Nguyễn Đức Toản, June 2001 Page 1 of 6 Hầm Hồ Treo - Dạng thức mới của phương pháp đào đá cơ giới hóa H. Hamrin Tập đoàn Xây dựng Hầm và Khai mỏ Atlas Copco AB, Thụy Điển Biên dịch: KS. CN. Nguyễn Đức Toản Bài đã đăng trên Tạp chí Cầu Đường Việt Nam tháng 6 năm 2001 Tóm tắt: Công ty Atlas Copco đang có các máy khoan tạo nên một thế hệ mới của thiết bị khoan đá thủy lực có khả năng vận hành cao hơn 50%. Cùng với thiết bị khoan đá mới, các hệ thống kiểm soát tinh tế cũng được thiết kế gắn với vận hành khoan, nhằm có được năng suất khoan cao hơn và duy trì tính kinh tế của cả giàn khoan và các bộ phận cột cần khoan của nó. Các giàn khoan hiệu suất cao và kiểm soát tự động là các đặc trưng nổi bật của máy khoan Rocket Boomer, dùng cho các nhà thầu thi công hầm. Hai giàn Rocket Boomer đã được sử dụng thành công trong xây dựng Hầm Hồ Treo (Hanging Lake) tại dự án mở rộng đường I 70 của Mỹ. Bài viết này sẽ trình bày các kinh nghiệm về khoan đào đá tại Hồ Treo. Thói quen truyền thống ở Mỹ từ lâu là hỗ trợ đào dưới ngầm bằng các vòm thép và kết cấu chống bằng gỗ. Hồ Treo là một trong những dự án áp dụng Phương pháp Xây dựng Hầm mới của Áo (NATM - New Austrian Tunneling Method), một kỹ thuật kết hợp đào đá và gia cường đá theo một cách thức có hệ thống. Kỹ thuật NATM áp dụng rất dễ cho các thiết bị cơ giới hóa, như các máy để khoan đá và neo bulông vào đá. Kỹ thuật này cho ta tiến trình làm hầm hiệu quả, an toàn, việc đào đá hoàn thành 4 tháng trước quy định. 1. MÁY KHOAN HẦM Máy khoan là một thiết bị quan trọng nhất cho nhà thầu nào cần phải tiến hành đào đá làm hầm bằng khoan - nổ mìn. Có rất nhiều loại máy khoan hầm của nhiều nhà sản xuất khác nhau, để đáp ứng yêu cầu về khả năng và năng suất tại một dự án nhất định. Máy khoan phải có khả năng khoan được các lỗ đặt mìn khi yêu cầu trong phạm vị tiết diệ n hầm, trong một thời gian ngắn, nhằm đẩy nhanh tiến độ làm hầm. Sự phát triển liên tục của kỹ thuật đem lại một máy khoan hầm mới và tiên tiến. Bài viết này nói về máy khoan đá thủy lực tốc độ cao COP 1440, và máy khoan Rocket Boomer, các ưu điểm của chúng được lợi dụng như thế nào tại dự án hầm Hồ Treo. Các phương pháp đào hầm đang phát triể n rất nhanh, đồng thời nâng cao độ an toàn đối với các tai nạn truyền thống khi đào đá dưới ngầm. 2. MÁY KHOAN THỦY LỰC MỚI 2.1. Máy khoan Rocket Boomer Các máy khoan hầm của công ty Atlas Copco có tên là Boomer. Loại máy khoan Rocket Boomer mới được giới thiệu cho các nhà thầu xây hầm vào năm 1987. Hai máy Rocket Boomer tại Hồ Treo là những chiếc đầu tiên làm việc tại Mỹ. Từ "Rocket" (Tên lửa) ngụ ý một năng lực khoan cao hơn một máy khoan Boomer bình thường. Rocket Boomer được trang bị hai búa khoan năng suất cao loại COP 1440, chúng hoạt động bằng một bộ nguồn 55 kW. Có thể so sánh: loại Boomer thường chỉ có nguồn 