Khảo sát địa chất công trình hầm đường bộ là một quá trình thu thập thông tin về địa chất, địa chất thủy văn, địa hình, … của khu vực dự kiến xây dựng hầm. Mục đích của việc khảo sát là để đánh giá điều kiện địa chất, dự đoán các nguy cơ địa chất và đưa ra các biện pháp xử lý phù hợp cho việc thiết kế và thi công hầm.
I. Mục đích:
- Thu thập thông tin về địa chất, địa chất thủy văn, địa hình, … để đánh giá điều kiện địa chất cho thiết kế và thi công hầm.
- Dự đoán các nguy cơ địa chất như: sạt lở đất, động đất, … để có biện pháp phòng ngừa.
II. Phạm vi khảo sát:
- Bao gồm khu vực dự kiến xây dựng hầm, hai bên đường hầm và các khu vực có ảnh hưởng đến hầm.
- Phân chia thành các khu vực khảo sát chi tiết và tổng quát dựa trên điều kiện địa hình và địa chất.
III. Phương pháp khảo sát:
1. Khảo sát địa hình:
- Sử dụng các phương pháp đo đạc địa hình như: đo thủy chuẩn, đo góc, … để lập bản đồ địa hình.
- Mật độ đo đạc phụ thuộc vào độ phức tạp của địa hình và yêu cầu thiết kế.
2. Khảo sát địa chất:
a. Khảo sát địa chất bề mặt:
- Quan sát, mô tả và phân loại các lớp đất đá lộ ra trên mặt đất.
- Lập bản đồ địa chất bề mặt thể hiện phân bố các lớp đất đá, cấu tạo địa tầng, …
b. Khảo sát địa chất subsurface:
- Thực hiện khoan thăm dò, lấy mẫu đất đá để phân tích thành phần, cấu tạo, tính chất cơ lý, …
- Mật độ khoan phụ thuộc vào điều kiện địa chất và yêu cầu thiết kế.
3. Khảo sát địa chất thủy văn:
- Nghiên cứu mực nước ngầm, dòng chảy ngầm, … để đánh giá ảnh hưởng của nước đến hầm.
- Lập bản đồ địa chất thủy văn thể hiện mực nước ngầm, lưu lượng dòng chảy, …
4. Geophysical survey:
- Sử dụng các phương pháp vật lý như: điện từ trường, địa chấn, … để khảo sát cấu tạo địa chất subsurface.
- Các phương pháp geophysical survey có thể giúp xác định các đặc tính địa chất như: độ rỗng, mật độ, tốc độ truyền sóng, …
IV. Thành phần hồ sơ khảo sát:
- Báo cáo khảo sát địa chất: Trình bày kết quả khảo sát, đánh giá điều kiện địa chất, dự đoán nguy cơ địa chất, …
- Bản đồ địa chất: Thể hiện phân bố các lớp đất đá, cấu tạo địa tầng, …
- Bản vẽ: Thể hiện cấu tạo địa chất subsurface dọc theo tuyến hầm.
- Kết quả thí nghiệm: Cung cấp thông số kỹ thuật của đất đá, …
V. Một số lưu ý khi khảo sát địa chất hầm đường bộ:
- Cần khảo sát kỹ lưỡng các yếu tố địa chất như:
- Thành phần đất đá: Đá nham thạch, đá biến chất, đá trầm tích, …
- Cấu tạo địa tầng: Nếp gấp, đứt gãy, …
- Mực nước ngầm: Vị trí, mực nước, lưu lượng, …
- Cần đánh giá các nguy cơ địa chất như:
- Sạt lở đất: Phân loại, nguyên nhân, biện pháp phòng ngừa.
- Động đất: Mức độ nguy hiểm, biện pháp phòng chống.
- Cần lựa chọn phương pháp khảo sát phù hợp với điều kiện địa chất và địa hình khu vực.
VI. Tiêu chuẩn áp dụng:
- TCVN 8477:2018: Công trình thủy lợi – Thành phần, khối lượng khảo sát địa chất trong các giai đoạn lập dự án và thiết kế.
- TCVN 4527:1988: Hầm đường sắt và hầm đường ô tô – Tiêu chuẩn thiết kế.
- TCVN 9363:2012: Tiêu chuẩn quốc gia về công tác khảo sát địa kỹ thuật phục vụ thiết kế và thi công nền móng nhà cao tầng.
- Quyết định 5338/QĐ-TCĐBVN 2020: Công bố Tiêu chuẩn cơ sở Đường ô tô.
Số lượng lỗ khoan khảo sát yêu cầu đối với hầm qua núi không có quy định cụ thể mà phụ thuộc vào nhiều yếu tố như:
- Địa chất khu vực:
- Địa chất phức tạp: Cần nhiều lỗ khoan hơn để thu thập đầy đủ thông tin.
- Địa chất đơn giản: Ít lỗ khoan hơn có thể được chấp nhận.
- Độ dài hầm:
- Hầm dài hơn cần nhiều lỗ khoan hơn để khảo sát dọc theo tuyến hầm.
- Mục đích khảo sát:
- Khảo sát sơ bộ cần ít lỗ khoan hơn.
- Khảo sát chi tiết cần nhiều lỗ khoan hơn.
Tuy nhiên, theo Hướng dẫn khảo sát địa chất công trình hầm đường bộ, mật độ khoan tối thiểu là 1 lỗ khoan/100m chiều dài hầm. Đối với địa chất phức tạp, mật độ khoan có thể tăng lên 2-3 lỗ khoan/100m.
Ngoài ra, cần bố trí các lỗ khoan dọc theo tuyến hầm và hai bên đường hầm, đảm bảo thu thập thông tin về địa chất toàn diện.
Dưới đây là một số lưu ý khi bố trí lỗ khoan:
- Bố trí các lỗ khoan dọc theo tuyến hầm, tập trung vào các khu vực có địa chất phức tạp.
- Bố trí các lỗ khoan hai bên đường hầm để đánh giá ảnh hưởng của địa chất đến hầm.
- Khoan sâu hơn độ sâu chôn ngầm của hầm để đảm bảo thu thập thông tin về địa chất subsurface.
- Sử dụng các phương pháp khoan phù hợp với điều kiện địa chất và địa hình khu vực.
Kết luận:
Số lượng lỗ khoan khảo sát yêu cầu đối với hầm qua núi phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Cần bố trí các lỗ khoan hợp lý để thu thập thông tin về địa chất toàn diện, phục vụ cho thiết kế và thi công hầm an toàn.