Mái lợp ống cho công trình hầm đào nông tại đô thị
Pipe roofs for shallow tunneling in urban condition
Tóm tắt
Trong khi xây dựng hầm đang là lựa chọn cho các dự án cơ sở hạ tầng trong khu vực đô thị hoá, thì nhu cầu về xây dựng đối với hầm nông đặt gần khu vực hạ tầng và công trình nhà dân ngày một gia tăng. Khi mà đóng cửa trong thời gian dài của các đường ray tàu hoặc đường bộ đang hoạt động là không được phép, thì phương pháp đào mở bên dưới ga hoặc toà nhà lại không khả thi trong đô thị luôn tắc nghẽn và chật chội. Do đó, các phương pháp đào ngầm an toàn bên dưới các hạ tầng đô thị cần được thiết kế. Bài viết này nghiên cứu các lựa chọn và thách thức liên quan đến phương án thi công thiết bị chống đỡ trước dưới dạng mái lợp ống khung thép. Các thách thức kỹ thuật và thi công cho các lựa chọn hầm sâu hơn cũng như thi công hầm giao cắt nông sẽ được thảo luận, và những thay thế khả dĩ cho việc thi công mái lợp ống ngầm. Bài báo trình bày ảnh hưởng của mái lợp ống trên bề mặt ổn định được sử dụng bởi mô hình số 3D và các kết quả được so sánh với các mô hình cân bằng giới hạn truyền thống bằng cách sử dụng áp lực đất quá tải tác dụng lên các dầm trên nền đàn hồi.
Abstract
Demands for shallow tunneling which is close to existing buildings or infrastructure, are increasing while tunneling continues to be the choice for structural projects in urban areas. While closing of existing rail lines or roads for a long duration is not be allowed, open cut methods under remaining stations or buildings are not feasible in congested urban areas near busy roads and underground utilities. Methods to allow tunneling safely underneath current infrastructure, therefore, are necessary to be designed. This paper investigates the opportunities and challenges associated with installing pre-support in the form of pipe roofs with steel frames as one such method. The challenges of deeper options as well as shallow crossings, in terms of engineering and construction, are discussed, including possible alternatives to underground pipe roof installation. This paper presents the effects of pipe roofs on surface stability using a 3D numerical model and the results are compared with conventional limited equilibrium models using overburden earth pressure applying on elastic foundation beams.