45 kW cho búa khoan COP 1238 mà thôi. Rocket Boomer được giới thiệu năm 1987 và từ đó trở thành một công cụ phổ biến cho các nhà thi công hầm trên khắp thế giới. Nguyễn Đức Toản, June 2001 Page 2 of 6 Ban đầu Rocket Boomer được thiết kế để trở thành một máy khoan 2 cần (dầm/tay với - boom). Người ta nghĩ rằng năng suất của 2 búa khoan nhanh COP 1440 có thể thỏa mãn được thậm chí các yêu cầu cao nhất về năng suất. Nhưng không lâu sau, các nhà thầu nhận thấy rằng, nếu lắp thêm một cần COP 1440 khác có thể khiến năng suất cao hơn nữa, do đó loại Rocket Boomer 3 cần khoan trở nên thông dụng hơn. Phiên b ản mới nhất của loại Rocket là "Pocket Rocket", một máy khoan gọn nhẹ năng suất siêu cao. Hiện nay loại Rocket Boomer 50 đang làm việc tại các công trình hầm trên khắp thế giới. Và số lượng loại Rocket Boomer 2 cần ban đầu đã bị vượt qua nhiều bởi loại Rocket Boomer 3 cần hiệu suất cao hơn. Cho đến nay Rocket Boomer đã được các nhà thầu ở Italy, Na Uy, Áo và Đức ưa chuộng. Hai máy Rocket Boomer tại Hồ Treo là hai chiếc duy nhất thuộ c loại này trên đất Mỹ. Rocket Boomer không chỉ tạo nên năng suất khoan lớn mà còn có độ tin cậy cao và dễ sử dụng. Đó là lời nhận xét của chính các nhà thầu và thợ khoan tại các công trường nơi mà Rocket Boomer được sử dụng. 2.2. Năng lượng khoan và Độ xuyên đá Năng lượng cho búa khoan COP 1440 được cấp từ một may bơm, chạy bằng một môtơ điện 55 kW. Dòng dầu thủy lực áp lực cao sau đó kích động cơ cấu va đập, cơ cấu này là bí quyết cho khả năng xuyên đá. Mũi khoan xuyên vào đá nhanh đến đâu phụ thuộc vào sự làm việc của cơ cấu va đập và vào độ cứng của đá, thường được biểu thị bằng cường độ nén. Loại sa thạch mềm có thể khoan với tốc độ 4 m/phút trong khi đó với loại granit cứng là 2,5 m/ph. Trong máy khoan, piston chạy lên xuống với tố c độ 50 đến 60 lần một giây. Mỗi khi piston chạm vào đáy ống xilanh, nó tạo ra một năng lượng chấn động dạng sóng xung kích, truyền qua cột cần khoan tới mũi khoan. Tại đây, cú đập gây ra ứng suất trong khối đá rồi phá đá ra từng mảnh. Việc đập liên hồi tích luỹ công suất tới 1 kW, là năng lượng khoan của một máy khoan đá nhất định. Theo định luật vậ t lý, công suất là một hàm số của khối lượng piston và vận tốc của nó tại thời điểm va chạm. Một áp suất thủy lực lớn hơn sẽ làm tăng vận tốc của piston và do đó tăng cao năng suất khoan đá. Ngoài ra, tốc độ va đập nhanh hơn cũng làm tăng công suất kW của máy khoan. 