งานอุโมงคคอนกรีต

โครงการเขื่อนน้ํางึม 2

สาธารณะรัฐประชาธิปไตยประเทศลาว

งานอุโมงค โครงการกอสรางเขื่อนน้ํางึม 2 มีการขุดเจาะอุโมงคหลายประเภทดวยกัน ขึ้นอยูกับวัตถุประสงคในการขุดเจาะ

อุโมงค ที่สําคัญ คือ ตองการผันน้ําออกไปในระหวางการกอสรางเขื่อนและเขาไปในโรงไฟฟา อุโมงคหลักๆที่ขุดเจาะสําหรับโครงการนี้มีอยู 3 ประเภทดวยกันไดแก

• อุโมงคผันน้ํา Diversion Tunnels • อุโมงคสําหรับตรวจงาน Adit • อุโมงคสําหรับทางเดินน้ํามายังโรงไฟฟา Power waterway

อุโมงคผันน้ํา (Diversion Tunnels) จุดประสงคหลักของอุโมงคดังกลาวเพื่อตองการผันน้ําออกไปในระหวางการกอสราง โครงสรางหลักๆของ

อุโมงคผันน้ํา ไดแก โครงสรางของ Inlet, อุโมงค และ โครงสรางของ Outlet ในแตละสวนจะมีรายละเอียดของงานแตตางกันออกไปซึ่งจะกลาวถึงภายหลัง

สําหรับโครงการเขื่อนน้ํางึม 2 อุโมงคผันน้ํามีขนาดเสนผาศูนยกลางภายในเทากับ 11.75 ม จํานวน 2 อุโมงค ซึ่งเรียกวา Diversion tunnel 1 และ 2 ตามลําดับ หลังจากอุโมงคแลวเสร็จจะไดโครงสรางผนังคอนกรีตโคง (ตามรูป)

การขุดเจาะอุโมงคใชการระเบิดแทนการใชหัวเจาะ โดยเริ่มตั้งแตการสํารวจ การเจาะเพื่อฝงระเบิด การขุด

และการขนถายวัสดุออกไปยังสถานที่ทิ้งวัสดุ การฝงนอตยึดกับหิน การปองกันหินหลนโดยการ Shortcrete การเหล็กเสริม และ การเทคอนกรีต อุปกรณเครื่องจักรกลตางๆ ที่นํามาใชงานการขุดเจาะอุโมงคก็มีตางๆมากมาย ซึ่งจะกลาวถึงภายหลัง

ความยาวของอุโมงคผันน้ําไดแก 1,400 และ 1,260 เมตร (ตามลําดับ) ทองอุโมงคอยูที่ระดับ 220 ม จากระดับน้ําทะเลปานกลาง งานภายในอุโมงคจะมีสวนประกอบ 3 สวนหลักๆ ไดแก Concrete arch, Kicker และ Invert concrete (ดังรูป)

การดําเนินงานคอนกรีตจะตองเริ่มตั้งแต การทํา reteInvertconcrveConcretecuKic →→ker การ

ดําเนินการการทําอุโมงค เริ่มตนจากการสํารวจทางธรณีวิทยา เพื่อตองการทราบคุณสมบัติตางๆของประเภทหินตางๆที่จะทําการขุดเจาะเขาไป รายละเอียดตางๆ อาทิเชน ประเภทของหินตางๆ ระดับของหินประเภทตางๆ ระดับน้ําใตดิน เพื่อนําขอมูลตางๆมาคํานวณหา rock anchor, stability และอื่นๆ เปนตน

Exploration holes เปนการสํารวจทางธรณีวิทยาเบื้องตนเพื่อนําขอมูลตางๆ มาวิเคราะห และการเก็บตัวอยางชั้นหินที่ไดเก็บขึ้นมาจากระดับตางๆ

Concrete curve

Kicker

Invert concrete

เมื่อไดขอมูลตางๆ และการออกแบบเปนที่เรียบรอยแลว ขั้นตอนของการสํารวจ ก็เริ่มขึ้น โดยการกําหนดขนาด

