Luận án 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

Tên luận án:

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

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án "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" giải quyết tính cấp thiết của việc nâng cao hiệu quả định hướng đường hầm tại Việt Nam. Bối cảnh hiện nay cho thấy nhiều công trình hầm giao thông, thủy điện đang được thi công, nhưng công tác trắc địa định hướng hầm còn phụ thuộc vào các quy chuẩn truyền thống, chưa cập nhật phương pháp hiện đại, đặc biệt với công nghệ TBM và các công trình phức tạp yêu cầu độ chính xác cao như tàu điện ngầm. Mục đích của luận án là nghiên cứu các giải pháp nâng cao chất lượng và hiệu quả công tác này.

Nội dung nghiên cứu tập trung vào việc xác lập các yêu cầu độ chính xác cho công tác định hướng hầm khi thi công đối hướng và bằng công nghệ TBM. Luận án đã xây dựng cơ sở khoa học để xác định hạn sai cho phép của các yếu tố định hướng hầm, từ đó xác định độ chính xác cần thiết dựa trên điều kiện địa chất và kinh nghiệm thiết kế. Các giải pháp kỹ thuật được đề xuất bao gồm ứng dụng máy chiếu đứng thay thế dây dọi truyền thống để chuyền tọa độ và phương vị, sử dụng thiết bị đo dài điện tử để chuyền độ cao xuống hầm, và ứng dụng máy kinh vĩ con quay trong thành lập lưới khống chế. Đặc biệt, luận án nghiên cứu phương pháp thiết kế và thành lập lưới khống chế trong hầm dạng đường chuyền kép, cùng với quy trình đo và công thức kiểm tra chất lượng, nhằm đảm bảo độ chính xác khi thi công bằng công nghệ TBM.

Các kết quả nghiên cứu góp phần phát triển và hoàn thiện kỹ thuật định hướng đường hầm, mang lại ý nghĩa thực tiễn cao khi các giải pháp có thể ứng dụng để nâng cao hiệu quả và an toàn cho ngành xây dựng công trình ngầm ở Việt Nam. Luận án cũng đưa ra kiến nghị về việc tiếp tục nghiên cứu, hoàn thiện quy trình và sớm ban hành các văn bản pháp quy cập nhật tiêu chuẩn kỹ thuật cho công tác trắc địa trong thi công hầm bằng công nghệ hiện đại.

Mục lục chi tiết:

• MỞ ĐẦU

  • 1. Tính cấp thiết của đề tài
  • 2. Mục đích, đối tượng và phạm vi nghiên cứu
  • 3. Nội dung nghiên cứu
  • 4. Phương pháp nghiên cứu
  • 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
  • 6. Các luận điểm bảo vệ
  • 7. Các điểm mới của luận án
  • 8. Cấu trúc và nội dung luận án

• 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)
  • 1.2. Tổng quan các công trình nghiên cứu ở nước ngoài
  • 1.3. Tổng quan các công trình nghiên cứu ở trong nước
  • 1.4. Định hướng nghiên cứu trong luận án

• 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
    • 2.1.3 Nhận xét:
  • 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
    • 2.2.2 Công thức tính độ sai lệch của vỏ hầm tại điểm đào thông
    • 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
      • 2.2.3.2. Hầm thi công bằng công nghệ TBM
  • 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
      • 2.3.1.2. Ước tính các yêu cầu độ chính xác định hướng hầm khi thi công hầm bằng phương pháp truyền thống
      • 2.3.1.3. Ước tính các yêu cầu độ chính xác định hướng hầm khi thi công hầm bằng công nghệ TBM
    • 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
      • 2.3.2.2. Ước tính độ chính xác yêu cầu định hướng hầm khi thi công hầm bằng phương pháp truyền thống
      • 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

• 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
    • 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
    • 3.1.2 Thực nghiệm ước tính độ chính xác lưới GPS trên mặt đất phục vụ thi công hầm
      • 3.1.2.2 Thiết kế lưới GPS phục vụ thi công hầm đèo Cả
      • 3.1.2.3 Kết quả ước tính độ chính xác lưới
  • 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
    • 3.2.2. Sử dụng máy chiếu đứng để chuyền toạ độ và phương vị xuống hầm qua giếng đứng (hình 3.6)
    • 3.2.3. Thực nghiệm sử dụng máy chiếu đứng để chuyền toạ độ và phương vị xuống hầm qua giếng đứng
  • 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
    • 3.3.2. Phương pháp chuyển độ cao qua giếng đứng xuống hầm bằng máy toàn đạc điện tử dùng gương phẳng phụ
      • 3.3.2.1 Đo đạc và tính toán thực nghiệm
    • 3.3.3. Phương pháp chuyển độ cao qua giếng đứng xuống hầm bằng thiết bị đo dài cầm tay Disto
      • 3.3.3.1. Thực nghiệm chuyển độ cao qua giếng đứng xuống hầm bằng thiết bị đo dài cầm tay Disto
  • 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
    • 3.4.2.2. Kết quả ước tính độ chính của các phương án thực nghiệm
    • 3.4.2.3. Đo đạc và tính toán thực nghiệm

• 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
    • 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
    • 4.3.1. Thiết kế lưới đường chuyền kép
    • 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
    • 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
    • 4.3.6. Kiểm tra điều kiện 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
      • 4.3.7.3. Kết quả thực nghiệm
  • 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

• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

  • 1. KẾT LUẬN
  • 2. KIẾN NGHỊ