Điều gì khiến máy khoan đào hầm (TBM) hoạt động hiệu quả trong các vùng đứt gãy?

Khi đào hầm ngầm đi qua các vùng đứt gãy, độ phức tạp của điều kiện địa chất thay đổi mạnh mẽ. Một máy khoan hầm máy đào hầm hoạt động trong những điều kiện này phải đối mặt với đá bị nứt vỡ, dòng nước ngầm xâm nhập không thể dự báo trước, địa chất hỗn hợp và các chế độ ứng suất thay đổi liên tục — tất cả những yếu tố này đều có thể làm chậm tiến độ, gây hư hỏng thiết bị và làm tăng chi phí dự án. Việc hiểu rõ những yếu tố nào khiến một máy đào hầm thực sự hiệu quả khi làm việc trong vùng đứt gãy không chỉ là một câu hỏi mang tính học thuật; đây còn là một quyết định kỹ thuật và mua sắm then chốt, quyết định việc dự án đào hầm có thành công đúng tiến độ và trong phạm vi ngân sách hay không.

Các vùng đứt gãy là một trong những môi trường địa chất khắc nghiệt nhất mà máy khoan đào hầm có thể gặp phải. Những vùng này thường bao gồm đá bị vỡ vụn, các khe nứt chứa đầy đất sét, độ bền đá biến đổi mạnh và áp lực nước lỗ rỗng tăng cao. Khác với đá ổn định và đồng nhất, các vùng đứt gãy không thể hiện hành vi dự đoán được; do đó, một máy khoan đào hầm thiếu các đặc điểm thiết kế phù hợp, tính linh hoạt trong vận hành và hệ thống hỗ trợ sẽ gặp khó khăn trong việc duy trì hiệu suất. Bài viết này phân tích chi tiết các yếu tố then chốt — về mặt cơ học, vận hành và địa kỹ thuật — quyết định mức độ hiệu quả của máy khoan đào hầm khi điều kiện địa chất trở nên bất lợi.

Hiểu biết về địa chất vùng đứt gãy và tác động của nó đến hiệu suất máy khoan đào hầm

Đặc điểm điều kiện nền đất tại vùng đứt gãy

Một vùng đứt gãy là một khu vực trong vỏ Trái Đất, nơi các khối đá đã bị dịch chuyển dọc theo một mặt nứt, để lại một hành lang gồm vật liệu bị suy yếu về mặt cơ học và có tính biến đổi cao. Bên trong hành lang này, máy khoan đào hầm có thể gặp phải vật liệu bột nghiền — đá được nghiền mịn có độ sệt tương tự đất sét — xen kẽ với các khối đá nguyên vẹn cứng hơn. Sự kết hợp này tạo ra những điều kiện mặt cắt hỗn hợp (mixed-face conditions), trong đó đầu cắt đồng thời khoan qua các vật liệu có độ bền chênh lệch rất lớn.

Độ thấm của các vùng đứt gãy thường cao hơn so với đá xung quanh. Nước ngầm có thể chảy nhanh qua mạng lưới các khe nứt, dẫn đến hiện tượng nước tràn đột ngột trong quá trình đào hầm. Một máy khoan đào hầm không được trang bị hệ thống quản lý nước phù hợp và vách ngăn kín sẽ cực kỳ dễ tổn thương trong những môi trường như vậy, có nguy cơ đối mặt với các sự cố ngập lụt đòi hỏi các biện pháp bơm nước tốn kém và thời gian ngừng hoạt động ngoài kế hoạch.

Các hệ thống phân loại khối đá như RQD, hệ thống Q và RMR thường chấm điểm các vùng đứt gãy ở mức thấp nhất, cho thấy chất lượng đá rất kém. Đối với máy khoan đào hầm (TBM), điều này dẫn đến sự mất ổn định tại mặt đào, sụp lở mái hầm phía sau khiên bảo vệ và gia tăng yêu cầu đối với hệ thống lớp lót. Việc nhận diện những điều kiện này trước và trong quá trình đào là bước đầu tiên để quản lý chúng một cách hiệu quả.

