Giải pháp kết cấu hầm bảo vệ ở các tuyến đường vùng núi có nguy cơ cao sụt lở và đá rơi

Tóm tắt Giải pháp kết cấu hầm bảo vệ ở các tuyến đường vùng núi có nguy cơ cao sụt lở và đá rơi: ...hư polystyren hoặc lốp cũ. Hầm bảo vệ còn bao gồmmột kết cấu móng (foundation) (có thể được làm bằng thép hoặc bê tông cốt thép), một kết cấu chịu lực (support) và một kết cấu dạng tường chắn (retainment) (có thể là tự nhiên hoặc nhân tạo) (Hình 1) [7]. 27 Thắng, P. B., và cs. / Tạp chí Khoa ... việc lưu thông giao thông. Kích thước hầm được thể hiện như trong hình, vỏ hầm và tường chắn được xem xét tính toán trong ví dụ này là 0,5 m, chiều dày lớp sàn hầm là 2,0 m (Hình 4). Ứng xử của mô hình kết cấu vỏ hầm được xét với phần mềm Plaxis [11]. Có 3 loại đất đá được xem xét. Lớp đá tự nh...đá rơi bất lợi. Bảng 3. Nội lực vào vòm hầm trong các trường hợp đá rơi Nội lực Đá rơi ở giữa Đá rơi bên trái Đá rơi bên phải Mô men (kN m/m) −916,1 −1100 −839,6 Lực cắt (kN/m) −398,6 −399,7 −356,3 Lực dọc (kN/m) −907,6 −1075 −795,8 Chiều dày lớp đệm cát là một thông số quan trọng ảnh hưởng đ...

pdf10 trang | Chia sẻ: Tài Phú | Ngày: 20/02/2024 | Lượt xem: 25 | Lượt tải: 0download
Nội dung tài liệu Giải pháp kết cấu hầm bảo vệ ở các tuyến đường vùng núi có nguy cơ cao sụt lở và đá rơi, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
 trong khai thác. Với đề xuất giải pháp kết cấu, thi
công cho công trình cụ thể và phân tích tương tác đất đá - kết cấu của kết cấu hầm với tải trọng áp lực đất và tải
trọng đá rơi cho thấy khả năng ứng dụng trong điều kiện Việt Nam đáp ứng yêu cầu xây dựng bền vững.
Từ khoá: đá rơi; tương tác đất đá - kết cấu; áp lực đất đá; hầm bảo vệ.
STRUCTURE SOLUTION OF PROTECTION TUNNEL FOR MOUNTAIN ROADS WITH HIGH RISK OF
LANDSLIDE AND ROCKFALLS
Abstract
Many roads in Vietnam pass through mountain slopes with cross-sections such as in cutting, L-shaped, half-
filled and half-dug. The topographic conditions in the high sloping region and climate change lead to natural
disasters such as floods, landslides, and falling rocks, causing damage to works, traffic jams, and danger for
people and vehicles. Solutions to prevent slipping and falling rocks are changing the shape of the slope such as
reducing the height, slope, loading at the toe of the slope, controlling surface water, groundwater, or using anti-
retention structures such as cable anchors, mesh covers, concrete spraying, retaining walls... But in reality, there
are still problems of landslide and falling rocks. In this study, a structural solution for protection tunnel instead
of the excavated section of the road is presented. That will solve the problem of landslides and falling rocks.
The using structure is a precast concrete tunnel, which is simple and effective to avoid risks in exploitation.
The proposal of structural, construction solutions for a specific project and analysis of soil-structure interaction
of the tunnel structure with soil pressure and falling rock load are presented. The result of the study shows the
applicability for Vietnamese conditions and meets the requirements of sustainable construction.
Keywords: rock fall; soil-structure interaction; earth pressure; protection tunnel.
https://doi.org/10.31814/stce.huce(nuce)2021-15(7V)-03 © 2021 Trường Đại học Xây dựng Hà Nội (ĐHXDHN)
∗Tác giả đại diện. Địa chỉ e-mail: thangpb@utt.edu.vn (Thắng, P. B.)
