Nhận viết luận văn Đại học , thạc sĩ - Zalo: 0917.193.864 Tham khảo bảng giá dịch vụ viết bài tại: vietbaocaothuctap.net Download luận án tiến sĩ ngành kĩ thuật trắc địa với đề tài: 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

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT
DIÊM CÔNG HUY
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
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
HÀ NỘI - 2018

2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT
DIÊM CÔNG HUY
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
MÃ SỐ: 9520503
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
Người hướng dẫn khoa học:
1. PGS.TS TRẦN VIẾT TUẤN
2. PGS.TS NGUYỄN QUANG THẮNG
HÀ NỘI - 2018

3. i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số
liệu, kết quả trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong
bất cứ một công trình nào khác.
Tác giả luận án
Diêm Công Huy

4. ii
MỤC LỤC
Lời cam đoan ................................................................................................... i
Mục lục............................................................................................................ ii
Danh mục các chữ viết tắt ................................................................................ iv
Danh mục bảng biểu......................................................................................... v
Danh mục hình vẽ ............................................................................................ vi
MỞ ĐẦU ......................................................................................................... 1
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............................................................................................................7
1.1. Công nghệ thi công xây dựng các công trình hầm ở Việt Nam ................. 7
1.2. Tổng quan các công trình nghiên cứu ở nước ngoài .................................. 17
1.3. Tổng quan các công trình nghiên cứu ở trong nước................................... 20
1.4. Định hướng nghiên cứu trong luận án........................................................ 23
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 ..............................................................................................24
2.1. Sai số đào thông hầm và các hạn sai cho phép........................................... 24
2.2. Nghiên cứu xây dựng cơ sở khoa học về yêu cầu độ chính xác định
hướng hầm trong thi công hầm ở Việt Nam...................................................... 31
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 ............................................................. 37
Chương 3: 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.................................................... 50
3.1. Nâng cao hiệu quả thành lập lưới khống chế mặt bằng trên mặt đất trong
thi công hầm..................................................................................................... 50

5. iii
3.2. Nâng cao độ chính xác chuyền tọa độ và phương vị xuống hầm qua giếng đứng..59
3.3. Nâng cao độ chính xác chuyền độ cao xuống hầm qua giếng đứng........67
3.4. Lựa chọn dạng lưới khống chế mặt bằng trong hầm phù hợp với đặc điểm điều
kiện thi công hầm ......................................................................................................80
Chương 4: NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP KỸ THUẬT ĐẢM BẢO ĐỘ CHÍNH
XÁC THI CÔNG HẦM BẰNG CÔNG NGHỆ TBM (TUNNEL BORING
MACHINE)..............................................................................................................92
4.1. Quy trình đào hầm bằng công nghệ TBM.................................................. 92
4.2. Công tác trắc địa phục vụ thi công hầm bằng công nghệ TBM (Tunnel
Boring Machine) .............................................................................................. 95
4.3. Thành lập lưới mặt bằng thi công trong hầm ở dạng lưới đường chuyền
kép ................................................................................................................... 101
4.4. Ứng dụng máy kinh vĩ con quay để định hướng hầm trong thi công xây
dựng đường hầm. ............................................................................................. 112
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.......................................................................... 119
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ............................................ 121
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................ 122
PHỤ LỤC........................................................................................................ 128

6. iv
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
STT Chữ viết tắt Ý nghĩa
1 EDM Electronic Distance Measurement
2 GPS Global Positioning System
3 KHCN Khoa học Công nghệ
4 NATM New Austrian Tunnelling Mothod
5 PTĐK Phương trình điều kiện
6 SSTP Sai số trung phương
7 TBM Tunnel Boring Machine
8 TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam
9 TĐĐT Toàn đạc điện tử

7. v
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1. Sai số giới hạn đào thông hầm................................................................26
Bảng 2.2. Độ lệch giới hạn của các thông số kết cấu và mặt cắt ...................27
Bảng 2.3. Sai số giới hạn thi công hầm của các nước trên thế giới .......................31
Bảng 2.4. Quy định về sai số trung phương (mi) của các................................33
Bảng 2.5. Hạn sai cho phép của trục tim hầm trong thi công ................................36
Bảng 2.6. Hạn sai cho phép trong thi công công trình hầm bằng công nghệ TBM36
Bảng 2.7. Sai số trung phương (mi) khi thi công bằng công nghệ TBM ...............37
Bảng 3.1. Kết quả tổng hợp ước tính độ chính xác sai số ....................................58
Bảng 3.2. Kết quả tổng hợp ước tính độ chính xác phương vị...............................58
Bảng 3.3. Giá trị các đại lượng đo của tam giác liên hệ .........................................62
Bảng 3.4. So sánh tọa độ các điểm khi chuyền điểm P,G trên tầng cao 30m ......64
Bảng 3.5. So sánh phương vị các cạnh chuyền qua tam giác liên hệ xuống ........65
Bảng 3.6. Kết quả đo khoảng cách bằng từ máy TĐĐT đến phương phụ P .........71
Bảng 3.7. So sánh kết quả chuyền độ cao theo ba phương pháp ...........................72
Bảng 3.8. Kết quả kiểm nghiệm thước thép và Disto ............................................77
Bảng 3.9. Kết quả đo khoảng cách bằng thiết bị Disto tại các tầng đến ................78
Bảng 3.10. Kết quả đo thực nghiệm tại Block N01 công trình 136 Hồ Tùng Mậu79
Bảng 3.11. So sánh kết quả chuyền độ cao theo hai phương pháp ........................79
Bảng 3.12. Bảng so sánh kết quả ước tính theo các phương án ............................87
Bảng 3.13. Bảng kết quả so sánh độ lệch tọa độ theo các phương án .......... 88
Bảng 3.14. Bảng kết quả tính toán các phương án .................................................88
Bảng 4.1. Bảng kết quả tính toán các phương án đo đường chuyền kép .............111

8. vi
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Thi công theo phương pháp đào mở .........................................................9
Hình 1.2. Ảnh thi công theo phương pháp đào mở tại ga Ba Son .................10
Hình 1.3. Thi công theo phương pháp tường trong đất...........................................11
Hình 1.4. Thi công hầm theo phương pháp hạ đoạn...............................................12
Hình 1.5. Thi công hầm Thủ Thiêm theo phương pháp hạ đoạn............................12
Hình 1.6. Thi công hầm theo phương pháp khai mỏ ..............................................13
Hình 1.7. Thi công hầm theo phương pháp NATM tại hầm Đèo Cả.....................15
Hình 1.8. Hình ảnh chung của hệ thống TBM........................................................17
Hình 2.1. Sai số đào thông hầm trong mặt phẳng nằm ngang............................ 24
Hình 2.2. Sai số đào thông hầm trong không gian..................................................24
Hình 2.3. Sơ đồ minh họa đoạn hầm thẳng ………………………………..38
Hình 3.1. Sơ đồ bố trí các mốc GPS thi công hầm Đèo Cả....................................53
Hình 3.2. Sơ đồ lưới GPS thi công hầm Đèo Cả (Phương án 1)............................55
Hình 3.3. Sơ đồ lưới GPS thi công hầm Đèo Cả (Phương án 2)............................56
Hình 3.4. Sơ đồ lưới GPS thi công hầm Đèo Cả (Phương án 3)............................57
Hình 3.5. Định hướng qua giếng đứng ...................................................................60
Hình 3.6. Định hướng qua giếng đứng xuống hầm bằng máy chiếu đứng............61
Hình 3.7. Sơ đồ lưới đường chuyền thực nghiệm...................................................63
Hình 3.8. Giếng đứng thi công hầm tàu điện ngầm tuyến Bến Thành – Suối Tiên
tại TP Hồ Chí Minh.......................................................................................66
Hình 3.9. Sơ đồ chuyền độ cao bằng TĐĐT qua giếng đứng xuống hầm.............68
Hình 3.10. Sơ đồ chuyền độ cao bằng thiết bị đo khoảng cách Disto ...................73
Hình 3.11. Sơ đồ minh họa các giá trị S; D và e ………………….……75
Hình 3.12. Hình ảnh đo đạc thực nghiệm bằng thiết bị đo khoảng cách Disto......78
Hình 3.13. Lưới khống chế trắc địa trong hầm .......................................................81
Hình 3.14. Đường chuyền treo.................................................................................83
Hình 3.15. Đồ hình lưới so sánh..............................................................................84

9. vii
Hình 3.16. Đường chuyền treo ................................................................................84
Hình 3.17. Đường chuyền treo có đo kiểm tra bổ sung các góc bên trái ...............85
Hình 3.18. Đường chuyền khép kín.........................................................................85
Hình 3.19. Đường chuyền khép kín có đo thêm một số góc - cạnh .......................85
Hình 3.20. Đường chuyền khép kín đo tất cả các góc và cạnh của lưới ................86
Hình 3.21. Sơ đồ bố trí các mũi thi công đường hầm áp lực..................................89
Hình 4.1. Khoảng áp dụng các loại khiên theo đường kính hầm ...........................93
Hình 4.2. Sơ đồ bố trí các bộ phận cấu thành của hệ thống TBM..........................93
Hình 4.3. Đầu cắt đường kính 13.9m ......................................................................94
Hình 4.4. Thành lập các điểm khống chế mặt bằng trên mặt đất gần giếng đứng.95
Hình 4.5. Chuyền tọa độ từ trạm khống chế trên mặt đất xuống trạm khống........96
Hình 4.6. Chuyền tọa độ qua đường chuyền kép bên trong đường hầm................96
Hình 4.7. Chuyền tọa độ, độ cao lên các trạm khống chế tạm thời........................97
Hình 4.8. Hệ thống chỉ dẫn/định hướng TBM........................................................98
Hình 4.9. Hệ thống định hướng TBM tự động........................................................99
Hình 4.10. Buồng điều khiển TBM.......................................................................100
Hình 4.11. Độ lệch vị trí trục đường hầm..............................................................100
Hình 4.12. Kích nối khớp của TBM......................................................................100
Hình 4.13. Đoạn đường hầm ở phía sau TBM......................................................102
Hình 4.14. Sơ đồ lưới đường chuyền kép .............................................................102
Hình 4.15. Sơ đồ đo góc - cạnh trên một trạm của lưới đường chuyền kép ........103
Hình 4.16. Sơ đồ đo góc - cạnh trên hai trạm 2 và 2' của đường chuyền kép......104
Hình 4.17. Sơ đồ đo góc - cạnh một đoạn trong lưới đường chuyền kép .......... 105
Hình 4.18. Lưới tứ giác nhỏ...................................................................................107
Hình 4.19. Sơ đồ thực nghiệm lưới đường chuyền kép........................................109
Hình 4.20. Sơ đồ lưới đường chuyền treo đơn........................................... 110
Hình 4.21. Sơ đồ lưới đường chuyền treo kép........................................... 110
Hình 4.22. Sơ đồ lưới đường chuyền kép phù hợp...............................................111
Hình 4.23. Dọi điểm bằng máy PNL.....................................................................112

10. viii
Hình 4.24. Sơ đồ lưới đường chuyền trong hầm …………………………..114
Hình 4.25. Đường chuyền trong hầm có đo thêm phương vị cạnh bằng kinh vĩ
con quay …………………………………………...………………………117

