Đang tải... (xem toàn văn)
MỤC LỤC MỤC LỤC 1 LỜI MỞ ĐẦU 2 PHẦN I: KHÁI QUÁT CHUNG 10 CHƯƠNG I: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ THỦY ĐIỆN PỜ HỒ 10 1.1.Các đặc điểm về công dụng, vị trí, sự cần thiết phải thiết kế xây dựng hệ thống thủy điện 10 1.2.Các đặc điểm cấu tạo chủ yếu hệ thống thủy điện và công trình bề mặt liên quan 11 1.3. Những đặc điểm về điều kiện xây dựng toàn bộ khu vực hệ thống công trình ngầm có ảnh hưởng tới công trình ngầm cần phải thiết kế 11 1.3.1. Điều kiện tự nhiên 11 1.3.1.1. Thổ nhưỡng và thảm thực vật 11 1.3.1.2. Nhiệt độ không khí 12 1.3.1.3. Chế độ gió 12 1.3.1.4. Độ ẩm không khí 12 1.3.2.4. Bốc hơi 12 1.3.1.5. Mưa 13 1.3.2. Điều kiện địa hình 13 1.3.3. Điều kiện địa chất chung khu vực dự án 13 1.3.3.1. Đặc điểm địa hình địa mạo 13 1.3.3.2. Cấu trúc địa chất 14 1.3.3.3. Hoạt động động đất 14 1.3.3.4. Tính chất cơ lý của đất đá 14 CHƯƠNG 2: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ ĐOẠN HẦM DẪN NƯỚC CÓ LÝ TRÌNH TỪ KM 0+750 – KM 0+900 17 PHẦN II: THIẾT KẾ KĨ THUẬT HẦM DẪN NƯỚC 21 CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ QUY HOẠCH HẦM DẪN NƯỚC 21 1.1. Những yêu cầu cơ bản về thiết kế quy hoạch hầm dẫn nước 21 1.1.1. Đánh giá khối đá, mức độ ổn định không chống phần thân đường hầm. 21 1.1.1.1. Phương pháp phân loại khối đá theo Dree – phương pháp RQD 21 1.1.1.2. Phương pháp phân loại khối đá theo Beiniawski qua chỉ tiêu RMR 21 1.1.2. Những yêu cầu cơ bản về thiết kế quy hoạch thân đường hầm 25 1.2. Thiết kế quy hoạch công trình ngầm trên bình đồ 26 1.3. Thiết kế quy hoạch công trình ngầm trên mặt cắt dọc 26 1.4. Thiết kế quy hoạch công trình ngầm trên mặt cắt ngang 27 CHƯƠNG II: THIẾT KẾ LỰA CHỌN VẬT LIỆU, TÍNH TOÁN KẾT CẤU CHỐNG GIỮ CÔNG TRÌNH NGẦM 30 2.1. Những yêu cầu cơ bản về thiết kế vật liệu, kết cấu chống giữ đoạn đường hầm 30 2.2. Thiết kế lựa chọn vật liệu chống giữ công trình ngầm 30 2.2.2. Vật liệu cát sỏi 31 2.2.3 .Kết cấu chống gỗ 31 2.2.4. Neo, bê tông phun 32 2.2.5. Kết cấu chống bằng gạch, đá 32 2.2.6. Kết cấu chống thép 32 2.2.7. Kết cấu chống bằng bê tông, bê tông cốt thép liền khối. 32 2.3. Phương án khả dĩ chống giữ hầm dẫn nước lý trình km0+750– km0+900 32 2.3.1. Lựa chọn kết cấu chống tạm 33 2.3.2. Lựa chọn kết cấu chống cố định 33 2.3.3. Xác định kích thước sử dụng của hầm dẫn nước 34 2.3.4. Xác định kích thước đào của hầm dẫn nước 35 2.3.5. Xác định Kích thước đường cấu tạo của hầm dẫn nước 35 2.4. Tính toán áp lực tác dụng lên công trình ngầm 36 2.4.1. Áp lực phía nóc hầm 36 2.4.2. Áp lực sườn 37 2.4.3. Áp lực nền 38 2.5. Tính toán nội lực trong lớp kết cấu chống cố định 40 2.5.1. Nội lực trong vỏ chống gây bởi áp lực đất đá thẳng đứng. 40 2.5.2. Nội lực ở phần vòm 43 2.5.3. Biểu đồ nội lực 45 2.6. Kiểm tra bền 47 2.6.1. Tính toán cốt thép 48 2.6.2. Chọn cốt thép 48 2.6.3. bố trí cốt thép 50 2.7. Tính toán kết cấu chống tạm cho đường hầm 50 2.7.1. Tính toán kết cấu neo 50 2.7.2. Tính toán chiều dày kết cấu bê tông phun khi kết hợp với kết cấu neo 56 PHẦN III. THIẾT KẾ THI