BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

DIÊM CÔNG HUY

NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ ĐỊNH HƯỚNG ĐƯỜNG HẦM TRONG THI CÔNG XÂY DỰNG CÁC CÔNG TRÌNH NGẦM Ở VIỆT NAM

NGÀNH: KỸ THUẬT TRẮC ĐỊA - BẢN ĐỒ

MÃ SỐ: 9520503

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI – 2018

Công trình được hoàn thành tại: Bộ môn Trắc địa công trình, Khoa Trắc địa - Bản đồ và Quản lý đất đai, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội

Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS Trần Viết Tuấn, Trường Đại học Mỏ - Địa chất

2. PGS.TS Nguyễn Quang Thắng, Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Phản biện 1: GS.TSKH Hoàng Ngọc Hà

Ban Tuyên giáo Trung ương Phản biện 2: PGS.TS Nguyễn Quang Tác

Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội

Hội Trắc địa - Bản đồ - Viễn thám Việt Nam

Phản biện 3: PGS.TS Đặng Nam Chinh

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp Trường, họp tại Trường đại học Mỏ - Địa chất vào hồi …..giờ … ngày … tháng… năm 2018

Có thể tìm hiểu luận án tại:

- Thư viện Quốc gia – Hà Nội - Thư viện Trường Đại học Mỏ - Địa chất

1

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài

Hiện nay, nước ta đã và đang thi công rất nhiều công trình đường hầm

giao thông, thủy điện … để phục vụ đời sống dân sinh.

Đặc điểm của việc thi công xây dựng các công trình đường hầm là thi công liên hoàn bao gồm: Đào hầm - Gia cố vỏ hầm - Hoàn thiện vỏ hầm. Quá trình thi công và độ chính xác xây dựng công trình đường hầm phụ thuộc vào công tác trắc địa định hướng hầm. Như vậy công tác trắc địa định hướng hầm có ảnh hưởng rất lớn đến tiến độ thi công và độ chính xác xây dựng công trình hầm, đặc biệt khi áp dụng công nghệ TBM. Do đó vấn đề thành lập cơ sở trắc địa cho việc định hướng các công trình đường hầm có ý nghĩa quan trọng đối với chất lượng thi công xây dựng công trình hầm.Tuy nhiên cho đến nay, chúng ta chưa có các quy chuẩn về trắc địa công trình nói chung cũng như quy chuẩn kỹ thuật về Trắc địa công trình trong thi công đường hầm nói riêng, những tiêu chuẩn đã có chỉ đề cập đến phương pháp trắc địa truyền thống còn các phương pháp trắc địa hiện đại thì chưa được cập nhật, đặc biệt là trong thi công xây dựng bằng công nghệ mới, định hướng các công trình phức tạp và đòi hỏi độ chính xác cao như công tác trắc địa trong thi công công trình tàu điện ngầm.

Vì vậy, nội dung nghiên cứu các giải pháp nâng cao hiệu quả định hướng đường hầm trong thi công xây dựng các công trình ngầm là rất cần thiết và phù hợp với thực tiễn ở Việt Nam hiện nay. 2. Mục đích, đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Mục đích của luận án nhằm nghiên cứu các giải pháp nâng cao chất lượng và hiệu quả công tác định hướng đường hầm khi thi công xây dựng các công trình hầm ở Việt Nam trong giai đoạn thi công xây dựng.

- Đối tượng nghiên cứu là các giải pháp kỹ thuật nâng cao hiệu quả định

hướng đường hầm trong thi công xây dựng các công trình hầm ở Việt Nam

- Phạm vi nghiên cứu của luận án bao gồm: Tính toán độ chính xác yêu cầu định hướng đường hầm khi thi công xây dựng các công trình hầm đối hướng; nghiên cứu các giải pháp nâng cao hiệu quả định hướng đường hầm trong thi công xây dựng các công trình hầm có độ sâu nhỏ hơn 100 m; nghiên cứu giải pháp kỹ thuật đảm bảo độ chính xác thi công đường hầm bằng công nghệ TBM.

2

3. Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu xác lập các yêu cầu độ chính xác cho công tác định hướng hầm khi thi công các công trình hầm đối hướng ở Việt Nam. - Nghiên cứu các giải pháp nâng cao hiệu quả định hướng đường hầm trong thi công xây dựng các công trình hầm ở Việt Nam. - Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật đảm bảo độ chính xác thi công hầm bằng công nghệ TBM. 4. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp thống kê, Phương pháp phân tích, Phương pháp thực nghiệm, Phương pháp so sánh, Phương pháp toán học, phương pháp ứng dụng tin học và phương pháp chuyên gia. 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án

Ý nghĩa khoa học: Góp phần phát triển và hoàn thiện kỹ thuật định hướng

đường hầm trong thi công xây dựng các công trình hầm ở Việt Nam.

Ý nghĩa thực tiễn: Các kết quả nghiên cứu có thể được ứng dụng để nâng cao hiệu quả định hướng đường hầm trong thi công xây dựng các công trình ngầm ở Việt Nam trong giai đoạn thi công xây dựng ở thực tế sản xuất; Góp phần phục vụ ngành xây dựng Việt Nam nói chung và ngành xây dựng công trình ngầm nói riêng ngày càng hiệu quả và an toàn. 6. Các luận điểm bảo vệ

Luận điểm thứ nhất: Để đảm bảo độ chính xác thi công xây dựng các công trình đường hầm theo đúng thiết kế, cần phải nghiên cứu xác định độ chính xác định hướng hầm theo các hạn sai cho phép trong thi công xây dựng các công trình hầm đối hướng.

Luận điểm thứ hai: Áp dụng các giải pháp công nghệ và thiết bị đo đạc tiên tiến vào công tác định hướng hầm cho phép nâng cao hiệu quả và đảm bảo tiến độ thi công xây dựng các công trình hầm.

Luận điểm thứ ba: Khi thi công xây dựng đường hầm bằng công nghệ TBM cần phải thành lập dạng lưới khống chế đặc biệt trong hầm và ứng dụng công nghệ đo đạc hiện đại nhằm đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật của quá trình thi công hầm bằng công nghệ này. 7. Các điểm mới của luận án

1 - Đã xây dựng cơ sở khoa học xác định hạn sai cho phép của các yếu tố định hướng hầm. Từ đó có thể xác định được độ chính xác cần thiết các yếu tố

định hướng hầm trên cơ sở ứng dụng công nghệ đo đạc hiện đại trong thi công xây dựng các công trình hầm ở Việt Nam.

3

2 - Đã nghiên cứu, đề xuất ứng dụng một số giải pháp kỹ thuật và công nghệ tiên tiến vào quá trình định hướng hầm (Ứng dụng máy chiếu đứng để chuyền tọa độ, phương vị xuống hầm; sử dụng các loại máy đo dài điện tử để chuyền độ cao xuống hầm; ứng dụng máy kinh vĩ con quay khi thành lập lưới khống chế trong hầm…). Kết quả nghiên cứu các ứng dụng này cho phép nâng cao độ chính xác và tính hiệu quả công tác trắc địa khi thi công các công trình hầm đối hướng.