2.3. Năng lượng lớn hơn cho mũi khoan Năng lượng máy khoan là nhằm nghi ền nát đá. Nếu năng lượng nghiền tăng lên sẽ sản sinh ra tốc độ khoan nhanh hơn. Khi năng lượng sinh ra bởi cơ cấu va đập tăng lên, bản thân máy khoan đá, và cột cần khoan sẽ chịu lực tác dụng ngày càng lớn hơn. Khi năng lượng truyền được hết qua mũi khoan, mọi sự đều tốt đẹp. Những cố gắng đầu tiên của việc khoan Rocket được thự c hiện với một búa khoan đá COP 1440 có cơ cấu xung kích được điều chỉnh để tạo công suất 20 kW. Máy khoan này đã đạt được độ xuyên sâu đầy ấn tượng 3,6 m/ph qua đá cứng sơ khai (kỷ tiền Cambri). Và trong đá mềm thì nhanh, nhanh hơn rất nhiều. Loại "turbo" COP 1440 này sớm thể hiện nhược điểm. Các bộ phận cần cột khoan bị hỏng chỉ sau một thời gian ngắn s ử dụng, có các vấn đề về duy trì tính làm việc liên tục của Rocket Boomer. Năng lượng xung kích 20 kW là quá lớn đối với cả búa khoan và cần khoan. Những kinh nghiệm ban đầu về tuổi thọ thép búa khoan kém và các vấn đề cơ khí đã khiến cho máy Rocket Boomer có một khởi đầu tồi tệ. Và các nhà thiết kế khoan đá có một bài toán khó khăn phải giải quyết trước khi Rocket Boomer thực sự có thể đem ra giới thiệu v ới khách hàng. May sao, thủy lực là một phương tiện truyền năng lượng linh hoạt. Công suất khoan đầu ra được quy định đơn giản thông qua áp suất thủy lực. Một bộ nguồn 55 kW và áp lực thủy lực được giảm đi để có được loại búa khoan COP 1440 với năng lượng xung kích 17 kW. H×nh 3 - C«ng suÊt khoan ®¸ vμ tèc ®é xuyªn 0 1 2 3 4 N¨ng l−îng xung kÝch, kW Tèc ®é xuyªn, m/ph Búa khí nén COP 900 Thủy lực nhẹ COP 1032 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 Lỗ khoan 45mm, Granit, 220 MPa Búa thủy lực Turbo COP 1440 Thủy lực CS cao COP 1440 Thủy lực tiêu chuẩn COP 1238 Nguyễn Đức Toản, June 2001 Page 3 of 6 Tính năng xuyên bị giảm đi chút ít. Nhưng với tốc độ 2,4 m/ph trong đá 220 MPa, búa COP 1440 khoan nhanh hơn hầu hết các máy khoan đá đào hầm khác. Tên của máy khoan vẫn được giữ là Rocket Boomer. Tuy nhiên, vẫn còn có điều phải nói về cách xử trí năng lượng xung kích. 2.4. Hệ thống kiểm soát khoan tự động Nếu mũi khoan không được đặt chặt chắc vào đá, sóng xung kích sẽ dội lại. Vì năng lượng không thể triệt tiêu, nó truy ền vào các cơ cấu cơ khí của hệ khoan. Tại đó nó gây mài mòn các bộ phận khoan và gây ứng suất mỏi cho thép máy khoan. Với một giàn khoan đá công suất cao như COP 1440, việc chế ngự công suất va đập trở thành một vấn đề không dễ. Cùng với bộ nguồn mới, một hệ thống mới gọi là Kiểm soát Cung cấp Áp lực Quay (RPCF, Rotation Pressure Feed Control) cũng được áp dụng vào hệ thống thủy l ực của Rocket Boomer. Những kinh nghiệm tốt đẹp đã dẫn tới một cải tiến xa hơn, gọi là Kiểm soát Va đập Áp lực Quay (RPCI, Rotation Pressure Control Impact), cũng được đưa vào cùng hệ thống đó. Các hệ thống này cùng tạo ra sự kiểm soát tự động đối với cơ cấu va đập, nó đảm bảo rằng năng lượng xung kích được truyền tới mũi khoan, mà không bị mất đ i lãng phí vào những cú đập và rung động không tải. Đói với một máy khoan công suất cao như COP 1440, sự mất mát năng lượng có thể là rất có hại cho tuổi thọ của cột cần khoan. 