11. 1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Trong những năm gần đây cùng với tốc độ phát triển của đất nước, kết
cấu hạ tầng được nhà nước chú trọng đầu tư. Hiện nay, nước ta đã và đang thi
công xây dựng rất nhiều công trình đường hầm giao thông, thủy điện như các
công trình đường hầm đèo Hải Vân, hầm Nậm Chiến, hầm thuỷ điện A
Vương, hầm Đèo Cả... để phục vụ đời sống dân sinh. Đặc biệt tại hai thành
phố lớn là thành phố Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh đang tiến hành thi
công xây dựng các tuyến tàu điện ngầm đầu tiên. Theo quy hoạch, tại thành
phố Hà Nội mạng lưới đường sắt đô thị đến năm 2030 và tầm nhìn đến năm
2050 gồm 08 tuyến. Hiện nay đang thi công xây dựng tuyến số 3 (Nhổn - Ga
Hà Nội), tuyến này có đoạn đi ngầm từ Trường đại học Giao thông vận tải
đến Ga Hà Nội dài khoảng 4 km.Tại TP. Hồ Chí Minh theo quy hoạch mạng
lưới đường sắt đô thị đến năm 2030 và tầm nhìn đến năm 2050 gồm 06 tuyến,
hiện nay đang thi công xây dựng tuyến số 1 (Bến Thành - Suối Tiên) dài 19,7
km, trong đó có khoảng 2,6 Km đi ngầm. Các công trình đường hầm giao
thông này được xây dựng với mục đích cải thiện điều kiện của các tuyến
đường giao thông, giảm ách tắc trong các thành phố lớn. Trong tương lai,
nước ta sẽ thi công nhiều công trình đường hầm quy mô lớn và vận hành phức
tạp.
Đặc điểm của việc thi công xây dựng các công trình đường hầm là thi
công liên hoàn bao gồm: Đào hầm - Gia cố vỏ hầm - Hoàn thiện vỏ hầm. Quá
trình thi công và độ chính xác xây dựng công trình đường hầm phụ thuộc vào
công tác trắc địa định hướng hầm. Như vậy công tác trắc địa định hướng hầm
có ảnh hưởng rất lớn đến tiến độ thi công và độ chính xác xây dựng công trình
hầm, đặc biệt khi áp dụng công nghệ TBM. Do vậy vấn đề thành lập cơ sở
trắc địa cho việc định hướng các công trình đường hầm có ý nghĩa quan trọng

12. 2
đối với chất lượng thi công xây dựng công trình ngầm. Tuy nhiên cho đến
nay, chúng ta chưa có các Quy chuẩn về trắc địa công trình nói chung cũng
như quy chuẩn kỹ thuật về Trắc địa công trình trong thi công đường hầm nói
riêng, những Tiêu chuẩn đã có chỉ đề cập đến phương pháp trắc địa truyền
thống còn các phương pháp trắc địa hiện đại thì chưa được cập nhật, đặc biệt
là trong thi công xây dựng bằng công nghệ mới, định hướng các công trình
phức tạp và đòi hỏi độ chính xác cao như công tác trắc địa trong thi công công
trình tàu điện ngầm.
Vì vậy, nội dung nghiên cứu các giải pháp nâng cao hiệu quả định hướng
đường hầm trong thi công xây dựng các công trình ngầm là rất cần thiết và
phù hợp với thực tiễn ở Việt Nam hiện nay.
2. Mục đích, đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Mục đích của luận án nhằm nghiên cứu các giải pháp nâng cao chất
lượng và hiệu quả công tác định hướng đường hầm khi thi công xây dựng các
công trình hầm ở Việt Nam trong giai đoạn thi công xây dựng.
- Đối tượng nghiên cứu là các giải pháp kỹ thuật nâng cao hiệu quả
định hướng đường hầm trong thi công xây dựng các công trình hầm ở Việt
Nam
- Phạm vi nghiên cứu của luận án bao gồm: Tính toán độ chính xác yêu
cầu định hướng đường hầm khi thi công xây dựng các công trình hầm đối
hướng; nghiên cứu các giải pháp nâng cao hiệu quả định hướng đường hầm
trong thi công xây dựng các công trình hầm có độ sâu nhỏ hơn 100 m; nghiên
cứu giải pháp kỹ thuật đảm bảo độ chính xác thi công đường hầm bằng công
nghệ TBM.
3. Nội dung nghiên cứu
1- 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.

13. 3
2- 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- Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật đảm bảo độ chính xác thi công hầm
bằng công nghệ TBM.
4. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp thống kê: Tìm kiếm, thu thập tài liệu và cập nhật các
thông tin trên mạng internet và các thư viện.
- Phương pháp phân tích: Phân tích có lôgíc các tư liệu, số liệu làm cơ
sở để giải quyết các vấn đề đặt ra.
- Phương pháp thực nghiệm: Tiến hành các thực nghiệm cụ thể để
chứng minh lý thuyết, khẳng định tính đúng đắn, khả thi và đi đến kết luận.
- Phương pháp so sánh: Đối chiếu với các kết quả nghiên cứu khác
hoặc các nội dung liên quan để so sánh, đánh giá, đưa ra giải pháp phù hợp.
- Phương pháp ứng dụng tin học: Xây dựng các thuật toán và lập các
chương trình tính toán trên máy tính.
- Phương pháp toán học: Tập hợp các quy luật, định lý toán học để
chứng minh một số công thức phục vụ cho việc tính toán.
- Phương pháp chuyên gia: Tiếp thu ý kiến của người hướng dẫn, tham
khảo ý kiến các nhà khoa học, các đồng nghiệp về các vấn đề trong nội dung
đề tài.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
Ý nghĩa khoa học: Góp phần phát triển và hoàn thiện kỹ thuật định
hướng đường hầm trong thi công xây dựng các công trình hầm ở Việt Nam.
Ý nghĩa thực tiễn: Các kết quả nghiên cứu có thể được ứng dụng để
nâng cao hiệu quả định hướng đường hầm trong thi công xây dựng các công
trình ngầm ở Việt Nam trong giai đoạn thi công xây dựng ở thực tế sản xuất;

14. 4
Góp phần phục vụ ngành xây dựng Việt Nam nói chung và ngành xây dựng
công trình ngầm nói riêng ngày càng hiệu quả và an toàn.
6. Các luận điểm bảo vệ
Luận điểm thứ nhất: Để đảm bảo độ chính xác thi công xây dựng các
công trình đường hầm theo đúng thiết kế, cần phải nghiên cứu xác định độ
chính xác định hướng hầm theo các hạn sai cho phép trong thi công xây dựng
các công trình hầm đối hướng.
Luận điểm thứ hai: Áp dụng các giải pháp công nghệ và thiết bị đo đạc
tiên tiến vào công tác định hướng hầm cho phép nâng cao hiệu quả và đảm
bảo tiến độ thi công xây dựng các công trình hầm.
Luận điểm thứ ba: Khi thi công xây dựng đường hầm bằng công nghệ
TBM cần phải thành lập dạng lưới khống chế đặc biệt trong hầm và ứng dụng
công nghệ đo đạc hiện đại nhằm đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật của quá trình
thi công hầm bằng công nghệ này.
7. Các điểm mới của luận án
1- Đã xây dựng cơ sở khoa học xác định hạn sai cho phép của các yếu
tố định hướng hầm. Từ đó có thể xác định được độ chính xác cần thiết các
yếu tố định hướng hầm trên cơ sở ứng dụng công nghệ đo đạc hiện đại trong
thi công xây dựng các công trình hầm ở Việt Nam.
2- Đã nghiên cứu, đề xuất ứng dụng một số giải pháp kỹ thuật và công
nghệ tiên tiến vào quá trình định hướng hầm (Ứng dụng máy chiếu đứng để
chuyền tọa độ, phương vị xuống hầm; sử dụng các loại máy đo dài điện tử để
chuyền độ cao xuống hầm; ứng dụng máy kinh vĩ con quay khi thành lập lưới
khống chế trong hầm…). Kết quả nghiên cứu các ứng dụng này cho phép
nâng cao độ chính xác và tính hiệu quả công tác trắc địa khi thi công các công
trình hầm đối hướng.

15. 5
3- Đã nghiên cứu phương pháp thiết kế và thành lập lưới khống chế
trong hầm ở dạng lưới đường chuyền kép, thành lập các công thức dùng để
kiểm tra các yếu tố kỹ thuật của lưới đường chuyền kép khi thành lập lưới
khống chế thi công trong hầm. Điều này cho phép triển khai ứng dụng một
cách rộng rãi dạng lưới khống chế đặc biệt này vào quá trình thi công hầm
bằng công nghệ TBM ở Việt Nam.
8. Cấu trúc và nội dung luận án
Cấu trúc luận án gồm ba phần:
Phần mở đầu: Giới thiệu tổng quan về luận án, tính cấp thiết, mục đích,
ý nghĩa, phương pháp, nội dung nghiên cứu của luận án, đồng thời đưa ra các
luận điểm bảo vệ và điểm mới của luận án.
Phần nội dung nghiên cứu chính được trình bày trong 04 chương:
Chương 1: Tổng quan về nghiên cứu các giải pháp nâng cao hiệu quả
định hướng đường hầm trong thi công xây dựng các công trình hầm.
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.
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.
Chương 4: Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật đảm bảo độ chính xác thi
công hầm bằng công nghệ TBM.
Phần kết luận: Tổng hợp lại những vấn đề nghiên cứu trong luận án,
đưa ra những nhận xét, đánh giá các giải pháp nâng cao hiệu quả định hướng
đường hầm trong thi công xây dựng các công trình ngầm ở Việt Nam cũng
như định hướng cho phát triển trong tương lai.

16. 6
9. Lời cảm ơn
Trước hết, nghiên cứu sinh xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành và
sâu sắc đến người hướng dẫn khoa học PGS.TS Trần Viết Tuấn, PGS. TS
Nguyễn Quang Thắng đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và cho nhiều chỉ dẫn
khoa học có giá trị giúp nghiên cứu sinh hoàn thành các nội dung của luận án.
Nghiên cứu sinh xin cảm ơn các Thầy, Cô trong khoa Trắc địa - Bản đồ
và Quản lý đất đai - Trường Đại học Mỏ - Địa chất, các đồng nghiệp trong
ngành Trắc địa và đặc biệt là các Thầy, Cô trong bộ môn Trắc địa công trình
đã giúp đỡ và có những ý kiến đóng góp quý báu cho tác giả hoàn thiện nội
dung của luận án.
Nghiên cứu sinh xin chân thành cảm ơn các đồng nghiệp ở Viện KHCN
Xây dựng - Bộ Xây dựng đã tận tình giúp đỡ cho tác giả được tiếp cận và tham
gia vào thực tế sản xuất để có được các số liệu thực nghiệm trong luận án.
Nghiên cứu sinh xin chân thành cảm ơn tất cả những sự giúp đỡ quý
báu đó.

