -0.004 0.171 0.079 2326.547 1406.588 2.368 -18.078 -1097.844 -46.623 -9.489 0.009 0.184 0.079 2161.258 1427.197 2.560 -17.835 -1112.932 -45.963 -23.826 0.021 0.196 0.079 2020.791 1446.812 2.728 -17.575 -1126.962 -43.738 -37.795 0.034 0.209 0.079 1903.258 1465.05 2.728 -17.575 -1126.687 -43.422 -37.795 0.034 0.209 0.079 1903.184 1464.693 2.825 -17.393 -1134.655 -40.796 -46.511 0.041 0.216 0.079 1837.571 1475.052 2.910 -17.205 -1141.379 -37.084 -54.537 0.048 0.223 0.079 1781.562 1483.793 2.983 -17.013 -1146.757 -32.638 -61.732 0.054 0.229 0.079 1734.465 1490.783 3.043 -16.815 -1150.685 -27.811 -67.974 0.059 0.234 0.079 1695.630 1495.891 3.043 -16.815 -1150.670 -27.542 -67.974 0.059 0.234 0.079 1695.625 1495.871 3.089 -16.615 -1152.920 -22.098 -73.112 0.063 0.238 0.079 1664.744 1498.797 3.123 -16.411 -1153.467 -15.987 -77.035 0.067 0.242 0.079 1641.539 1499.507 3.143 -16.206 -1152.248 -9.568 -79.675 0.069 0.244 0.079 1625.660 1497.923 3.150 -16.000 -1149.205 -3.198 -80.988 0.070 0.245 0.079 1616.877 1493.966 3.150 -16.000 -1149.269 -2.955 -80.988 0.070 0.245 0.079 1616.904 1494.05 3.143 -15.794 -1144.352 3.509 -80.937 0.071 0.246 0.079 1615.204 1487.657 3.123 -15.589 -1137.759 10.156 -79.524 0.070 0.245 0.079 1620.695 1479.087 3.089 -15.385 -1129.474 16.631 -76.767 0.068 0.243 0.079 1633.556 1468.316 3.043 -15.185 -1119.480 22.581 -72.707 0.065 0.240 0.079 1654.114 1455.324 3.043 -15.185 -1119.625 22.804 -72.707 0.065 0.240 0.079 1654.172 1455.512 2.983 -14.987 -1108.077 28.420 -67.417 0.061 0.236 0.079 1682.909 1440.499 2.910 -14.795 -1095.348 33.745 -61.005 0.056 0.231 0.079 1720.458 1423.953 2.825 -14.607 -1081.454 38.498 -53.561 0.050 0.225 0.079 1767.719 1405.89 2.728 -14.425 -1066.405 42.398 -45.193 0.042 0.217 0.079 1825.844 1386.327 2.728 -14.425 -1066.599 42.585 -45.193 0.042 0.217 0.079 1825.909 1386.578 2.619 -14.250 -1050.737 45.812 -36.060 0.034 0.209 0.079 1896.153 1365.957 2.499 -14.082 -1034.505 48.406 -26.344 0.025 0.200 0.079 1979.892 1344.856 2.368 -13.923 -1017.943 50.183 -16.183 0.016 0.191 0.079 2079.125 1323.325 2.227 -13.773 -1001.089 50.958 -5.723 0.006 0.181 0.079 2196.251 1301.415 2.227 -13.773 -1001.298 51.102 -5.723 0.006 0.181 0.079 2196.266 1301.687 2.077 -13.632 -984.582 50.972 4.824 -0.005 0.170 0.079 2333.329 1279.956 1.918 -13.501 -968.456 50.066 15.242 -0.016 0.159 0.079 2492.126 1258.993 1.750 -13.381 -952.973 48.285 25.380 -0.027 0.148 0.079 2675.121 1238.865 1.575 -13.272 -938.186 45.532 35.084 -0.037 0.138 0.079 2884.350 1219.642 1.575 -13.272 -938.355 45.598 35.084 -0.037 0.138 0.079 2884.208 1219.861 1.393 -13.175 -924.695 42.009 44.138 -0.048 0.127 0.079 3118.623 1202.103 1.205 -13.090 -912.489 37.680 52.354 -0.057 0.118 0.079 3374.274 1186.235 1.013 -13.017 -901.794 32.637 59.605 -0.066 0.109 0.079 3644.488 1172.332 0.815 -12.957 -892.665 26.905 65.765 -0.074 0.101 0.079 3916.987 1160.465 0.815 -12.957 -892.765 26.940 65.765 -0.074 