2.5. Mômen xoắn không đổi giữ cho cột cần khoan được khít chặt Điều quan trọng trong việc truyền năng lượng va đập là luôn luôn giữ cho cần khoan tì chặt vào mặt đá. Cần khoan có một số bộ phận có các liên kết bằ ng ren. Bất kỳ sự xộc xệch nào tại các mối nối ấy đều gây ra mất mát năng lượng, giảm tốc độ xuyên. Năng lượng mất mát này gây nóng và mài mòn cho các mối nối này. Cách duy nhất để chống lỏng ren là duy trì một mômen xoắn không đổi trên cột cần khoan. Và mômen này sẽ quyết định áp suất của dòng dầu thủy lực trong chu trình kín. Hệ thống Kiểm soát Cung cấp Áp lực Quay (RPCF) sẽ đảm trách áp lực của dòng dầu thủy lực cấp cho môtơ quay. Khi khoan vào đá cứng, mỗi xung động chỉ gây ra một lượng xuyên nhỏ vào đá. Lực kháng chống lại sự quay của mũi khoan là bé, và được đảm nhận bởi RPCF. Điều này sẽ làm tăng áp lực lên mạch cung cấp, ép mũi khoan vào đá mạnh hơn, nâng cao sự truyền năng lượng. Đồng thời, Kiểm soát Va đập Áp lực Quay (RPCI) làm tăng cườ ng áp lực va đập, do vậy năng lượng của mỗi cú đập sẽ lớn hơn. Trong các thành hệ đá mềm, mỗi cú đập sẽ xuyên sâu vào đá, và sức kháng quay là lớn. Lúc này áp lực đầu vào được giảm đi, đồng thời áp lực va đập giảm xuống, để thực hiện các cú đập nhẹ hơn. RPCF và RPCI hiện nay được đưa vào hệ thống điều khiển khoan cho mọi máy khoan Boomer của Atlas Copco. Ngườ i vận hành máy thực hiện việc định vị và khoan mở lỗ trên gương hầm, sau đó hệ thống tự động tiến hành điều khiển việc khoan đá, khiến thợ máy có thể tự do làm việc khác. 2.6. Thế hệ máy khoan thủy lực thứ ba Các kết quả tốt đẹp của điều khiển RPCF đã kích thích các nghiên cứu đào sâu hơn, và đẩy tới sự phát minh ra một h ệ thống tinh vi hơn, ECS 18, trong đó dòng điện đảm nhiệm vai trò dầu thủy lực. Các cảm biến điện và các linh kiện điện tử, bao gồm cả các bộ vi xử lý, cho ta phương tiện điều khiển khoan tiến tiến và phong phú. Thợ khoan chỉ cần định vị lỗ khoan, sau đó hệ thống tự động sẽ tiến hành khoan mở lỗ và tiếp tụ c khoan sâu, bất kể điều kiện đá là gì. Tuy vậy, việc giải thích chi tiết về hệ thống điều khiển mới Áp lực xoắn Áp lực va đập Áp lực nén Hình 4 - Kiểm soát quay, năng lượng va đập và lực ép Mômen xoắn Lực é p Cần khoan Nguyễn Đức Toản, June 2001 Page 4 of 6 bằng điện ECS khá phức tạp và phải giành cho một tài liệu riêng. 3. CÁC HẦM TẠI HỒ TREO (HANGING LAKE) 3.1. Dự án Hanging Lake Việc đào đá của hai hầm đường bộ là phần việc chính của dự án xây dựng 13 km đường ở Glenwood Canyon (Hẽm núi Glenwood), bang Colorado - Mỹ, một trong những đoạn cuối cùng của dự án I 70. Công việc đào đá cho hai hầm đường bộ song song có tổng chiều dài là 1190 m. Cái tên "H ồ Treo - Hanging Lake" lấy theo tên của một cái hồ cổ gần đó nằm trên sườn đá, phía trên hẻm núi. Dự án Glenwood Canyon được coi là dự án đường tốn kém nhất từng được biết đến, do vấn đề môi trường và không gian quá hạn hẹp. Các