3 - Đã nghiên cứu phương pháp thiết kế và thành lập lưới khống chế trong hầm ở dạng lưới đường chuyền kép, thành lập các công thức dùng để kiểm tra các yếu tố kỹ thuật của lưới đường chuyền kép khi thành lập lưới khống chế thi công trong hầm. Điều này cho phép triển khai ứng dụng một cách rộng rãi dạng lưới khống chế đặc biệt này vào quá trình thi công hầm bằng công nghệ TBM ở Việt Nam. 8. Cấu trúc và nội dung luận án

Cấu trúc luận án gồm ba phần: Phần mở đầu, 4 chương nội dung và phần

kết luận.

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ ĐỊNH HƯỚNG ĐƯỜNG HẦM TRONG THI CÔNG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH HẦM

1.1.Công nghệ thi công xây dựng các công trình hầm ở Việt Nam 1.1.1. Khái niệm về các công trình hầm ở Việt Nam 1.1.2. Các phương pháp thi công đường hầm 1.1.2.1. Xây dựng công trình đường hầm bằng phương pháp lộ thiên 1.1.2.2. Xây dựng công trình đường hầm bằng phương pháp hạ đoạn 1.1.2.3. Xây dựng công trình đường hầm bằng phương pháp khai mỏ 1.1.2.4. Xây dựng công trình đường hầm bằng công nghệ NATM (New Austrian Tunnelling Method) 1.1.2.5. Xây dựng công trình đường hầm bằng công nghệ TBM (Tunnel Boring Machine)

4

1.2. Tổng quan các công trình nghiên cứu ở nước ngoài

Sau khi tham khảo các tài liệu ở nước ngoài chúng tôi thấy có những vấn

đề sau đây: 1. Có một số tài liệu [35], [37],... đã trình bày về công nghệ thi công hầm tiên tiến bằng hệ thống TBM nhưng vấn đề điều khiển hệ thống TBM mới chỉ được giới thiệu mà chưa đề cập đến một quy trình cụ thể để có thể ứng dụng được trong thi công. 2. Vấn đề chuyền tọa độ, phương vị xuống hầm qua giếng đứng được thực hiện bằng các thiết bị đo đạc hiện đại và chuyên dụng ở Việt Nam hiện nay chưa được nghiên cứu cụ thể, ngoài ra về quy trình, hạn sai và phương pháp kiểm soát chất lượng đo đạc chưa được công bố [37], [47], .... 3. Lưới khống chế trong hầm dạng đường chuyền kép mới chỉ được giới thiệu ở dạng sơ đồ mà không thấy công bố phương pháp đo đạc, phương pháp kiểm soát chất lượng đo đạc và xử lý số liệu của dạng lưới này [35]. 4. Các chỉ tiêu kỹ thuật định hướng đường hầm được trình bày trong một số tài liệu là tiêu chuẩn của các Quốc gia [52], [57], … và một số các tham số kỹ thuật được trình bày trong các bài báo [35], [37]... Các số liệu này không thể triển khai ứng dụng trong thực tế ở Việt Nam. 1.3. Tổng quan các công trình nghiên cứu ở trong nước

Nghiên cứu về vấn đề công tác trắc địa trong thi công xây dựng các công trình hầm ở nước ta được thực hiện trong một số công trình nghiên cứu và một số giáo trình đang được giảng dạy tại một số trường đại học. Đọc và tham khảo các tài liệu này tôi thấy một số vấn đề sau đây: 1. Công nghệ thi công các công trình hầm đã giới thiệu một số phương pháp thi công hầm hiện nay đang áp dụng ở nước ta [4], [18], [32],... 2. Lưới khống chế trắc địa trên mặt đất đã nghiên cứu ứng dụng công nghệ GPS để thành lập lưới khống chế mặt đất, phương pháp thiết kế theo quy trình thiết kế tối ưu, các thuật toán ước tính độ chính xác lưới khống chế mặt bằng được thành lập bằng công nghệ GPS [4], [5], [6],... 3. Công tác đo liên hệ đã nghiên cứu và trình bày các ý tưởng ứng dụng máy chiếu đứng để chuyền tọa độ, phương vị xuống hầm nhưng chỉ thực hiện với một máy chiếu đứng, chưa có thực nghiệm, chưa xác lập quy trình đo đạc và xử lý số liệu [4], [19]…

5

4. Lưới khống chế thi công trong hầm đã đề cập đến các phương pháp thành lập lưới đường chuyền treo đơn nhưng cũng chỉ dừng lại ở bước ước tính, chưa có đo đạc thực nghiệm ở thực tế [19], [24]… 5. Phương pháp chuyền độ cao xuống hầm đã đề cập dùng máy TĐĐT để chuyền độ cao xuống hầm bằng phương pháp gương phẳng phụ, nhưng chưa đề cập đến phương pháp xác lập góc 450 của gương phẳng phụ như thế nào khi đo khoảng cách bằng máy TĐĐT từ gương phẳng phụ tới gương phản xạ đặt dưới hầm [28], [29],... 6. Thành lập lưới khống chế trong hầm khi sử dụng máy kinh vĩ con quay đã thành lập công thức tính sai số hướng ngang khi đo phương vị các cạnh của lưới khống chế trong hầm bằng máy kinh vĩ con quay, nhưng chưa xét một cách tổng quát tính hiệu quả của phương pháp đo này so với phương pháp truyền thống (góc - cạnh) [4], [19],… 7. Các giải pháp công tác trắc địa phục vụ thi công đường hầm bằng công nghệ TBM chưa có tài liệu nào công bố. 8. Các tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) chưa có TCVN nào đề cập đến độ chính xác định hướng hầm khi thi công bằng công nghệ TBM cũng như chưa cập nhật các công nghệ thi công hiện đại tiên tiến hiện nay ở nước ta [23], [33], [34],... 1.4. Định hướng nghiên cứu trong luận án

Từ kết quả nghiên cứu và phân tích ở trên chúng tôi rút ra một số định

hướng nghiên cứu của luận án như sau: 1. Để đảm bảo độ chính xác định hướng đường hầm thì cần phải nghiên cứu xác lập các yêu cầu độ chính xác định hướng hầm cho phép đối với cả hai phương pháp thi công đường hầm là phương pháp truyền thống và thi công bằng công nghệ TBM. Các hạn sai cho phép này cần phải được tính toán một cách khoa học, phù hợp với phương pháp thi công hầm và đặc điểm thi công xây dựng các công trình hầm trên thế giới và ở Việt Nam. 2. Nghiên cứu giải pháp ứng dụng các công nghệ đo đạc tiên tiến và hiện đại để thay thế các thiết bị và phương pháp đo đạc truyền thống với mục đích tự động hóa quá trình đo đạc, nâng cao độ chính xác và đảm bảo tiến độ thi công xây dựng công trình hầm phù hợp với đặc điểm công nghệ thi công đang được ứng dụng ở Việt Nam. 3. Nghiên cứu phương pháp thành lập lưới khống chế thi công đặc biệt trong hầm là lưới đường chuyền kép, xây dựng quy trình đo và kiểm tra các chỉ tiêu kỹ thuật, phương pháp xử lý số liệu với mục đích có thể triển khai ứng dụng

một cách rộng rãi dạng lưới khống chế đặc biệt này vào quá trình thi công xây dựng các công trình hầm ở Việt Nam.