0.101 0.079 3916.669 1160.595 0.615 -12.911 -885.528 20.673 70.685 -0.080 0.095 0.079 4170.075 1151.186 0.411 -12.877 -880.316 14.024 74.261 -0.084 0.091 0.079 4378.702 1144.411 0.206 -12.857 -877.154 7.093 76.440 -0.087 0.088 0.079 4517.695 1140.301 0.000 -12.850 -876.066 -0.018 77.175 -0.088 0.087 0.079 4566.931 1138.886 Bảng 4.2: Kết quả nội lực tính toán 1.3.4. Kiểm toán nội lực tại các tiết diện: a. Kiểm tra nội lực tại mặt cắt theo quy phạm : - Khoảng lệch tâm : ex = - Khoảng cách từ lực đến mép tiết diện ít chịu ứng suất hơn : Trong đó dk là chiều dày vỏ hầm (m) * Nếu ex0,225.dk=0,225.0,35=0,07875 (m) thì kiểm tra theo công thức : * Nếu ex0,225.dk=0,07875 (m) thì kiểm tra theo công thức : Trong đó : + n là hệ số vượt tải n = 1,3; + là giới hạn bền, với mác bêtông 300 có =6000kN/m2; + m là hệ số điều kiện làm việc, m = 0,9; + b là chiều rộng tính toán, b =0,12 m; + dk là chiều dày kết cấu; + là hệ số biến dạng, với vòm Quá trình kiểm tra các tiết diện được thể hiện trong bảng trên: 1.3.5. Tính toán kiểm tra điều kiện mối nối giữa các mảnh ghép. Nếu nội lực tại các mối nối giữa các block thỏa mãn điều kiện : Thì không cần phải cấu tạo chống trượt cho mối nối. Trong đó : Qi, Ni tương ứng là lực căt và lực dọc tại các mối nối; fi là hệ số ma sát giữa bê tông với bê tông tại mối nối lấy fi = 0,25. Vỏ hầm được chia làm các turbing đúc sẵn ghép lại với nhau, do chỉ xét tới một nửa mặt cắt hầm nên có 3 mối nối, tại 3 mặt cắt sau: STT Vị trí X Y Qi fi.Ni (o) (m) (m) (kN) (kN) 1 7,5 0,219 -12,858 7,093 218,206 Thỏa mãn 2 72 2,580 -14,193 46,612 260,623 Thỏa mãn 3 144 3,042 -16,815 27,542 287,668 Thỏa mãn Bảng 4.3: Kiểm tra mối nối Như vậy tại các mối nối đều thỏa mãn điều kiện trên nên không cần phải cấu tạo chống trượt cho các mối nối 1.3.6. Kiểm tra điều kiện chịu ép mặt tại các mối nối: Trong đó : + N là lực dọc tính toán trong tiết diện xét; + = 1: là hệ số khi ứng suất trên tiết diện phân bố đều trên ép mặt. + Fem là diện tích ép mặt Fem= h.b = 0,35.1,20 =0,420 m2; + Rem là cường độ của bê tông chịu ép mặt : + F là diện tích tính toán của tiết diện (lấy theo tiêu chuẩn của Nga): + h là chiều dày của kết cấu chịu ép mặt (ở đây h được tính là chiều dài cung tròn tại mối nối). Vậy Ta có lực dọc lớn nhất trong các mối nối là: N = 1153,467kN < . Thỏa mãn điều kiện chịu ép mặt tại các mối nối, do vậy mối nối đủ khả năng chịu ép mặt nên ta không phải tính toán các mối nối. 1.4. TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP Tiến hành tính toán và bố trí cốt thép cho các mảnh vỏ hầm. Cắt 1m kết cấu mảnh vỏ hầm để tính toán và bố trí cốt thép. Nguyên tắc cơ bản bố trí cốt thép thỏa mãn: - Đối với bê tông đúc sẵn trong điều kiến khống chế của nhà máy, cự ly tịnh của các thanh song song : + Không được nhỏ hơn đường kính danh định của thanh. + 1,33 lần kích thước tối đa của cấp phối thô. + 25 mm. - Đối với lớp bê tông bảo vệ 40 mm Các đặc trưng cơ bản của kết cấu như sau: Chiều