Khảo sát hiện trường tại Hầm Trans-Koolau

Chia sẻ: Pham Thanh Trung Trung | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:4

Thêm vào BST

Báo xấu

81
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Một cuộc khảo sát địa chất tại dự án Hầm TransKoolau trên đảo Oahu, Hawaii đã được tiến hành. Các lỗ khoan được chỉ định tại những vùng thực vật sinh trưởng dày đặc trên những sườn núi rất dốc. Xe tải không thể vào được công trường, và việc cung cấp nước cho việc khoan rất bị hạn chế.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Khảo sát hiện trường tại Hầm Trans-Koolau

Nguyễn Đức Toản, Hanoi, July - 2001 Khảo sát hiện trường tại Hầm Trans-Koolau ở Hawaii, Mỹ An-Bin Huang. Phòng Kỹ thuật, Đại học Quốc gia Chiao Tung, Hsin-Chu, Đài Loan Bob Y. K. Wong. Geolabs-Hawaii, Honolulu, Hawaii, Hoa Kỳ Biên dịch: KS. CN. Nguyễn Đức Toản Bài đã đăng trên Tạp chí Cầu Đường Việt Nam tháng 7 năm 2001 Công ty tư vấn Parsons Brinckerhoff - Hirota TÓM TẮT: Associates đảm nhận khảo sát địa chất tại các cổng Một cuộc khảo sát địa chất tại dự án Hầm Trans- hầm ở Thung lũng Halawa phía bắc và Thung lũng Koolau trên đảo Oahu, Hawaii đã được tiến hành. Các Haiku phía nam. Chương trình khảo sát địa chất bao lỗ khoan được chỉ định tại những vùng thực vật sinh gồm các lỗ khoan thẳng đứng và xiên, lắp đặt các áp trưởng dày đặc trên những sườn núi rất dốc. Xe tải kế, và tiến hành các thí nghiệm về độ thấm hiện không thể vào được công trường, và việc cung cấp trường. Các công tác hiện trường được tiến hành tại nước cho việc khoan rất bị hạn chế. Thiết bị và nhân vùng xa xôi dưới những điều kiện bất lợi và đôi khi lực được vận chuyển đến và đi khỏi hiện trường bằng nguy hiểm. Bài viết này đề cập các khó khăn liên máy bay trực thăng. Đã sử dụng một chất hỗn hợp tạo quan đến khảo sát ngầm và các kỹ thuật mới áp dụng khí/bọt làm chất lỏng rửa lỗ khoan để giảm thiểu sự để đối phó với các khó khăn. tiêu tốn nước. Bài viết này mô tả kinh nghiệm về các thao tác và kỹ thuật khoan đã sử dụng để vượt qua các khó khăn do địa điểm xa xôi và địa hình dốc. 2. MÔI TRƯỜNG ĐỊA CHẤT VÀ ĐIỀU KIỆN HIỆN TRƯỜNG Quần đảo Hawaii tạo thành một vòng cung các đảo núi lửa hướng từ tây bắc xuống đông nam dài khoảng 1. GIỚI THIỆU 1.491 dặm (~2.400 km). Đảo chính Hawaii nằm dọc một cung 404 dặm (650 km) tại đầu phía đông nam Hầm Trans-Koolau là một phần của Đường Liên của quần đảo. Oahu, đảo lớn thứ ba trong số 8 đảo lớn bang H-3 trên đảo Oahu, Hawaii. Hình 1 thể hiện vị nhất của Quần đảo Hawaii, có diện tích khoảng 604 trí tương đối của dự án. Dự án được đồng tài trợ của dặm vuông (1.564 km2). Đảo này được tạo thành từ Bang Haoai và Phòng Giao thông Mỹ. Dự án đường hai ngọn núi lửa lớn hình cái khiên. Hoạt động núi lửa bộ H-3 được phát triển nhằm xoá bỏ tình trạng kẹt vào cuối kỷ Pliocene (thời kỳ cuối của kỷ Đệ Tam giao thông đang diễn ra tại các hành lang hiện nay là trong lịch sử trái đất, cách đây khoảng 4 triệu năm, Pali và Likelike Highways. Những đường cao tốc này khi nhiều động vật có vú hiện đại xuất hiện - N.D), và nối Honolulu với phía có gió (phía biển) của đảo tiền kỷ Pleistocene (đầu kỷ Đệ Tứ, cách nay khoảng Oahu qua Dãy Núi Koolau. 