6

Chương 2: NGHIÊN CỨU XÁC LẬP CÁC YÊU CẦU ĐỘ CHÍNH XÁC CHO CÔNG TÁC ĐỊNH HƯỚNG HẦM KHI THI CÔNG CÁC CÔNG TRÌNH HẦM ĐỐI HƯỚNG Ở VIỆT NAM

2.1. Sai số đào thông hầm và các hạn sai cho phép 2.1.1. Phân loại sai số đào thông hầm và hạn sai cho phép 2.1.2. Yêu cầu độ chính xác thông hầm

Hiện nay trên thế giới và ở Việt Nam tiêu chuẩn về yêu cầu độ chính xác

định hướng hầm bao gồm một số tài liệu sau đây: 2.1.2.1 Quy phạm Trắc địa công trình của nước Cộng hòa Nhân dân

Trung Hoa (GB50026 – 2007)[56] 2.1.2.2 Tiêu chuẩn của Cộng hòa liên bang Nga (СТО НОСТРОЙ 2.16.65-2012)[52]

2.1.2.3. Quy chuẩn, Tiêu chuẩn của Việt Nam

1. Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 08: 2009/BXD “Công trình ngầm

đô thị”[23]

2. Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4528:1988 “Hầm đường sắt và hầm đường

ôtô - quy phạm thi công, nghiệm thu”[33] 2.1.2.4. Tiêu chuẩn kỹ thuật của một số công trình đường hầm đã và đang thi công ở trên Thế giới và Việt Nam được quy định như sau: 1.Thi công xây dựng đường hầm SSC (Thí nghiệm gia tốc của hạt dưới nguyên tử) tại Dallas, Mỹ [37] 2. Thi công xây dựng hầm đường sắt tại Hallandsas, Thụy Điển[41] 3. Thi công xây dựng đường hầm Lok Ma Chau Spur Line tại Hồng Kông, Trung Quốc [35] 4. Thi công xây dựng tuyến tầu điện số 1 (Bến Thành - Suối Tiên) tại Thành phố Hồ Chí Minh [22] 2.1.3 Nhận xét:

Độ chính xác thi công đường hầm phụ thuộc vào mục đích sử dụng và phương pháp thi công. Hiện nay trên thế giới và ở Việt Nam các tiêu chuẩn yêu cầu độ chính xác trong thi công đường hầm có những quy định khác nhau.

7

2

2.2. Nghiên cứu xây dựng cơ sơ khoa học về yêu cầu độ chính xác định hướng hầm trong thi công hầm ở Việt Nam 2.2.1. Hạn sai cho phép trong các tiêu chuẩn và chỉ tiêu kỹ thuật thi công đường hầm ở một số nước trên thế giới và Việt Nam Theo phương pháp thi công hầm có thể chia thành hai trường hợp sau đây: - Hầm thi công bằng phương pháp truyền thống. - Hầm thi công bằng công nghệ TBM.

2 1

2 5

2 3

2 4

(2.1) Để xác định được các yêu cầu độ chính xác cần thiết dùng trong định hướng hầm khi thi công bằng công nghệ TBM ở Việt Nam thì cần phải xác định mối quan hệ toán học giữa các đại lượng δ và δi thành phần (i = 1 ÷ 5), quan hệ hàm số được xác định theo công thức sau: 2 2

Trong đó: - δ : Độ lệch cho phép của vỏ hầm tại mặt đào thông

- δ1 : Sai số của cơ sở khống chế trắc địa về mặt bằng - δ2 : Sai số của cơ sở khống chế trắc địa về độ cao - δ3 : Độ lệch khoanh tròn vỏ hầm khi lắp đặt so với trục bố trí

(độ lệch tâm)

- δ4 : Độ lệch hình dạng hình học của khoanh tròn vỏ hầm khi chế

tạo so với thiết kế (hình ô van)

- δ5 : Biến dạng khoanh tròn vỏ hầm do áp lực đất đá bên ngoài tác

động lên vỏ hầm.

2.2.2 Công thức tính độ sai lệch của vỏ hầm tại điểm đào thông

Với công thức (2.1) có thể có hai cách sử dụng công thức này để tính toán các hạn sai cho phép trong thi công hầm bằng công nghệ TBM tại Việt Nam là theo nguyên tác ảnh hưởng bằng nhau hoặc nguyên tắc ảnh hưởng có hệ số. * Trường hợp 1: Nếu cho trước giá trị δ là độ lệch cho phép của vỏ hầm tại mặt đào thông. Theo công nghệ chế tạo và lắp ghép vỏ hầm biết trước các đại lượng δ3 và δ4. Theo điều kiện địa chất xác định được δ5.

Giả thiết: Sai số của cơ sở khống chế trắc địa về mặt bằng δ1 gấp hai lần

sai số cơ sở khống chế trắc địa về độ cao δ2: δ2 = 0.5δ1 (2.2)

Từ công thức (2.1) ta có:

2

2

8

2  1

 )5.0( 1

2 3

2 4

2 5

2

(

)

2 4

2 5

(2.3)

1

2   3 25.1

(2.4)

*Trường hợp 2: Nếu chỉ cho trước giá trị δ là độ lệch cho phép của vỏ hầm tại mặt đào thông mà không cho biết trước các đại lượng δi trong công thức (2.1), áp dụng nguyên tắc ảnh hưởng có hệ số và dựa vào kinh nghiệm của người thiết kế, điều kiện địa chất khu vực thi công để xác định các hệ số của các đại lượng δi trong công thức (2.1) sau đó vận dụng công thức (2.4) để tính các thành phần còn lại

2.2.3 Xây dựng cơ sở xác định hạn sai cho phép trong thi công hầm ở Việt Nam 2.2.3.1. Hầm thi công theo phương pháp truyền thống

Bảng 2.5. Hạn sai cho phép của trục tim hầm trong thi công công trình hầm bằng phương pháp truyền thống

L (km) δ2(mm)

70

L ≤ 4 4 ≤ L ≤ 8 8 ≤ L ≤ 10 δ1(mm) 100 150 200

2.2.3.2. Hầm thi công bằng công nghệ TBM

Bảng 2.6. Hạn sai cho phép trong thi công công trình hầm bằng công nghệ TBM

L (km) δ(mm) δ1(mm) δ2(mm) δ3(mm) δ4(mm) δ5(mm)