17. 7
Chương 1
TỔNG QUANVỀ NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO
HIỆU QUẢ ĐỊNHHƯỚNG ĐƯỜNG HẦM TRONG THI CÔNG
XÂY DỰNG CÔNGTRÌNH 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
Đường hầm là loại công trình dưới mặt đất có chiều dài ít nhất là gấp đôi
chiều rộng, kín ở hai sườn và mở an toàn ở hai đầu. Tùy theo chức năng, mục
đích sử dụng, đường hầm có thể phân thành các loại chính sau 12:
- Đường hầm giao thông: Gồm đường hầm trên các tuyến đường sắt,
đường bộ, đường tàu điện ngầm; đường hầm cho người đi bộ ở thành phố;
đường hầm vận chuyển vật liệu từ nơi khai thác đến nhà máy ...
- Đường hầm thuỷ lợi: Được xây dựng trên các kênh dẫn có tác dụng hạ
thấp độ cao ở phía thượng lưu để cải thiện chế độ cấp nước cho các tuyến
kênh. Một ví dụ là đường hầm dẫn nước ở các nhà máy thuỷ điện, có chiều
dài từ vài trăm mét tới hàng chục cây số, với kích thước từ vài mét đến hàng
chục mét, là hạng mục rất quan trọng.
- Đường hầm dân dụng và công nghiệp: Được xây dựng ở vùng núi hoặc
thành phố để khai thác khoáng sản, làm kho chứa vật liệu, vũ khí. Trong các
thành phố lớn, đường hầm được xây dựng để đặt các hệ thống cáp điện lực
hoặc cáp thông tin, tạo thuận lợi cho việc quản lý khai thác và bảo dưỡng.
1.1.2 Các phương pháp thi công đường hầm
Với nhu cầu xây dựng công trình ngầm nói chung và công trình đường
hầm nói riêng ngày càng nhiều, đặc biệt là ở các nước công nghiệp phát triển,
hàng loạt các giải pháp kỹ thuật đã được hình thành và hoàn thiện tùy theo

18. 8
các điều kiện, yêu cầu thi công và theo trình độ phát triển khoa học kỹ thuật.
Những tiến bộ khoa học kỹ thuật và trình độ công nghệ hiện nay cho phép thi
công xây dựng các công trình hầm hầu như trong mọi điều kiện địa chất và
môi trường khác nhau.
Các công nghệ thi công công trình hầm rất phong phú và đa dạng, đó là
tổ hợp khá linh hoạt của nhiều giải pháp kỹ thuật và sơ đồ công nghệ khác
nhau. Tên gọi của các phương pháp, công nghệ thi công xây dựng công trình
hầm cũng có nhiều xuất xứ khác nhau, có thể theo nơi đã phát triển công nghệ
hay phương pháp, theo giải pháp kỹ thuật phổ biến … Vì vậy, người thiết kế
và thi công có thể linh hoạt lựa chọn các phương pháp thi công, các giải pháp
kỹ thuật xử lý các tình huống có thể xảy ra, trên cơ sở hiểu biết rõ ràng, đầy
đủ về các yếu tố, các khâu kỹ thuật quan trọng của công nghệ thi công.
Theo vị trí của không gian thi công các kết cấu công trình hầm có thể
phân chia các phương pháp thi công vào hai nhóm là phương pháp thi công lộ
thiên và phương pháp thi công ngầm.
1.1.2.1 Xây dựng công trình đường hầm bằng phương pháp lộ thiên
Các phương pháp thi công lộ thiên đã được phát triển mạnh và khá
hoàn chỉnh về công nghệ. Phương pháp thi công lộ thiên khác nhau ở phương
thức tiến hành công việc và có thể phân ra các nhóm khác nhau tùy theo tiêu
chí phân nhóm. Theo đặc điểm công nghệ, thi công lộ thiên được chia thành
các phương pháp sau: Phương pháp đào mở và phương pháp tường trong đất.
a. Phương pháp thi công đào mở
Đối với đường hầm nông thì đào và xây bằng phương pháp đào mở. Ở
vùng chưa xây dựng hoặc có không gian mặt bằng đầy đủ thì đào hào với mái
dốc tự nhiên, không cần đặt khung chống, tường chắn (hình 1.1.a). Bề rộng
của hào ở phía dưới B2 cần phải lớn hơn bề rộng Bo của hầm. Chiều sâu của
hào bao gồm chiều sâu của hầm và độ dày của lớp lót d [4].

19. 9
Khi không thể đào hào có mái dốc rộng, thì đào hào với vách thẳng
đứng có bổ trụ, đặt khung chống, tường chắn (hình 1.1.b). Nếu điều kiện địa
chất cho phép thì có thể đào hào với mái dốc tự nhiên đến mực nước ngầm,
còn phần dưới thì đào với vách thẳng đứng, gia cố bằng bổ trụ, khung chống,
tường chắn (hình 1.1.c); cũng có thể phần trên đào vách thẳng đứng gia công
bằng bổ trụ, khung chống, tường chắn, phần dưới thi công với mái dốc tự
nhiên (hình 1.1.d).
Hình 1.1.Thi công theo phương pháp đào mở
1m
2
4
3
H
B0
1
1m
d
1m
1m
B
21
3
B
B
HH2
1
0
2
b 4
H
H
d
T
B
2
1
3
B
1
0
4
1m
B
1m
HH21
a )
c ) d )
b )
B
21
3
B
B
hH
H
T
1
0
2

20. 10
Hình 1.2. Ảnh thi công theo phương pháp đào mở tại ga Ba Son thuộc
tuyến tầu điện ngầm Bến Thành - Suối Tiên
b. Phương pháp tường trong đất
Khi thi công các công trình đường hầm nông, nhưng gần các công trình
kiến trúc cũng như trong điều kiện giao thông thành phố dày đặc có thể áp
dụng phương pháp đào hào, xây tường trong đất.
Đầu tiên, ở những chỗ sẽ xây dựng tường của công trình hầm, người ta
đào hào và gia cố theo từng đoạn, rộng 0,6 m ÷ 0,8 m, sâu đến 18m ÷ 20m,
trong đó sẽ xây dựng kết cấu tường của công trình đường hầm (hình 1.3).
Sau đó, từ mặt đất tiến hành đào đến độ cao nóc của công trình đường
hầm rồi đặt tấm trần dạng lắp ghép hoặc bê tông toàn khối đổ tại chỗ tựa lên
tường đã xây, tiến hành chống thấm cho tầng nóc và lấp đất. Dưới sự bảo vệ
của tường và trần đã xây dựng, tiến hành đào đất phần bên trong, xây các tấm

21. 11
lõi và các vách ngăn. Phương pháp này không đòi hỏi phải dùng tường cừ,
đảm bảo ổn định cho nhà cửa và các công trình bên cạnh khu xây dựng.
Hình 1.3.Thi công theo phương pháp tường trong đất
1.1.2.2. Xây dựng công trình đường hầm bằng phương pháp hạ đoạn
Khi xây dựng đường hầm dưới nước bằng phương pháp hạ đoạn, từng
đốt hầm riêng rẽ có thể tích chiếm chỗ đến 50.000m3
được chế tạo trên mặt
đất, phía đường dẫn, chuyển lên phao đưa đến hiện trường rồi hạ vào hố đào
sẵn ở dưới đáy của vùng nước (hồ, sông, biển,…). Các đốt hầm được nối với
nhau tạo nên liên kết không cho nước thấm qua. Sau đó lấp đất đá và tháo các
vách ngăn tạm thời ở đầu đốt hầm.
Phương pháp hạ đoạn được áp dụng trong các điều kiện thành phố, điều
kiện địa chất công trình, địa chất thủy văn khác nhau, trong các vùng nước
sâu từ 6 m ÷ 40 m, khi tồn tại các loại đất nền có khả năng đảm bảo sự ổn
định của mái dốc và đáy hào trong nước. Trong một số trường hợp, phương
pháp này được dùng để thi công cả phần trên bờ của hầm dưới nước bằng
a )
c ) d )
b )
aT
HT
aT
a0
2 3
4
5
5
RH

22. 12
cách hạ những đoạn hầm đúc sẵn vào hố đã đào, chứa đầy nước có gia cố
tường cừ.
Sơ đồ công nghệ thi công hầm theo phương pháp hạ đoạn được trình
bày như hình 1.4.
Hình 1.4. Thi công hầm theo phương pháp hạ đoạn
Hình 1.5. Thi công hầm Thủ Thiêm theo phương pháp hạ đoạn
1.1.2.3. Xây dựng công trình đường hầm bằng phương pháp khai mỏ
Do đặc điểm nằm hoàn toàn dưới đất, xây dựng đường hầm theo
phương pháp khai mỏ bao gồm 2 quá trình chính:
A
A
B
B
C
C
D
D
1
2
3 4 5 6
7
8I II III IV V VI
B TP
hTP
1:m
1:m
15 14
13
10
11 12
A A B B C C D D

23. 13
- Đào đất đá để tạo không gian cho hầm, hay còn gọi là đào ngầm.
- Xây dựng kết cấu chống đỡ bảo vệ không gian hầm, để đảm bảo điều kiện
khai thác của công trình.
Những năm trước đây, ở nước ta và các nước trên thế giới vẫn sử dụng
phương pháp khai mỏ để thi công các đường hầm. Nội dung cơ bản của
phương pháp khai mỏ là: Sau khi đào hầm, để giữ ổn định đất đá xung quanh
hầm người ta tiến hành dựng các vỉ chống tạm bằng gỗ hoặc chống bằng vòm
thép. Kết cấu vỏ hầm được thi công bằng biện pháp đổ bê tông hoặc xây đá
theo từng phân đoạn sau khi đào xong hầm một khoảng thời gian. Sau khi bê
tông vỏ hầm đạt cường độ cho phép, để tạo sự liên kết chặt chẽ giữa vỏ hầm
và đất đá xung quanh, người ta tiến hành bơm ép vữa vào phía sau vỏ. Với
phương pháp thi công hầm như thế, hiệu quả chống đỡ tạm chỉ có tại các điểm
chống và vỏ hầm, giữa vỏ hầm và địa tầng không có sự liên kết chặt chẽ với
nhau nên sau khi đào hầm xong dần dần đất đá xung quanh hầm bị biến dạng,
nứt vỡ, sụt lở và đè lên vỏ hầm. Trong trường hợp này, vỏ hầm là kết cấu
chống đỡ cuối cùng đảm bảo ổn định của hầm, chịu toàn bộ tải trọng đất đá
(áp lực địa tầng) nên kích thước tiết diện vỏ hầm rất lớn (Hình 1.6).
Hình1.6. Thi công hầm theo phương pháp khai mỏ

24. 14
Hiện nay có hai phương pháp chính để thi công hầm: Đó là phương
pháp khoan nổ và phương pháp cơ giới.
- Để đào đường hầm bằng phương pháp khoan nổ trước hết cần vẽ đường biên
của tiết diện hầm lên gương hầm, dùng máy khoan, khoan các lỗ vào gương
hầm tại các vị trí nhất định theo thiết kế phương án nổ mìn, tra thuốc nổ, nổ
mìn và bốc xúc đất đá bằng máy cào vơ và vận chuyển ra ngoài bằng các
phương tiện vận tải.
- Trong phương pháp cơ giới, người ta sử dụng các máy đào hầm chuyên
dụng. Hiện nay trên thị trường có dùng công nghệ TBM để đào hầm.
1.1.2.4. Xây dựng công trình đường hầm bằng công nghệ NATM (New
Austrian Tunnelling Method)
a. Khái niệm chung về phương pháp NATM
Phương pháp NATM lấy phun bê tông và neo làm biện pháp che
chống chủ yếu, thông qua giám sát đo đạc khống chế biến dạng giới hạn, tiện
cho việc phát huy phương pháp thi công dùng năng lực tự chịu tải của đất đá.
Do vậy phương pháp thi công NATM là một phương pháp đã được áp dụng
nhiều trên phạm vi toàn thế giới.
b. Quá trình lịch sử phát triển của công nghệ NATM
Cho đến giữa thế kỉ 20, để làm vỏ chống giữ ổn định tạm thời cho các
đường hầm 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 của công nghệ xây dựng
công trình ngầm thì các nhà khoa học 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

25. 15
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 (Hình 1.7).
Hình 1.7: Thi công hầm theo phương pháp NATM tại hầm đèo Cả
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

26. 16
trước đó đã tồn tại một phương pháp truyền thống cũ của Áo được xây dựng
và phát triển bởi các kĩ sư người Áo.
1.1.2.5. Xây dựng công trình đường hầm bằng công nghệ TBM (Tunnel
Boring Machine)
Máy khoan đường hầm (TBM) là thiết bị chuyên dụng để đào hầm
trong hầu hết các loại nền đất dưới các điều kiện địa chất, thuỷ văn khác nhau.
Có nhiều loại TBM khác nhau, từ TBM trong đá cứng tới khiên trong đất yếu,
từ khiên đầu hở đến khiên đầu quay kín. Chức năng của TBM:
- Đào đường hầm trong đất đá;
- Vận chuyển đất đá đào ra khỏi mặt đào;
- Duy trì kích thước và độ dốc của đường hầm;
- Chống đỡ tạm thời đường hầm cho tới khi hoàn thành kết cấu chống
đỡ lâu dài;
- Xử lý điều kiện nền bất lợi;
Các chức năng cơ bản này được đi kèm với các ưu thế về điều kiện thi công
sau:
- An toàn chắc chắn cho con người, thiết bị và nền xung quanh;
- Vận hành liên tục trong thời gian dài;
- Vận hành hiệu quả trong hầu hết các điều kiện đất nền;
- Thi công nhanh;
- Tiết kiệm năng lượng và chi phí phụ;
Với những ưu điểm nổi bật, công nghệ TBM được áp dụng ở nhiều công
trình. Ngày nay, với sự phát triển của ngành chế tạo máy, các hệ thống TBM
được thiết kế đặc biệt đã đáp ứng và sử dụng phù hợp trong các điều kiện nền
khác nhau từ đá cứng đến đất yếu. Hệ thống TBM là thiết bị chịu được áp lực
lớn, cường độ làm việc cao, liên tục trong thời gian dài, nhiều khi làm việc trong
môi trường có tính ăn mòn.