26
Thắng, P. B., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng
1. Giới thiệu chung
Trong số các mối nguy hiểm tự nhiên, sụt lở đất đá rất thường xuyên diễn ra ở các vùng núi và
thường gây ra những hậu quả nghiêm trọng. Hiện tượng sụt lở đất đá thường vào mùa mưa lũ và luôn
diễn ra rất nhanh, các hiện tượng này thường khó đoán trước dù với các thiết bị hiện đại [1]. Nguyên
nhân gây trượt có thể hoặc là do độ bền của đất đá bị giảm đi, hoặc là do trạng thái ứng suất ở sườn
dốc bị thay đổi, hoặc do cả hai nguyên nhân trên làm mất cân bằng của khối đất đá ở sườn dốc. Các
yếu tố ảnh hưởng đến hiện tượng sụt trượt, đá rơi là toàn bộ những yếu tố tự nhiên và nhân tạo làm
cho quá trình phá hoại sự cân bằng của khối đất đá dễ xảy ra [2, 3]. Việt Nam có nhiều tuyến đi qua
các sườn núi với các điều kiện địa hình vùng núi dốc cao, cùng với biến đổi khí hậu dẫn đến tình trạng
thiên tai mưa lũ đã gây ra hiện tượng sụt trượt mái dốc, đá rơi gây hư hỏng công trình, ách tắc giao
thông, nguy hiểm cho người và phương tiện giao thông.
Hiện nay đã có nhiều giải pháp chống trượt lở đất, giúp giữ ổn định mái sườn dốc như các biện
pháp thay đổi hình dạng của mái dốc: giảm độ cao, giảm độ nghiêng, thêm phản áp ở chân dốc; các
biện pháp kiểm soát nước mặt, nước ngầm hoặc các biện pháp sử dụng các công trình chống giữ; neo
cáp, lưới phủ, phun bê tông, tường chắn... [4–6]. Bài báo này đề cập đến một giải pháp còn mới và
có khả năng áp dụng ở Việt Nam đó là sử dụng kết cấu chống đỡ dạng hầm bê tông cốt thép đúc sẵn.
Phương pháp này đã được áp dụng ở nhiều nước trên thế giới như Hàn Quốc, Thụy Sĩ, Colombia,
Nhật Bản. . .
Ưu điểm lớn nhất của phương pháp là ổn định tuyến. Các phương pháp giữ ổn định mái dốc thông
thường có tác dụng phòng ngừa và xử lý ở một mức độ hạn chế, điều này có nghĩa là một khi các hiện
tượng trượt lở đất đá xảy ra thì các biện pháp kể trên không hoàn toàn giúp cho tuyến đường được
thông suốt liên tục và an toàn. Ngược lại với giải pháp dùng hầm bảo vệ, vì có các kết cấu tiêu năng
lượng và kết cấu chịu lực nên trong phạm vi dự đoán và tính toán cho trước thì công trình đảm bảo cho
tuyến đường vẫn vận hành bình thường, và đảm bảo an toàn cho các phương tiện giao thông qua lại.
Một ưu điểm nữa là giải pháp hầm thi công hoàn toàn lộ thiên nên thi công nhanh và đơn giản, chất
lượng thi công được đảm bảo thông qua hình thức chế tạo sẵn lắp ghép, có thể thay đổi kích thước cấu
trúc trong trường hợp cần thiết. . .
2. Giải pháp kết cấu và công nghệ thi công
2.1. Đặc điểm cấu tạo của giải pháp kết cấu hầm bảo vệ
Hình 1. Cấu tạo cơ bản của hầm bảo vệ [7]
Hầm bảo vệ có thể được xây dựng bằng bê tông
cốt thép, bê tông dự ứng lực hoặc bằng kết cấu
thép. Về nguyên tắc cơ bản, hầm bảo vệ bao gồm
bốn phần: một phần của công trình có tác dụng
hấp thụ, tiêu tán bớt năng lượng (absorber struc-
ture) từ đất đá rơi xuống, phần này được cấu tạo
từ vật liệu cốt liệu lớn nén, gia cố bằng vải địa kỹ
thuật hoặc các vật liệu khác như polystyren hoặc
lốp cũ. Hầm bảo vệ còn bao gồmmột kết cấu móng
(foundation) (có thể được làm bằng thép hoặc bê
tông cốt thép), một kết cấu chịu lực (support) và
một kết cấu dạng tường chắn (retainment) (có thể
là tự nhiên hoặc nhân tạo) (Hình 1) [7].
