Đang tải... (xem toàn văn)
Hiện nay, các bờ đá ta luy dương trên các tuyến đường giao thông vùng núi nước ta thường được thiết kế và thi công dốc đứng với chiều cao lớn, thậm chí với cả những loại đá có kết cấu không ổn định… nhưng lại ít được chú trọng trong việc phòng chống đá rơi, đá lở. Vì vậy, hiện tượng đá lở, đá rơi xuất hiện không chỉ vào mùa mưa lũ mà ngay cả ở mùa khô trên nhiều tuyến đường. Sau 3 năm triển khai thử nghiệm (2016-2018), giải pháp sử dụng thép cường độ cao chống ăn mòn kết hợp đinh đá cáp biên, cáp đỉnh để ổn định bề mặt bờ dốc đất đá nứt nẻ tại quốc lộ 6 đã khẳng định hiệu quả thiết thực trong việc giảm thiểu nguy cơ đá lở, đá rơi trên các tuyến đường giao thông vùng núi nước ta.
Khoa học - Công nghệ đổi sáng tạo Phòng chống đá lở, đá rơi lưới thép cường độ cao chống ăn mòn Nguyễn Đức Mạnh, Nguyễn Đình Dũng Trường Đại học Giao thông Vận tải Hiện nay, bờ đá ta luy dương tuyến đường giao thông vùng núi nước ta thường thiết kế thi công dốc đứng với chiều cao lớn, chí với loại đá có kết cấu khơng ổn định… lại trọng việc phòng chống đá rơi, đá lở Vì vậy, tượng đá lở, đá rơi xuất không vào mùa mưa lũ mà mùa khô nhiều tuyến đường Sau năm triển khai thử nghiệm (2016-2018), giải pháp sử dụng thép cường độ cao chống ăn mòn kết hợp đinh đá cáp biên, cáp đỉnh để ổn định bề mặt bờ dốc đất đá nứt nẻ quốc lộ khẳng định hiệu thiết thực việc giảm thiểu nguy đá lở, đá rơi tuyến đường giao thông vùng núi nước ta Nguy hiểm thường trực Các bờ dốc đá cứng thuộc ta luy dương đường đào vùng núi thường dốc đứng (góc dốc 60÷900), chiều cao lớn (thường từ 30-50 m đến 70-90 m), cấu tạo từ loại đá có thành phần, tính chất, mức độ phong hóa nứt nẻ khác Hiện tượng đá lở, đá đổ, đá rơi hay đá trượt theo lớp xảy phổ biến nước nhiều nơi giới Tại Việt Nam, nhiều tuyến đường quan trọng đường Hồ Chí Minh, quốc lộ 3, 3B, 4A, 4B, 4D, 6, 12, 14, 15, 34, 70, 217, 279, tuyến tỉnh lộ vùng núi hay đường sắt Bắc Nam Hà Nội - Lào Cai… thường xuyên xuất đá lở, đá rơi, ảnh hưởng nghiêm trọng đến an tồn khai thác cơng trình, kinh tế tính mạng người Chính vậy, việc áp dụng giải pháp kỹ thuật mới, có sử dụng hệ kết cấu “mềm” linh hoạt việc kết hợp neo giữ đinh đá với lưới thép cường độ cao 34 chống ăn mòn (hệ lưới - neo) để ngăn giữ đá lở, đá rơi bờ dốc đá nói chung nhu cầu cấp thiết Giải pháp cho vấn đề đặt ra? Để ổn định bờ dốc đất đá nói chung, bờ dốc đá nứt nẻ nói riêng, giải pháp truyền thống hay truyền thống kết hợp với vật liệu công nghệ đại áp dụng Việt Nam, gồm: sửa mặt bờ dốc để giảm độ cao, góc dốc tải trọng bờ dốc; gia cố che phủ mặt bờ dốc ốp mái đá xây, phun phủ vữa, phun phủ bitum, phun phủ ximăng…; làm đất đá hay liên kết khe nứt việc sử dụng xi măng, chất kết dính khác (đặc biệt silicat, keo hóa học hay vữa cường độ cao); xây dựng công trình chống trượt kiên cố tường chống bê tông hay bê tông cốt thép, tường bê tông cốt thép hay khung bê tông cốt thép kết hợp hệ neo cáp bu lơng đá; xây dựng Số năm 2019 cơng trình nước mặt nước ngầm Tuy nhiên, giải pháp gặp nhiều khó khăn q