Cách các vùng đứt gãy làm gián đoạn tốc độ tiến của TBM

Tốc độ tiến của máy khoan đào hầm (TBM) là một trong những chỉ tiêu chính đánh giá hiệu quả. Trong đá nguyên khối tốt, một máy khoan đào hầm được lựa chọn phù hợp có thể duy trì tốc độ xuyên cao với ít can thiệp nhất. Trong vùng đứt gãy, tốc độ này giảm mạnh do máy phải thường xuyên giảm tốc, điều chỉnh lại lực đẩy và mô-men xoắn, đồng thời tạm dừng để lắp đặt hệ thống chống đỡ đất. Những lần gián đoạn này tích tụ thành các chậm trễ đáng kể về tiến độ nếu máy không được trang bị đầy đủ.

Mài mòn lưỡi cắt gia tăng nhanh trong các vùng đứt gãy do đặc tính mài mòn của đá bị nghiền nát và lớp bùn trượt chứa thạch anh. Một máy khoan hầm không cho phép kiểm tra và thay thế lưỡi cắt một cách hiệu quả — lý tưởng nhất là từ bên trong buồng áp lực — sẽ mất nhiều thời gian hơn đáng kể cho các lần dừng bảo trì so với loại máy được thiết kế để thay đổi dụng cụ nhanh chóng. Tần suất thay lưỡi cắt trong vùng đứt gãy có thể cao gấp ba đến năm lần so với trong đá nguyên khối, khiến yếu tố này trở thành một trong những động lực chính ảnh hưởng đến hiệu quả tổng thể của dự án.

Hiện tượng kẹt máy cũng là một mối đe dọa khác. Khi máy khoan hầm tiến vào vùng đất bị nứt vỡ mạnh hoặc đất phình nở, đầu cắt và khiên chống có thể bị kẹt nếu lực đẩy và mô-men xoay không được điều khiển cẩn thận. Việc giải cứu một máy khoan hầm bị kẹt là một trong những sự cố tốn kém và mất thời gian nhất trong xây dựng ngầm, đôi khi đòi hỏi phải đào các đường hầm dẫn hướng, thực hiện các chiến dịch tiêm vữa hoặc đào thủ công quy mô lớn để giải phóng máy.

Các đặc điểm thiết kế chính của máy ảnh hưởng đến hiệu quả hoạt động trong vùng đứt gãy

Thiết kế và khả năng thích ứng của đầu cắt

Đầu cắt là giao diện chính giữa máy khoan hầm và mặt đất, và thiết kế của nó có ảnh hưởng sâu sắc đến hiệu suất khi làm việc trong các vùng đứt gãy. Một máy khoan hầm hiệu quả cho điều kiện vùng đứt gãy thường được trang bị đầu cắt kiểu mặt mở hoặc kiểu hỗn hợp, có độ bền cao và tỷ lệ mở lớn, cho phép vật liệu đã bị phá vỡ đi qua một cách tự do mà không bị tắc nghẽn. Việc tắc nghẽn quá mức trong lớp vật liệu đứt gãy mềm là nguyên nhân phổ biến gây giảm hiệu suất và làm tăng yêu cầu mô-men xoắn.

Các lưỡi cắt đĩa lắp trên đầu cắt phải được bố trí sao cho phù hợp với các điều kiện đá thay đổi đặc trưng của vùng đứt gãy. Một máy khoan hầm có thể thay thế linh hoạt các lưỡi cắt biên và lưỡi cắt mặt, kết hợp với bố trí dụng cụ linh hoạt, cho phép người vận hành điều chỉnh cấu hình cắt sao cho phù hợp với đặc điểm cụ thể của vùng đứt gãy đang vượt qua. Khả năng thích ứng này trực tiếp giúp giảm thiểu các lần dừng bất ngờ và duy trì tiến độ đào tiến về phía trước ngay cả khi địa chất thay đổi.

Khả năng chịu mô-men xoắn của đầu cắt cũng quan trọng như nhau. Trong các vùng đứt gãy, nhu cầu mô-men xoắn đối với máy khoan đào hầm có thể tăng đột ngột khi máy gặp phải một khối đá cứng nằm lẫn trong lớp đất yếu. Một máy được thiết kế với dự trữ mô-men xoắn đỉnh cao và hệ thống quản lý mô-men xoắn chống dừng sẽ xử lý được những đợt tăng này mà không làm mất chuyển động quay; trong khi đó, hệ thống truyền động có công suất quá nhỏ sẽ bị dừng đột ngột và có nguy cơ làm kẹt đầu cắt tại chỗ.