rộng mặt cắt bW = 1200 mm Chiều cao mặt cắt h = 350 mm Chiều cao có hiệu của mặt cắt dv = 315 mm Chiều dày lớp phủ bê tông dc = 40 mm Cường độ thép fy = 420 MPa Cường độ bê tông fc = 35 MPa 1.4.1.Tính toán cốt thép chịu mômen: *Kiểm toán theo TTGHCĐ1: Mômen tính toán 80,988 kNm Chọn thép No20 D = 16 mm Diện tích một thanh thép Asi = 201,062 mm2 Số lượng thanh thép n = 10 thanh Diện tích thép As = 2010,62 mm2 Hàm lượng thép r = As/(b.h) = 0,479 % Khoảng cách từ trục trung hoà đến thớ chịu nén ngoài cùng: Chiều dầy khối ứng suất tương đương: a = b1.c = 0,80.29,568 = 23,654mm Trong đó: b : Hệ số quy đổi hình khối ứng suất = 0,85 khi f’c < 28Mpa = 0,85-0,05.(f’c-28)/7 khi 28Mpa < f’c < 56Mpa = 0,65 khi 56Mpa < f’c Theo trên có f’c = 35MPa nên b = 0,85-0,05.(30-28)/7 = 0,836 - Sức kháng uốn tính toán của mặt cắt: Kiểm tra: Mr = 203,415 KNm > Mmax = 80,988 KNm => Đạt yêu cầu *Kiểm tra lượng cốt thép tối thiểu: rmin = 0,03.f’c/fy = 0,03.30/400 = 0,00225 =0,225% Kiểm tra: rmin = 0,225% Đạt yêu cầu *Kiểm tra lượng cốt thép tối đa: c/de < 0,42 Trong đó: c : Khoảng cách từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trục trung hoà, c = 29,568 mm de : Khoảng cách hữu hiệu tương ứng từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép chịu kéo de = h - d1 = 350 - 175 = 175mm Với d1 : khoảng cách từ thớ chịu kéo ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép chiu kéo. Với cách bố trí cốt thép như hình vẽ ta có: c/de = 29,568/175 = 0,168 Kiểm tra: c/de = 0,168 Đạt yêu cầu 1.4.3. Tính toán cốt thép chịu lực cắt: *Kiểm toán theo TTGHCĐ1: Lực cắt tính toán 80,988 kNm Chọn thép No 10 D = 10 mm Diện tích một thanh thép Asi = 78,54 mm2 Số lượng thanh thép n = 5 thanh Diện tích thép As = 393 mm2 Hàm lượng thép r = As/(b.h) = 0,479 % Hệ số chỉ khả năng bê tông bị nứt truyền lực kéo: b = 2 Góc nghiêng ứng suất nén chéo: q = 45o Sức kháng danh định do ứng suất kéo của bê tông: Trong đó: bv : chiều rộng bản bụng hữu hiệu dv : Chiều cao chịu cắt hữu hiệu lấy không nhỏ hơn các giá trị sau d’ = d - a/2 = 163,164mm 0,72h = 0,72.350 = 252mm 0,9de = 0,9.175 = 157,5mm dv = max(d’; 0,72h; 0,9de) = 252mm Ta thấy Vu = 80,899KN < j.Vc = 296,977. Kết cấu đủ khả năng chịu cắt, do đó chỉ bố trí cốt thép đai theo cấu tạo Chọn cốt thép đai theo cấu tạo có số hiệu D10 và bố trí với bước đều là S = 280 mm. PHẦN IV: THIẾT KẾ TỔ CHỨCTHI CÔNG CHƯƠNG 1: BIỆN PHÁP THI CÔNG CHỦ ĐẠO 1.1. ĐIỀU KIỆN THI CÔNG VÀ CĂN CỨ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ 1.1.1. Điều kiện thi công. - Điều kiện thi công tuyến tàu điện ngầm khác hẳn so với các công trình trên mặt đất : diện tích tác nghiệp hẹp, việc triển khai các công việc khó khăn. Mặt khác công trình phải thi công trong thành phố nên còn gặp phải nhìều khó khăn như đã nêu ở phần kiến trúc. Việc liên hệ giữa mặt bằng bên ngoài và khu vực thi công bên trong phải thông qua giếng đứng nên cũng rất khó khăn. Trong suốt quá trình thi công phải