1,5 triệu năm - N.D) đã tạo ra hai vùng địa hình dạng vòm bazan kéo dài - Waianae ở bờ tây và Koolau ở Để hoàn thành công trình nối qua Dãy Núi bờ đông của đảo Oahu. Sự xói mòn đất sau phun trào Koolau, dự án phải sử dụng tuyến hầm đôi. Đường đã phân chia các vòm này thành những dãy núi lởm hầm hướng vào trong đảo có chiều dài 4.890 ft (1.490 chởm. m - N.D), và đường hầm hướng ra biển dài 5.165 ft (1.574 m). Ngoài đường hầm, một số tòa nhà cho sửa Địa điểm dự án Đường Liên bang H-3 được đặt chữa và kết cấu khác cũng được xây dựng tại khu vực trong phạm vi quận Honolulu và Koolaupoko, và cắt cổng hầm. Page 1 of 4
Nguyễn Đức Toản, Hanoi, July - 2001 ngang xương sống phía nam của Dãy Núi Koolau (xem Hình 1). 3. BỐ TRÍ CÔNG TRƯỜNG Thành hệ đá cơ bản trên đảo Oahu bao gồm các dòng dung nham bazan. Hai loại dòng dung nham Vào thời điểm khảo sát, chưa có đường vào các được nhận biết là: "a'a" và "pahoehoe". A'a là một từ khu vực cổng hầm. Không thể san ủi các đường mòn ngữ của đảo Hawaii chỉ dòng dung nham đặc trưng xuyên qua rừng nhiệt đới rậm rạp và qua địa hình dốc bởi bề mặt gồ ghề, lởm chởm, nhiều mỏm sắc, có tính để tạo đường vào cho thiết bị khoan lắp trên xe tải. gắn kết mạnh. Các dòng a'a bao gồm cả clanh-ke (các Đã phải dùng trực thăng để huy động thiết bị và con mảnh bazan) và các thành phần bên trong đặc sít. người đến và đi khỏi công địa. Các giá khoan được Pahoehoe là thuật ngữ Hawaii chỉ dòng dung nham lắp trên bánh trượt theo từng môđun, gồm một máy bazan đặc trưng bởi bề mặt nhẵn, chồng chất dạng Diedrich D-25 và một máy Christensen CMC-100, đã sóng hay chất lượng kém. Các dòng dung nham dày được sử dụng để tạo dễ dàng cho việc không vận tới trung bình 10 ft (~3,0 m) hay bé hơn, và cả khối đá công trường và giữa các lỗ khoan. thể hiện một sự không đồng nhất về mặt thạch học khá lớn (Wentworth, 1951). Một khu vực tập kết cơ sở được lập ra tại mỗi công trường, và các đội hiện trường được luân chuyển Mặc dù các dòng dung nham pahoehoe và a'a là hàng ngày vào/ra khỏi thung lũng, trong khoảng 40 chung cho Thành hệ Koolau, loại a'a vẫn chiếm phần ngày thăm dò địa chất. Đã phải có một sự phối hợp và ưu thế ở các lớp sâu hơn của toàn khối. Bề mặt nổi lập kế hoạch mang tính chiến lược để có thể đảm bảo của các dòng dung nham này đã phong hóa thành các rằng con người, thiết bị và vật tư được di chuyển một lớp đất trầm tích nhiệt đới nằm sâu. Dọc theo các cách đúng hạn. Một đội thực hiện công tác khoan và sườn thung lũng, đá núi lửa gốc bị che phủ bởi các lấy mẫu, trong khi một đội khác chuẩn bị các địa điểm lớp lở tích và bồi tích. Hình 2 thể hiện một mặt cắt địa khoan mới và chế tạo các dàn chống để đỡ thiết bị chất điển hình gặp ở khu vực cổng hầm. khoan trên nền đất dốc và ướt. Vào thời gian khảo sát hiện trường, khu vực cổng Hình 4 là