27
Thắng, P. B., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng
Có nhiều loại kết cấu bảo vệ khác nhau, Hình 2 là một số dạng kết cấu ở Thụy Sĩ, với các dạng
bản bê tông cốt thép, dạng vòm, dạng bản bê tông cốt thép đổ tại chỗ hay dạng thép-bê tông cốt thép
liên hợp [3], theo [8] kết cấu bảo vệ có các dạng hộp, dạng cổng, chữ L ngược hay dạng dầm.
(a) Dạng hộp (b) Dạng cổng (c) Chữ L ngược (d) Dạng dầm
(e) Bản BTCT (f) Dạng vòm (g) Bê tông đổ tại chỗ (h) Thép-BT liên hợp
Hình 2. Các dạng kết cấu bảo vệ [3, 8]
Trên thực tế cấu tạo của hầm bảo vệ có thể có sự thay đổi sao cho phù hợp với các điều kiện tự
nhiên và thi công cho hợp lí. Hầm bảo vệ có thể gồm một mái vòm bằng thép, kết cấu chống bằng
bê tông cốt thép và được gia cố neo vào đá gốc. Khoảng trống giữa kết cấu chống và vòm thép, giữa
hầm với đá gốc được lấp đầy bằng những vật liệu được lựa chọn là một hỗn hợp giữa đất, thép và bê
tông. Một hầm bảo vệ khác tại vùng Bogota-Colombia có kết cấu dạng khung bê tông cốt thép, tấm
bản chịu lực. Kết cấu hầm này không có kết cấu hấp thụ sốc vì thế tấm bản có tác dụng chịu toàn bộ
năng lượng tác động từ đất đá rơi xuống. Một công trình hầm bảo vệ khác có cấu tạo trung gian giữa
2 loại trên có thể kể đến ở vùng Bucaramanra-Colombia cấu tạo từ một khung chịu lực, có thêm phần
kết cấu mái hấp thụ năng lượng từ đất đá rơi [7].
2.2. Công nghệ thi công
Trên các tuyến đường đang khai thác, quá trình thi công được triển khai mà vẫn có thể đảm bảo
giao thông ít bị gián đoạn. Muốn vậy, chia bề rộng đường làm hai phần. Một phần móng bên dưới
cùng với tường chắn bên ngoài được thi công trước tiên. Phần tường chắn có thể phát huy vai trò đảm
bảo an toàn ngay khi vừa thi công xong.
Bước tiếp theo của quá trình thi công là hoàn thiện phần nền móng còn lại nằm ở phía trong. Lúc
này các phương tiện giao thông có thể sử dụng ngay phần đường đã thi công trước đó có tường chắn
bảo đảm an toàn. Toàn bộ phần nền móng, mặt đường cũng như tường chắn được thi công đổ tại chỗ.
Phần mái vòm chịu lực có thể được thi công bằng phương pháp lắp ghép. Mái vòm đã được thi
công sẵn trong công xưởng, sau đó được vận chuyển, cẩu và lắp tại công trường. Biện pháp này vừa
đảm bảo chất lượng thi công mái vòm chịu lực, lại vừa rút ngắn được thời gian thi công, đảm bảo giao
thông ít bị ảnh hưởng, giảm thiệt hại về kinh tế. Tại mỗi mảnh ghép của vòm đều có cốt thép chừa sẵn
tại vị trí mối nối giữa 2 cánh vòm. Công đoạn tiếp theo của quá trình thi công là thực hiện việc đổ bê
tông tạo thành mối nối cứng giữa 2 bên cánh vòm tạo sự liền khối cho cả vòm chịu lực.
28
Thắng, P. B., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng
Sau khi đã hoàn thành phần vòm chịu lực, nếu hầm có cấu trúc tiêu năng phía bên trên thì bước
sau đó là tiến hành thi công phần này, làm phần tường phòng hộ, đất đắp nếu có. Bước cuối cùng là
hoàn thiện công trình đưa vào sử dụng. Công trình có tác dụng có ý nghĩa rất lớn đối với các vùng có
nguy cơ sụt lở đất, đảm bảo được giao thông vẫn thông suốt, tránh được các thiệt hại do sạt lở đất gây
ra [9].