ของอุโมงคที่ตองการ กําหนดตําแหนงของระเบิด เครื่องจักรกลที่จําเปนตองในขณะนี้ไดแก เครื่องเจาะหิน

จากรูป จะเห็นมีการกําหนดขนาดของอุโมงค ตําแหนงของรูเจาะเพื่อฝงระเบิด เพื่อทําการเปดปากอุโมงค

หลังจากที่ไดระเบิดปากอุโมงคเขาไปบางสวนแลวนั้น ก็ใชรถขุด รถตัก เพื่อขนเศษวัสดุออก เพื่อดําเนินการทํา Concrete collar เพื่อเปนตัวกําหนดขนาดของอุโมงค

ลักษณะของ Concrete collar ประกอบไปดวยโครงเหล็กรูปพรรณ steel rib ซึ่งดัดโครงตามขนาดของ

อุโมงคพรอม shortcrete ไว การยึด steel rib กับอุโมงคนั้น จะถูกยึดดวย rock bolts แลวนํามาเชื่อมกับเหล็กรูปพรรณกอนทําการ shortcrete ตอไป

จากรูปจะเห็นโครงเหล็กรูปพรรณ Steel rib ดัดโคงตามขนาดของอุโมงค และถูกยึดดวย rock bolts ระหวาง steel ribซึ่งมีระยะประมาณ 1.0 ม ก็จะมีการยึดดวยทอเหล็กเชนกัน ความยาวของ Steel rib ที่ฝงเขาไปในอุโมงคจะขึ้นอยูกับคุณลักษณะและความแข็งแรงของชั้นหิน

เมื่อไดวาง Steel rib เปนที่เรียบรอยแลว จะตองรีบดําเนินการ shortcrete ทันที เพื่อเพิ่มความแข็งแรงใหกับ

โครงสราง หลักการพื้นฐานจะตอง shortcrete ใหเต็มพื้นที่โดยรอบ ไมเชนนั้นจะเปนอุปสรรคตองานเทคอนกรีตในภายหลัง

จุดประสงคหลักของการทํา shortcrete เพื่อการปองกันเศษหินที่จะรวงหลนลงมา และเพิ่มความแข็งแรงใหกับอุโมงค

การขุดเจาะก็เริ่มเขากระบวนการตอไป มีการนําเครื่องจักรกลที่เรียกวา Jumbo เขามาในอุโมงค เพื่อดําเนินการเจาะหินสําหรับงานระเบิด Jumbo เปนเครื่องจักรกลที่มีหัวเจาะหลายตัวในเครื่องเดียวกัน สามารถเจาะไดหลายรูในเวลาเดียวกัน ไมวาเปนมุมเอียงเทาไร เครื่องจักรดังกลาวก็สามารถทําได

เครื่องเจาะ Jumbo และ การทํา Shortcrete ที่ผนังอุโมงค จะเห็นเศษวัสดุตางๆ ซึ่งตองดําเนินการขนยายออกไป เครื่องจักรกลตางๆ อาทิเชน รถตัก รถขุด รถบรรทุก (ดัมท) รวมไปถึงคนงานซึ่งจะตองเขามา

ดําเนินการขนเศษวัสดุตางๆ ที่ไมตองการออกไป เพื่อใหเกิดพื้นที่ในการทํางานไดอยางสะดวก

เมื่อไดขุดเจาะเขาไปไดสักระยะหนึ่ง งาน Lining ไดแก Kicker และ Concrete curve ก็สามารถเริ่มงาน

ได Kickerเปนโครงสราง คอนกรีตเสริมเหล็ก อยูที่โคงดานลางของอุโมงคทั้ง 2 ดาน งานกอสรางจะเริ่มจากงานดังกลาวกอนเปนอันดับแรก ไดแก งานเทคอนกรีตปรับระดับ งานผูกเหล็ก งานเขาแบบ และสุดทายเปนงานคอนกรีต

จากนั้นเปนงาน ซึ่งเปนงานพิเศษตองการเครื่องมือพิเศษ เชน งานไมแบบโคงที่ใชระบบไฮโดรลิคและระบบลม (สําหรับการเขยาแบบ เพื่อทําใหคอนกรีตแนนขึ้น) เขามาเกี่ยวของ