ảnh chụp bố trí công trường. thung lũng Halawa phía bắc nằm cách đường vào gần nhất khoảng 7 dặm (~11 km). Về mặt đo vẽ địa hình, khu vực cổng Bắc Halawa có cao độ bề mặt thay đổi từ 1020 đến 1310 ft trên mực nước biển (310 - 400 Tại công trường Haiku, thiết bị khoan thường m). Cổng hầm được đặt tại đầu của một thung lũng đã xuyên bị nhiễm điện tĩnh, do cảm ứng của trường xói mòi thành một vùng đỉnh tròn nguồn gốc núi lửa điện từ của ăngten Ômega. Để tranh bị điện giật cho tạo nên Dãy núi Koolau. Vùng này có lượng mưa lớn đội khoan, công nhân phải đi dày cao su và mang hơn 100 in. hàng năm (~2540 mm). Đá bị phong hóa găng tay. Cáp nối đất được treo từ khối thiết bị/vật thành đất lở tích và trầm tích nhiệt đới sâu; địa hình liệu đang treo lơ lửng để giải phóng điện tích trước rất dốc và dày đặc cây cối của rừng á nhiệt đới. khi hạ xuống đất. Khu vực cổng Haiku, nằm ở thượng Thung lũng Đã có các kế hoạch đối phó với sự cố bất ngờ để Haiku dưới chân của hành lang Pali Koolau, là một tiếp tế khẩn cấp về lều trại, thực phẩm, nước và vật vách đá dốc đã bị xói mòn về phía biển của Dãy núi dụng khác trong trường hợp các công nhân khoan lâm Koolau. Cao độ khu vực cổng này thay đổi từ 780 - vào hoàn cảnh khó khăn/bị lạc trên hiện trường. 885 ft (240 - 270 m) trên mực nước biển. Trong vùng này, sự xói mòn đã cắt đá núi lửa thành các vách đá gần như thẳng đứng và có nhiều lở tích. Ngoài địa hình dốc, địa điểm cổng hầm nằm dưới một đường 4. TIẾN HÀNH KHOAN VÀ LẤY dây tải điện cao thế và gần một ăngten của hệ thống MẪU giao thông thủy thuộc Cục Phòng vệ Bờ biển Mỹ. Chiếc ăngten này, là một phần của mạng lưới Trong đất trầm tích, tiến hành khoan lỗ bằng mũi "Omega", phát ra một trường điện từ mạnh, tần số rất khoan cỡ 4 1/2 insơ (11,5 cm), theo sau bởi ống nối thấp. Trường điện từ mạnh đến nỗi nó sinh ra điện thẳng cỡ 'HW'. Mẫu đất được lấy bằng cái lấy mẫu tích trên các vật liệu kim loại ở khu vực xung quanh. dạng ống xẻ 2 in. (5 cm, Tiêu chuẩn ASTM D 1586) Hình 3 cho thấy mặt cắt ngang của dãy núi và tuyến và cái lấy mẫu California Sửa đổi 3 in. Việc lấy mẫu hầm dự định, khu vực cổng hầm, và các lỗ khoan đá liên tục được thực hiện nhờ dùng hệ thống lấy mẫu xiên. Page 2 of 4
Nguyễn Đức Toản, Hanoi, July - 2001 đá dạng dây ống kép ba HQ3 Longyear. Hệ thống lấy Khảo sát địa chất cho dự án này đã cung cấp cho mẫu đá dạng đường dây được sử dụng để nhận được đội ngũ thiết kế những thông tin địa chất rất giá trị các mẫu đá từ các khối dung nham bazan phong hóa cho thiết kế và thi công. Chất lỏng khoan dạng mạnh và từ hầu hết các lớp đá clanh-ke. Hệ thống đã khí/bọt đã làm giảm đáng kể lượng nước cần cho vận rất thành công với việc lấy mẫu nguyên vẹn gần hành khoan, nhờ vậy đã tiết kiệm được khá nhiều 100% trong đa số trường hợp. Tuy nhiên, việc lấy tiền. Ngoài ra, hỗn hợp khí/bọt cũng làm giảm nguy mẫu đã thỉnh thoảng gặp phải các lớp dễ vỡ vụn và cơ xói mòn của đất saprolit (bùn thối) và mẫu đá, do lớp hỗn hợp clanh-ke có bùn, do đó sự thu