CÔNG HẦM DẪN NƯỚC 59 CHƯƠNG 1 LỰA CHỌN SƠ ĐỒ THI CÔNG 59 1.1. Những yêu cầu cơ bản về công tác lựa chọn sơ đồ thi công đường hầm 59 1.2. Mô tả khái quát một số sơ đồ thi công khả thi cho công trình hầm dẫn nước 59 1.2.1. Sơ đồ thi công nối tiếp. 59 1.2.2. Sơ đồ thi công song song. 59 1.3.1. Sơ đồ thi công phối hợp. 60 1.3. So sánh, lựa chọn sơ đồ thi công tối ưu các phần cấu thành đặc trưng cho đường hầm dẫn nước lý trình km 1 + 150 – km 1 + 450 60 CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ ĐÀO PHÁ ĐẤT ĐÁ 61 2.1. Lựa chọn phương pháp đào phá đất đá tại gương 61 2.2. Lựa chọn thiết bị khoan lỗ mìn 61 2.3. Tính toán các thông số tổ hợp khoan nổ mìn cho gương thi công 63 2.3.1. Lựa chọn thuốc nổ, phương tiện gây nổ 63 2.3.1.1. Thuốc nổ 63 2.3.1.2. Thiết bị, phương tiện gây nổ 63 2.3.2. Lựa chọn đường kính thỏi thuốc nổ và đường kính lỗ mìn 65 2.3.3 Tính toán lượng thuốc nổ đơn vị 66 2.3.4. Số lỗ mìn trên gương 67 2.3.5.Chiều sâu các lỗ mìn 71 2.3.6. Chi phí thuốc nổ cho một lần nổ 74 2.3.7. Tính toán mạng điện nổ mìn 76 2.3.8. Các chỉ tiêu nổ mìn cơ bản đánh giá hiệu quả của công tác khoan nổ mìn 77 2.3.9. Công tác đưa gương nổ mìn về trạng thái an toàn 77 2.4. Xây dựng hộ chiếu khoan nổ mìn 80 CHƯƠNG 3 CÔNG TÁC THÔNG GIÓ TRONG QUÁ TRÌNH XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH NGẦM 81 3.1. Các yêu cầu thông gió cho đường hầm dẫn nước công trình thủy điện suối chăn I 81 3.2. So sánh . lựa chọn các sơ đồ thông gió cho đường hầm 81 3.3. Tính toán các thông số cơ bản của hệ thống thông gió cục bộ cho đường hầm dẫn nước công trình thủy điện suối chăn I 82 3.4. Tính toán lựa chọn các trang thiết bị thông gió cơ bản 84 3.5. Tổ chức thông gió và đưa gương vào trạng thái an toàn 86 CHƯƠNG 4 XÚC BỐC VÀ VẬN CHUYỂN ĐẤT ĐÁ TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG ĐƯỜNG HẦM 88 4.1. Lựa chọn máy xúc và xe vận chuyển 88 4.1.1. Lựa chọn máy xúc 88 4.1.2. Lựa chọn xe vận chuyển 89 4.2. Tính toán thời gian xúc bốc đất đá trong chu kỳ đào hầm 89 4.3. Bố trí xe vận tải 94 CHƯƠNG 5 CHỐNG TẠM THỜI ĐƯỜNG HẦM 96 5.1. Mục đích, ý nghĩa và các yêu cầu cơ bản của công tác chống tạm thời cho đường hầm 96 5.2. So sánh, lựa chọn kết cấu chống tạm thời cho đường hầm 96 5.3. Thiết kế tổ chức thi công kết cấu chống tạm 96 5.3.1. Thi công neo 96 CHƯƠNG 6 CHỐNG CỐ ĐỊNH CHO ĐOẠN HẦM DẪN NƯỚC CỦA CÔNG TRÌNH THỦY ĐIỆN PỜ HỒ 102 6.1. Mục đích, ý nghĩa và các yêu cầu cơ bản của công tác chống cố định 102 6.2. So sánh, lựa chọn trang thiết bị chống cố định cho đoạn hầm dẫn nước của công trình thủy điện Pờ Hồ 103 6.3. Tổ chức công tác cố định cho đoạn hầm dẫn nước của công trình thủy điện Pờ Hồ 103 CHƯƠNG7CÁC CÔNG TÁC PHỤ TRONG QUÁ TRÌNH XÂY DỰNG ĐOẠN HẦM DẪN NƯỚC CỦA CÔNG TRÌNH THỦY ĐIỆN PỜ HỒ 7.1. Những yêu cầu về các công tác phụ trợ cho quá trình thi công đoạn hầm dẫn nước của công trình thủy điện Pờ Hồ 105 7.2. Thiết kế các công tác cung cấp điện, lắp đặt đường ống, treo cáp 105 7.3. Thiết kế công tác chiếu sáng tín hiệu và thông tin liên lạc 105 7.4. Thiết kế công