ผนังของแบบโคงจะถูกยึดกับโครงสรางคอนกรีตของ Kicker ที่ไดเทเสร็จไปกอนหนานั้น โครงสรางของ

แบบโคงนั้นจะติดตั้งอยูบนรางรถไฟ ทําใหสามารถเลื่อนเขา-ออกไดอยางสะดวก โครงสรางหลักของแบบโคงบริเวณตรงกลางทําใหเปนชองวาง จุดประสงคเพื่อตองการใหรถบรรทุกสามารถเขา-ออกไดโดยไมมีปญหาเกี่ยวกับการขนถายวัสดุ ไมแบบเหล็กเองสามารถที่จะยืดเขา-ออกไดโดยอาศัยไฮโดรลิค เพื่อสะดวกในการถอดแบบ

ขั้นตอนของการเทคอนกรีตโคง เริ่มตนจากการตรวจสอบสภาพของอุโมงคใหไดขนาดตามที่ตองการ บริเวณ

ใดไมไดตองมีการสกัดเพื่อตองการใหไดความหนาของคอนกรีตตามกําหนด ลักษณะของเหล็กเสริม เปนไปตามแบบกําหนด เชน ขนาดของเหล็ก ระยะทาบ การยึดเหล็กกับ rock bolts เปนตน

การเทคอนกรีตในสวนของกําแพงโคงใชระบบ ปมคอนกรีตเขาไปในแบบ สวนของไมแบบเหล็กเองจะมีหนาตาง(สามารถเปด-ปด) ซึ่งออกแบบไวสําหรับดูงานคอนกรีตดานใน และใชลมเขยาในสวนของไมแบบเหล็ก ซึ่งไดออกแบบเปนชวงๆ

รูปแสดง การผูกเหล็กโคง กอนการเทคอนกรีตโคง

รูปแสดงงานขุดเจาะ งานคอนกรีต Kicker

รูปแสดง การผูกเหล็กและงานเทคอนกรีตในสวนของ งาน Invert concrete

โครงสรางของ Inlet เหนือน้ํา โครงสรางของ Inlet หรือที่เรียกวา โครงสรางคอนกรีตบริเวณ ปากอุโมงคเหนือน้ํา จะตองมีการออกแบบเปน

พิเศษ เพื่อใหน้ําสามารถไหลเขาไปอยางรวดเร็ว ไมเกิดการหมุนวนของน้ําที่บริเวณปากอุโมงค มีบานประตูเหล็กขนาดใหญสามารถเปด-ปดได ซึ่งงานติดตั้งบานประตูจะติดตั้งภายหลัง โดยมีการติดตั้งอุปกรณ (แผนเหล็ก) ของงานประตูกอนการเทคอนกรีต

สําหรับโครงการเขื่อนน้ํางึม 2 งานโครงสรางดังกลาวเรียกไดวาใหญมาก ไมวาจะเปนขนาด ปริมาณของคอนกรีต ไมแบบ และเหล็กเสนขนาดตางๆ โดยเฉพาะเหล็กเสนขนาด 28-32 มม พรอมทั้งการออกแบบโครงสรางพิเศษที่ตองออกแบบมารองรับไมแบบสําหรับงานคอนกรีตหนากวา 2.0 ม สําหรับหลังคา คสล เปนตน

กอนเริ่มงานก็ตองมีการสํารวจระดับเสียกอนโดยเฉพาะระดับพื้นลาง เปนโครงสราง คสล นั่งอยูบนชั้นหินแข็ง ดังนั้นอาจจะตองมีการระเบิดหินเพื่อใหอยูในระดับที่ตองการ ทําความสะอาดของชั้นหินโดยใช Water jet กอนเทคอนกรีตปรับระดับ งานเหล็ก ไมแบบ และงานเทคอนกรีต ตามลําดับ