đoạn tuyến được thiết kế trên quan điểm bảo vệ vẻ đẹp của Glenwood Canyon với sự tác động nhỏ nhất tới thiên nhiên hoang sơ . Việc đào đá bị hạn chế đến mức nhỏ nhất để không làm suy yếu chân vách hẽm núi. Con đường I 70 băng qua các hầm núi đá và qua các cây cầu, đặt trên các cột tháp, ở những vị trí mà làn xe này nằm phía trên làn xe kia. Hiện nay đã hoàn thành, đường I 70 Glenwood Canyon là một đường 4 làn mới thay thế cho Đường 6 cũ chạy quanh co xung quanh chân hẽm núi sâu 300m. Dự án Hanging Lake có tính hấp dẫn đặc biệt do những hạn chế đặt ra cho một dự án xây d ựng lớn trong một không gian rất nhỏ hẹp. Công việc đào của hai hầm ở Hanging Lake bắt đầu năm 1989. Công tác khoan nổ mìn kết thúc cuối tháng 11/1990, bốn tháng trước thời hạn, tuyến hầm đôi này được thông xe giữa năm 1991. 3.2. Nhà thầu, Liên doanh Hanging Lake Hợp đồng Hanging Lake được đảm nhận bởi một tổ hợp có tên Liên Doanh Hanging Lake. Liên doanh này gồm công ty Frontier Kemper và Traylor Brothers, cả hai đóng tại Evansville, Ấn Độ; Wayss & Freitag của Đức; Beton & Monierbau c ủa Áo. Tư vấn Kỹ thuật và Địa chất là Woodward-Clyde và Parsons Brinkerhoff. 3.3. Các hầm Đường bộ Hanging Lake Các hầm đường bộ có một mặt cắt dạng vòm có chiều rộng 12,2 m và cao 9,8 m. Tuyến hầm lượn qua núi đá về phía nam của hẽm núi theo một đường cong mềm mại. Cả hai hầm đều nổi trên mặt đất một đoạn ngắn tại nơi mà Suối Quế (Cinnamon Creek) cắt qua Hẽm núi Glenwood. Tại đây là nơi đóng trại của nhà thầu. Từ vị trí được lựa chọn mang tính chiến lược này, bốn cổng hầm được khai mở. 3.4. NATM, Phương pháp Xây dựng Hầm Mới của Áo Khác với truyền thống cũ ở Mỹ, tại dự án Hầm Hanging Lake người ta không dùng các vòm thép để chống đỡ hang đào. Thay vào đó, một dạng Mỹ hóa của NATM (New Austrian Tunnelling Method) nổi tiếng đã được áp dụng. Lý thuyết của NATM có từ những năm 1930, và hiện nay từ "Mới" là không còn thích hợp nữa. Tuy nhiên, chúng ta ghi công người Áo vì đã phát minh ra một kỹ thuật mà nó thích hợp tốt cho bất kỳ loại đá nào và kích cỡ hầm nào, và hiện nay được ứng dụng trên khắp thế giới. NATM lợi dụng cường độ vốn có của khối đá gốc và nhằm tố i thiểu hóa chuyển vị ngay sau khi đào. Một vòm chống được tạo thành trong khối đá bao quanh hầm, bằng các bulông thép được ấn vào đá, giữ cho các khe nứt càng sít nhau càng tốt. Các bulông neo vào đá được kết hợp với bêtông phun (shotcrete) để tạo thành một gương đào hầm ổn định và an toàn. Ngược lại, các vòm thép tạo ra sự chống đỡ bên ngoài. Các vòm này chỉ làm việc sau khi khối đá đã bắt đầu suy thoái, và chuyển v ị bên trong khối đá đã truyền tải trọng lên vòm thép. NATM tạo cho hang hầm một sự ổn định cao. Hơn nữa, cách thức làm việc của NATM, neo bulông vào đá và phun bêtông, đều được tiến hành đồng thời với quá trình đào hầm. Điều này