Vỏ bảo vệ và gia cường kết cấu

Vỏ bảo vệ của máy khoan đào hầm đóng vai trò là rào cản kết cấu chính giữa phần bên trong hầm và mặt đất xung quanh. Trong các vùng đứt gãy, vỏ bảo vệ phải được thiết kế để chịu được tải trọng không đối xứng, áp lực đất hội tụ và nguy cơ sụp lở một phần mặt đào. Một vỏ bảo vệ có chiều dài quá ngắn so với chiều rộng vùng đứt gãy có thể không đảm bảo độ che phủ đầy đủ trong suốt quá trình vượt qua, khiến máy dễ bị đất xâm nhập và mất ổn định.

Các tấm chắn khớp nối, cho phép thân máy đào hầm uốn cong nhẹ dọc theo trục của nó, đặc biệt có giá trị trong các vùng đứt gãy, nơi khối đá có thể dịch chuyển hoặc khi tuyến hầm phải luồn lách quanh các dị thường địa chất. Độ cứng nhắc trong điều kiện không phù hợp có thể dẫn đến hiện tượng kẹt tấm chắn, trong khi một thiết kế có độ linh hoạt tốt sẽ duy trì khả năng di chuyển và giảm thiểu nguy cơ máy bị kẹt trong điều kiện đất đá co thắt.

Hệ thống phớt bịt kín phía sau tấm chắn là thành phần then chốt nhằm ngăn nước ngầm và đất xâm nhập vào hầm tại vị trí tiếp giáp giữa tấm chắn và các đoạn vỏ hầm đã lắp đặt. Trong các vùng đứt gãy có áp lực nước cao, độ bền vững của phớt bịt kín phía sau trực tiếp quyết định khả năng duy trì môi trường làm việc an toàn của máy đào hầm. Các hệ thống phớt bịt kín nhiều cấp kết hợp với hệ thống bơm mỡ là tính năng tiêu chuẩn trên những máy được thiết kế để hoạt động trong điều kiện vùng đứt gãy khắc nghiệt.

Khả năng khoan thăm dò mặt đất và xử lý trước

Một trong những cách hiệu quả nhất để máy khoan đào hầm duy trì hiệu suất trong các vùng đứt gãy là tích hợp hệ thống khoan thăm dò cho phép khảo sát địa kỹ thuật ở phía trước mặt đào. Một máy khoan đào hầm được trang bị các giàn khoan hướng về phía trước có thể lấy mẫu lõi đất ở phía trước, xác định các vùng đứt gãy trước khi chúng xuất hiện tại mặt đào và giúp kỹ sư thiết kế các chiến lược xử lý tiên lượng thay vì phản ứng sau khi sự cố đã phát sinh.

Tiêm vữa trước từ bên trong máy khoan đào hầm là một kỹ thuật mạnh mẽ nhằm gia cố đá nứt vỡ và giảm lưu lượng nước ngầm xâm nhập trước khi đầu cắt tiến vào vùng đã được xử lý. Một máy được thiết kế chuyên biệt với các cổng và thiết bị dành riêng cho quy trình này có thể thực hiện các hoạt động tiêm vữa mà không yêu cầu đội thi công rời khỏi máy hay lắp đặt cơ sở hạ tầng bên ngoài. Cách tiếp cận tích hợp này giúp máy khoan đào hầm luôn duy trì vị trí tại mặt đào thay vì phải lùi lại để lắp đặt các hệ thống xử lý nền.

Việc lắp đặt ống chống mái và cọc chống là các kỹ thuật chống đỡ sơ bộ bổ sung mà đội máy khoan hầm (TBM) hiệu quả có thể triển khai ngay từ bên trong khiên máy. Các phương pháp này tạo thành một kết cấu mái che phía trên mặt đào, cho phép công tác đào tiếp tục được thực hiện qua vùng đứt gãy không ổn định mà không gây sụp lở mặt đào. Khả năng thực hiện các thao tác này từ một nền tảng máy duy nhất mà không làm gián đoạn chuỗi công việc đào tổng thể là dấu hiệu rõ ràng của tính hiệu quả khi thi công trong điều kiện địa chất phức tạp.

Các chiến lược vận hành nhằm duy trì hiệu suất của máy khoan hầm (TBM) khi đi qua vùng đứt gãy

Giám Sát Thời Gian Thực Và Ra Quyết Định Dựa Trên Dữ Liệu

Các hệ thống máy khoan hầm hiện đại được trang bị một loạt cảm biến phong phú nhằm giám sát lực đẩy, mô-men xoắn, tốc độ xâm nhập, vòng quay mỗi phút (RPM) của đầu khoan, áp suất mặt đáy và lưu lượng đất đá đào ra theo thời gian thực. Trong các vùng đứt gãy, giá trị của dữ liệu này càng được nâng cao do điều kiện thay đổi nhanh chóng và khoảng thời gian ra quyết định rất ngắn. Một người vận hành có thể nhận thấy những thay đổi đột ngột về yêu cầu mô-men xoắn hoặc áp suất mặt đáy sẽ ngay lập tức giảm lực đẩy để tránh tình trạng kẹt máy hoặc quá tải động cơ đầu khoan.