sử dụng ánh sáng nhân tạo, đồng thời phải tiến hành các biện pháp nhằm đảm bảo sức khỏe con người và an toàn lao động như: giảm nhiệt độ, thông gió trong quá trình thi công… - Vì các số liệu điều tra, khảo sát không thể đầy đủ và hoàn chỉnh, hơn nữa do điều kiện địa chất, điều kiện thủy văn khu vực xây dựng đa dạng và phức tạp nên quá trình thi công không phải tiến hành hoàn toàn theo thiết kế mẫu được mà phải có các biện pháp thi công cho từng điều kiện cụ thể và có dự kiến khắc phục khó khăn có thể xảy ra trong quá trình thi công. - Khối lượng đất vận chuyển lớn và điều kiện vận chuyển khó khăn, để tránh ô nhiễm môi trường đất đá thải được đưa lên cho vào thùng chứa (thường là các contaner) đã được vệ sinh kỹ sau đó đưa ra khỏi công trường và thời gian vận chuyển chủ yếu vào ban đêm nên phải có biện pháp hợp lý để đảm bảo tiến độ thi công. 1.1.2.Căn cứ lựa chọn công nghệ. Đặc điểm cơ bản của địa chất Hà Nội chủ yếu là đất yếu rất dễ gây ra lún sụt trong khi thi công. Mặt khác yêu cầu quá trình thi công không được làm ảnh hưởng đến các công trình bên trên, không làm ảnh hưởng đến móng cọc hiện hữu của các tòa nhà cao tầng, môi trường thi công chật hẹp, mặt bằng thi công hạn chế….Việc sử dụng máy đào toàn tiết diện với các ưu điểm nội trội như: Tốc độ nhanh, thi công liên tục, trình độ cơ giới hóa cao, an toàn, cường độ lao động thấp, ít làm xáo động tới địa tầng, chất lượng che chắn vỏ hầm tốt, không bị ảnh hưởng đến điều kiện bên ngoài, diện tích chiếm dụng ít… có thể giải quyết được các rủi ro trên. Do đó nếu lựa chọn được loại TBM phù hợp, tính toán được các rủi ro khi thi công, sự tương tác giữa vỏ hầm, TBM và đất nền, vấn đề ổn định gương đào thì việc thi công tuyến đường tàu điện ngầm bằng máy TBM là rất khả thi. Khi thi công bằng TBM cần xem xét các yếu tố: - Tình trạng nền đất; - Chi phí máy, chi phí vận chuyển máy, chi phí vận hành; - Tốc độ đào; - Khống chế tốc độ đào và duy trì sự ổn định của bề mặt gương đào; - Vận chuyển vật liệu và đất thải. Hình 4.1-Bảng phân loại máy khoan toàn tiết diện Dựa trên tình hình địa chất khu vực thi công ta sử dụng máy khoan cân bằng áp lực đất.. Hình 4.2.Máy khoan cân bằng áp lực đất Hình 4.3.Quy trình vận hành máy áp lực đất Hình 4.4.-Sơ đồ cấu tạo của máy khoan áp lực đất. 1.Mân dao cắt xén ; 2.Kho chứa bùn đất; 3.Ổ bi chống đỡ; 4.Bánh xe khởi động; 5.Mô tơ thủy lực; 6.Ống phun vữa; 7.Vỏ khiên; 8.Thiết bị bịt kín đuôi khiên; 9.Máy xoắn ốc nhỏ đưa đất ra; Mô tơ thủy lực kéo máy xoắn ốc lớn đưa đất ra; 11.Cửa van đưa đất ra; 12.Máy xoắn ốc đưa đất ra; 13.Cơ cấu lắp ráp vỏ hầm; 14.Kích của khiên; 15.Trục bánh lá của máy xoắn ốc; 16.Trục trung tâm. Hình 4.5-Máy lắp ráp hình vành tròn. 1.Mân quay; 2.Bánh quay che chống; 3.Cánh tay co duỗi đường đính; 4.Cánh tay co duỗi hướng dọc; 5.Cánh tay nâng; 6.Móc cẩu; 7.Khối cân bằng * Trình tự thi công của TBM: - Lựa chọn và chế tạo máy khoan - Sản xuất các tấm đốt vỏ hầm bằng bê tông đúc