tăng cường khả năng sử dụng các thiết bị cơ giới hoá, hiện đại, và tăng tốc sự tiến bộ trong kỹ thuậ t làm hầm. Tóm lại, NATM rất thích hợp với các kỹ thuật hiện đại khiến cho kỹ thuật làm hầm tốt hơn, an toàn hơn và nhanh hơn. Nguyễn Đức Toản, June 2001 Page 5 of 6 3.5. NATM tại Hanging Lake NATM là một lý thuyết khá rộng để có thể thảo luận kỹ trong bài viết này. Một cách vắn tắt, NATM dựa trên một sự phân loại đá thành các cấp hạng đào, theo chất lượng và yêu cầu dự tính đối với việc gia cường đá. Mỗi cấp hạng được gán cho các thông số về kích thước lớn nhất của lỗ hang nổ phá, số lượng bulông neo cần thiết, bề dày lớp bêtông phun, v.v Tại hầm Hanging Lake, tất cả các thông số được mô tả tỉ mỉ trong tài liệu hợp đồng, để lại rất ít khoảng trống cho một sự ứng biến thiếu chuẩn bị. Các đoạn chủ yếu của đá núi dọc theo hầm Hanging Lake được phân loại là tốt, 71%, trung bình 20% và chỉ có 9% xấu. Hai hầm được đào với mặt cắt phân nhỏ, phía trên được tạ o lò ngang và có bậc, theo như quy định kỹ thuật. Lò ngang phía trên được phân tách nhỏ hơn thành một lò khảo sát và các vệt rạch bên, men về phía sau với các khoảng cách đều đặn. Bậc thềm tiến sâu vào phía trong hầm, cũng có hai vệt rạch dọc theo tường hầm. Mỗi hầm được chia thành 6 gương đào. Với hơn 90% đá là tốt và trung bình, ai đó có thể thắc mắc về sự cần thiết của việc chia tách sự đào hầm thành 6 gương đào riêng biệt. Vòm hầm gia cố bằng bulông neo đá, được lắp đặt theo cách thông thường. Thanh thép Dywidag dài 4,2m được sử dụng làm neo và gắn chặt vào lỗ khoan bằng vữa ximăng. 3.6. Các máy khoan Rocket Boomer và Boltec Để khoan hầm nhà thầu Frontier Kemper dã dùng hai giàn khoan của công ty Atlas Copco loại Rocket Boomer H245. Cả hai máy khoan được trang bị hai tay với thủy lực, có cần khoan mạnh loại COP 1440 và một tay với thứ ba có thùng dụng cụ dùng cho công việc công c ộng. Các giàn khoan, theo quy định của Mỹ, được vận hành bởi 3 người, mỗi người một dầm khoan. Ngoài ra tại hiện trường còn có hai máy khoan khác để cơ giới hóa việc neo blông vào đá, loại Boltec 351, mỗi máy khoan được trang bị một tay với, có lắp cần khoan đá loại nhẹ COP 1032, và một thùng dụng cụ để tạo thuận lợi cho việc lắp đặt bulông. Để đảm bảo tính sẵn sàng t ối đa của các giàn khoan, Atlas Copco có một xưởng dạng côngtennơ ngay tại công trường, quản lý bởi một nhân viên sửa chữa được thuê dài hạn. Các phụ tùng được dự trữ ngay tại công trường, và các giàn khoan được bảo dưỡng theo dịnh kỳ. Đá là một hỗn hợp của các khoáng vật quartz, điorit và granit nứt nẻ, có cường độ nén nói chung bé hơn 155 Mpa. Tốc độ khoan xuyên trung bình trong loại đá này với búa khoan COP 1440 và lỗ khoan 51mm là 2,74 m/phút. 3.7. Khoan bằng máy Rocket Boomer Cả hai giàn Rocket Boomer đều được trang bị dẫn tiến cho thanh thép khoan dài 5,2 m. Thanh thép khoan dẫn hướng được chọn bởi Nhà thầu với mục đích lợi dụng cơ hội để nổ phá các bước đào dài làm bậc thềm, nơi mà hồ sơ đấu thầu không có hạn chế nào về chiều dài nổ phá. Các thợ máy đã đánh máy cao các giàn khoan tại Hanging Lake. “Rất dễ học và vận hành”, thợ khoan Phil Romero nói. Đồng nghiệp củ a anh ta tán thành: “Là giàn khoan tốt nhất cho tới nay”. 