Việc ghi chép dữ liệu theo thời gian cho phép kỹ sư xây dựng bức tranh tổng quan về sự biến thiên địa chất dọc theo tuyến hầm, đồng thời liên hệ dữ liệu phản ứng của máy với vị trí các vùng đứt gãy đã được xác định trong khảo sát hiện trường. Sự liên hệ này giúp đội thi công hầm dự báo trước thời điểm sẽ gặp vùng địa chất khó khăn tiếp theo và chuẩn bị sẵn vật liệu gia cố nền, danh mục lưỡi cắt cũng như lịch làm việc của nhân sự một cách chủ động. Máy khoan hầm từ đó không chỉ là một thiết bị đào mà còn trở thành một thiết bị cảm biến địa chất.

Các hệ thống định hướng tự động cũng góp phần nâng cao hiệu quả bằng cách duy trì máy khoan đào hầm trên đúng đường thiết kế, ngay cả khi địa tầng cố gắng đẩy máy lệch khỏi hướng đã định — hiện tượng phổ biến tại các vùng đứt gãy có trường ứng suất bất đối xứng. Việc duy trì đúng đường đào giúp tránh các thao tác điều chỉnh tốn kém và đảm bảo hình học của từng vòng vỏ bọc lắp đặt luôn đồng nhất, điều này rất quan trọng đối với độ bền cấu trúc cũng như công tác hoàn thiện hậu kỳ.

Sự sẵn sàng của đội ngũ thi công và tốc độ lắp đặt hệ thống chống đỡ địa tầng

Tốc độ mà đội thi công máy khoan hầm có thể lắp đặt hệ thống chống đỡ đất trong phần đuôi của khiên trực tiếp ảnh hưởng đến thời gian máy có thể tiếp tục khoan sau mỗi hành trình. Trong các vùng đứt gãy, nhu cầu về chống đỡ cao hơn so với đá nguyên khối, nghĩa là tỷ lệ giữa thời gian khoan và thời gian lắp đặt chống đỡ sẽ trở nên bất lợi nếu đội thi công không được đào tạo bài bản và hệ thống chống đỡ không được tổ chức tốt. Các đoạn bê tông đúc sẵn, tấm lưới thép và thanh chống thép phải được bố trí và lắp đặt một cách chính xác và nhanh chóng.

Đào tạo đội ngũ nhân viên đặc biệt tập trung vào các quy trình ứng phó tại vùng đứt gãy — bao gồm phản ứng khẩn cấp trước hiện tượng nước phun trào, quy trình xử lý sập mặt đào và an toàn khi thay dao cắt trong điều kiện áp lực cao — giúp rút ngắn thời gian của bất kỳ lần dừng bất ngờ nào xảy ra. Máy khoan hầm chỉ hiệu quả ngang bằng với đội ngũ vận hành nó, và tại các vùng đứt gãy, năng lực của đội ngũ này khi làm việc dưới áp lực thường xuyên bị kiểm tra. Các cuộc diễn tập mô phỏng định kỳ cùng các quy trình phản ứng được lập thành văn bản rõ ràng là một phần trong phương trình hiệu quả tổng thể.

Việc phối hợp giữa các ca làm việc là một yếu tố vận hành khác. Các vùng đứt gãy đòi hỏi sự theo dõi liên tục, và việc bàn giao máy khoan hầm cho ca làm việc tiếp theo mà không có buổi trao đổi kỹ lưỡng về điều kiện địa chất hiện tại, tốc độ mài mòn của đầu khoan trong thời gian gần đây cũng như bất kỳ dị thường nào được phát hiện trong ca làm việc trước đó có thể dẫn đến những quyết định sai lầm trong giai đoạn đầu của ca mới. Các quy trình bàn giao có cấu trúc, đặc biệt bao gồm tình trạng vùng đứt gãy, là một công cụ hiệu quả thực tiễn thường bị đánh giá thấp.