hồi lõi đó lấy được các mẫu có chất lượng cao. khoan bị kém (nói chung thu hồi khoảng 40 - 50 % lõi Các công tác khoan đã hoàn thành trong khung khoan). thời gian yêu cầu là 40 ngày. Chúng tôi tin rằng việc Không có sẵn nước ở Thung lũng Halawa, và việc sử dụng hỗn hợp bọt/khí là chất lỏng để rửa lỗ khoan lắp các đường dẫn nước tạm thời hay vận chuyển đã góp phần rất lớn vào thành công của dự án này. nước tới hiện trường là không thực hiện được. Do Chất lỏng rửa lỗ khoan tạo khí/bọt có thể được sử vậy, một hợp chất có tính khí/bọt, nó gồm khí, nước dụng một cách hiệu quả về mặt giá thành và rất tốt sạch, chất tạo bọt (AirQuick) và một chất vữa đồng cho công tác khoan tại các vùng xa xôi khan hiếm trùng hợp (Vữa Sạch), đã được sử dụng làm chất lỏng nước./. rửa lỗ khoan. Nói chung, một lít Anh (= 1,14 l = 1/4 galông) chất tạo bọt trộn với 150 galông nước (1 galông = 4,54l ở Anh hay 3,78l ở Mỹ) có thể đủ để duy trì khoan từ 1 - 2 giờ. Khí/bọt làm giảm mức tiêu Nguyễn Đức Toản dùng nước sạch một cách đáng kể, với tỷ lệ khoảng 1 - 2 galông trong 1 phút (g/ph) so với phương pháp rửa Dịch từ "Transportation Facilities through tuần hoàn thông thường - tiêu thụ tới 10-15 g/ph. Kết Difficult Terrain" quả là, chỉ với nguồn nước tại các con suối hiếm hoi trong thung lũng cũng khá đủ dùng. Nguồn nước này Phần "Site exploration, planning, and roadway được bổ sung bằng nước không vận trong mùa khô. design" Để có thêm thông tin về hướng của trục tuyến hầm, một số lỗ đã được khoan nghiêng. Để tìm hiểu chắc chắn vị trí của các khối đất và đá từ một lỗ ĐC: Số 2, ngách 2/31, phố Nguyễn Chí khoan nghiêng, người ta đã dùng một thiết bị khảo sát Thanh, Ngọc Khánh, Ba Đình, Hà Nội lỗ khoan có tính định hướng "Pajari". Thiết bị Pajari làm việc với một cơ cấu như bộ máy đồng hồ, nó Tel: 091-316245; Hoặc: 034-885267 đồng thời khóa một quả dọi và một la bàn từ, để lần lượt đưa ra kết quả về độ xiên (thế nằm) và góc phương vị (hướng ngang) của lỗ khoan. Bằng cách thử tại một vài khoảng cách nhất định, sẽ cho phép Địa chỉ hiện nay: Viện KHCN GTVT xây dựng được một sơ đồ về lỗ khoan, và bất kỳ phần 1252, Đường Láng, Hà Nội nào của lỗ khoan cũng có thể định vị được trong Email: ngdtoanhanoi@yahoo.com không gian ba chiều. 5. THẢO LUẬN Công việc khảo sát địa chất đã hoàn tất đúng thời hạn, và hầm đã được thiết kế nhờ sử dụng các kết quả khảo sát này của chúng tôi. Vào lúc đang viết bài này, phần lớn đường hầm và kết cấu cổng hầm đã hoàn thành. Hình 5 là ảnh chụp Cổng Thung lũng Haiku và kết cấu lối vào đang được thi công. Page 3 of 4
Nguyễn Đức Toản, Hanoi, July - 2001 KÝ HIỆU: MẶT CẮT: CỔNG H-3, THUNG LŨNG HAIKU BAZAN Tỷ lệ: 1"=40', ngang và đứng CLANH-KE Mặt đất tự ĐẤT SÉT nhiên CÓ THỂ LÀ MỘT VÙNG BỒI 1000 ( ) LẤP MỀM, HANG HOẶC ỐNG DUNG NHAM CAO ĐỘ (FT) Cổng 96 hướng Lỗ khoan HV-7 (Dự kiến) Lỗ khoan HV-3 92 Lỗ khoan Lỗ khoan HV-8 (Dự kiến) 88 84 80 76 Hình 2 - Mặt cắt Thể hiện Điều kiện Địa chất tại Địa điểm Cổng hầm phía Thung lũng Haiku Page 4 of 4