3. Đề xuất giải pháp kết cấu hầm chống sụt lở tại một tuyến đường vùng núi
Bài báo trình bày một trường hợp nghiên cứu cho một dự án cụ thể là dự án cao tốc Vân Đồn –
Móng Cái. Hình 3 thể hiện bình đồ của một đoạn tuyến của dự án [10]. Đoạn tuyến này có đặc điểm
dốc cao, đất đá phong hóa, nứt nẻ nên tiềm ẩn nguy cơ cao sạt lở, đá rơi.
Hình 3. Vị trí công trình trên bình đồ tuyến, đoạn km 70+250 - km70+500 [10]
Đề xuất ở đây là một giải pháp hầm lắp ghép tại một vị trí điển hình có mái dốc ngang lớn trên
tuyến đường bắt đầu từ cọc 18 với chiều dài 100m. Trong đó hầm có cấu tạo đầy đủ các bộ phận: vỏ
hầm, tường chắn đất và lớp đệm cát phía trên cùng có tác dụng tiêu năng lượng các khối đất đá rơi
giảm thiểu thiệt hại đến kết cấu hầm và phương tiện giao thông. Như đã phân tích ở trên, hầm được
thiết kế thi công theo phương pháp lắp ghép nên thời gian thi công nhanh chóng, thậm chí có thể tiến
hành mà không ảnh hưởng nhiều đến việc lưu thông giao thông. Kích thước hầm được thể hiện như
trong hình, vỏ hầm và tường chắn được xem xét tính toán trong ví dụ này là 0,5 m, chiều dày lớp sàn
hầm là 2,0 m (Hình 4).
Ứng xử của mô hình kết cấu vỏ hầm được xét với phần mềm Plaxis [11]. Có 3 loại đất đá được
xem xét. Lớp đá tự nhiên mà công trình hầm đi qua, lớp đất đắp xung quanh hầm là loại đất đắp dính,
lớp đệm cát tiêu năng nằm phía trên cùng là lớp cát có độ đầm chặt K95. Các phân tích ứng suất có
hiệu sử dụng mô hình Mohr-Coulomb được sử dụng để mô phỏng ứng xử của đất nền xung quanh
đường hầm. Đất nền được mô phỏng thoát nước (Drained) cho đất rời (đá nền, lớp đệm cát) và không
thoát nước với bộ thông số có hiệu c′, ϕ′ (Undrained A) [11] cho đất đính (lớp đất đắp dính). Thông
số địa chất của 3 lớp đất đá được trình bày trong Bảng 1.
29
Thắng, P. B., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng
Hình 4. Sơ họa phương án đề xuất
Bảng 1. Thông số địa chất đầu vào
Lớp đất/thông số Đơn vị Đá Đất đắp dính Cát đắp
Mô hình - Mohr-Coulomb Mohr-Coulomb Mohr-Coulomb
Ứng xử - Drained Undrained A Drained
Trọng lượng riêng (kN/m3) 22 18,5 19,0
Lực dính hữu hiệu c′ (kPa) 1000 15 2
Góc nội ma sát ϕ (độ) 45 25 30
Hệ số Poisson ν (-) 0,2 0,3 0,3
Modul đàn hồi kPa 6,00E+05 2,50E+04 3,00E+04
Kết cấu hầm và tường chắn được mô phỏng bằng phần tử tấm (plate) với ứng xử đàn hồi tuyến
tính (linear elastic). Modul đàn hồi của bê tông kết cấu B35 là E = 34,5 × 103 Mpa, hệ số poatxong
µ = 0,18. Thông số đầu vào của kết cấu vỏ hầm và tường chắn được thể hiện ở Bảng 2.