Khảo sát địa chất và lập kế hoạch trước dự án cho việc vượt qua vùng đứt gãy

Chất lượng khảo sát hiện trường và ảnh hưởng của nó đến việc lựa chọn máy khoan hầm (TBM)

Hiệu suất của máy khoan hầm trong các vùng đứt gãy chịu ảnh hưởng mạnh bởi những quyết định được đưa ra từ rất sớm, ngay từ trước khi máy được triển khai. Chất lượng khảo sát hiện trường quyết định mức độ hiểu biết của đội dự án về hình học vùng đứt gãy, đặc tính vật liệu vụn (gouge), điều kiện nước ngầm cũng như chiều dài chuyển tiếp dự kiến giữa vùng đá nguyên khối và vùng đá nứt vỡ. Khảo sát hiện trường kém sẽ dẫn đến việc lựa chọn hoặc cấu hình máy khoan hầm cho các điều kiện khác biệt đáng kể so với những điều kiện thực tế gặp phải.

Một chương trình khoan khảo sát lỗ khoan toàn diện dọc theo tuyến hầm, kết hợp với các cuộc khảo sát địa vật lý như khúc xạ địa chấn và chụp cắt lớp điện trở suất, cung cấp cái nhìn ba chiều về vị trí và phạm vi của các đới đứt gãy. Dữ liệu này cho phép nhà thiết kế lựa chọn máy đào hầm phù hợp với kích thước lưỡi cắt, chiều dài vỏ bảo vệ, công suất mô-men xoắn và khả năng xử lý nền đất nhằm đáp ứng đúng đặc điểm cụ thể của các đới đứt gãy trong dự án đó. Một máy đào hầm được lựa chọn phù hợp với thách thức địa chất sẽ luôn hoạt động vượt trội hơn so với một máy đào hầm mang tính chung chung khi phải đối mặt với các điều kiện bất ngờ.

Mô hình hóa thủy địa chất cũng quan trọng như vậy. Việc hiểu rõ phân bố áp lực lỗ rỗng xung quanh các vùng đứt gãy và thể tích dự kiến của dòng nước ngầm chảy vào sẽ giúp các nhà thiết kế xác định tiêu chuẩn bịt kín phù hợp cho máy khoan hầm (TBM), công suất của hệ thống thoát nước và việc có cần thực hiện công tác tiêm vữa trước hay không. Việc phân tích này được thực hiện đúng ngay từ đầu sẽ biến việc quản lý khủng hoảng tiềm tàng thành các bước vận hành được lên kế hoạch sẵn, đây chính là nền tảng của hiệu quả đào hầm thực sự.

Tùy chỉnh thiết kế máy khoan hầm (TBM) so với các giải pháp có sẵn trên thị trường

Đối với các dự án có đoạn đi qua vùng đứt gãy đáng kể, việc lựa chọn giữa máy khoan đào hầm được thiết kế riêng hay điều chỉnh một cấu hình tiêu chuẩn hơn là một quyết định chiến lược thực sự. Các máy được thiết kế theo yêu cầu riêng có thể tích hợp những tính năng đặc biệt do đội dự án đề xuất — chẳng hạn như hệ thống ống bơm vữa có kích thước lớn hơn, phạm vi khoan thăm dò mở rộng, hệ thống kín đuôi nâng cao hoặc lớp bảo vệ mòn đặc biệt cho đầu khoan — những tính năng mà một máy khoan đào hầm tiêu chuẩn có thể không trang bị sẵn.

Tuy nhiên, việc tùy chỉnh tốn thời gian và làm gia tăng rủi ro trong quá trình sản xuất. Một máy khoan đào hầm được thiết kế vượt mức yêu cầu đối với điều kiện vùng đứt gãy cũng có thể trở nên quá phức tạp một cách không cần thiết, đồng thời gây khó khăn trong vận hành và bảo trì. Cách tiếp cận hiệu quả nhất là tìm ra một giải pháp cân bằng cẩn trọng: lựa chọn một nền tảng đã được kiểm chứng với các khả năng cốt lõi đáp ứng yêu cầu thi công tại vùng đứt gãy, sau đó bổ sung các tùy chỉnh có mục tiêu dựa trên dữ liệu địa chất cụ thể thu thập từ khảo sát hiện trường.