จะพบวาในแตละขั้นตอนตองใชทรัพยากรอยางมากมาย ขั้นตอนในการทํางานที่ตองมีการตรวจสอบกันอยางละเอียดเพ่ือปองกันความผิดพลาดที่จะเกิดขึ้น ที่อาจจะกอใหเกิดผลเสียตอโครงการ จากรูปจะพบวาบริเวณดานขางของอุโมงค

มีการทํา shortcrete เพื่อปองกันหินรวงหลนลงมาในขณะที่ทํางานดานลาง เหตุการณประเภทนี้เปน

เหตุการณที่ไมสามารถคาดการณไดกลวงหนา เพื่อใหเกิดความไมประมาทจึงมีการเตรียมงานดังกลาวไวลวงหนา

มีเหตุการณที่ปากอุโมงค เมื่อไดผูกเหลกใกลเสร็จเรียบรอย เกิดมีกอนหินขนาดใหญมากรวงหลนลงมา ทําใหเกิดความเสียหายกับงานเหล็ก แตโชคดีที่ไมมีผูใดไดรับบาดเจ็บ เพราะวาเหตุเกิดตอนกลางคืน หลังจากเหตุการณดังกลาวจึงมีมาตราการความปลอดภัยเกิดขึ้นมากมาย

โครงสรางบริเวณปากอุโมงคจะประกอบไปดวย พ้ืน ผนังดานขาง ผนังกลาง และ หลังคา (โครงสรางลักษณะ

ปากระฆัง) โครงหลังนี้จะเขาไปเชื่อมกับอุโมงค บางพื้นที่ตองมีการออกแบบสวนโคงเพื่อใหสอดคลองกับขนาดของอุโมงค

เนื่องจากเปนโครงสรางขนาดใหญจําเปนตองมีการคํานวณเรื่องเกี่ยวกับ อุณหภูมิของคอนกรีตเขามาเกี่ยวของ

กับการเทคอนกรีต มีการจัดลําดับขั้นตอนในการเทคอนกรีต ระยะเวลาของการเปดแบบ เปนตน

จากแบบ จะพบวาโครงสราง คสล โดยทั่วไปจะมีความหนากวา ประมาณ 2.0 ม มีการทํา shear key ระหวางรอยตอของโครงสรางของ Inlet และ อุโมงค การวางเหล็ก ก็มีศิลปะอยางหนึ่ง คือ เหล็กดานบนของคอนกรีตที่สัมผัสกับน้ํา จะตองวางในแนวของทางน้ําไหล ระยะคอนกรีตหุมเหล็ก ก็เปนเรื่องสําคัญอยางมาก มีการกําหนดลงไป เกี่ยวกับระยะตางๆ เชน หากวาอยูบนพื้นผิวที่ไมสัมผัสน้ําตองเทากับ 100 มม หรือ ระยะคอนกรีตที่หุมเหล็กเสริมในสวนของโครงสรางที่ตองสัมผัสกับน้ําตองเปน 75 มม (อยางนอย) เปนตน ซึ่งรายละเอียดตางๆจะระบุอยางละเอียดในของกําหนดทางเทคนิค ดังนั้นกอนที่จะเริ่มงานจําเปนตองศึกษารายละเอียดพรอมทั้งขอกําหนดตางใหชัดเจน

สําหรับโครงสราง Inlet มีงานอยางหนึ่งที่ตองการความละเอียดในการติดตั้ง ไดแก การติดตั้งบานประตู ซึ่งในสวนของงานโครงสรางจําเปนตองมีการศึกษารายละเอียดตางๆใหชัดเจน บางครั้งจําเปนตองมีการเสียบเหล็กเสริม หรือ ฝงแผนเหล็ก สําหรับงานติดตั้งบานประตู เปนตน

รูปแสดง อุปกรณของบานประตู และ การติดตั้ง

ปญหาและอุปสรรคในชวงระหวางการกอสราง พบวาปริมาณเหล็กเสริมโดยเฉพาะเหล็กยืน ซึ่งในที่นี้ใชเหล็กขนาด 2-DB32@120 มม ในชวงของการทาบเหล็ก จะตองนําเหล็กที่จะมาทาบไปไวดานหลัง ไมเชนนั้นจะทําใหเกิดสาเหตุไดดังรูป