trình thi cơng giá thành đầu tư Một hệ thống kết cấu “mềm” linh hoạt gồm lưới thép cường độ cao siêu mạ kết hợp đinh đá, cáp biên cáp đỉnh sử dụng để ổn định bề mặt bờ dốc đất đá làm việc theo nguyên tắc thiết lập mặt cắt cân áp dụng rộng rãi hiệu hầu khắp nước châu Âu, châu Mỹ, Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc, Ấn Độ, Indonesia… lựa chọn tốt để áp dụng nước ta thời gian tới Giải pháp sử dụng lưới thép có mắt vng lục giác tạo sợi thép hay cáp xoắn cường độ chịu kéo cao (1.770-2.550 MPa), chịu tác động từ yếu tố môi trường thông thường chống ăn mòn lớp mạ đặc biệt Lưới phủ lên mặt bờ dốc đất đá cần bảo vệ ghim giữ nhờ quanh đinh đá huy động để ổn định khối đất đá nhờ sức kháng kéo kháng cắt thân đinh đá gia cố bờ dốc cách bị động Khi chưa có dịch chuyển, sức kháng cắt đinh đá làm tăng ma sát mặt phân tách hay mặt học - công nghệ đổi sáng tạo yếu có khối đá nứt nẻ Khi có dịchkhoa chuyển sức kháng kéo đinh đá huy động áp lực pháp tuyến bề mặt khe nứt tăng lên Bố trí chung đinh đá/đinh đất Lưới thép cường độ cao Đinh đá với đệm Neo cáp Mặt trượt tiềm tàng Hình 1 Sơ đồ bố trí thống thépthống cường độlưới cao chống ăn mòn gia cố độ bờ dốc (Nguồn Geobrugg) Hình Sơ đồhệbố trílướihệ thép cường cao chống ăn mòn gia cố bờ dốc đinh đất hay đinh đá có kết hợp dây cáp biên cáp đỉnh tạo thành hệ linh hoạt gia cố nhằm ổn định bờ dốc (hình 1) Thơng thường, cáp biên nối ren vào gờ đinh đá, bên gắn vào neo cáp góc Đinh đá (có thể gọi neo thường) hệ thống ổn định kết cấu, chống lại chuyển dịch mức khối đá cách tạo ứng suất truyền vào khối đá Đinh đá có nhiệm vụ giữ khối đá nguy ổn định, liên kết khối đá lại với tạo thành khối ổn định Nói cách khác, phần lõi thép vữa bao quanh đinh đá huy động để ổn định khối đất đá nhờ sức kháng kéo kháng cắt thân đinh đá gia cố bờ dốc cách bị động Khi chưa có dịch chuyển, sức kháng cắt đinh đá làm tăng ma sát mặt phân tách hay mặt yếu có khối đá nứt nẻ Khi có dịch chuyển sức kháng kéo đinh đá huy động áp lực pháp tuyến bề mặt khe nứt tăng lên Hiệu ổn định bờ dốc sử dụng lưới thép cường độ cao chống ăn mòn kiểm chứng nhiều nước giới, chúng đặc biệt hiệu phòng chống đá lở, đá rơi Ứng dụng Việt Nam Tại Việt Nam, từ năm 2016 đến nay, đoạn bờ dốc đá thuộc phần ta luy dương gồm: Km128+602÷Km128+677, Km129+310÷Km129+381 Km129+990÷Km130+037 quốc lộ thuộc địa phận xã Tòng Đậu, huyện Mai Châu, tỉnh Hòa Bình thi cơng thử nghiệm giải pháp công nghệ để ổn định bờ dốc chống đá lở, đá rơi Các vị trí lựa chọn thi cơng thử nghiệm nằm bên phải quốc lộ hướng Hà Nội - Sơn La, cao 60 m, độ dốc lớn (hệ số bờ dốc 1/0,2) Cấu tạo địa chất đá vôi nứt nẻ mạnh, phong hóa khơng đều, nhiều tảng hay khối liên kết số “điểm đen” thường xuyên xuất đá lở, đá rơi, gây nguy hiểm cản trở giao thông Giải pháp lưới thép cường độ cao chống ăn mòn với đinh đá, cáp biên, lưới thép cường độ cao Tecco chi tiết phụ trợ Hãng Geobrugg (Thụy Sỹ) tính tốn theo ngun tắc thiết kế địa kỹ thuật thông thường Các giá trị khối đá nứt nẻ sử dụng tính tốn ổn định bờ dốc gồm: góc ma sát