Sự hợp tác giữa nhà sản xuất máy khoan hầm, chuyên gia tư vấn địa kỹ thuật và nhà thầu trong giai đoạn lập đặc tả là yếu tố tạo ra kết quả tốt nhất. Khi các bên này chia sẻ dữ liệu một cách minh bạch và đặt câu hỏi phản biện đối với các giả định của nhau, đặc tả máy cuối cùng sẽ vừa hiệu quả vừa thực tế, từ đó tránh được cả việc đặc tả thiếu (dẫn đến các vấn đề tại hiện trường) lẫn việc đặc tả quá mức (làm tăng chi phí mà không mang lại lợi ích tương xứng).

Câu hỏi thường gặp

Rủi ro lớn nhất mà máy khoan hầm phải đối mặt khi đi qua vùng đứt gãy là gì?

Rủi ro lớn nhất là hiện tượng bọc giáp hoặc đầu khoan bị kẹt do áp lực đất hội tụ hoặc sự sụp đổ của vật liệu đá nứt vỡ xung quanh thân máy. Khi máy đào hầm bị kẹt, các hoạt động cứu hộ có thể kéo dài hàng tuần và tốn kém hàng triệu đô la Mỹ. Việc khảo sát kỹ lưỡng trước khi thi công, lựa chọn đúng chiều dài bọc giáp và giám sát theo thời gian thực áp lực mặt đào cùng lực đẩy là những biện pháp chính nhằm ngăn ngừa tình huống này và đảm bảo máy đào hầm tiếp tục vận hành.

Máy đào hầm xử lý hiện tượng nước đột ngột tràn vào trong vùng đứt gãy như thế nào?

Một máy khoan hầm được thiết kế tốt sẽ kiểm soát hiện tượng nước tràn vào bằng cách kết hợp sử dụng các vách ngăn kín, hệ thống chống đỡ mặt đào bằng không khí nén trong chế độ TBM vỏ bọc đất (EPB) hoặc chế độ bùn sét, khoan thăm dò phía trước mặt đào để phát hiện các khe nứt chứa nước, và tiêm vữa trước nhằm bịt kín mạng lưới khe nứt trước khi tiến hành đào. Công suất thoát nước của máy phải được tính toán phù hợp với lưu lượng nước xâm nhập lớn nhất dự kiến, đồng thời đội thi công phải có các quy trình ứng phó khẩn cấp để xử lý nhanh chóng hiện tượng nước tràn vào, tránh để xảy ra ngập lụt trong hầm.

Liệu một máy khoan hầm duy nhất có thể hoạt động hiệu quả cả trong vùng đứt gãy lẫn trong đá nguyên khối trên cùng một dự án không?

Có, nhưng yêu cầu thiết kế cẩn thận. Một máy khoan hầm hoạt động tốt trong cả hai môi trường thường được trang bị các thông số vận hành có thể điều chỉnh — tốc độ và mô-men xoắn đầu cắt thay đổi được, các chế độ áp lực mặt cắt có thể lựa chọn, cũng như các tùy chọn chống đỡ đất linh hoạt — để máy có thể được hiệu chỉnh phù hợp với điều kiện hiện tại mà nó đang đối mặt. Sự đánh đổi là một máy được tối ưu hóa cho điều kiện cực đoan này sẽ không bao giờ đạt hiệu suất cao tương đương khi làm việc ở đầu kia của dải điều kiện; tuy nhiên, một thiết kế cân bằng tốt kèm theo tính linh hoạt trong vận hành có thể đảm bảo hiệu suất chấp nhận được trong cả hai điều kiện trên các dự án địa chất hỗn hợp.

Việc tiêm grout trước từ bên trong máy khoan hầm cải thiện hiệu quả như thế nào trong các vùng đứt gãy?

Việc tiêm vữa trước đào giúp ổn định lớp vật liệu lỏng lẻo, nứt gãy phía trước mặt đào và giảm lưu lượng nước ngầm xâm nhập trước khi đầu khoan cắt đất tiến vào vùng đã được xử lý. Điều này có nghĩa là máy khoan hầm sẽ di chuyển qua lớp đất có hành vi ổn định và dự báo được hơn, với mô-men xoắn yêu cầu thấp hơn, mài mòn lưỡi cắt giảm đi và rủi ro mất ổn định mặt đào cũng thấp hơn. Lợi ích về hiệu quả không đến từ bản thân công tác tiêm vữa — vốn tốn thời gian — mà đến từ việc tránh được các lần dừng khẩn cấp, sự cố sập lở và các biện pháp hạ mực nước ngầm, những yếu tố sẽ tiêu tốn nhiều thời gian hơn rất nhiều nếu khu vực đứt gãy được tiến vào mà không được xử lý trước.