27. 17
Hình 1.8. Hình ảnh chung của hệ thống TBM
Phương pháp đào hầm bằng công nghệ TBM là phương pháp thi công
liên hoàn từ khoan hầm - gia cố vỏ hầm - lắp ghép hoàn thiện vỏ hầm theo
một quy trình khép kín, do vậy sai số cho phép rất nhỏ chỉ vài centimét do
điều khiển hướng TBM nên công tác trắc địa phục vụ định hướng khi thi công
bằng công nghệ TBM cũng có sự khác biệt với các thi công truyền thống. Độ
chính xác của độ dốc cũng quan trọng đối với tuyến hầm, với các đường hầm
phục vụ đường sắt tốc độ cao, mức độ thay đổi độ dốc và bán kính cong của
ray phải có sự biến thiên chậm, sao cho càng tạo ra các tuyến thẳng và độ dốc
càng nhỏ càng tốt.
1.2.TỔNG QUAN CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU Ở NƯỚC NGOÀI
Do đặc điểm và môi trường thi công của công tác trắc địa phục vụ thi
công xây dựng đường hầm có ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác và tiến độ
thi công hầm. Chính vì vậy mà từ trước đến nay ở trên thế giới đã có nhiều
công trình nghiên cứu về phương pháp thành lập cơ sở trắc địa trong thi công
hầm cũng như các nội dung nhằm nâng cao độ chính xác định hướng hầm.
Đọc tham khảo các tài liệu này chúng tôi thấy có thể chia ra các lĩnh vực sau
đây:
1. Công tác trắc địa trong thi công xây dựng các công trình hầm và
đường xe điện ngầm:

28. 18
Tham khảo các tài liệu nước ngoài chúng tôi thấy có các tài liệu sau
đây:
“TBM (Tunnel Boring Machine) Guidance Systems for Tunnel
Construction” [46]; “Геодезические работы при строительстве тоннелей и
подземных сооружений” [49]; “Инженерная геодезия” [50]; “Справчное
руководство по инженерно - геодезическим работам” [51]; …Các tài liệu
này trình bày nội dung của công tác trắc địa trong thi công xây dựng các công
trình ngầm và đường xe điện ngầm ở các nước trên thế giới.
2. Về công nghệ thi công xây dựng các công trình ngầm chúng tôi đã
tham khảo các tài liệu sau đây:
“Engineering Survey System for TBM (Tunnel Boring Machine) Tunnel
Construction” [35]; “Control Surveys for Underground Construction of the
Superconduction Super Collider” [37]; “TBM (Tunnel Boring Machine)
Guidance Systems for Tunnel Construction” [46];…Nội dung các tài liệu này
là các bài báo khoa học và các tài liệu chỉ dẫn kỹ thuật đi sâu vào hướng công
nghệ thi công hầm bằng hệ thống TBM và một số công nghệ thi công hầm
khác.
3. Công tác định hướng hầm trong xây dựng các công trình hầm có các tài
liệu sau đây:
“Control Surveys for Underground Construction of the Superconduction
Super Collider” [37]; “The Applications of Surveying Techniques in
Kualalumpur Smart Tunnel Project. International Symposium on
GPS/GNSS 2007 (ISG-GNSS2007)” [47]; “Геодезические работы при
строительстве тоннелей и подземных сооружений” [49];…Đây là sách
giáo trình và các bài báo khoa học trình bày về các phương pháp chuyền tọa
độ, phương vị từ mặt đất xuống hầm qua giếng đứng. Khi đọc các tài liệu này
chúng tôi thấy để chuyền tọa độ, phương vị xuống hầm qua giếng đứng theo

29. 19
phương pháp mà các tài liệu trên đã trình bày thì cần phải có các thiết bị đo
đạc chuyên dụng mà ở Việt Nam hiện nay chưa có.
4. Về vấn đề thành lập lưới khống chế trong hầm có các tài liệu sau đây:
“Engineering Survey System for TBM (Tunnel Boring Machine) Tunnel
Construction” [35]; “Геодезические работы при строительстве тоннелей и
подземных сооружений” [49];… Các tài liệu này đã trình bày các vấn đề:
- Lưới khống chế trong hầm là dạng đường chuyền đơn treo truyền thống [49]
- Đã giới thiệu dạng lưới khống chế trong hầm là đường chuyền kép nhưng
mới chỉ giới thiệu sơ đồ lưới, không có chỉ dẫn cụ thể về phương pháp đo,
phương pháp kiểm soát chất lượng đo đạc, phương pháp xử lý số liệu và khả
năng ứng dụng loại lưới khống chế chuyên dụng này.
5. Ứng dụng máy kinh vĩ con quay trong định hướng đường hầm có các tài
liệu sau đây:
“Use of gyrotheodolite in underground control network” [41]; “Gyromat high
- Precision Gyrotheodolite for the Construction of the Eurotunnel”
[44];…Trong các tài liệu này đã trình bày về khả năng ứng dụng và một số
kết quả đạt được khi sử dụng máy kinh vĩ con quay để định hướng đường
hầm. Các tài liệu trên đã trình bày rất chi tiết về một số kết quả đạt được của
máy kinh vĩ con quay trong định hướng hầm và kết quả đo đạc thực tế một số
công trình hầm ở châu Âu [41].
6. Các chỉ tiêu kỹ thuật định hướng hầm của một số nước trên thế giới
được trình bày trong các tài liệu sau đây:
“中华人民共和国国家标准 -工程测量规范 (GB50026-2007: Code for
engineering surveying)” [56]; “Engineering Survey System for TBM (Tunnel
Boring Machine) Tunnel Construction” [35]; “Control Surveys for
Underground Construction of the Superconduction Super Collider” [37];
“СТО НОСТРОЙ 2.16.65-2012,КОЛЛЕКТОРЫ ДЛЯ ИНЖЕНЕРНЫХ

30. 20
КОММУНИКАЦИЙ - Требования кпроектированию, строительству,
контролю качества и приемке работ” [52]; “СТО НОСТРОЙ 2.27.19-2011
Освоение подземного пространства. Сооружение тоннелей
тоннелепроходческими комплексами с использованием высокоточной
обделки” [53];…Đây là các tiêu chuẩn kỹ thuật định hướng hầm tại một số
nước trên thế giới như Trung Quốc, Liên bang Nga và một số tham số kỹ
thuật định hướng hầm [35], [37]…
Sau khi tham khảo các tài liệu nước ngoài ở trên chúng tôi thấy có
những vấn đề sau đây:
1. Có một số tài liệu đã trình bày về công nghệ thi công hầm tiên tiến
bằng hệ thống TBM nhưng vấn đề điều khiển hệ thống TBM mới chỉ được
giới thiệu mà chưa đề cập đến một quy trình cụ thể để có thể ứng dụng được
trong thi công.
2. Vấn đề chuyền tọa độ, phương vị xuống hầm qua giếng đứng được
thực hiện bằng các thiết bị đo đạc hiện đại và chuyên dụng ở Việt Nam hiện
nay chưa được nghiên cứu cụ thể, ngoài ra về quy trình, hạn sai và phương
pháp kiểm soát chất lượng đo đạc chưa được công bố.
3. Lưới khống chế trong hầm dạng đường chuyền kép mới chỉ được
giới thiệu ở dạng sơ đồ mà không thấy công bố phương pháp đo đạc, phương
pháp kiểm soát chất lượng đo đạc và xử lý số liệu của dạng lưới này.
4. Các chỉ tiêu kỹ thuật định hướng đường hầm được trình bày trong
một số tài liệu là tiêu chuẩn của các Quốc gia và một số các tham số kỹ thuật
được trình bày trong các bài báo. Các số liệu này không thể triển khai ứng
dụng trong thực tế ở Việt Nam.
1.3.TỔNG QUAN CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU Ở TRONG NƯỚC
Nghiên cứu về vấn đề công tác trắc địa trong thi công xây dựng các công
trình hầm ở nước ta được thực hiện trong một số công trình nghiên cứu và

31. 21
một số giáo trình đang được giảng dạy tại một số trường đại học. Đọc và tham
khảo các tài liệu này tôi thấy một số vấn đề sau đây:
1. Công nghệ thi công các công trình hầm được trình bày trong các tài
liệu sau đây:
“Trắc địa công trình đường hầm” [4]; “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ TBM
thi công hầm trong các đô thị Việt Nam” [18]; “Nghiên cứu các vấn đề kỹ
thuật xây dựng công trình ngầm đô thị” [32]; … đã giới thiệu một số phương
pháp thi công hầm hiện nay đang áp dụng ở nước ta.
2. Lưới khống chế trắc địa trên mặt đất được trình bày trong các tài liệu
sau đây:
“Trắc địa công trình đường hầm” [4]; “Ảnh hưởng của vị trí số liệu gốc của
lưới khống chế mặt bằng trên mặt đất đến độ chính xác hướng ngang thông
hầm” [5]; “Ảnh hưởng của lưới khống chế trắc địa trên mặt đất đến độ chính
xác đào thông hầm đối hướng” [6]; [9]; [26]; … Các tài liệu này đã nghiên
cứu ứng dụng công nghệ GPS để thành lập lưới khống chế mặt đất, phương
pháp thiết kế theo quy trình thiết kế tối ưu, các thuật toán ước tính độ chính
xác lưới khống chế mặt bằng được thành lập bằng công nghệ GPS.
3. Công tác đo liên hệ được trình bày trong các tài liệu sau đây:
“Trắc địa công trình đường hầm” [4]; “Trắc địa Mỏ” [19];… đã nghiên cứu và
trình bày các ý tưởng ứng dụng máy chiếu đứng để chuyền tọa độ, phương vị
xuống hầm nhưng chỉ thực hiện với một máy chiếu đứng, chưa có thực
nghiệm, chưa xác lập quy trình đo đạc và xử lý số liệu [19].
4. Lưới khống chế thi công trong hầm được trình bày trong các tài liệu
sau đây:
“Trắc địa công trình đường hầm” [4]; “Trắc địa Mỏ” [19]; “Trắc địa đường
hầm và công trình ngầm” [24];… Các tài liệu này đã đề cập đến các phương

32. 22
pháp thành lập lưới đường chuyền treo đơn nhưng cũng chỉ dừng lại ở bước
ước tính, chưa có đo đạc thực nghiệm ở thực tế.
5. Phương pháp chuyền độ cao xuống hầm được trình bày trong các tài
liệu sau đây:
“Trắc địa công trình đường hầm” [4]; “Nghiên cứu ứng dụng máy toàn đạc
điện tử để chuyền độ cao qua giếng đứng xuống hầm khi thi công hầm đối
hướng” [28]; [29] …đã đề cập dùng máy TĐĐT để chuyền độ cao xuống hầm
bằng phương pháp gương phẳng phụ, nhưng chưa đề cập đến phương pháp
xác lập góc 450
của gương phẳng phụ như thế nào khi đo khoảng cách bằng
máy TĐĐT từ gương phẳng phụ tới gương phản xạ đặt dưới hầm.
6. Thành lập lưới khống chế trong hầm khi sử dụng máy kinh vĩ con
quay được trình bày trong các tài liệu sau đây:
“Trắc địa công trình đường hầm” [4]; “Trắc địa Mỏ” [19];…Các tài liệu này
đã thành lập công thức tính sai số hướng ngang khi đo phương vị các cạnh
của lưới khống chế trong hầm bằng máy kinh vĩ con quay, nhưng chưa xét
một cách tổng quát tính hiệu quả của phương pháp đo này so với phương
pháp truyền thống (góc - cạnh).
7. Các giải pháp công tác trắc địa phục vụ thi công đường hầm bằng
công nghệ TBM chưa có tài liệu nào công bố.
8. Các tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) bao gồm các tài liệu sau đây:
“Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về công trình ngầm đô thị” [23]; “Hầm đường
sắt và hầm đường ô tô - Quy phạm thi công , nghiệm thu” [33]; “Công tác trắc
địa trong xây dựng công trình- yêu cầu chung” [34];…Chưa có TCVN nào đề
cập đến độ chính xác định hướng hầm khi thi công bằng công nghệ TBM
cũng như chưa cập nhật các công nghệ thi công hiện đại tiên tiến hiện nay ở
nước ta.

