BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
LÊ TRƯỜNG VŨ
NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH
KẾT CẤU ĐƯỜNG HẦM DẪN NƯỚC
CÔNG TRÌNH THỦY ĐIỆN ĐAKRÔNG 1
THEO CÔNG NGHỆ NATM
Chuyên ngành : Kỹ thuật xây dựng công trình thủy
Mã số : 60 58 02 02
TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
Đà Nẵng - Năm 2015
Công trình được hoàn thành tại
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
Người hướng dẫn khoa học: TS. CHÂU TRƯỜNG LINH
Phản biện 1: PGS.TS. HOÀNG PHƯƠNG HOA
Phản biện 2: TS. NGUYỄN VĂN HƯỚNG
Luận văn được bảo vệ tại Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ
chuyên ngành kỹ thuật xây dựng công trình thủy họp tại Đại học
Đà Nẵng vào ngày 16 tháng 7 năm 2015.
* Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Trung tâm Thông tin - Học liệu, Đại học Đà Nẵng
1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Trước đây, ở nước ta và các nước trên thế giới thường sử dụng
phương pháp mỏ để tính toán và thi công các đường hầm. Quan điểm
tính toán của phương pháp là sau khi đào hầm, đất đá quanh hầm sụt lở
theo thời gian và tác dụng lên vỏ hầm một tải trọng nhất định, quá trình
đó tiếp diễn cho đến khi đất đá tự hình thành một vòm cân bằng tải hay
còn gọi là vòm áp lực. Với quan điểm như vậy, phải xây dựng vỏ hầm
và vỏ hầm là kết cấu chống đỡ toàn bộ tải trọng đất đá từ vòm áp lực.
Để ổn định đường hầm người ta thường xây dựng vỏ hầm bằng bê tông
hoặc đá xây để chống lại áp lực địa tầng nên việc tính toán các đường
hầm chưa kinh tế với đường hầm qua vùng có địa chất tốt.
Đến những năm 1957-1965 tập thể kỹ sư mỏ người Áo và giáo
sư Tiến sỹ L.V Rabcewicz đã phát triển phương pháp mới về tính toán
và thi công hầm có tên là New Austrial Tunneling Method (NATM).
NATM cho rằng khối đá xung quanh hầm có độ bền sẳn có của nó, là
một bộ phận của kết cấu đường hầm thông qua các biện pháp xử lý vòm
hầm. Đối với đường hầm qua vùng địa chất tốt đường hầm có khả năng
tự ổn định. Chính vì vậy, kết cấu đường hầm không phải sử dụng bê
tông truyền thống hoặc đá xây để gia cố làm tăng chi phí cho công
trình. Trong những thập nên gần đây với sự phát triển mạnh mẽ của
thiết bị và khoa học công nghệ, việc áp dụng phương pháp xây dựng
hầm mới của Áo NATM khá phổ biến. Ứng dụng NATM để xây dựng
đường hầm thủy điện sẽ làm giảm kết cấu gia cố đường hầm do đó
giảm chi phí cho công trình. Do vậy đề tài “Nghiên cứu tính toán ổn
định kết cấu đường hầm dẫn nước công trình thủy điện Đakrông 1 theo
công nghệ NATM” là yêu cầu cấp thiết.
2. Mục đích, đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Mục đích của luận văn này là ứng dụng lý thuyết về phương
pháp xây dựng đường hầm mới của Áo (NATM) để xây dựng đường
hầm dẫn nước công trình thủy điện Đakrông 1.
2
Đối tượng nghiên cứu: Đường hầm dẫn nước công trình thủy
điện.
Phạm vi nghiên cứu: Ứng dụng tính toán kết cấu đường hầm theo
công nghệ thi công NATM.
3. Phương pháp nghiên cứu
- Thu thập tài liệu nghiên cứu.
- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết tính toán kết cấu đường hầm theo
công nghệ NATM và đề xuất áp dụng thay thế phương pháp tính toán
và xây dựng truyền thống.
- Áp dụng vào công trình thực tế.
4. Ý nghĩa khoa học và giá trị thực tiễn của đề tài
- Ý nghĩa khoa học
Làm tài liệu để tham khảo về mô phỏng, đánh giá ứng suất - biến
dạng trong các đường hầm thủy điện.
- Ý nghĩa thực tiễn
Kết quả nghiên cứu của đề tài làm cơ sở để xem xét áp dụng cho
các đường hầm thủy điện.
5. Cấu trúc của luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo trong luận văn
gồm có các chương như sau:
Chương 1. Tổng quan về xây dựng đường hầm
Chương 2. Các phương pháp tính toán kết cấu đường hầm
Chương 3. Tính toán kết cấu đường hầm dẫn nước công trình
thủy điện Đakrông 1 theo công nghệ NATM
3
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ XÂY DỰNG ĐƯỜNG HẦM
1.1. TỔNG QUAN VỀ PHÁT TRIỂN XÂY DỰNG ĐƯỜNG HẦM
Từ những năm 1679 đến 1681 hầm đường thủy đầu tiên dài
160m được xây dựng ở Pháp. Hầm đường sắt đầu tiên được xây dựng
trong những năm 1826-1830 có chiều dài 1190m thuộc tuyến đường từ
Liverpool đến Manchester ở Anh.
Những năm 1990 người ta đã xây dựng những đường hầm dưới
nước xuyên biển dài kỷ lục, như hầm qua vịnh Suga Nhật Bản dài
36,2km, hầm qua eo biển Manche nối Anh và Pháp dài gần 50km.
Ở Việt Nam, hầm đường thuỷ Rú Cóc được xây dựng năm
1930 ở xã Nam Sơn, huyện Anh Sơn, tỉnh Nghệ An. Trong những năm
chiến tranh ở Việt Nam người ta đã đào được một số hầm ngắn để làm
kho quân trang, quân dụng hoặc hầm trú ẩn cho người và hệ thống kỹ
thuật. Điển hình là hệ thống địa đạo Vĩnh Mốc, Củ Chi. Trong những
thập niên gần đây với sự phát triển của ngành giao thông, ngành điện ở
Việt Nam, đã xây dựng được khá nhiều các đường hầm để phục vụ lưu
thông và sản xuất điện.
1.2. MỘT SỐ CÔNG TRÌNH TIÊU BIỂU TẠI VIỆT NAM
1.2.1. Nhà máy thuỷ điện Hòa Bình
1.2.2. Thuỷ điện Yaly
1.2.3. Hầm đường bộ qua đèo Hải Vân
1.2.4. Thuỷ điện Đại Ninh
1.2.5. Các đường hầm thủy điện khác
1.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG ĐƯỜNG HẦM HIỆN NAY
1.3.1. Phương pháp mỏ
1.3.2. Phương pháp NATM
1.3.3. Phương pháp BTM (Tunnel Boring Machine)
1.3.4. Phương pháp khiên đào SM (Shild Machine)
1.3.5. Phương pháp kích đẩy
1.3.6. Phương pháp giếng chìm hơi ép