φ’=400; lực dính kết đơn vị c’=0 kPa; trọng lượng thể tích γ=27 kN/m3 Bờ dốc ổn định lưới thép cường độ cao Tecco® G65/3 (cường độ kéo đứt >1.770 MPa), đường kính sợi thép mm, chiều rộng mắt lưới 65 mm, có lớp mạ đặc biệt (hợp kim Zn/Alalloy, chống ăn mòn) Hãng Geobrugg Liên kết lưới thép khóa nối chế tạo từ thép đúc cường độ cao đặc Số năm 2019 35 đá rơi đátrên rơi bờ dốc bờ dốc VớiVới giảigiải pháp pháp nêunêu trên, trên, bờbờ dốc dốc khơng khơngcòn cònxuất xuấthiện hiệncác tảng tảng hay hay khối đácũng rơi đường trước, mặtbờbờdốc dốcổn ổnđịnh, định,thực thực vật vật phát phát triển đá rơi nhưnhư lăn lăn trêntrên mặtmặt đường trước, bềbề mặt học đinh - Cơng đổi sáng tạo bình thường, đinh đá thép vàvàthép khơng biểu hiệndịch dịchchuyển chuyểncũng cũngnhư nhưăn ăn mòn mòn đặc đặc biệt bìnhKhoa thường, đánghệ khơng có có biểu (hình(hình 2) 2) Hình Hiệu ổn định bờ dốc chống đá lở lưới thép cường độ cao chống ăn mòn quốc lộ (10/2018) HìnhHình Hiệu Hiệu quảquả ổn định ổn định bờ bờ dốcdốc chống chống đáđá lởlở củalưới lướithép thépcường cườngđộ độ cao cao chống chống ăn biệt mạ kẽm loại Tecco T3 Lưới khối đá rơi lăn mặt mònđược mòn trênbao quốc quốc lộ mặt 6lộ(10/2018) (10/2018) phủ bề bờ dốc đường trước, bề mặt bờ dốc đá khu vực tập trung dân cư, cơng trình giao thơng ? trạng, kết hợp với hệ thống đinh ổn định, thực vật phát triển bình Cùng Cùng với với hiệuhiệu quảquả bước bước đầuđầu như đãđã nêu nêutrên, trên,giải giảipháp pháp còn mang mang lại nhiều nhiều ưu TÀI LIỆU THAM KHẢO lại đá loại Gewi d=32 mm chống ăn thường, đinh đá thép khơng có Nguyễn Sỹ Ngọc (2014), Cơ học biểu dịch chuyển dàikhác 4,3 m, khoảng điểm khác bật như: giữ nguyên trạng dốc công, vừathi thicơng cơng vừa vừa khai điểmmòn, chiều bật như: giữ nguyên trạng bờbờ dốc thithicông, vừa đá, Nhà xuất Giao thông Vận tải, cách đinh đá 2,0 m, đặt ăn mòn đặc biệt (hình 2) Hà Nội lỗ khoan đường kính 76 đường, thác thường tuyến thực vật phát triển lại sau khiđưa đưavào vào sử sử dụng, dụng, thân thác bìnhbình thường tuyến đường, thực vật phát triển lại sau Cùng với hiệu bước đầu Nghiêm Hữu Hạnh (2005), Cơ mm lấp đầy vữa xi măng nêu trên, giải pháp học đá, Nhà xuất Xây dựng, Hà thiện với môi trường; bị gọn nhẹ, vật liệu; cơngđược đượctrên trênđịa địahình hình cao cao dốc thiệncường với mơi trường; thiếtthiết bị gọn nhẹ, vật liệu; thithicơng độ M300 mang lại nhiều ưu điểm bật Nội vị 0trí đinh đất dùng như: giữ nguyên trạng Tại(80-85 đứngđứng (80-85 ); thi); công thi công nhanh nhanh khác đảm đảm bảobảo ổnổn định định lâu lâudài… dài… Marek Cala, Daniel Flum, Rudolf đệm P33/66 đặt theo chiều bờ dốc thi công, vừa thi cơng Rüegger, Armin Roduner and Stephan Wartmann (2012), TECCO® Slope khai thác bình thường việc ngang phủ lên với mắt lưới, kết hợp Cùng phát triển khoa học vàcông côngnghệ, nghệ, việc bộtiêu tiêu chuẩn sở Cùng với phát triển củavừa khoa học chuẩn Stabilization System and RUVOLUM® bắt bu lơng để cố định lưới thép tuyến đường, thực vật phát triển Dimensioning Method Romanshorn, thiết kế, công thi công cho