sẵn; - Lắp ráp máy khoan toàn tiết diện trong giếng thi công; - Chuẩn bị hậu cần của máy khoan và thi công bể chứa chất thải; - Lắp đặt các thiết bị để lắp ráp máy khoan toàn tiết diện; - Triển khai máy khoan toàn tiết diện trong giếng đẩy; - Giai đoạn khoan khởi đầu; - Thi công đường hầm; - Thông tuyến với giếng thu để đưa máy khoan ra; - Tháo dỡ máy khoan toàn tiết diện. 1.1.3.Vật liệu xây dựng Vật liệu xây dựng là một trong những yếu tố quyết định đến chất lượng công trình. Đặc biệt đối với dạng hầm đặt sâu trong lòng đất thì đăc biệt cần phải lựa chọn và kiểm tra kỹ lưỡng các loại vật liệu xây dựng. Dự kiến các block được đặt thi công trước tại nhà máy tại khu vực Hà Nội sau đó được chuyên chở đến vị trí xây dựng hầm. Còn bê tông đổ lớp vỏ chống thấm và vữa trát được thi công tại chỗ. 1.1.4.Nguyên tắc thiết kế, tổ chức thi công. Nguyên tắc thiết kế : khi thiết kế tổ chức và thiết kế thi công cần phải tuân theo những nguyên tắc sau đây : - Đảm bảo thời hạn và tìm mọi biện pháp để tăng tốc độ thi công. - Cơ giới hóa cao nhất và tiến tới tự động hóa trong quá trình thi công. - Áp dụng tối đa các cấu kiện, chi tiết lắp ghép được chế tạo trong nhà máy. - Hạ giá thành. - Khối lượng công trình tạm thời nhỏ nhất. 1.1.5. Chuẩn bị hệ thống đảm bảo hậu cần và thi công bể chứa chất thải. Hệ thống đảm bảo hậu cần cho quá trình vận hành của máy khoan toàn tiết diện bao gồm : + Cung cấp điện cho máy khoan; + Quạt thông hơi; + Đèn chiếu sáng; + Đường ray và các đoàn xe goòng vận tải; + Băng tải; + Các toa đảm bảo hậu cần; + Bể chứa chất thải; + Thiết bị phun vữa gia cố; 1.2. Biện pháp thi công giếng xuất phát. Do khiên làm việc dưới mặt đất vì thế tại vị trí mở đầu cần xây dựng một giếng đứng dùng để tiến hành lắp ráp khiên và được gọi là giếng lắp ráp khiên, còn tại điểm cuối lại cần xây dựng một giếng đứng nữa để tháo dỡ khiên và cẩu lên mặt đất, giếng đứng ấy được gọi là giếng tháo dỡ khiên. Ngoài ra vào giữa tuyến đường hầm hoặc tại vị trí đường cong có bán kín nhỏ cần xây dựng giếng đứng trung gian để kiểm tra sửa chữa và chuyển hướng khiên. Nói chung, giếng đứng được xây dựng trên tim đường hầm, cũng có thể xây dựng lệch sang một bên rồi dùng hầm ngang hoặc hầm xiên nối lại với hầm chính. Xây dựng giếng đứng cần kết hợp với trang thiết bị trên tuyến đường hầm, cân nhắc một cách tổng hợp để biến các giếng đứng thành các kết cấu vĩnh cửu như giếng lắp thiết bị, như trạm thông gió, như trạm bơm thoát nước, nhà ga metro… nếu không sẽ kém kinh tế. Giếng đứng được xây dựng để: cẩu và lắp ráp khiên, vận chuyển vật liệu vỏ hầm, thiết bị máy móc vào và đưa đất đá ra, cũng như dùng cho cán bộ công nhân viên vào ra công trường. Kết cấu giếng đứng và yêu cầu kích thước mặt cắt hình chữ nhật như hình 4.1. Hình 4.6- Giếng lắp ráp khiên 1.Mặt khiên; 2.Giếng đứng; 3.Khiên; 4.Vách sau; 5.Ray dẫn hướng; 6.Dầm ngang; 7.Móng sàn lắp ráp. D: Đường kính khiên; L: Chiều dài khiên; A: Chiều dài giếng lắp