3.8. Các kết quả: hệ số sử dụng cao, giá thành hạ Bằng cách đào hầm phân chia gương đào NATM, rất khó xác định tốc độ tiến lên. Tuy nhiên, nhiều dự án và công trường đã góp phần vào việc sử dụng rộng rãi cả hai loại máy khoan Boomer và Boltec. Hợp đồng sửa chữa cùng với một lịch trình bảo dưỡng đã giữ cho các thiết bị luôn hoạt động, tớ i hơn 90%. Sự tiếp tục bảo trì cẩn thận cho các bộ phận thép của máy khoan đã được thực hiện. Mục đích là nhằm so sánh sự tiêu hao thép của cần khoan COP 1440 với COP 1238. Kết quả cho thấy giá thành cần khoan của COP 1440 hoàn toàn cạnh tranh với bất kỳ loại máy khoan thủy lực nào khác. Đã ghi nhận đươc giá trị trung bình 0,48 USD/m khoan (~7.000 VND/m - N.D). Tuổi thọ của bệ xilanh trung bình khoảng 3.800 mét khoan. Một con số tương t ự, 0,40 USD/mkhoan, áp dụng cho chi phí phụ tùng của Rocket Boomer, bao gồm cả COP 1440. Không nghi ngờ gì nữa, việc ứng dụng kỹ thuật NATM tại dự án Hanging Lake là một thành công, việc đào đá hoàn thành tháng 11/1990 trước thời hạn 4 tháng. Nguyễn Đức Toản, June 2001 Page 6 of 6 Với hơn 500.000 mét khoan, hai máy Rocket Boomer được được nhà thầu Frontier Kemper chuyển tới một dự án hầm khác ở đảo Hawaii. Sau khi hoàn thành công trình đó Rocket Boomer đã trở về lục địa, để khoan một hầm rất ngắn ở Minnesota. Đã một thời tham gia sâu vào các dự án hầm trên khắp thế giới, tác giả chỉ có thể biểu thị sự cảm thông của mình đối với các nhà thầu đang tìm kiếm tươ ng lai xây dựng hầm ở Hoa Kỳ. 4. MÁY KHOAN BOOMER VÀ ROCKET BOOMER 4.1. Năng suất khoan nghĩa là tiết kiệm tiền Rõ ràng là, Rocket Boomer đem lại một phần thưởng khi so sánh với một Boomer thông thường. Cần khoan COP 1440 xuyên qua đá cứng, 220 Mpa, với tốc độ 2,4 m/ph, trong khi đó COP 1238 chỉ đạt 1,7 m/ph. Tuy nhiên, tốc độ xuyên đơn thuần ít được quan tâm, vì chu trình làm hầm có nhiều sự gián đoạn trong thao tác khoan. Cái thực sự có ý nghĩa là năng suất đầu ra thực tế của Rocket Boomer so với loại Boomer thông thường. Còn đố i với một nhà thầu, có thể tiết kiệm được bao nhiêu thời gian khi khoan với Rocket Boomer? Sẽ không thể trình bày một sự so sánh các môđen Boomer mang tính hiệu lực chung, vì có một số nhân tố ảnh hưởng đến kết quả. Nhưng hiển nhiên có những nhà thầu coi Rocket Boomer là rất đáng bỏ vốn để đầu tư. Trong đá cứng cường độ nén 220 Mpa, COP 1440 khoan với tốc độ 2,4 m/ph, so với COP 1238 là 1,6m/ph. Độ xuyên tính toán là cao hơn 50%, nh