nghiệm giải pháp ổn định dốcbằng lướithép thép cường cường độ cao thiếtvà kế,giảm thi tải nghiệm thuthu giải pháp ổnvào định bờbờdốc lưới lại sau đưa sử dụng, thân sức chịu lưới Switzerland, 240p thép Cáp biên đường kính D=12 thiện với mơi trường; thiết bị thi B Muhunthan, Shanzhi Shu, chống ăn mòn ban hành kiệnthuận lợicho cho việc ápdụng dụng phổ biến chống ănđặtmòn banlưới hành điều việc áp phổ cơng gọn nhẹ, ítđiều vậtkiện liệu; thithuận cơnglợi mm chèn có liên kết Omar A Hattamleh (2011), Analysis thép cạnh bề mặt bờ dốc, địa hình cao dốc and design of wire mesh/cablenet công nghệ nước ta nhằm đảm bảoanantồn, tồn,phòng phòngtránh tránhrủi rủi ro ro do trượt côngđược nghệgắn thờithời giangian tới tới nước ta nhằm đảm bảo căng với neo cáp đứng (80-850); thi công nhanh slope protection, Department of Civil and Environmental Engineering, biên D=14,5 vàkhu cố định đảm bảo định lâu dài…giao lởđá đất đácác tạimm vực tập trung cư, cơng trình giaothơng thơng lở đất khu vực tậpbằng trung dândân cư,ổn công trình Washington State University neo cáp đầu dây cáp Cùng với phát triển D.J Varnes (1978), Slope LIỆU THAM KHẢO TÀITÀI LIỆU THAM KHẢO Sau năm thi công sử khoa học công nghệ, việc movement types and processes, dụng thử nghiệm, giải pháp lưới tiêu chuẩn sở thiết kế, thi In Special report 176: Landslides: Nguyễn Sỹ Ngọc (2014), Nhà xuấtbản bảnGiao Giaothông thôngVận Vậntải, tải, Hà Hà Nội Nguyễn Sỹ Ngọc (2014), CơCơ họchọc đá,đá, Nhà xuất thép cường độ cao chống ăn mòn cơng nghiệm thu giải pháp Analysis and Control, Transportation Research Board, Washington, D.C Hòa Bình choHữu thấy hiệu ổn định bờ học dốc lưới thép Nghiêm Hữu Hạnh (2005), Nhà xuất bảnXây Xâydựng, dựng,Hà Hà Nội Nội Nghiêm Hạnh (2005), CơCơ học đá,đá, Nhà xuất khả quan công nghệ cường độ cao chống ăn mòn chống đá lở, đáDaniel rơi Flum, ban hành điều kiện Marek Cala, Flum, Rudolf Rüegger, Armin Roduner Roduner and and Stephan Stephan phòng Marek Cala, Daniel Rudolf Rüegger, Armin bờ dốc Với giải pháp nêu thuận lợi cho việc áp dụng phổ Wartmann TECCO® Slope Stabilization System andRUVOLUM® RUVOLUM®Dimensioning Dimensioning Wartmann TECCO® Slope Stabilization trên, bờ (2012), dốc (2012), vị trí biến cơng nghệ nàySystem thời gianand tới cho "điểm đen" quốc lộ nước ta nhằm đảm bảo an toàn, Method Switzerland, 240p Method Romanshorn, Switzerland, 240p khơng Romanshorn, xuất tảng hay phòng tránh rủi ro trượt lở đất 36 Số năm 2019 4 ... ổn định bờ bờ dốcdốc chống chống đá á lởlở củalưới lướithép thépcường cường ộ độ cao cao chống chống ăn biệt mạ kẽm loại Tecco T3 Lưới khối đá rơi lăn mặt mòn ược mòn trênbao quốc quốc lộ mặt... “điểm đen” thường xuyên xuất đá lở, đá rơi, gây nguy hiểm cản trở giao thông Giải pháp lưới thép cường độ cao chống ăn mòn với đinh đá, cáp biên, lưới thép cường độ cao Tecco chi tiết phụ trợ Hãng... đồ bố trí thống thépthống cường đ lưới cao chống ăn mòn gia cố độ bờ dốc (Nguồn Geobrugg) Hình Sơ đồhệbố trílướihệ thép cường cao chống ăn mòn gia cố bờ dốc đinh đất hay đinh đá có kết hợp dây