เหล็กเสริมในตําแหนงที่มีการตอทาบไมถูกตอง ทําใหเกิดเปนกําแพงเหล็กเสริมเปนตน

จะพบวาหากไมเขาใจถึงวิธีการทํางานจะทําใหเกิดสาเหตุดังกลาวได

งานหลังคาจะตองมี การออกแบบโครงสรางเพื่อรองรับงานเทคอนกรีตในสวนของหลังคาซึ่งมีความหนากวา

2.0 เมตร สําหรับงานดังกลาวมีการใชเหล็กรูปพรรณขนาด 300x50x6.5x9 มาเปนเสารองรับโดยมีระยะหางประมาณ 2.0 ม ดังรูป

รูปแสดงโครงสรางรองรับโครงสรางหลัง และ การผูกเหล็กของโครงสรางหลังคา

การประกอบ และ ติดตั้งบานประตูน้ํา เปนงานของ Alstom India ซึ่งทางSupplier ไดสงเจาหนาที่มาควบคุมงาน Embedded plated กอนงานเทคอนกรีต พ้ืนและ ผนัง รายละเอียดจะขอกลาวในภายหลังเมื่อไดมีการติดตั้งบาน

อีกงานที่สําคัญมาก และ มักจะลืมไป ไดแก การวางทออากาศบริเวณพ้ืนดานบนของโครงสราง Intake เพื่อตองการใหมีเปนการระบายอากาศและใหน้ําไหลเต็มอุโมงค

ภาพแสดงการผันน้ําเขาอุโมงค

งานอุโมงค Outlet ดานทายของน้ํา เปนโครงสรางคอนกรีต คสล ขนาดคอนขางใหญพอสมควร ใชเวลาการกอสรางจนแลวเสร็จประมาณ เกือบ

3 เดือน มีปญหาและอุปสรรคตางๆมากมาย กวาจะแลวเสร็จ จุดประสงค เพื่อผันน้ําจากอุโมงคออกไปสูลําน้ําเดิม เทคนิคตางๆ เหมือนกับงานอุโมงคเหนือน้ํา ไมวาจะ

เปนการผูกเหล็กตางๆ งานไมแบบ หรือแมกระทั่งงานเทคอนกรีต เพียงแตไมมีงานติดตั้งบานประตูเหมือนกับอุโมงคเหนือน้ํา ดังนั้นงานดังกลาวอาจจะเรียกวางายกวาอยูบาง

การวางแผนก็เปนเรื่องสําคัญอยางหนึ่ง เนื่องจากงานภายในอุโมงคเองก็ยังไมแลวเสร็จ มีรถบรรทุกเขา-ออก เปนประจํา ดังนั้นจึงมีการวางแผนงานทําที่ละครึ่ง ไดแก การเทคอนกรีตพื้นเพียงครึ่งเดียว เพื่ออํานวยความสะดวกใหกับงานอุโมงคภายใน ปญหาที่ตามมาคืองานเหล็กเสริม โดยทั่วไปจะตองเผื่อเหล็กสําหรับทาบไมนอยกวา 60D ซึ่งก็จะทําใหเกิดอุปสรรคการเขา-ออกของรถบรรทุก จึงมีการดัดแปลงแกไขใหใช Coupler แทนการทาบเหล็ก กอนการเทจะตองพันดวยพลาสติกโดยรอบ กันน้ําปูนไหลเขาไปในเกลียวของ coupler

งานคอนกรีตโดยทั่วไปก็ไมมีปญหามากนัก เนื่องจากสภาพของไมแบบมีการตรวจสอบกอน รวมไปถึงงาน

ค้ํายันตางๆ เปนตน

รายละเอียดตางๆของโครงสรางไมซับซอนเหมือน Inlet มีเพียงการวางเหล็กเสริมเทานั้นที่เหล็กบนที่สัมผัส

กับน้ํา ตองวางแนวขนานไปกับทิศทางของน้ํา ภาพแสดงโครงสรางเมื่อมีการผันน้ําออก