ráp; B: bề rộng giếng lắp ráp. Chiều dài giếng lắp ráp cần thoả mãn không gian cần thiết cho các việc sau: đưa đất đá ra trong giai đoạn đầu khi khiên được đẩy tiến lên, đưa vật liệu vỏ hầm, cùng thiết bị khác vào cũng như không gian cần để tháo lắp kiểm tra khiên và tiến hành thi công liên tục. Chiều dài giếng lắp ráp A = L + (0,5 ¸ 1,0)L. = 7,5 + 0,5.7,5 = 11,25 m. Trong tình hình phải thoả mãn yêu cầu thao tác ban đầu, trị số A càng nhỏ càng tốt Chiều rộng giếng lắp ráp B: B = D + (1,5 ¸2) = 6,5 + 1,5 = 8 m. Giếng xuất phát trong đoạn thi công được thi công ngay trên tim hầm và sau này được thi công mở rộng thành nhà ga. Sử dụng phương pháp tường trong đất kết hợp phương pháp đào top – down để thi công giếng đứng, do đặc điểm địa chất chủ yếu của thành phố Hà Nội chủ yếu là đất nên biện pháp thi công giếng đứng chủ yếu sử dụng các máy gầu xúc, ngoạm… để vận chuyển đất đá lên trên và mang ra bãi thải. Chi tiết trình tự thi công được mô tả trong bản vẽ thi công. 1.3. Biện pháp lắp ráp khiên đào. Trong giếng đứng lắp ráp khiên bố trí sàn lắp ráp khiên. Sàn lắp ráp khiên bình thường bằng kết cấu thép và kết cấu bê tông cốt thép.Trên sàn được đặt đường ray để chịu trọng lượng khiên và các tải trọng khác khi khiên di chuyển. Hai thanh ray đỡ khiên phải lắp kiên cố, phương hướng chuẩn xác bảo đảm cho khiên không phát sinh lúc lắc đong đưa khi kích được đẩy lên và dễ dàng khi đẩy lên. Khoảng cách giữa hai ray lớn hay nhỏ do đường kính khiên quyết định, mặt ray cao bao nhiêu do thiết kế đường hầm và yêu cầu thi công quyết định. Toàn bộ kết cấu của khiên đào được chia làm 5 phần để vận chuyển đến công trường + Lưỡi cắt + Thân máy trước + Thân máy giữa + Thân máy sau + Băng chuyền quay Khi các bộ phận đã được vận chuyển đến công trường thì tiến hành dùng cần cẩu để vận chuyển lần lượt các mảnh ghép xuống giếng đứng để tiến hành lắp ghép khiên đào. Đầu tiên, tiến hành đưa thân trước xuống, lắp lên giá đỡ khiên. Sau đó đưa mâm cắt xuống lắp ráp vào thân trước. Sau khi hoàn thành lắp mâm cắt, tiến hành đưa thân giữa xuống láp tiếp vào đoạn thân trước, rồi đưa bằng chuyền quay xuống. Cuối cũng là lắp ráp thân máy sau để hoàn thiện lắp ráp mày khoan đào trong giếng đứng. Khi khiên được lắp ráp xong trên sàn lắp ráp và sau khi làm xong công tác chuẩn bị đẩy, khiên có thể tiến vào hầm. Miệng tiến được chừa sẵn trên vách giếng đứng cho khiên có đường kính hơi lớn hơn đường kích của khiên bằng 8,7m. Miệng tiến phải dùng tấm thép mỏng và bê tông chế tạo thành cửa bịt kín tạm thời, cửa này vừa phải đảm bảo chịu áp lực đất, áp lực nước và chặn nước, vừa có thể tháo dỡ được tiện lợi. Sau khi tháo dỡ cửa bịt kín tạm thời thì có thể đẩy khiên tiến lên dần dần vào hầm. Khi khiên mới bắt đầu đào tiến vào hầm, phản lực đẩy phải do vách giếng đứng chịu đựng. Để đảm bảo cho khiên khi bị đẩy không vì vách sau của giếng đứng bị nghiêng mà bị lệch trục thì cần phải bảo đảm cho vách sau của giếng đứng