Bảng 2. Thông số kết cấu vỏ hầm và tường chắn
STT Cấu kiện Chiều dày(m) EA (kN/m) EI (kN m2/m)
1 Vòm hầm 0,5 1,73E+07 3,59E+05
2 Nền hầm 2,0 6,90E+07 2,30E+07
3 Tường chắn 0,5 1,73E+07 3,59E+05
Trong khuôn khổ của bài báo, hầm được thiết kế có mục đích giảm thiểu thiệt hại và vẫn đảm bảo
giao thông trong trường hợp có đất đá sụt lở nên nghiên cứu ảnh hưởng của khối đất đá rơi xuống hầm
đã được xem xét. Trong tính toán, tải trọng động đá rơi có thể thay thế bằng tải trọng tĩnh. Theo sổ
30
Thắng, P. B., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng
tay của hiệp hội đường bộ Nhật Bản, tải trọng đá rơi được tính dựa trên lý thuyết Hertzian theo công
thức [9, 12, 13]:
P = 2,455.λ
2
5 .w
2
3 .H
3
5 .i (1)
i =
Pmax
Pmax(λ=100)
=
(
h
D
)−0,5
(2)
trong đó P là lực tác động, λ là hằng số Lame bằng 100 tf/m2 = 980,665 kN/m2; w là trọng lượng khối
rơi; H là chiều cao rơi; i là hệ số chiều dày lớp đệm; h là chiều dày lớp đệm; D là đường kính khối rơi.
Hình 5. Mô hình Plaxis
Công thức tính lực tác động của khối đất đã
rơi được lấy theo (1) với trọng lượng khối đất đá
rơi là 0,338 tấn, chiều cao rơi là 45 m, từ đó tính
ra lực tác động quy đổi là 859,3 kN. Trong phạm
vi bài báo có 3 vị trí rơi khác nhau của khối đất
đá được xem xét để nghiên cứu ứng xử của kết cấu
vỏ hầm: vị trí nằm giữa đỉnh hầm, vị trí bên trái
và phải cách vị trí giữa mỗi bên 2 m theo phương
nằm ngang. Các bước tiến hành mô phỏng được
thực hiện tuần tự với các bước thi công thực tế
được trình bày ở trên. Hình 5 thể hiện mô hình
trên phần mềm Plaxis 2D với chiều dày lớp đệm
cát ban đầu xem xét là 1,0 m.
Các kết quả phần tích từ mô hình Plaxis bao gồm: lưới chuyển vị, chuyển vị của vòm, mô men
vòm, lực cắt vòm và lực dọc vòm. Các kết quả này lại tương ứng với 3 vị trí rơi khác nhau của khối rơi.
Lưới chuyển vị của toàn bộ công trình được trình bày trong Hình 6, Hình 7 thể hiện chuyển vị của
(a) Đá rơi ở giữa (b) Đá rơi bên trái (c) Đá rơi bên phải
Hình 6. Lưới chuyển vị tại các vị trí đá rơi
(a) Đá rơi ở giữa (b) Đá rơi bên trái (c) Đá rơi bên phải
Hình 7. Chuyển vị vòm hầm tại các vị trí đá rơi
31
Thắng, P. B., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng
kết cấu vòm dưới tác động của đất đắp xung quanh và khối đất đá rơi. Theo kết quả thu được có thể
thấy tại 3 vị trí đá rơi, vị trí đá rơi bên phải cho chuyển vị vòm max là lớn nhất (3,62 cm), tại vị trí
giữa giá trị là 2,33 cm và giá trị này tại vị trí đá rơi bên trái cho kết quả nhỏ nhất 1,85 cm. Tuy nhiên
nội lực trong vỏ hầm gồm mô men, lực cắt và lực dọc lại được ghi nhận lớn nhất tại vị trí đá rơi bên
trái (Bảng 3). Như vậy việc tính toán thiết kế vỏ hầm cần phải quan tâm đến tất cả các vị trí đá rơi
bất lợi.
Bảng 3. Nội lực vào vòm hầm trong các trường hợp đá rơi
Nội lực Đá rơi ở giữa Đá rơi bên trái Đá rơi bên phải
Mô men (kN m/m) −916,1 −1100 −839,6
Lực cắt (kN/m) −398,6 −399,7 −356,3
Lực dọc (kN/m) −907,6 −1075 −795,8
Chiều dày lớp đệm cát là một thông số quan trọng ảnh hưởng đến chuyển vị và nội lực vào vòm
hầm trong trường hợp có đá rơi. Trong bài báo này, để khảo sát khả năng tiêu tán lực của lớp đệm cát,
chiều dày lớp đệm cát được thay đổi với các giá trị khác nhau: 0,5 m, 1,0 m, 1,5 m và 2,0 m. Kết quả
chuyển vị, nội lực vào vòm hầm trong các trường hợp đã được thể hiện trong các hình vẽ.