L ≤ 4 75 38 19 25 50 25

Từ bảng 2.6, áp dụng công thức (2.5) và lấy làm tròn kết quả tính các sai

số trung phương mi ta có bảng 2.7

Bảng 2.7. Sai số trung phương (mi) khi thi công bằng công nghệ TBM

m(mm) m1(mm) m2(mm) m3(mm) m4(mm) m5(mm)

38 19 12 12 25 12 L(km) L ≤ 4

Nhận Xét:

Từ bảng 2.5, 2.6 và 2.7 cho thấy kết quả tính toán hạn sai cho phép mà chúng tôi đưa ra tương đối phù hợp với các tiêu chuẩn kỹ thuật được các công ty nước ngoài áp dụng xây dựng các công trình hầm tại Việt Nam, Mỹ, Thụy Điển, Hồng Kông… Vì vậy có thể sử dụng kết quả tính toán trong các bảng 2.5,

9

2.6 và 2.7 để tính toán các hạn sai cho phép trong thi công các công trình hầm ở Việt Nam. 2.3. Ước tính yêu cầu độ chính xác cho phép định hướng hầm khi thi công công trình hầm đối hướng ở Việt Nam 2.3.1. Định hướng hầm theo vị trí mặt bằng 2.3.1.1. Các nguồn sai số đào thông hầm và phân phối chúng a. Các nguồn sai số b. Nguyên tắc phân phối các nguồn sai số 2.3.1.2. Ước tính các yêu cầu độ chính xác định hướng hầm khi thi công hầm bằng phương pháp truyền thống

Tùy thuộc vào chiều dài đoạn hầm Li tra bảng 2.5 ta có sai số trung phương hướng ngang m1, áp dụng công thức (2.18), (2.19) và (2.20) ta tính các nguồn sai số hướng ngang thành phần mqi. a .Sai số hướng ngang (mqi) Đối với đoạn hầm được định hướng qua hai cửa hầm:

(2.18) = 0,58m1 mqi = √

Đối với đoạn hầm được định hướng qua một cửa hầm và một giếng đứng:

(2.19) = 0,50 m1 mqi = √

Đối với đoạn hầm được định hướng qua hai giếng đứng:

(2.20) = 0,45m1

mqi = √ b. Sai số hướng dọc cho phép (mL) [4]

2.3.1.3.Ước tính các yêu cầu độ chính xác định hướng hầm khi thi công hầm bằng công nghệ TBM

Tùy thuộc vào chiều dài đoạn hầm Li tra bảng 2.7 ta có sai số trung

phương hướng ngang mi, a.Tính sai số trung phương hướng ngang (mqi)

1) Đối với đoạn hầm được định hướng qua một cửa hầm và một giếng

√

đứng: (2.23) mqi = = 0,58m1

2) Đối với đoạn hầm được định hướng qua 2 giếng đứng (Ga tầu điện

√ b. Tính SSTP chuyền phương vị qua giếng đứng xuống hầm (mα)

ngầm): (2.24) = 0,50 m1 mqi =

.

(2.26) mα = . √2

c. Tính các hạn sai cho phép thành lập lưới khống chế trong hầm (mβ và ms)

10

1) Tính sai số trung phương đo góc (mβ) trong đường chuyền

.ρ []

(2.33) . mβ = ,

2) Tính sai số trung phương đo cạnh (mS) trong đường chuyền

(2.35) mS = √

Nhận xét: Khi thi công hầm bằng công nghệ TBM, để xác định các hạn sai cho phép trong định hướng hầm, sử dụng các hạn sai cho phép trong bảng (2.7) và các công thức (2.23); (2.24); (2.26); (2.33) và (2.35) sẽ tính được các hạn sai cho phép trong định hướng hầm 2.3.2. Định hướng hầm theo độ cao 2.3.2.1. Các nguồn sai số ảnh hưởng đến độ chính xác độ cao đào thông hầm và phân phối chúng a. Các nguồn sai số b. Nguyên tắc phân phối các nguồn sai số

Sử dụng nguyên tắc ảnh hưởng bằng nhau để tính các sai số cho phép khi

xác định độ cao. - Đối với đoạn hầm mà độ cao được chuyền qua hai cửa hầm:

(2.40) = 0,58.m2 mhi = √

(2.42) = 0,50.m2

- Đối với đoạn hầm mà độ cao được chuyền qua một cửa hầm và một giếng đứng: mhi = √ - Đối với đoạn hầm mà độ cao được chuyền qua hai giếng đứng:

(2.44) = 0,45.m2 mhi = √

trong đó m2 là sai số trung phương độ cao đào thông hầm đối hướng sử dụng (bảng 2.5 và bảng 2.7) và công thức (2.5) để tính. 2.3.2.2. Ước tính độ chính xác yêu cầu định hướng hầm khi thi công hầm bằng phương pháp truyền thống

Từ bảng 2.5 ta có sai số trung phương độ cao m2 = ± 35 mm đối với hầm có chiều dài nhỏ hơn 4 km, áp dụng công thức (2.40), (2.42) và (2.44) ta tính được các mhi theo nguyên tắc ảnh hưởng bằng nhau. 2.3.2.3. Ước tính độ chính xác yêu cầu định hướng hầm theo độ cao khi thi công hầm bằng công nghệ TBM

11

Khi thi công hầm bằng công nghệ TBM, sử dụng số liệu m2 trong bảng 2.7 và các công thức (2.40) và (2.42) để tính thì sẽ tính được các hạn sai cho phép về độ cao đối với từng loại đoạn hầm như trên.

Chương 3

NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ ĐỊNH HƯỚNG ĐƯỜNG HẦM TRONG THI CÔNG XÂY DỰNG CÁC CÔNG TRÌNH HẦM Ở VIỆT NAM 3.1. Nâng cao hiệu quả thành lập lưới khống chế mặt bằng trên mặt đất

trong thi công hầm

Hiện nay, lưới khống chế trắc địa mặt bằng trên mặt đất trong thi công xây dựng đường hầm chủ yếu được thành lập bằng công nghệ GPS (lưới GPS). 3.1.1 Giải pháp kỹ thuật nâng cao độ chính xác thành lập lưới khống chế mặt bằng trên mặt đất bằng công nghệ GPS trong thi công hầm đối hướng theo hướng thiết kế tối ưu

Để nâng cao độ chính xác thành lập lưới khống chế trên mặt đất bằng công nghệ GPS cần phải thiết kế và ước tính độ chính xác của lưới theo hướng thiết kế tối ưu. Chúng ta có thể thiết kế lưới theo phương pháp kết hợp giữa người và máy tính với khối lượng trị đo và độ chính xác vừa đủ để thành lập lưới khống chế GPS mặt đất trong thi công hầm. Chính điều này thể hiện tính hiệu quả khi nâng cao độ chính xác định hướng hầm đối với hạng mục thành lập lưới khống chế mặt đất. 3.1.2 Thực nghiệm ước tính độ chính xác lưới GPS trên mặt đất phục vụ thi công hầm