33. 23
1.4. ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU TRONG LUẬN ÁN
Từ kết quả nghiên cứu và phân tích ở trên chúng tôi rút ra một số định
hướng nghiên cứu của luận án như sau:
1. Để đảm bảo độ chính xác định hướng đường hầm thì cần phải nghiên
cứu xác lập các yêu cầu độ chính xác định hướng hầm cho phép đối với cả hai
phương pháp thi công đường hầm là phương pháp truyền thống và thi công
bằng công nghệ TBM. Các hạn sai cho phép này cần phải được tính toán một
cách khoa học, phù hợp với phương pháp thi công hầm và đặc điểm thi công
xây dựng các công trình hầm trên thế giới và ở Việt Nam.
2. Nghiên cứu giải pháp ứng dụng các công nghệ đo đạc tiên tiến và
hiện đại để thay thế các thiết bị và phương pháp đo đạc truyền thống với mục
đích tự động hóa quá trình đo đạc, nâng cao độ chính xác và đảm bảo tiến độ
thi công xây dựng công trình hầm phù hợp với đặc điểm công nghệ thi công
đang được ứng dụng ở Việt Nam.
3. Nghiên cứu phương pháp thành lập lưới khống chế thi công đặc biệt
trong hầm là lưới đường chuyền kép, xây dựng quy trình đo và kiểm tra các
chỉ tiêu kỹ thuật, phương pháp xử lý số liệu với mục đích có thể triển khai
ứng dụng một cách rộng rãi dạng lưới khống chế đặc biệt này vào quá trình
thi công xây dựng các công trình hầm ở Việt Nam.

34. 24
Chương 2
NGHIÊN CỨUXÁC LẬP CÁC YÊU CẦUĐỘ 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
Các nguồn sai số ảnh hưởng đến độ chính xác đào thông hầm bao gồm
sai số do trắc địa, do thi công, do thiết kế… ở đây ta chỉ quan tâm tới sai số do
trắc địa.
Trong thi công đào hầm, do sai số của lưới khống chế trên mặt đất, sai
số đo liên hệ, sai số của lưới khống chế trong hầm và sai số bố trí chi tiết nên
hai trục tim hầm đào đối hướng không thể gặp nhau chính xác tuyệt đối mà có
một độ lệch nhất định gọi là sai số đào thông hầm, ký hiệu là ∆, sai số trung
phương tương ứng ký hiệu là m (hình 2.1 và 2.2).
Hình 2.1. Sai số đào thông hầm trong mặt phẳng nằm ngang.
Hình 2.2. Sai số đào thông hầm trong không gian.
A B
H
C
P2
∆h
∆
X
∆l
∆q
Y
J
P1

35. 25
+ Hình chiếu của ∆ trên hướng trục tim hầm được gọi là sai số hướng
dọc, ký hiệu là ∆l, sai số trung phương tương ứng là ml. Sai số này phải nằm
trong phạm vi nhất định.
+ Hình chiếu của ∆ trên hướng vuông góc với trục hầm trong mặt
phẳng ngang gọi là sai số hướng ngang, ký hiệu là ∆q, sai số trung phương
tương ứng là mq. Đây là sai số quan trọng nhất vì nếu sai số này vượt quá giá
trị cho phép thì sẽ làm thay đổi hình dạng hình học của đường hầm dẫn tới
phải điều chỉnh lại, gây tổn thất về kinh tế cũng như ảnh hưởng đến tiến độ thi
công xây dựng công trình.
+ Hình chiếu của ∆ trên phương thẳng đứng gọi là sai số độ cao, ký
hiệu là ∆h, sai số trung phương tương ứng là mh. Sai số độ cao cũng quan
trọng như sai số hướng ngang nhưng với kỹ thuật đo cao hiện nay dễ dàng
đáp ứng được yêu cầu về độ chính xác độ cao.
Nhận xét:
Trong các nguồn sai số thông hầm mq, ml, mh thì cần phải đặc biệt quan
tâm đến sai số hướng ngang thông hầm mq, vì nguồn sai số này sẽ có ảnh
hưởng trực tiếp đến độ chính xác thi công hầm [4]. Để đảm bảo cho công tác
đào thông hầm đạt hiệu quả cao nhất và nằm trong giới hạn cho phép thì cần
phải dựa vào độ chính xác của cơ sở trắc địa trong thi công hầm nói trên. Hiện
nay các sai số trung phương hướng ngang và sai số trung phương độ cao khi
đào thông hầm đối hướng theo quy định ở trên thế giới và Việt Nam còn có
những quy định khác nhau.
2.1.2 Yêu cầu độ chính xác đào thông hầm
Độ chính xác đào thông hầm phụ thuộc vào mục đích sử dụng và
phương pháp thi công đường hầm. Hiện nay trên thế giới và ở Việt Nam tiêu
chuẩn về yêu cầu độ chính xác định hướng hầm bao gồm một số tài liệu sau
đây:

36. 26
2.1.2.1 Quy phạm Trắc địa công trình của nước Cộng hòa Nhân dân Trung
Hoa (GB50026 – 2007)[56]
Quy phạm kỹ thuật này lấy sai số trung phương làm tiêu chuẩn đánh giá
độ chính xác của công tác đo đạc, đồng thời lấy sai số giới hạn bằng hai lần
sai số trung phương.
Một số quy định về sai số đào thông hầm đối hướng trên đường tim ở
mặt đào thông của đường hầm được trích dẫn như bảng 2.1 dưới đây [56].
Bảng 2.1. Sai số giới hạn đào thông hầm
Loại Sai số Chiều dài đoạn hầm đào đối
hướng (km)
Sai số giới hạn đào thông
hầm (mm)
Hướng ngang
L < 4 100
4 ≤ L < 8 150
8 ≤ L < 10 200
Độ cao Không giới hạn 70
Sai số đào thông hầm trên có thể điều chỉnh tăng lên 1,5 lần tùy thuộc
vào phương pháp thi công và mục đích sử dụng đường hầm sao cho khi điều
chỉnh không ảnh hưởng đến hình dạng và tính năng của công trình.
2.1.2.2 Tiêu chuẩn của Cộng hòa liên bang Nga (СТО НОСТРОЙ 2.16.65-
2012)[52]
Ủy ban về phát triển không gian ngầm của hiệp hội quốc gia các nhà xây
dựng Liên bang Nga phê duyệt tiêu chuẩn СТО НОСТРОЙ 2.16.65-2012
“Đường ống kỹ thuật ngầm – Yêu cầu thiết kế, thi công, kiểm tra chất lượng
và nghiệm thu”. Trong tiêu chuẩn này quy định cụ thể về độ lệch giới hạn cho
phép của các thông số kết cấu và mặt cắt hầm khi thi công hầm. Các yêu cầu
cụ thể được trích dẫn thể hiện ở bảng 2.2 [52].

37. 27
Bảng 2.2. Độ lệch giới hạn của các thông số kết cấu và mặt cắt hầm khi thi công
hầm và phương pháp kiểm tra
Loại hình công việc, thông
số kiểm tra hoặc yêu cầu kỹ
thuật
Giá trị các
thông số, độ
lệch giới hạn
Kiểm tra
(phương pháp, khối lượng,
chủng loại, đăng ký)
Đào hầm
Tổng sai lệch của trục trong
mặt bằng và mặt cắt khi đào
hầm hoặc gương lò khi gặp
nhau, mm
100
- Phép đo tuân theo điều 3
bảng A.1 ГОСТ 26433.2
- Với mỗi gương lò
- Nhật ký công việc đo đạc
Bố trí vỏ hầm bằng bê tông toàn khối và bê tông cốt thép, thân giếng
Sự chênh lệch giữa bề mặt
bên trong phần tiếp giáp của
vỏ bê tông toàn khối (gờ),
mm
20 Tương tự
Lắp đặt vỏ lắp ghép có hình dáng tròn hoặc cong
Độ lệch theo bán kính từ
trục của hầm hoặc công
trình gần hầm, mm:
- Vỏ bê tông
± 25
- Phép đo tuân theo điều 4, 6
và 9 bảng A.1 ГОСТ 26433.2
- Với mỗi vòng đo
- Nhật ký công việc đo đạc
2.1.2.3. Quy chuẩn, Tiêu chuẩn của Việt Nam
1. Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 08: 2009/BXD “Công trình ngầm
đô thị”[23]
Quy chuẩn này gồm hai phần: Phần 1 - Tầu điện ngầm và Phần 2 -
Gara ôtô. Các quy định chi tiết về trắc địa trong thi công đường tầu điện ngầm
được trình bày ở Phần 1 - Tầu điện ngầm, cụ thể tại các điều sau:
Điều 6.3. Trắc đạc ngầm trong xây dựng phải được tiến hành, đảm bảo
việc chuyển chính xác ra ngoài các mốc, các trục của công trình và các bộ
phận của nó với độ chính xác cho phép nhằm đạt được mức chất lượng cần
thiết của sản phẩm xây dựng và theo dõi được biến dạng cả nhà và công trình
hiện hữu trong khu vực đang xây dựng.

38. 28
Điều 6.4. Trước khi thi công cần thiết lập trên mặt đất hệ thống trắc đạc
cơ sở phục vụ thi công.
Sai số bình phương trung bình vị trí tương hỗ các điểm của lưới mặt
bằng của hệ thống mốc trắc đạc cơ sở phải không được quá 15 mm, trên 1 km
thủy chuẩn không quá 5 mm. Khi đào xuyên hầm phải lập hệ mốc cơ sở trắc
đạc ngầm mặt bằng - độ cao.
Sai số tương đối của lưới mặt bằng ngầm không được vượt quá
1:20.000, sai số bình phương trung bình trên 1 km thủy chuẩn -10 mm; định
hướng hầm bằng máy kinh vĩ con quay - 15”.
Việc định hướng phải được lặp lại sau mỗi khi đào xuyên được 200 m.
2. Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4528:1988 “Hầm đường sắt và hầm
đường ôtô - quy phạm thi công, nghiệm thu”[33]
Quy phạm này dùng để thi công và nghiệm thu khi xây dựng hầm qua
núi cho đường sắt (khổ 1435 mm) và đường ôtô. Mục 2, điều 2.20 của tiêu
chuẩn quy định như sau:
2.20. Độ lệch tim tại vị trí thông hầm theo cả hai phương khi đào từ hai
phía tới phải nhỏ hơn hoặc bằng ±100 mm.
2.1.2.4. Tiêu chuẩn kỹ thuật của một số công trình đường hầm đã và đang thi
công ở trên Thế giới và Việt Nam được quy định như sau:
1.Thi công xây dựng đường hầm SSC (Thí nghiệm gia tốc của hạt dưới
nguyên tử) tại Dallas, Mỹ [37]
Đường hầm SSC được xây dựng bởi Cục năng lượng Mỹ có chiều dài
xấp xỉ 120km, đường kính 4,2 m để làm thí nghiệm gia tốc hạt dưới nguyên
tử tại Dallas, Mỹ. Trên toàn tuyến của đường hầm cứ khoảng 4,4 km người ta
lại bố trí một giếng đứng. Việc đào hầm được thực hiện bằng cách sử dụng
cùng một lúc sáu hệ thống TBM để đào hầm. Các tiêu chuẩn kỹ thuật xây
dựng đường hầm SSC yêu cầu như sau:

39. 29
- Dung sai cho phép của vỏ hầm tại mặt đào thông so với thiết kế là
± 200 mm (8 inches)
- Dung sai cho phép về mặt bằng của vỏ hầm do công tác trắc địa là
± 76 mm (3 inches)
2. Thi công xây dựng hầm đường sắt tại Hallandsas, Thụy Điển[41]
Hầm đường sắt Hallandsas được xây dựng tại vùng Hallandsas, Thụy
Điển. Hầm đường sắt Hallandsas gồm hai đường tách rời nhau, dài 9 km
trong đó đoạn được thi công bằng công nghệ TBM có chiều dài xấp xỉ 5,6
km. Các tiêu chuẩn kỹ thuật xây dựng đường hầm Hallandsas yêu cầu như
sau:
- Dung sai cho phép của vỏ hầm tại mặt đào thông so với thiết kế ± 100 mm.
- Dung sai cho phép về mặt bằng của vỏ hầm do công tác trắc địa là ± 50 mm
3. Thi công xây dựng đường hầm Lok Ma Chau Spur Line tại Hồng Kông,
Trung Quốc [35]
Tuyến đường sắt Lok Ma Chau Spur Line dài 7.5 km được xây dựng từ
năm 2002 đến năm 2006 tại Hồng Kông trong đó có 3.2 km đường hầm được
xây dựng bằng công nghệ TBM. Các tiêu chuẩn kỹ thuật xây dựng đường
hầm này yêu cầu như sau:
- Dung sai cho phép của vỏ hầm tại mặt đào thông so với thiết kế là ± 75 mm.
- Dung sai cho phép về độ cao của vỏ hầm do công tác trắc địa là ± 12 mm.
- Dung sai cho phép hình dạng hình học khi chế tạo của vỏ hầm so với thiết
kế là ± 50 mm.
- Biến dạng của tiết diện vỏ hầm do áp lực đất đá tác động là ± 50 mm.
4. Thi công xây dựng tuyến tầu điện số 1 (Bến Thành - Suối Tiên) tại Thành
phố Hồ Chí Minh [22]
Tuyến đường tàu điện số 1 (Bến Thành - Suối Tiên) dài 19,7 km, bao
gồm phần ngầm dưới đất dài 2,6 km, phần nổi trên cao dài 17,1 km. Tuyến
đường này có 14 nhà ga, 03 ga ngầm dưới đất và 11 ga nổi (nằm trên cốt

40. 30
cao hơn mặt đường). Gói thầu 1b có chiều dài 1,745 km, từ ga Km 0 + 615
tới ga Km 2 + 360 dọc theo các tuyến phố Lê Lợi và Nguyễn Siêu. Bao
gồm hai nhà ga: Ga Nhà Hát (opera house station) tại Km 0 + 715 và ga Ba
Son tại Km 1 + 706. Phần ngầm của gói thầu 1b dài 1,745 km được thi
công bằng công nghệ TBM. Các tiêu chuẩn kỹ thuật xây dựng đường hầm
này yêu cầu như sau:
- Dung sai cho phép của vỏ hầm tại mặt đào thông so với thiết kế là ± 75 mm.
- Dung sai cho phép về độ cao của vỏ hầm do công tác trắc địa là ± 12 mm.
- Dung sai cho phép của khoang tròn vỏ hầm khi lắp đặt lệch tâm so với
trục thiết kế của hầm ± 25 mm.
- Dung sai cho phép hình dạng hình học khi chế tạo của vỏ hầm so với thiết
kế là ± 50 mm.
- Biến dạng của tiết diện vỏ hầm do áp lực đất đá tác động là ± 50 mm.
2.1.3 Nhận xét:
Độ chính xác thi công đường hầm phụ thuộc vào mục đích sử dụng và
phương pháp thi công. Hiện nay trên thế giới và ở Việt Nam các tiêu chuẩn
yêu cầu độ chính xác trong thi công đường hầm có những quy định khác
nhau. Do vậy vấn đề nghiên cứu xây dựng cơ sở khoa học về yêu cầu độ
chính xác cho việc định hướng công trình đường hầm trong thi công hầm ở
Việt Nam có ý nghĩa quan trọng đối với chất lượng xây dựng các đường hầm.
Tuy nhiên cho đến nay, với sự phát triển của khoa học công nghệ thi công xây
dựng hầm, chúng ta chưa có các Quy chuẩn về trắc địa công trình nói chung
cũng như các Tiêu chuẩn kỹ thuật về Trắc địa công trình trong thi công đường
hầm nói riêng để đáp ứng kịp với sự phát triển của KHCN, những Tiêu chuẩn
đã có thì chỉ nói về phương pháp trắc địa truyền thống còn các phương pháp
trắc địa hiện đại thì cũng chưa được đề cập đến, đặc biệt là trong thi công,
định hướng các công trình phức tạp và đòi hỏi độ chính xác cao như lưới
khống chế thi công công trình hầm.

41. 31
2.2. NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CƠ SỞ KHOA HỌC VỀ YÊU CẦU ĐỘ
CHÍNH XÁC ĐỊNH HƯỚNG HẦM TRONG THI CÔNG HẦM Ở VIỆT NAM
Dựa vào các tài liệu, tiêu chuẩn Quốc gia của một số nước trên thế giới
và Việt Nam, đồng thời chúng tôi cũng tham khảo các chỉ tiêu kỹ thuật tại
một số công trình xây dựng đường hầm cụ thể trên thế giới và ở Việt Nam. Từ
các tài liệu [22], [33], [35], [37], [41]…, chúng tôi lập được bảng thống kê
các hạn sai cho phép ở bảng 2.3 sau đây:
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
Bảng 2.3. Sai số giới hạn thi công hầm của các nước trên thế giới và Việt Nam
Tên nước L (km)
δ
(mm)
δ1
(mm)
δ2
(mm)
δ3
(mm)
δ4
(mm)
δ5
(mm)
Ghi chú
Việt Nam - - 100 - - - - TCVN
Nga - - 100 - 20 25 -
Tiêu chuẩn
của Liên
bang Nga
Trung Quốc L ≤ 4
4 ≤ L ≤ 8
8 ≤ L ≤ 10
-
-
-
100
150
200
70 - - -
Tiêu chuẩn
GB của
Trung
Quốc
Đường hầm
SSC tại Dallas
- Hoa kỳ
4.4 200 76 - - - -
Chỉ tiêu kỹ
thuật thi
công bằng
công nghệ
TBM
Đường hầm
Hallandsas -
Thụy Điển 5.6 100 50 - - - -
Chỉ tiêu kỹ
thuật thi
công bằng
công nghệ
TBM

42. 32
Đường hầm
tại Hồng
Kông
3.2 200 75 12 - 50 50
Chỉ tiêu kỹ
thuật thi
công bằng
công nghệ
TBM
Tuyến tầu
điện số 1 (Bến
thành – Suối
Tiên)
1.74 75 - 12 25 50 25
Chỉ tiêu kỹ
thuật thi
công bằng
công nghệ
TBM
Ghi chú: Trong bảng 2.3
- δ : Độ lệch cho phép của vỏ hầm tại mặt đào thông;
- δ1 : Sai số của cơ sở khống chế trắc địa về mặt bằng;
- δ2 : Sai số của cơ sở khống chế trắc địa về độ cao;
- δ3 : Độ lệch khoanh tròn vỏ hầm khi lắp đặt so với trục bố trí (độ lệch
tâm);
- δ4 : Độ lệch hình dạng hình học của khoanh tròn vỏ hầm khi chế tạo so với
thiết kế (hình ô van);
- δ5 : Biến dạng khoanh tròn vỏ hầm do áp lực đất đá bên ngoài tác động lên
vỏ hầm.
Từ bảng 2.3 nếu lấy sai số giới hạn bằng hai lần sai số trung phương ta
có bảng 2.4

43. 33
Bảng 2.4. Quy định về sai số trung phương (mi) của các nước trên thế
giới và Việt Nam
Tên nước
L
(km)
m
(mm)
m1
(mm)
m2
(mm)
m3
(mm)
m4
(mm)
m5
(mm)
Ghi chú
Việt Nam 50 - - - TCVN
Nga
- - 50 - 10 12 -
Tiêu chuẩn
của liên
bang Nga
Trung Quốc
≤ 4
4 ≤ L ≤ 8
8 ≤ L ≤ 10
-
-
-
50
75
100
35 - - -
Tiêu chuẩn
GB của
Trung
Quốc
Đường hầm
SSC tại
Dallas - Hoa
kỳ
4.4 100 38 - - - -
Chỉ tiêu kỹ
thuật thi
công bằng
công nghệ
TBM
Đường hầm
Hallandsas -
Thụy Điển
5.6 50 25 - - - -
Chỉ tiêu kỹ
thuật thi
công bằng
công nghệ
TBM
Đường hầm
Hồng Kông
3.2 100 38 06 - 25 25
Chỉ tiêu kỹ
thuật thi
công bằng
công nghệ
TBM
Tuyến tầu
điện số 1
(Bến Thành -
Suối Tiên) 1.74 38 - 06 12 25 12
Chỉ tiêu kỹ
thuật thi
công bằng
công nghệ
TBM

44. 34
Từ bảng 2.4 cho thấy hiện nay độ chính xác định hướng hầm khi thi công hầm
bằng công nghệ TBM có yêu cầu cao hơn hẳn so với hầm đào bằng các
phương pháp thi công khác, do đó chúng tôi thấy rằng khi xây dựng yêu cầu
độ chính xác định hướng hầm trong thi công hầm ở Việt Nam cần chia theo
phương pháp thi công hầm và có thể chia thành hai trường hợp sau đây:
- Hầm thi công bằng phương pháp truyền thống.
- Hầm thi công bằng công nghệ TBM.
Để xác định được các yêu cầu độ chính xác cần thiết dùng trong định
hướng hầm khi thi công bằng công nghệ TBM ở Việt Nam thì cần phải xác
định mối quan hệ toán học giữa các đại lượng δ và δi thành phần (i = 1 ÷
5), quan hệ hàm số được xác định theo công thức sau:
2
5
2
4
2
3
2
2
2
1
2
  (2.1)
2.2.2 Công thức tính độ sai lệch của vỏ hầm tại điểm đào thông
Với công thức (2.1) có thể có hai cách sử dụng công thức này để tính
toán các hạn sai cho phép trong thi công hầm bằng công nghệ TBM tại Việt
Nam theo nguyên tác ảnh hưởng bằng nhau hoặc nguyên tắc ảnh hưởng có hệ
số.
* Trường hợp 1:
- Nếu cho trước giá trị δ là độ lệch cho phép của vỏ hầm tại mặt đào thông.
Theo công nghệ chế tạo và lắp ghép vỏ hầm biết trước các đại lượng δ3 và δ4.
Theo điều điện địa chất khu vực thi công xác định được δ5
Giả thiết: Sai số của cơ sở khống chế trắc địa về mặt bằng δ1 gấp hai
lần sai số cơ sở khống chế trắc địa về độ cao δ2:
δ2 = 0.5δ1 (2.2)
Từ công thức (2.1) ta có:
2
5
2
4
2
3
2
1
2
1
2
)5.0(   (2.3)
Sẽ tính được:

