Đồ Án Thiết kế kỹ thuật tuyến : Công nghệ đào hầm natm

CÔNG NGHỆ ĐÀO HẦM NATM
1. 1. Quá trình lịch sử phát triển của công nghệ NATM
Cho đến tận giữa thế kỉ 20, để làm vỏ chống giữ ổn định tạm thời cho các tunnel người ta vẫn sử dụng các phương pháp chống giữ truyền thống với các kết cấu chống giữ bằng gỗ và sau này là bằng thép trước khi sử dụng một kết cấu chống cố định cuối cùng bổ sung. Lớp vỏ chống cuối cùng này có thể là vỏ chống xây (bằng gạch đá ) hoặc bằng bê tông. Áp lực của đất đá lên công trình phát triển do sự phân huỷ và sụt lún bất lợi của khối đá bao quanh công trình. Đá sụt lún gây ra tải trọng bên ngoài lên vỏ chống chính là tải trọng bản thân của đá lên vòm sụt lở. Kết quả là tồn tại những loại tải trọng không theo một qui luật nào cả với cường độ lớn tác dụng lên lớp vỏ chống dày của công trình.
Tại thời điểm đó với sự phát triển đáng kể của công nghệ xây dựng công trình ngầm thì các nhà khoa học và xây dựng đã hiểu sự cần thiết phải giảm biến dạng của khối đá nhằm sử dụng tốt khả năng mang tải của khối đá, cũng như hiểu được mối tác động qua lại giữa sức kháng của vỏ chống và biến dạng.
Phương pháp NATM (New Austrian Tunnelling Method) được phát triển trên cơ sở kinh nghiệm của một số phương pháp cũ trước đó. Trong phát minh của mình giáo sư Ladislaus von Rabcewicz đã nêu lên điều cốt lõi trong nguyên tắc NATM là sử dụng một kết cấu chống sơ bộ (chống ngay sau khi đào) có tính linh hoạt cao để đạt được trạng thái cân bằng mới thay thế cho trạng thái cân bằng cũ đã bị phá vỡ. Công việc này được thực hiện bằng công tác đo đạc và quan trắc hiện trường, Sau khi đạt được trạng thái cân bằng mới, lớp vỏ chống bên trong sẽ thi công lắp dựng (lớp vỏ chống cuối cùng thường là bê tông đổ tại chỗ). Trong một số trường hợp đặc biệt có thể không cần dùng lớp vỏ này.
Từ năm 1956-1958, lần đầu tiên các đường hầm tiết diện lớn đã được xây dựng tại Venezuela do Rabcewicz thực hiện theo nguyên tắc của NATM.
Tại Áo việc áp dụng đầu tiên của phương pháp NATM là vào những năm 50 của thế kỉ 20 cho các đường hầm thuỷ lợi nhỏ
Vào năm 1963, phương pháp NATM đã được giới thiệu tại cuộc hội thảo về cơ học đá tổ chức tại Salzburg. Phương pháp được gọi là “mới” bởi vì trước đó đã tồn tại một phương pháp truyền thống cũ của Áo được xây dựng và phát triển bởi các kĩ sư Áo

MỤC LỤC
CHƯƠNG I – GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ ĐÀO HẦM NATM 2
1. 1. Quá trình lịch sử phát triển của công nghệ NATM 2
1.2. Khái niệm chung về phương pháp NATM 3
1.3. Sự khác biệt và ưu nhược điểm của phương pháp NATM so với các phương pháp thi công truyền thống: 4

CHƯƠNG II – THIẾT KẾ VỎ HẦM 6
I. Yêu cầu: 6
II. Số liệu thiết kế: 6
III. Xác định kích thước khuôn hầm: 6
3.1. Dựng khổ giới hạn tiếp giáp trong đường sắt: 6
3.2. Xác định các khổ giới hạn tỉnh không trong hầm: 7
3.3. Xây dựng khuôn hầm: 7
IV. Kiến trúc tầng trên trong hầm 8
V. Dựng kết cấu vỏ hầm: 9

CHƯƠNG III – TÍNH TOÁN KẾT CẤU VỎ HẦM 10
I. Xác định dữ liệu tính toán: 10
II. Xây dựng đường cong đáp ứng áp lực - biến dạng vách hang: 15
2.1. Tính toán bổ trợ: Số liệu thiết kế: 15
2.2. Xác định áp lực hướng tâm lớn nhất: 15
2.3. Xác định bán kính vùng dẻo: 15
2.4. Tính toán ứng suất trong nền theo trạng thái đàn hồi - dẻo: 17
2.5. Tính toán chuyển vị vách hang: 18
2.6. Vẽ đường cong quan hệ Pi - Ui: 19
III. Tính toán kết cấu chống đỡ: 21
3.1. Tính toán lớp betong phun: 21
3.2. Tính toán lớp vỏ bêtông: 25
3.3. Kiểm tra lớp BTP và vỏ bêtông: 28
3.2. Tính toán neo: 29