Trong phần tính toán thực nghiệm chúng tôi trình bày kết quả ước tính độ chính xác lưới GPS tại công trình xây dựng hầm đèo Cả nối hai tỉnh Phú Yên - Khánh Hòa. 3.1.2.2 Thiết kế lưới GPS phục vụ thi công hầm đèo Cả

Thiết kế lưới GPS theo số lượng trị đo gồm 3 phương án sau: Các phương án thiết kế Phương án 1 Phương án 2 Phương án 3 Số trị đo 28 37 35

3.1.2.3 Kết quả ước tính độ chính xác lưới

Chúng tôi sử dụng chương trình máy tính GP.AGE dùng để ước tính độ chính xác. Kết quả cho thấy sai số vị trí điểm HAM3 và sai số phương vị cạnh định hướng HAM3-HAM2 của các phương án đều đạt yêu cầu. Vậy ta chọn

12

phương án 3 để thành lập lưới GPS, vì phương án 3 có trị đo ít mà vẫn đảm bảo độ chính xác, đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật cần thiết của lưới khống chế trên mặt đất phục vụ thi công hầm đèo Cả. 3.2. Nâng cao độ chính xác chuyền tọa độ và phương vị xuống hầm qua giếng đứng 3.2.1 Phương pháp tam giác liên hệ

Hiện nay, để chuyền toạ độ và phương vị xuống hầm có nhiều phương

pháp, thực tế thường sử dụng phương pháp tam giác liên hệ [4]. + Cơ sở lý thuyết của phương pháp tam giác liên hệ.



0 180i

Để chuyền toạ độ và phương vị xuống hầm qua giếng đứng, cần sử dụng hai dây dọi O1 và O2 tạo thành mặt phẳng liên hệ giữa hệ toạ độ lưới khống chế trên mặt đất và tọa độ lưới khống chế trong hầm (hình 3.5). Khi đó toạ độ dưới hầm khởi tính từ toạ độ hai điểm O1 và O2 và phương vị được chuyền xuống hầm tính theo công thức [4]:

 1

1

AT

MA 1 1

(3.1)

Hình 3.5. Định hướng qua giếng đứng

Phương pháp này thực hiện rất phức tạp vì phải quan trắc độ dao động của dây dọi và cần phải có thiết bị chuyên dụng để đo, để khắc phục các tồn tại này chúng tôi nghiên cứu ứng dụng máy chiếu đứng thay dây dọi để chuyền toạ độ và phương vị từ trên mặt đất xuống hầm qua giếng đứng trong thi công xây dựng các công trình hầm. 3.2.2. Sử dụng máy chiếu đứng để chuyền toạ độ và phương vị xuống hầm qua giếng đứng (hình 3.6)

13

Hình 3.6. Đo liên hệ qua giếng đứng xuống hầm bằng máy chiếu đứng. Hình 3.7. Sơ đồ lưới đường chuyền thực nghiệm

3.2.3.Thực nghiệm sử dụng máy chiếu đứng để chuyền toạ độ và phương vị xuống hầm qua giếng đứng

- Thành lập một lưới đường chuyền khép kín trên mặt đất bao gồm 10

điểm CDPGEMNJKB (hình 3.7).

- Sử dụng máy chiếu đứng DZJ 300A để chiếu toạ độ hai điểm O1 và O2

lên độ cao 30m (hình 3.6).

Kết quả so sánh toạ độ các điểm và phương vị các cạnh

Bảng 3.4. So sánh toạ độ các điểm khi chuyền điểm P, G trên tầng cao 30 m qua tam giác liên hệ và tọa độ các điểm này của lưới đường chuyền khép kín trên mặt đất

Toạ độ các điểm lưới đường chuyền khép kín (2) Toạ độ các điểm chuyền bằng PP tam giác liên hệ (3) Độ lệch (m) (4)

X(m) Y(m) X(m) Y(m) ΔX (m) ΔY (m)

Tên điểm (1) M N J K B C D 967.741 968.250 982.078 991.779 995.600 1019.350 1011.097 989.060 973.880 952.180 956.280 946.510 957.680 978.870 989.064 967.739 973.882 968.249 952.179 982.077 956.276 991.775 946.504 995.597 1019.344 957.673 1011.091 978.866 -0.002 -0.001 -0.001 -0.004 -0.003 -0.006 -0.006 0.004 0.002 -0.001 -0.004 -0.006 -0.007 -0.004

14

Bảng 3.5. So sánh phương vị các cạnh chuyền qua tam giác liên hệ xuống mặt đất

Tên cạnh Độ lệch Δα (")

Phương vị cạnh lưới đường chuyền khép kín trên mặt đất

(1) (2)

N 2710 55' 17.3" J 3020 30' 04.8" K 220 53' 53.0" B 2910 21' 35.1" C 250 11' 17.1" D 1110 16' 30.1" (4) +10.1" + 8.2" +7.0" +6.0" +4.9" +3.7"

m

Phương vị cạnh đường chuyền này khi lấy điểm P, G trên tầng cao 30m làm gốc và chuyền qua tam giác liên hệ xuống mặt đất (3) 2710 55' 27.4" M 3020 30' 13.0" N 220 54' 00.0" J 2910 21' 41.1" K 250 11' 22.0" B 1110 16' 33.8" C Khi coi tọa độ và phương vị các cạnh xác định bằng đường chuyền khép kín trên mặt đất có độ chính xác cao hơn tọa độ và phương vị các cạnh chuyền qua tam giác liên hệ, kết quả tính được theo công thức (3.2) trong trường hợp này là kết quả gần đúng.

  n

(3.2)

Sử dụng công thức (3.2) để tính ta có: - Sai số truyền toạ độ xuống hầm khi sử dụng máy chiếu đứng

m

m

m

mX = ± 3,8 mm; mY = ± 4.4 mm;

P

2 X

2 Y

= ± 5.8 mm

- Sai số truyền phương vị xuống hầm khi sử dụng máy chiếu đứng trong tam giác liên hệ: mα = ± 6,9". 3.3. Nâng cao độ chính xác chuyền độ cao xuống hầm qua giếng đứng 3.3.1. Chuyền độ cao xuống hầm qua giếng đứng Chúng tôi nghiên cứu hai phương pháp chuyền độ cao xuống hầm qua giếng đứng là phương pháp chuyền bằng máy TĐĐT và phương pháp chuyền bằng thiết bị đo dài Disto thay các phương pháp truyền thống.