45. 35
25.1
)( 2
5
2
4
2
3
2
1



 (2.4)
*Trường hợp 2:
Nếu chỉ cho trước giá trị δ là độ lệch cho phép của vỏ hầm tại mặt đào
thông mà không cho biết trước các đại lượng δi trong công thức (2.1), áp dụng
nguyên tắc ảnh hưởng có hệ số và dựa vào kinh nghiệm của người thiết kế,
điều kiện địa chất khu vực thi công để xác định các hệ số của các đại lượng δi
trong công thức (2.1) sau đó vận dụng công thức (2.4) để tính các thành phần
còn lại
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
Từ các tiêu chuẩn kỹ thuật trên thế giới tại bảng 2.3 chúng tôi đề xuất
các hạn sai cho phép của trục tim hầm tại mặt đào thông trong thi công hầm
bằng phương pháp truyền thống ở Việt Nam tại bảng 2.5.
Bảng 2.5. Hạn sai cho phép của trục tim hầm trong thi công công trình hầm
bằng phương pháp truyền thống
L
(km)
δ1
(mm)
δ2
(mm)
L ≤ 4 100
704 ≤ L ≤ 8 150
8 ≤ L ≤ 10 200
Trong đó:
- δ1: Sai số của cơ sở khống chế trắc địa về mặt bằng
- δ2: Sai số của cơ sở khống chế trắc địa về độ cao
Khi sử dụng sai số trung phương thì sử dụng công thức sau để tính [2]:
mi= 0,5.δi (2.5)

46. 36
2.2.3.2. Hầm thi công bằng công nghệ TBM
Chúng tôi đã thực nghiệm sử dụng công thức (2.1) và các công thức
(2.2), (2.3) và (2.4) tính thử nghiệm lại các tiêu chuẩn kỹ thuật trên thế giới
tại bảng 2.3 thấy kết quả cho tương đối phù hợp. Vì vậy theo chúng tôi có thể
sử dụng công thức (2.1) và các công thức (2.2) ÷ (2.4) để tính các hạn sai cho
phép trong thi công hầm bằng công nghệ TBM ở Việt Nam.
Sử dụng công thức (2.2), (2.3), (2.4) tính các giá trị δi ở bảng 2.6
Bảng 2.6. Hạn sai cho phép trong thi công công trình hầm bằng công nghệ
TBM
L
(km)
δ
(mm)
δ1
(mm)
δ2
(mm)
δ3
(mm)
δ4
(mm)
δ5
(mm)
L ≤ 4 75 38 19 25 50 25
Từ bảng 2.6, áp dụng công thức (2.5) và lấy làm tròn kết quả tính các
sai số trung phương mi ta có bảng 2.7
Bảng 2.7. Sai số trung phương (mi) khi thi công bằng công nghệ TBM
L
(km)
m
(mm)
m1
(mm)
m2
(mm)
m3
(mm)
m4
(mm)
m5
(mm)
L ≤ 4 38 19 12 12 25 12
Nhận Xét:
Từ bảng 2.5, 2.6 và 2.7 cho thấy kết quả tính toán hạn sai cho phép mà
chúng tôi đưa ra tương đối phù hợp với các tiêu chuẩn kỹ thuật được các công
ty nước ngoài áp dụng xây dựng các công trình hầm tại Việt Nam, Mỹ, Thụy
Điển, Hồng Kông… Vì vậy có thể sử dụng kết quả tính toán trong các bảng
2.5, 2.6 và 2.7 để tính toán các hạn sai cho phép trong thi công các công trình
hầm ở Việt Nam.

47. 37
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
a. Các nguồn sai số
Các nguồn sai số đào thông hầm chủ yếu là sai số lưới khống chế trắc
địa trên mặt đất, sai số đo liên hệ và sai số lưới khống chế trắc địa trong hầm.
Ngoài ra còn có sai số thi công đào hầm và sai số bố trí trục tim hầm. Nhưng
các công việc này đều dựa vào đường chuyền trong hầm nên các nguồn sai số
đó nhỏ, độc lập cho từng mặt gương hầm khi thi công nên có thể bỏ qua.
Tuy nhiên, trên thực tế cần phải dựa vào điều kiện cụ thể của đường
hầm để xét các nguồn sai số ảnh hưởng đến độ chính xác đào thông hầm đối
hướng.
Trong thực tế, điều kiện thành lập lưới khống chế mặt bằng trên mặt đất
thuận lợi hơn trong hầm. Do đó, yêu cầu độ chính xác của lưới khống chế mặt
bằng trên mặt đất có thể cao hơn yêu cầu độ chính xác của lưới khống chế
mặt bằng trong hầm. Từ đó thường cho ảnh hưởng sai số của lưới khống chế
trên mặt đất của cả đoạn hầm đào đối hướng tương đương với ảnh hưởng sai
số của một tuyến đường chuyền nhánh trong hầm (một nửa đoạn hầm đào đối
hướng). Còn ảnh hưởng của sai số đo liên hệ, có các trường hợp cụ thể khác
nhau. Nếu đo liên hệ qua cửa hầm thì xem như không có sai số; nếu đo liên hệ
qua hầm bằng (hoặc giếng nghiêng) thì tùy thuộc chiều dài hầm bằng (hoặc
giếng nghiêng) mà xét nguồn sai số trong trường hợp cụ thể.
Như phân tích ở trên, để bảo đảm đào thông hầm đối hướng với độ
chính xác quy định thì sai số hướng ngang là quan trọng và đáng chú ý nhất.
Vì vậy, cần xét các nguồn sai số ảnh hưởng đến độ chính xác hướng
ngang đào thông hầm đối hướng.

48. 38
- Đối với đoạn hầm thẳng
Hình 2.3. Sơ đồ minh họa đoạn hầm thẳng
Các nguồn sai số sau đây ảnh hưởng đến độ chính xác hướng ngang
đào thông hầm:
- Sai số hướng ngang của khống chế trắc địa trên mặt đất, ký hiệu là mq1 (sai
số trung phương).
- Sai số hướng ngang của đo liên hệ.
Nếu đoạn hầm đào đối hướng được định hướng qua hai cửa hầm thì
xem như không có sai số định hướng.
Nếu được định hướng qua một cửa hầm và một giếng đứng (hoặc giếng
nghiêng, hoặc hầm bằng phụ tương đối dài) thì có sai số hướng ngang của
định hướng qua giếng đứng (hoặc giếng nghiêng hoặc hầm bằng phụ tương
đối dài) đó, ký hiệu là mq2.
Nếu định hướng qua hai giếng đứng (hoặc hai giếng nghiêng hoặc hai
hầm bằng phụ tương đối dài) thì có sai số hướng ngang của định hướng qua
hai giếng đứng đó, ký hiệu là mq2 và mq3.
- Sai số hướng ngang của khống chế trắc địa trong hầm, tức sai số
hướng ngang của hai tuyến đường chuyền nhánh trong hầm, ký hiệu là mq4 và
mq5.
A
C
D
B
E
F
P
654321
P2
1
X
Y
S

49. 39
Với giả thiết các nguồn sai số độc lập với nhau thì sai số trung phương
tổng hợp hướng ngang ở chỗ đào thông hầm đối hướng sẽ tính theo các công
thức sau [4]:
Đối với đoạn hầm được định hướng qua hai cửa hầm:
m1 = m +m +m (2.6)
Đối với đoạn hầm được định hướng qua một cửa hầm và một giếng
đứng:
m1 = m +m +m + m (2.7)
Đối với đoạn hầm được định hướng qua hai giếng đứng:
m1 = m +m +m +m +m (2.8)
- Đối với đoạn hầm cong
Các nguồn sai số sau đây ảnh hưởng đến độ chính xác hướng ngang
đào thông hầm:
- Sai số hướng ngang của khống chế trắc địa trên mặt đất, ký hiệu là mq1.
- Sai số tổng hợp hướng ngang và hướng dọc của đo liên hệ (định hướng).
Nếu được định hướng qua một cửa hầm và một giếng đứng (hoặc giếng
nghiêng hoặc hầm bằng phụ tương đối dài) thì có sai số tổng hợp hướng
ngang và hướng dọc của hai tuyến đường chuyền nhánh trong hầm, ký hiệu là
m′
.
Nếu định hướng qua hai giếng đứng (hoặc hai giếng nghiêng hoặc hai
hầm bằng phụ tương đối dài) thì có sai số tổng hợp hướng ngang và hướng
dọc của định hướng qua hai giếng đứng đó, ký hiệu là m′
và m′
.

50. 40
- Sai số tổng hợp hướng ngang và hướng dọc của khống chế trắc địa
trong hầm, tức sai số tổng hợp hướng ngang và hướng dọc của hai tuyến
đường chuyền nhánh trong hầm, ký hiệu là m′
và m′
.
Với giả thiết các nguồn sai số độc lập với nhau thì sai số trung phương
tổng hợp hướng ngang ở chỗ đào thông hầm đối hướng sẽ tùy trường hợp mà
tính theo các công thức sau [4]:
Đối với đoạn hầm được định hướng qua hai cửa hầm:
m1 = m +m′
+m′
(2.9)
Đối với đoạn hầm được định hướng qua một cửa hầm và một giếng đứng:
m1 = m +m′
+m′
+m′
(2.10)
Đối với đoạn hầm được định hướng qua hai giếng đứng:
m1 = m +m′
+m′
+m′
+m′
(2.11)
Trong đó:
(m ) = (m ) + (m ) (2.12)
Theo nguyên tắc ảnh hưởng bằng nhau mLi = mqi thay vào (2.12) ta có
m = m √2
m =
√
(2.13)
b. Nguyên tắc phân phối các nguồn sai số
Trên thực tế thi công thường cần phải dựa vào điều kiện cụ thể mà phân
phối thỏa đáng sai số cho phép đào thông hầm cho các nguồn sai số thành
phần. Như vậy phương án trắc địa mới có tính khả thi và hiệu quả cao. Có hai
nguyên tắc phân phối sai số là nguyên tắc ảnh hưởng bằng nhau và nguyên tắc
ảnh hưởng không bằng nhau. Khi áp dụng nguyên tắc ảnh hưởng không bằng

51. 41
nhau ta có thể áp dụng nguyên tắc ảnh hưởng bằng nhau đối với một số sai số
thành phần còn lại trong đó.
1) Nguyên tắc ảnh hưởng bằng nhau
Nếu điều kiện thực tế cho phép dự đoán các nguồn sai số thành phần có
ảnh hưởng xấp xỉ như nhau đối với độ chính xác hướng ngang đào thông hầm
thì từ các công thức (2.6), (2.7), (2.8), ta có các công thức tương ứng:
mq1 = mq4 = mq5 = mqi
mqi =
√
= 0,58m1 (2.14)
mq1 = mq2 = mq4 = mq5 = mqi
mqi =
√
= 0,50 m1 (2.15)
mq1 = mq2 = mq3 = mq4 = mq5 =mqi
mqi =
√
= 0,45m1 (2.16)
Trong đó m1 là sai số trung phương hướng ngang cho phép đào thông
hầm đối hướng (bảng 2.5 và bảng 2.7) và công thức (2.5) để tính.
Từ đó, tùy thuộc vào số mặt đào thông hầm mà ta có được ảnh hưởng
tổng hợp của sai số khống chế mặt đất đến sai số hướng ngang đào thông hầm.
(m1)md= + + (2.17)
Với i, j, k là số thứ tự đoạn hầm đào thông đối hướng
2) Nguyên tắc ảnh hưởng không bằng nhau
Nếu dựa vào điều kiện thực tế như dạng lưới thiết kế, máy móc thiết bị
sử dụng, phương pháp đo, có thể dự tính trước ảnh hưởng của một số nguồn
sai số thành phần thì thay các số liệu đó vào vế phải của các công thức (2.6)
hoặc (2.7) hoặc (2.8) và áp dụng nguyên tắc ảnh hưởng bằng nhau đối với các
nguồn sai số còn lại để tính.