Hình 8. Chuyển vị vòm hầm với chiều dày lớp đệm
cát khác nhau
Hình 9. Mô men uốn tại vòm với chiều dày lớp đệm
cát khác nhau
Hình 10. Lực dọc vào vòm với chiều dày lớp đệm cát khác nhau
32
Thắng, P. B., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng
Từ Hình 8 và Hình 9 có thể thấy rằng chiều dày lớp đệm cát ảnh hưởng rất lớn đến chuyển vị và
mô men tại vòm hầm. Lớp đệm cát càng dày thì khả năng tiêu tán lực do đá rơi càng tốt, nên giảm
chuyển vị và mô men tại vòm hầm, khi chiều dày lớp đệm lớn hơn 1,5 m thì chuyển vị và mô men
giảm không đáng kế. Trong khi đó ở Hình 10 chiều dày lớp đệm cát không ảnh hưởng nhiều đến lực
dọc trong vỏ hầm. Việc lựa chọn chiều dày lớp đệm cát cần cân đối giữa yếu tố về chi phí thi công và
khả năng tiêu tán lực của lớp này.
Trong tính toán kết hầm, biến dạng dẻo của đất nền xung quanh đường hầm là thông số quan trọng
ảnh hưởng đến tải trọng lên kết cấu vỏ hầm. Các lớp đất đá trong mô hình được mô phỏng theo mô
hình đàn dẻo lý tưởng, biến dạng dẻo được tuân theo điều kiện phá hủy Morh-Coulomb theo công
thức sau [11]:
τ = c + σ tanϕ
trong đó τ là ứng suất tiếp tuyến; σ là ứng suất pháp tuyến; c là lực dính; ϕ là góc nội ma sát.
Sự phát triển biến dạng dẻo của đất nền xung quanh hầm trước và sau khi có tải đá rơi được thể
hiện tại Hình 11.
(a) Chưa có đá rơi (b) Đá rơi ở giữa
(c) Đá rơi bên trái (d) Đá rơi bên phải
Hình 11. Vùng biến dạng dẻo xung quanh hầm
33
Thắng, P. B., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng
Từ Hình 11 có thể thấy khi có đá rơi vùng phá hoại của đất nền xung quanh hầm được phát triển
rộng ra khi có tải trọng đá rơi. Bán kính vùng dẻo lớn nhất của đất nền xung quanh hầm trước khi có
đá rơi r1 = 9,5 m. Bánh kính vùng dẻo trong các trường hợp đá rơi ở giữa, bên trái, bên phải có giá
trị lần lượt là r2 = 10,4 m, r3 = 10,2 m và r4 = 12,6 m. Ở đây có thể thấy rằng vùng đất chịu tác
động của năng lượng đá rơi lớn dần tương ứng các trường hợp đá rơi bên trái (c), rơi ở giữa (b) và rơi
bên phải (d), chính vì vậy bán kính vùng dẻo tăng dần theo thứ tự trên. Ngược lại, do sự hấp thụ năng
lượng của đất đắp xung quanh hầm lớn hơn, nên nội lực vào vỏ hầm (Bảng 3) và tường chắn (Bảng 4)
sẽ nhỏ dần tương ứng các trường hợp đá rơi bên trái, rơi ở giữa và rơi bên phải.
Bảng 4. Nội lực vào tường chắn trong các trường hợp đá rơi
Nội lực Đá rơi ở giữa Đá rơi bên trái Đá rơi bên phải
Mô men (kN m/m) −2580 −2932 −2115
Lực cắt (kN/m) 477,8 629,3 384
4. Kết luận
Bài báo đã trình bày một giải pháp kết cấu hầm bảo vệ ở vùng có nguy cơ cao sụt lở và đá rơi.