15

Hình 3.10. Sơ đồ chuyền độ cao bằng Hình 3.9. Sơ đồ chuyền độ cao

thiết bị đo khoảng cách Disto bằng máy TĐĐT

3.3.2. Phương pháp chuyển độ cao qua giếng đứng xuống hầm bằng máy

toàn đạc điện tử dùng gương phẳng phụ

Sơ đồ chuyền độ cao bằng máy toàn đạc điện tử qua giếng đứng xuống

hầm được đưa ra (hình 3.9)

Độ cao của điểm B trong hầm được tính theo công thức:

(3.3) HB = HA + (a1 – a2) – (L-l) – (b1 – b2)

)

+ Đánh giá độ chính xác của phương pháp

+ m 3.3.2.1 Đo đạc và tính toán thực nghiệm

(3.5) mHB = 2(2m

Công tác thực nghiệm được tiến hành bằng máy TĐĐT Leica TS06 Plus.

Bảng 3.7. So sánh kết quả chuyền độ cao theo ba phương pháp

Phương pháp chuyền độ cao Bằng thước thép (m) Bằng dây thép (m) Chênh lệch giữa TĐĐT và dây thép Bằng máy TĐĐT (m)

Chênh lệch giữa TĐĐT và thước thép 5 = 3-2 1 2 3 4 6 = 3-4

Độ cao điểm B -89.780 -89.782 -89.785 - 02 mm + 03 mm

3.3.2.2 Nhận xét:

16

Kết quả thực nghiệm cho thấy có thể sử dụng máy TĐĐT để chuyền độ cao

xuống hầm qua giếng đứng có chiều sâu lớn thay các phương pháp truyền thống

khắc phục được những khó khăn về mặt kỹ thuật thường gặp khi dùng hai

phương pháp truyền thống này.

3.3.3. Phương pháp chuyển độ cao qua giếng đứng xuống hầm bằng thiết bị

đo dài cầm tay Disto

Sơ đồ chuyền độ cao bằng thiết bị đo khoảng cách Disto qua giếng đứng

xuống hầm được đưa ra (hình 3.10)

Độ cao của điểm B trong hầm được tính theo công thức:

(3.7) HB = HA + (a1 – a2) – S – (b1 – b2)

+ Đánh giá độ chính xác của phương pháp

+ m

(3.10) mHB =4m

3.3.3.1.Thực nghiệm chuyển độ cao qua giếng đứng xuống hầm bằng thiết bị đo

dài cầm tay Disto

Công tác thực nghiệm được tiến hành với thiết bị DISTOTM pro4a của

hãng Leica.

Phương pháp chuyền độ cao Số hiệu chỉnh hệ số dãn dài của thước thép (mm)

Bảng 3.11. So sánh kết quả chuyền độ cao theo hai phương pháp Độ cao mốc B chuyền bằng thước thép sau hiệu chỉnh hệ số dãn dài (m) 4 = 2 + 3 -44.6851 -73.5114 -95.8905 Chênh lệch độ cao giữa đo bằng thiết bị Disto và đo bằng thước thép (mm) 6 = 5-4 - 0.1 -0.4 + 1.5 Độ cao mốc B chuyền bằng máy thiết bị Disto (m) 5 -44.685 -73.511 -95.892 Độ cao mốc B chuyền bằng thước thép(m) 2 -44.683 -73.508 -95.886 3 - 2.1 - 3.4 - 4.5 1 Tầng 16 Tầng 25 Tầng 32

3.3.3.2. Nhận xét:

17

Kết quả thực nghiệm cho thấy có thể sử dụng máy Disto để chuyền độ cao xuống hầm qua giếng đứng có chiều sâu nhỏ hơn 100 m, khắc phục được những khó khăn về mặt kỹ thuật thường gặp khi dùng các phương pháp khác để chuyền độ cao xuống hầm. 3.4. Lựa chọn dạng lưới khống chế mặt bằng trong hầm phù hợp với đặc điểm điều kiện thi công hầm 3.4.1. Đặc điểm và phương pháp thành lập đường chuyền trong hầm 3.4.2 Thành lập lưới đường chuyền trong hầm 3.4.3. Thực nghiệm các phương án thiết kế để thành lập đường chuyền trong hầm 3.4.3.1 Thiết kế các phương án đo thực nghiệm - Phương án so sánh: Đo 66 trị đo gồm 40 trị đo góc, 26 trị đo cạnh.

- Phương án 1: Đo 12 trị đo, trong đó có 06 trị đo cạnh và 06 trị đo góc.

- Phương án 2: là phương án 1 có đo kiểm tra bổ sung thêm 06 góc bên trái ở

GPS2

1

3

5

S1

S3

S2

S4

S6

S5

GPS1

2

4

6

GPS3

thời gian khác.

- Phương án 3: Đo 26 trị đo gồm 13 trị đo góc, 13 trị đo cạnh.

18

- Phương án 4: Đo 42 trị đo gồm 24 trị đo góc, 18 trị đo cạnh.

- Phương án 5: Đo 58 trị đo gồm 34 trị đo góc, 24 trị đo cạnh.

3.4.2.2. Kết quả ước tính độ chính của các phương án thực nghiệm

Với kết quả ước tính sai số trung phương vị trí điểm yếu nhất của lưới mặt bằng trong hầm theo các phương án trên đều nhỏ hơn sai số điểm cuối cho phép. Vậy theo các phương án thiết kế trên đều đạt được yêu cầu độ chính xác cho phép. 3.4.2.3. Đo đạc và tính toán thực nghiệm

Công tác thực nghiệm được tiến hành với máy toàn đạc điện tử Leica TC

1800. Tiến hành đo với từng phương án riêng biệt

19

Bảng 3.14 Bảng kết quả tính toán các phương án

Phương án

Độ lệch hướng ngang điểm 6 1 2 3 4 5

26 -19 -18 -18 -19 Δq6= δ X6( mm )

Nhận xét: Các phương án 2, 3, 4 và 5 có sai số hướng ngang là tương đương với nhau trong khi đó các phương án 3, 4 và 5 có lượng trị đo tăng lên rất nhiều. Vậy phương án 2 phù hợp với điều kiện thi công chật hẹp của hầm mà vẫn đảm bảo yêu cầu tiến độ, độ chính xác thi công hầm.

Chương 4: NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP KỸ THUẬT ĐẢM BẢO ĐỘ CHÍNH

XÁC THI CÔNG HẦM BẰNG CÔNG NGHỆ TBM

(TUNNEL BORING MACHINE)

4.1. Quy trình đào hầm bằng công nghệ TBM 4.1.1 Giới thiệu hệ thống TBM 4.1.2. Các bộ phận của hệ thống TBM 4.1.3. Vận hành hệ thống TBM 4.2. Công tác trắc địa phục vụ thi công hầm bằng công nghệ TBM (Tunnel Boring Machine) 4.2.1. Công tác trắc địa trong giai đoạn thi công xây dựng hầm bằng công nghệ TBM

+ Bước 1: Thành lập lưới khống chế trên mặt đất bằng công nghệ GPS. + Bước 2: Tiến hành chuyền tọa độ, độ cao từ các điểm khống chế trên

mặt đất xuống hầm qua giếng đứng và ram dốc.