ưng sẽ có sai khác 25% về năng suất thực tế khi áp dụng vào khoan tại một hầm thật sự. Theo quy tắc, trong đá cứng, mỗi cần khoan COP 1440 có thể tạo ra 100 m lỗ khoan nổ mìn trong một giờ, trong khi đó kết quả của cần khoan COP 1238 là 80 m/h. Loại Rocket Boomer 2 tay với do vậy có khả năng khoan 200 m/h, trong khi đó loại Boomer thông thường 2 tay với là 160 m/h. Kết quả cho loại Rocket Boomer 3 tay với: 300 m/h, loại Boomer thường 3 tay với: 180 m/h. 4.2. Mỗi giờ tiết kiệm trong một ca làm việc sẽ tích lũy thành nhiều tháng Một hầm với giả thiết mặt cắt ngang 60,0 m 2 sẽ có dạng thức khoan 96 lỗ mìn. Lỗ sâu 5,2 m và và chiều dài tổng cộng các lỗ khoan nổ mìn là 500 mkhoan. Rocket Boomer sẽ hoàn tất công việc trong 2,5 giờ, và loại Boomer thường cần 3,2 giờ. Như vậy Rocket Boomer tiết kiệm được khoảng 40 phút trong một chu kỳ làm việc. Đối với một chu kỳ khoan phá nổ đầy đủ, mà nó thường đòi hỏi hơn ca làm việc 8,0 giờ, thì 40 phút rút ngắn có thể là không đáng kể. Nhưng khi xét mộ t hầm dài 5,0 km, tổng thời gian tiết kiệm sẽ là 40.000 phút hay 83 ca làm việc, mỗi ca 8 giờ. Lượng thời gian rút ngắn này hoàn toàn là do kết quả khoan nhanh hơn, là đặc tính của Rocket Boomer, chứ không phải do sự nỗ lực của nhân công thao tác. Điều này giúp nhà thầu có thể rút ngắn thời gian thi công vài tháng. Về một so sánh tin cậy hơn và thực tế hơn, lời khuyên của chúng tôi là tiến hành sự đánh giá này phối hợp với mộ t đại diện có kinh nghiệm của Atlas Copco. Có thể Rocket Boomer cũng giúp ích cho bạn chăng? 5. KẾT LUẬN Sự phát triển của các kỹ thuật và các phương pháp là một quá trình liên tục, sự đào hầm cũng như vậy. Hai máy khoan Rocket Boomer tại dự án Hanging Lake vào năm 1988 là hai trong số những máy đầu tiên của một thế hệ mới những máy khoan năng suất cao. Trong khi các máy khoan Rocket đã chứng tỏ máy trị của chúng về tính năng hoạt động và độ tin cậy, kỹ thuật làm hầm NATM trở thành nhân tố chính tạo nên thành công cho dự án, khi ến cho việc đào đá tại hầm Hanging Lake trở thành một công việc đầy hiệu quả, hoàn toàn cơ giới hoá và an toàn./. Nguyễn Đức Toản Theo "Transportation Facilities through Difficult Terrain" ĐC hiện nay: Viện KHCN GTVT Tel: 091-262 3597 Email: ngdtoanhanoi@yahoo.com . Nguyễn Đức Toản, June 2001 Page 1 of 6 Hầm Hồ Treo - Dạng thức mới của phương pháp đào đá cơ giới hóa H. Hamrin Tập đoàn Xây dựng Hầm và Khai mỏ Atlas Copco AB, Thụy Điển Biên dịch:. đào đá tại Hồ Treo. Thói quen truyền thống ở Mỹ từ lâu là hỗ trợ đào dưới ngầm bằng các vòm thép và kết cấu chống bằng gỗ. Hồ Treo là một trong những dự án áp dụng Phương pháp Xây dựng Hầm mới. điểm của chúng được lợi dụng như thế nào tại dự án hầm Hồ Treo. Các phương pháp đào hầm đang phát triể n rất nhanh, đồng thời nâng cao độ an toàn đối với các tai nạn truyền thống khi đào đá