Giải pháp kết cấu bê tông lắp ghép thi công hoàn toàn lộ thiên đơn giản, thi công nhanh trong quá
trình thi công có thể không cần ngừng giao thông. Kết cấu này có thể áp dụng cho đoạn tuyến mới
hoặc cải tạo các đoạn tuyến cũ. Tính toán kết cấu với ảnh hưởng đá rơi có thể xét đơn giản qua tác
dụng của tải trọng tĩnh. Việc tính toán tải trọng đá rơi, khảo sát các vị trí đá rơi có thể kiểm soát được
tác dụng bất lợi của tải trọng. Khảo sát ảnh hưởng của chiều dày lớp đệm phía trên cho thấy với việc
tăng chiều dày lớp đệm cát thì khả năng tiêu tán năng lượng từ đá khối đá rơi cũng tăng theo. Chiều
dày lớp đệm cát cần cân đối giữa yếu tố về chi phí thi công và khả năng tiêu tán lực của lớp này. Kết
quả tính toán cũng cho thấy các vị trí đá rơi khác nhau gây bất lợi khác nhau đến vỏ hầm và kết cấu
tường chắn (nội lực và chuyển vị). Chính vì vậy trong tính toán thiết kế kết cấu hầm bảo vệ cần xem
xét đầy đủ các vị trí đá rơi khác nhau. Từ những phân tích trên cho thấy kết cấu tỏ ra là hiệu quả trong
việc tiêu tán năng lượng của khối đất đá rơi và giảm thiểu thiệt hại về công trình giao thông.
Tài liệu tham khảo
[1] Erismann, T. H., Abele, G. (2001). Dynamics of Rockslides and Rockfalls. Springer Berlin Heidelberg.
[2] Lomtadze, V. D. (1982). Địa chất động lực công trình. Nhà xuất bản Đại học và Trung học chuyên
nghiệp, Hà Nội.
[3] Volkwein, A., Schellenberg, K., Labiouse, V., Agliardi, F., Berger, F., Bourrier, F., Dorren, L. K. A.,
Gerber, W., Jaboyedoff, M. (2011). Rockfall characterisation and structural protection – a review. Natural
Hazards and Earth System Sciences, 11(9):2617–2651.
[4] Mạnh, N. Đ., Hà, N. H. (2018). Giải pháp giảm thiểu sụt trượt trên các tuyến đường giao thông xây dựng
mới và nâng cấp mở rộng ở vùng núi. Tạp Chí Khoa Học Và Công Nghệ Việt Nam, 6.
[5] Ngọc, N. S. (2006). Các yếu tố ảnh hưởng tới ổn định bờ dốc ở Việt Nam. Tuyển tập công trình Hội nghị
khoa học toàn quốc lần thứ 5, Hội Cơ học đá Việt Nam, Hà Nội.
[6] Doanh, B. P. (2013). Nghiên cứu ứng dụng kiểu tường chắn có bệ giảm tải, sàn giảm tải trong ổn định
mái taluy đường miền núi tại Việt Nam. Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng (KHCNXD) - ĐHXDHN,
15.
34
Thắng, P. B., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng
[7] Henao-Vergara, D., Arenas-Rios, M., Suarez-Burgoa, L. (2011). False tunnels as prevention measures
against impact from rock falling on mountainous roads. Rock Mechanics: Achievements and Ambitions,
CRC Press, 937–940.
[8] Ministry of Transport and Roads Of Kyrgyz Republic. Countermeasures manual for disaster prevention.
[9] Lim, C. W., Plantier, D. (2019). An introduction on the increasing usage of precast concrete arch tunnel
in Korea. Lecture Notes in Civil Engineering, Springer Singapore, 257–263.
[10] Tổng Công ty tư vấn thiết kết GTVT TEDI (2018). Dự án đường cao tốc Vân Đồn - Móng Cái theo hình
thức đối tác công tư (PPP) - Hồ sơ khảo sát, tập III.
[11] Plaxis 2D Reference Manual Connect Edition V20. p. 523.
[12] Schellenberg, K. (2009). On the design of rockfall protection galleries. Technical report, ETH Zurich.
[13] Japan Road Association (1983). Manual for anti-impact structures against falling rocks. (in Japanese).
35

File đính kèm:

  • pdfgiai_phap_ket_cau_ham_bao_ve_o_cac_tuyen_duong_vung_nui_co_n.pdf
Ebook liên quan