+ Bước 3: Thành lập lưới khống chế trong hầm là dạng lưới đường

chuyền kép ở phía sau hệ thống TBM.

+ Bước 4: Thường xuyên phát triển các trạm khống chế tạm thời ở trên nóc hầm sao cho các trạm này đặt ở phía sau hệ thống TBM luôn nhìn thấy các mục tiêu lăng kính gắn trên TBM để định hướng TBM.

+ Bước 5: Trạm Laser đã được gắn các tọa độ, độ cao từ trạm khống chế

tạm thời được chiếu lên mục tiêu lăng kính gắn vào hệ thống TBM. 4.2.2. Hệ thống định hướng tự động cho TBM. 4.3. Thành lập lưới mặt bằng thi công trong hầm ở dạng lưới đường

chuyền kép

20

4.3.1. Thiết kế lưới đường chuyền kép

1

3

a2

3'

a 4

2

1' 5

1

c

b2

c3

b 1

b3

b

c2

c 1

3

3

6

2

1

5 2'

2

4 a1

1 2

Có thể thiết kế lưới đường chuyền kép như sau (hình 4.14). Đo tất cả các cạnh trong lưới và chỉ đo các góc hợp bởi các cạnh dài trong lưới. Như vậy lưới gồm các tứ giác trắc địa kế tiếp nhau.

Hình 4.17. Sơ đồ đo góc - cạnh một đoạn trong lưới đường chuyền kép Hình 4.14. Sơ đồ lưới đường chuyền kép

(4.1) γ1 + β1 = γ2 + γ3

(4.2) (4.3) vγ1 + vβ1 - vγ2 - vγ3 + ωγ = 0 ωγ = γ1 + β1 - γ2 - γ3

(4.6) Δα = (α2-3)1 - (α2-3)2

(4.7) γ1 + γ4 = γ5

(4.8) (4.9) vγ1 + vγ4 - vγ5 + ωs = 0 ωs = γ1 + γ4 - γ5

4.3.2. Ước tính độ chính xác lưới đường chuyền kép 4.3.3. Tổ chức đo đạc thành lập lưới đường chuyền kép + Kiểm tra chất lượng đo góc Kiểm tra chất lượng góc bằng phương trình điều điện góc đối đỉnh (hình 4.17). Từ đó ta có phương trình điều kiện dạng số hiệu chỉnh là: Trong đó: + Kiểm tra độ chính xác chuyền phương vị + Kiểm tra chất lượng đo cạnh Xét tứ giác đo toàn cạnh 1-1’-2-2’ (hình 4.17) cần kiểm tra chất lượng cạnh bằng điều kiện Trong đó: γi là các góc tính từ các cạnh đo theo định lý hàm số cosin Từ đó ta có phương trình số hiệu chỉnh là với Để kiểm tra chất lượng đo góc và đo cạnh trong lưới đường chuyền kép cần phải xác định các đại lượng (ωgh) tính trong các công thức (4.3), (4.6) và (4.9)

21

(4.14) ωgh = 2.mωγ = 4.mβ

4.3.4. Xây dựng công thức kiểm tra chất lượng đo góc đường chuyền kép 4.3.5. Kiểm tra chất lượng đo cạnh trong lưới đường chuyền kép

+ Cách 1: (4.16) . ρ". m

(4.17) ωgh = SΔ1-2-2’ + SΔ1-2’-1’ = SΔ1-1’-2 + SΔ1’-2-2’

+ Cách 2: 4.3.6. Kiểm tra điều kiện phương vị

(4.27)

mΔαk = mβi.√2. k Trong đó: k là số thứ tự chuyền phương vị.

4.3.7. Đo thực nghiệm khảo sát độ chính xác của lưới đường chuyền kép 4.3.7.1. Mục đích thực nghiệm 4.3.7.2. Phương pháp thực nghiệm

- Phương án 1: (Đo đường chuyền treo đơn từ điểm 1 đến điểm 8) - Phương án 2: (Đo đường chuyền treo kép từ cặp điểm 1, 1’ đến cặp điểm 8, 8’) - Phương án so sánh: (Đo đường chuyền kép phù hợp từ cặp điểm 1, 1’

đến cặp điểm 8, 8’) 4.3.7.3. Kết quả thực nghiệm Bảng 4.1: Bảng kết quả tính toán các phương án đo đường chuyền kép

Phương án Các phương án 1 2

0,051 0.035 Độ lệch ngang Δq = ΔY (m)

Nhận xét

Kết quả tính toán thực nghiệm thấy rằng phương án 2 (đường chuyền treo kép) có độ lệch hướng ngang (ΔY) (Vì trục X trùng với trục hầm thực nghiệm) nhỏ hơn so với phương án 1. Do vậy đường chuyền treo kép (Phương án 2) có độ chính xác và tin cậy cao hơn, phù hợp cho việc định hướng đường hầm khi thi công bằng công nghệ TBM ở Việt Nam hiện nay. 4.4. Ứng dụng máy kinh vĩ con quay để định hướng hầm trong thi công xây dựng đường hầm 4.4.1. Giới thiệu máy kinh vĩ con quay và khả năng ứng dụng trên thế giới và ở Việt Nam 4.4.2. Công thức ước tính độ chính xác sai số hướng ngang điểm cuối đường chuyền đo phương vị bằng máy kinh vĩ con quay

X

C

P

Y

A

D

22

Hình 4.24. Sơ đồ lưới đường chuyền trong hầm

Từ hình 4.24 ta có tọa độ điểm cuối đường chuyền được tính theo công thức.

(4.29) XP = XA + S1cosα1 + S2cosα2 + …+ Sncosαn

Vi phân toàn phần hai vế (4.29), biến đổi toán học ta có công thức tính sai số

dịch vị ngang:

"

(4.34) m = S. √n.

Từ công thức (4.34) ta có thể tính được chiều dài đường chuyền cho phép hoặc độ chính xác của máy kinh vĩ con quay cho phép. 4.4.3. Khảo sát độ chính xác giữa đường chuyền trong hầm thành lập bằng phương pháp đo góc, cạnh và đường chuyền trong hầm đo bằng máy kinh vĩ con quay 4.4.3.1. Đường chuyền trong hầm đo phương vị tất cả các cạnh bằng máy kinh vĩ con quay a. Độ chính xác hướng ngang điểm cuối đường chuyền đo bằng phương pháp góc- cạnh

(4.37) [s]. , (mq)gc =

b. Độ chính xác hướng ngang điểm cuối đường chuyền đo cạnh và đo góc phương vị bằng máy kinh vĩ con quay

"

(4.38) (m) = S. √n.