52. 42
2.3.1.2. Ước tính các yêu cầu độ chính xác định hướng hầm khi thi công hầm
bằng phương pháp truyền thống
Tùy thuộc vào chiều dài đoạn hầm Li tra bảng 2.5 ta có sai số trung
phương hướng ngang m1, áp dụng công thức (2.14), (2.15) và (2.16) ta tính
các nguồn sai số hướng ngang thành phần mqi. Dưới đây tính thử nghiệm cho
đoạn hầm có chiều dài Li ≤ 4 km:
a .Sai số hướng ngang (mqi)
Đối với đoạn hầm được định hướng qua hai cửa hầm:
mqi =
√
= 0,58m1 (2.18)
Khi m1 = ± 50mm thì mqi = ± 29 mm
Đối với đoạn hầm được định hướng qua một cửa hầm và một giếng đứng:
mqi =
√
= 0,50 m1 (2.19)
Khi m1 = ± 50mm thì mqi = ± 25 mm
Đối với đoạn hầm được định hướng qua hai giếng đứng:
mqi =
√
= 0,45m1 (2.20)
Khi m1 = ± 50mm thì mqi = ± 22.5 mm
b. Sai số hướng dọc cho phép (mL) [4]
= (2.21)
Nhận xét: Từ kết quả tính toán theo các công thức 2.18 đến 2.20 đã cho các giá
trị sai số hướng ngang cho phép đối với các hạng mục đo đạc tham gia vào
công tác định hướng hầm. Từ đây ta có thể chọn thiết bị đo đạc và phương
pháp đo phù hợp nhằm đảm bảo độ chính xác định hướng hầm.
2.3.1.3.Ước tính các yêu cầu độ chính xác định hướng hầm khi thi công hầm
bằng công nghệ TBM
Tùy thuộc vào chiều dài đoạn hầm Li tra bảng 2.7 ta có sai số trung
phương hướng ngang mi, thực tế khi thi công hầm bằng công nghệ TBM chỉ

53. 43
thực hiện định hướng qua một cửa hầm và một giếng đứng hoặc định hướng
qua hai giếng đứng. Thi công bằng công nghệ TBM chỉ thực hiện theo một
chiều nên không có mặt đào thông do đó chỉ có mq4, không có mq5 (mq5 = 0),
áp dụng công thức (2.15) và (2.16) tính được các giá trị mqi.
Theo quy hoạch đến năm 2030, tất cả các tuyến tầu điện ngầm tại Việt
Nam được thiết kế có khoảng cách giữa hai ga liên tiếp nhau khoảng 1 km
(L = 1km). Khi thi công bằng công nghệ TBM có hai trường hợp xảy ra:
- Đoạn hầm thi công có một cửa hầm và một giếng đứng tại nhà ga tầu
điện.
- Đoạn hầm thi công nằm giữa hai giếng đứng của hai nhà ga kế tiếp
nhau.
Yêu cầu độ chính xác các yếu tố định hướng hầm trong hai trường hợp trên
được xác định như sau:
a.Tính sai số trung phương hướng ngang (mqi)
1) Đối với đoạn hầm được định hướng qua một cửa hầm và một giếng
đứng:
mq1 = mq2 = mq4 = mqi (2.22)
mqi =
√
= 0,58m1 (2.23)
Khi m1 = ± 19 mm thì mqi = ± 11 mm
2) Đối với đoạn hầm được định hướng qua 2 giếng đứng (Ga tầu điện
ngầm):
mq1 = mq2 = mq3 = mq4 = mqi
mqi =
√
= 0,50 m1 (2.24)
Khi m1 = ± 19 mm thì mqi = ± 9.5 mm

54. 44
b. Tính SSTP chuyền phương vị qua giếng đứng xuống hầm (mα)
Thi công hầm bằng công nghệ TBM chỉ thực hiện theo một chiều do vậy
sai số trung phương của cạnh khởi đầu khi chuyền phương vị qua giếng đứng
xuống hầm được xác định theo công thức:
mq4 = . L (2.25)
Khi chuyền phương vị qua hai giếng đứng để thi công hầm thì độ chính xác
chuyền phương vị sẽ tăng lên √2 lần, vậy ta có:
m =
√
hay
mα =
.
. √2 (2.26)
Trong đó:
- mq4: Sai số trung phương hướng ngang của lưới khống chế trong hầm
- mα: Sai số trung phương chuyền phương vị qua giếng đứng
- L: Chiều dài đoạn hầm
Nếu chiều dài đoạn hầm thi công L = 1 km, thi công bằng công nghệ TBM
gồm hai giếng đứng (Ga tàu điện ngầm) mq4 = 9.5 mm
Thay số vào công thức (2.26) ta có: mα = 2,77” ≈ ± 3"
Khi lấy sai số giới hạn bằng 2,5 lần sai số trung phương, hạn sai cho phép
chuyền phương vị qua giếng đứng xuống hầm khi thi công bằng công nghệ
TBM có giá trị: fgh = 2,5.mα (2.27)
Khi mα= ± 3” thì fgh = ± 7,5”
c. Tính các hạn sai cho phép thành lập lưới khống chế trong hầm (mβ và ms)
Từ công thức tính sai số trung phương điểm cuối đường chuyền thi
công trong hầm [4]
Ta có: mp
2
= n.mS
2
+ [S].
,
(2.28)

55. 45
Trong đó:
- ms: Sai số trung phương đo cạnh
- mβ: Sai số trung phương đo góc
- S: Chiều dài cạnh đường chuyền
- n: Số cạnh đường chuyền
Có thể coi:
mL
2
= n.mS
2
; (2.29)
mq
2
= [S].
,
(2.30)
Ta có:
mp
2
= mL
2
+ mq
2
(2.31)
1) Tính sai số trung phương đo góc (mβ) trong đường chuyền
Từ công thức: mq = [s].
,
(2.32)
Ta có: mβ =
.ρ
[ ]
.
,
(2.33)
Khi đường hầm có chiều dài L = 1 km, gồm 5 cạnh đường chuyền, mỗi cạnh
dài 200 m (mq = 9,5 mm), thay vào (2.33) ta có:
mβ ≈ ± 1,5”
2) Tính sai số trung phương đo cạnh (mS) trong đường chuyền
Ta có: mL = mS.√n (2.34)
mS =
√
(2.35)
Khi chiều dài đoạn đường hầm L = 1 km, cạnh đường chuyền trong hầm dài
200 m, (mL = 9,5 mm), thay vào (2.35) ta có:
mS = ± 4,2 mm
Nhận xét:
Khi thi công hầm bằng công nghệ TBM, để xác định các hạn sai cho
phép trong định hướng hầm, sử dụng các hạn sai cho phép trong bảng (2.7) và

56. 46
các công thức (2.23); (2.24); (2.26) và (2.35) sẽ tính được các hạn sai cho phép
trong định hướng hầm
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
a. Các nguồn sai số
Phân tích tương tự như các nguồn sai số ảnh hưởng đến độ chính xác
hướng ngang đào thông hầm, ta có các nguồn sai số ảnh hưởng đến độ chính
xác độ cao đào thông hầm:
- Sai số của khống chế độ cao trên mặt đất, ký hiệu là mh1.
- Sai số chuyền độ cao từ mặt đất xuống hầm.
Đối với đoạn hầm đào đối hướng:
Nếu chuyền độ cao qua hai cửa hầm thì xem như không có sai số này.
Nếu chuyền độ cao qua một cửa hầm và một giếng đứng thì có sai số chuyền
độ cao qua giếng đứng đó, ký hiệu là mh2.
Nếu chuyền độ cao qua hai giếng đứng, ta có mh2 và mh3.
- Sai số của khống chế độ cao trong hầm:
Sai số của hai tuyến đo cao nhánh trong hầm, ký hiệu là mh4 và mh5.
Với giả thiết các nguồn sai số độc lập với nhau, thì sai số trung phương
tổng hợp độ cao ở chỗ đào thông hầm đối hướng sẽ tùy trường hợp mà được
tính theo các công thức sau [4]:
Đối với đoạn hầm mà độ cao được chuyền qua hai cửa hầm:
m2 = + + (2.36)
Đối với đoạn hầm mà độ cao được chuyền qua một cửa hầm và một giếng
đứng:
m2 = + + + (2.37)
Đối với đoạn hầm mà độ cao được chuyền qua hai giếng đứng:

57. 47
m2 = + + + + (2.38)
Nguyên tắc ảnh hưởng bằng nhau và nguyên tắc ảnh hưởng không bằng
nhau cũng được áp dụng để phân phối sai số trung phương về độ cao ở chỗ
đào thông hầm đối hướng cho các nguồn sai số độ cao thành phần.
Ảnh hưởng của các nguồn sai số độ cao thành phần đến độ chính xác
độ cao đào thông hầm trong đường hầm thẳng cũng như trong đường hầm
cong, nên chỉ áp dụng các công thức (2.36), (2.37) và (2.38) cho các trường
hợp cụ thể tương ứng.
b. Nguyên tắc phân phối các nguồn sai số
Sử dụng nguyên tắc ảnh hưởng bằng nhau để tính các sai số cho phép
khi xác định độ cao.
Đối với đoạn hầm mà độ cao được chuyền qua hai cửa hầm:
mh1 = mh4 = mh5 = mhi (2.39)
mhi =
√
= 0,58.m2 (2.40)
Đối với đoạn hầm mà độ cao được chuyền qua một cửa hầm và một giếng
đứng:
mh1 = mh2 = mh4 = mh5 = mhi (2.41)
mhi =
√
= 0,50.m2 (2.42)
Đối với đoạn hầm mà độ cao được chuyền qua hai giếng đứng:
mh1 = mh2 = mh3 = mh4 = mh5 = mhi (2.43)
mhi =
√
= 0,45.m2 (2.44)
trong đó m2 là sai số trung phương độ cao đào thông hầm đối hướng sử dụng
(bảng 2.5 và bảng 2.7) và công thức (2.5) để tính.

58. 48
2.3.2.2. Ước tính độ chính xác yêu cầu định hướng hầm khi thi công hầm
bằng phương pháp truyền thống
Từ bảng 2.5 ta có sai số trung phương độ cao m2 = ± 35 mm đối với
hầm có chiều dài nhỏ hơn 4 km, áp dụng công thức (2.40), (2.42) và (2.44) ta
tính được các mhi theo nguyên tắc ảnh hưởng bằng nhau như sau:
Đối với đoạn hầm mà độ cao được chuyền qua hai cửa hầm:
mhi =
√
= 0,58m2 (2.45)
Khi m2 = ± 35 mm thì mhi = ± 20 mm
Đối với đoạn hầm mà độ cao được chuyền qua một cửa hầm và một giếng
đứng:
mhi =
√
= 0,50.m2 (2.46)
Khi m2 = ± 35 mm thì mhi = ± 18 mm
Đối với đoạn hầm mà độ cao được chuyền qua hai giếng đứng:
mhi =
√
= 0,45m2 (2.47)
Khi m2 = ± 35 mm thì mhi = ± 16 mm
Khi thi công bằng các phương pháp truyền thống thì ta sử dụng số liệu δ2
trong bảng 2.5 và công thức (2.5) tính SSTP về độ cao m2 và các công thức
(2.40); (2.42) và (2.44) để tính các hạn sai cho phép về độ cao đối với từng loại
đoạn hầm như trên.
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
Từ bảng 2.7 ta có sai số trung phương hướng ngang m2 = ± 12 mm đối
với hầm có chiều dài nhỏ hơn 4 km, áp dụng công thức (2.40) và (2.42) để
tính các mhi. Thực tế khi thi công bằng công nghệ TBM chỉ có hai loại định
hướng là qua một cửa hầm và một giếng đứng, hoặc định hướng qua hai giếng

59. 49
đứng. Công nghệ TBM chỉ thi công theo một chiều, không thi công đối hướng
nên không có mặt đào thông, do vậy mh5 = 0. Vậy các mhi được tính như sau:
Đối với đoạn hầm mà độ cao được chuyền qua một cửa hầm và một giếng
đứng:
mhi =
√
= 0,58m2 (2.48)
Khi m2 = ± 12mm thì mhi = ± 7 mm
Đối với đoạn hầm mà độ cao được chuyền qua hai giếng đứng:
mhi =
√
= 0,50 m2 (2.49)
Khi m2 = ± 12 mm thì mhi = ± 6 mm
Nhận xét:
Khi thi công hầm bằng công nghệ TBM, sử dụng số liệu m2 trong bảng
2.7 và các công thức (2.40) và (2.42) để tính thì sẽ tính được các hạn sai cho
phép về độ cao đối với từng loại đoạn hầm như trên.