thẳng góc với đường trung tâm của hầm. Trong khoảng hở giữa khiên và vách sau của giếng đứng thông thường phải dùng các phiến phế liệu của vỏ hầm làm cơ cấu chuyển lực đằng sau (các phiến ống này có chừa lỗ ở phần trên làm lỗ vận chuyển thẳng đứng vào và ra). Để đảm bảo độ cứng cho cơ cấu phiến ống chuyền lực chèn đằng sau, các phiến ống phải lắp mối nối lệch nhau, phải xiết chặt các bulông liên kết. Tại bộ phận chừa lỗ trên đỉnh, ở đoạn không ảnh hưởng vận chuyển thẳng đứng cần bố trí thanh chịu kéo giữ chặt. Sau khi khiên đã rời khỏi giếng đứng xong cần dùng chêm gỗ đóng chặt khe hở giữa bệ sàn lắp ráp để bảo đảm cho thi công được an toàn. Nói chung, khi khiên đào đến giếng đứng tiếp theo mới tháo dỡ phiến ống chèn đằng sau. Nếu đường hầm khá dài, thì khi lực đẩy khiên đã có thể cân bằng với lực cản ma sát giữa vỏ đường hầm và địa tầng (lúc ấy khiên đã được đẩy đi ít nhất bằng 200m), cũng có thể tháo dỡ phiến ống chèn đằng sau. * Kiểm tra lắp ráp khiên Thường khiên được lắp ráp trên sàn lắp ráp nằm ở đáy giếng đứng, song nếu khiên nhỏ thì có thể lắp ráp hoàn chỉnh trên mặt đất rồi cẩu vào giếng. Khi lắp ráp phải tuân theo bản thuyến minh, lắp ráp xong cần phải kiểm tra kỹ thuật theo các hạng mục sau, đạt yêu cầu mới được đưa vào sử dụng. + Kiểm tra bề ngoài Kiểm tra bề ngoài khiên xem có bộ phận nào sai với bản vẽ thiết kế, linh kiện lắp sai, vị trí lắp sai, các lỗ liên thông trong ngoài có thông suốt không, kiểm tra xem các linh kiện bên trong của khiên có đầy đủ không, vị trí có đúng không, có được cố định chắc chắn không, kiểm tra lớp phòng gỉ xem có hoàn chỉnh không. + Kiểm tra kích thước chủ yếu Sai số mức độ tròn và không thẳng của khiên lớn hay nhỏ ảnh hưởng rất lớn đến mức độ ngoằn ngoèo khi khiên đào tiến lên; sai số cho phép về hai mặt này cần thoả mãn yêu cầu ghi trong bảng 4.1 và 4.2. Vị trí kiểm tra mức độ tròn như hình 4.2, vị trí kiểm tra mức độ thẳng như hình 4.3. Hình 4.7: Vị trí kiểm tra sai số tròn Hình 4.8 :Vị trí kiểm tra sai số mức độ phẳng. Bảng 4.1-Sai số cho phép về độ tròn Bảng 4.2-Sai số cho phép về mức độ phẳng. Đường kính khiên(mm) Sai số đường kính trong(mm) Chiều dài khiên (m) Sai số công việc Tối thiểu Tối thiểu Tối đa L<3 D<2 0 8 3<L<4 2<D<4 0 10 4<L<5 4<D<6 0 12 5<L<6 6<D<8 0 16 6<L<7 8<D<10 0 20 L>7 10<D<12 0 24 3<L<4 + Kiểm tra thiết bị thuỷ lực Thí nghiệm áp lực: Lấy áp lực cao nhất cho phép của thiết bị thuỷ lực trong một thời gian quy định nén thử, kiểm tra các thiết bị, đường ống, cửa vào, các kích v.v… xem có gì khác thường không. + Kiểm tra bằng thí nghiệm cho chạy không tải; - Kiểm tra thí nghiệm động tác của kích; - Kiểm tra thí nghiệm động tác của máy lắp ráp vỏ hầm; - Kiểm tra thí nghiệm chuyển động quay của mân dao; - Kiểm tra thí nghiệm vận hành máy chuyển động xoắn ốc; - Kiểm tra thí nghiệm vận hành của máy duy trì độ tròn xoay; - Kiểm tra thí nghiệm vận hành của các tổ bơm và thiết bị khác. + Kiểm tra tính năng cách điện của