+ Lập tỷ số giữa hai công thức (4.37) và (4.38), giả thiết mβ = mαi, bỏ qua giá trị 1,5 ta có:

(4.41) (m) = √ . (m)

Từ công thức (4.41) cho thấy khi máy kinh vĩ con quay có độ chính xác xác định phương vị bằng độ chính xác đo góc trong đường chuyền (mβ = mαi) thì sai

23

số hướng ngang của điểm cuối đường chuyền giảm đi √ sai số hướng ngang của điểm cuối đường chuyền đo bằng máy kinh vĩ con quay giảm xuống so với phương án đo góc - cạnh trong đường chuyền trên cùng một dạng đồ hình. 4.4.3.2. Đường chuyền trong hầm chỉ đo phương vị một số các cạnh bằng máy kinh vĩ con quay SSTP dịch vị ngang tính theo công thức:

=

lần. Khi n tăng lên thì

mβ ρ S. i

+ k − + m (4.42) k(k − 1 + 2) 4

( − ) +

k(k − 1)(2k − 1) 6 + ( − )( − + 1)(2( − ) + 1) 6

Nhận xét:

Theo quan điểm của chúng tôi khi đường hầm được thi công xây dựng bằng tổ hợp máy đào hầm TBM thì nên đo phương vị bằng máy kinh vĩ con quay cho tất cả các cạnh trong đường chuyền nhằm nâng cao độ chính xác đào thông hầm. Trong trường hợp đơn vị thi công xây dựng hầm không có máy kinh vĩ con quay và phải đi thuê thì nên đo bổ sung một số cạnh. Khi đó độ chính xác của điểm cuối đường chuyền có đo bổ sung một số cạnh bằng máy kinh vĩ con quay được xác định theo công thức (4.42) [4].

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

1. KẾT LUẬN

Từ những kết quả nghiên cứu về lý thuyết và đo đạc tính toán thực

nghiệm, nghiên cứu sinh rút ra một số kết luận sau:

1.1. Để đảm bảo thi công các công trình hầm theo đứng thiết kế đề ra thì cần phải tính toán hạn sai cho phép của các yếu tố định hướng hầm trong cơ sở trắc địa thi công hầm. Kết quả tính toán này cho phép lựa chọn được thiết bị máy móc và phương pháp đo phù hợp nhằm đảm bảo độ chính xác thi công xây dựng các công trình hầm có yêu cầu độ chính xác cao.

1. 2. Các giải pháp công nghệ kỹ thuật mà chúng tôi nghiên cứu ứng dụng và đề xuất trong nội dung của luận án (dùng bằng máy chiếu đứng thay dây dọi truyền thống khi chuyền tọa độ, phương vị xuống hầm bằng phương pháp liên hệ; dùng các thiết bị đo dài để chuyền độ cao từ mặt đất xuống hầm …) cho phép nâng cao độ chính xác định hướng hầm và đảm bảo tiến độ thi công xây

dựng các công trình hầm khi thi công bằng phương pháp truyền thống hoặc bằng công nghệ TBM. Điều này cho thấy mục tiêu nghiên cứu nâng cao hiệu quả của công tác định hướng hầm đặt ra khi thực hiện đề tài đã đạt được.

24

1. 3. Hiện nay ở Việt Nam công nghệ TBM đã và đang được ứng dụng để thi công xây dựng các công trình đường tầu điện ngầm. Đây là một dạng công trình có yêu cầu độ chính xác định hướng hầm rất cao. Để đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật cần thiết trong thi công bằng công nghệ TBM cần phải thành lập lưới khống chế trong hầm dạng đặc biệt là lưới đường chuyền kép. Trong luận án đã nghiên cứu quy trình đo và xây dựng các công thức để kiểm tra chất lượng đo đạc trong lưới đường chuyền kép, điều này cho phép triển khai ứng dụng một cách rộng rãi dạng lưới khống chế đặc biệt này trong thi công xây dựng các công trình hầm ở Việt Nam. 2. KIẾN NGHỊ

2.1. Cần tiếp tục nghiên cứu về khả năng ứng dụng công nghệ đo đạc tiên tiến phục vụ thi công xây dựng các công trình hầm nhằm tiếp tục nâng cao độ chính xác và tính hiệu quả của công tác trắc địa phục vụ xây dựng công trình hầm ở Việt Nam.

2.2. Trong hệ thống Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) hiện nay, tiêu chuẩn về đường hầm tầu điện ngầm thi công bằng phương pháp truyền thống và thi công bằng công nghệ TBM chưa được cập nhật kịp thời và bổ sung các công nghệ mới, điều này ảnh hưởng đến tiến độ và chất lượng thi công hầm ở nước ta khi thi công bằng công nghệ hiện đại. Vì vậy chúng tôi kiến nghị các cơ quan có thẩm quyền sớm ban hành các văn bản pháp quy phù hợp với thực tế thi công hầm ở nước ta hiện nay.

2.3. Cần tiếp tục nghiên cứu và hoàn thiện quy trình đo đạc, tính toán và xử lý số liệu cho dạng lưới đường chuyền kép để dạng lưới khống chế đặc biệt này triển khai ứng dụng một cách rộng rãi trong thực tế sản xuất ở Việt Nam.

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN NỘI DUNG LUẬN ÁN 1. Diêm Công Huy (2012), "Đánh giá khả năng thông hướng khi thi công đường hầm bằng phương pháp đào hầm đối hướng", Tạp chí KHCN Xây dựng, Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng, (Số 1/2012), Tr 57-60.

2. Diêm Công Huy, Tăng Quốc Cường (2015), “Nghiên cứu giải pháp nâng cao độ chính xác thành lập lưới khống chế mặt bằng trong hầm khi thi công đào hầm đối hướng”, Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng, (Số 3/2015), Tr 45-50.

3. Diêm Công Huy (2016), “Nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu quả công tác chuyển độ cao qua giếng đứng xuống hầm khi thi công các công trình đường hầm có độ sâu lớn”, Tạp chí Khoa học Đo đạc và Bản đồ, (Số 30-12/2016), Tr 50-54.

4. Trần Viết Tuấn, Diêm Công Huy (2017), “Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật chuyền tọa độ và phương vị xuống hầm qua giếng đứng”, Tạp chí Khoa học Đo đạc và Bản đồ, (Số 32-06/2017), Tr 54-58.

5. Nguyễn Quang Thắng, Nguyễn Hà, Diêm Công Huy (2017), “Lựa chọn hệ tọa độ để xác lập hệ quy chiếu trong xây dựng công trình ngầm”, Tạp chí Khoa học Đo đạc và Bản đồ, (Số 32-06/2017), Tr 19-25.

6. Diêm Công Huy (2017), “Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật chuyền độ cao xuống hầm qua giếng đứng bằng thiết bị đo khoảng cách DistoTM Pro4a”, Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng, (Số 4/2017), Tr 64-68.