tác trắc địa đoạn hầm dẫn nước của công trình thủy điện Pờ Hồ 106 7.5. Thiết kế công tác an toàn lao động, vệ sinh công nghiệp và bảo vệ môi trường trong quá trình xây dựng đoạn hầm dẫn nước của công trình thủy điện Pờ Hồ 106 PHẦN IV KINH TẾ VÀ TỔ CHỨC XÂY DỰNG 108 CHƯƠNG 1 TỔ CHỨC CÔNG TÁC CHỐNG TẠM CHO ĐOẠN HẦM DẪN NƯỚC CỦA CÔNG TRÌNH THỦY ĐIỆN PỜ HỒ 108 1.1. Các yêu cầu về tổ chức xây dựng đường hầm 108 1.2. Chọn biểu đồ tổ chức chu kỳ xây dựng đường hầm 108 1.3. Tổ chức chu kỳ đào chống tạm. 108 1.3.1. Xác định các công việc trong 1 chu kỳ 108 1.3.2. Xác định số người ca cần thiết cho một ca thi công 109 1.3.3.Xác định thời gian thi công hợp lý cho từng công việc trong một chu kỳ 111 1.3.4. Xác định đội thợ trong một chu kỳ đào và chống tạm 115 1.3.5. Biểu đồ tổ chức chu kỳ chống tạm 117 1.4. Biểu đồ tổ chức chu kỳ đào chống cố định 118 1.4.1. Xác định các công tác trong một chu kỳ 118 1.4.2.. Xác định số người ca cần thiết để hoàn thành chu kỳ 118
MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU Sự nghiệp công nghiệp hoá, đại hoá đất nước đòi hỏi nhu cầu tiêu thụ lượng ngày lớn phát triển ngành công nghiệp lượng tạo tiền đề cho ngành công nghiệp khác phát triển Công trình thuỷ điện Suối Chăn đời góp phần không nhỏ vào công cải thiện thiếu hụt điện vài năm tới, tạo nguồn điện cung cấp cho phát triển kinh tế đời sống nhân dân từ lưới điện quốc gia, tạo nguồn nước bổ xung cho khu vực hạ lưu vào mùa kiệt, đáp ứng nhu cầu phục vụ nước sinh hoạt, công nghiệp đẩy mặn Tham gia chống lũ tiểu mãn, giảm lũ đầu vụ cho vùng hạ lưu Được giúp đỡ sở thực tập Công ty cổ phần đầu tư xây dựng Long Thành Tây Nguyên tập thể thầy giáo môn Xây Dựng Công Trình Ngầm Mỏ, đặc biệt hướng dẫn tận tình Thầy giáo GS.TS VÕ TRỌNG HÙNG, em hoàn thành đồ án: Thiết kế xây dựng đoạn hầm dẫn nước công trình thuỷ điện Pờ Hồ Do thời gian có hạn, kiến thức hạn chế với kinh nghiệm non nên đồ án tốt nghiệp không tránh khỏi sai sót, mong nhận bảo thầy ý kiến đóng góp bạn để đồ án hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô với bạn đồng nghiệp giúp đỡ em hoàn thành đồ án Đặc biệt Thầy giáo GS.TS VÕ TRỌNG HÙNG tận tình giúp đỡ em để em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Một lần em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2017 Sinh viên thực PHẦN I: KHÁI QUÁT CHUNG CHƯƠNG I: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ THỦY ĐIỆN PỜ HÔ 1.1.Các đặc điểm công dụng, vị trí, cần thiết phải thiết kế xây dựng hệ thống thủy điện - Công trình thủy điện PỜ HỒ thuộc địa phận xã Trung Leng Hồ huyện Bat Xát tỉnh Lào Cai, có toạ độ địa lý sau: Toạ độ địa lý tuyến đập: 104012'32" kinh độ Đông, 22006'43" vĩ độ Bắc Toạ độ địa lý nhà máy: 104013'13" kinh độ Đông, 22007'30" vĩ độ Bắc - Tuyến đập cách đường quốc lộ khoảng 1.5km cách trung tâm huyện Bát Xát khoảng 10km thuận tiện cho công tác thi công vận hành - Theo Báo cáo quy hoạch thủy điện tỉnh Lào Cai Viện Khoa học thủy lợi lập tháng năm 2004, công trình thuỷ điện PỜ HỒ có hồ chứa với MNDBT= 200.0m, công suất lắp máy 18MW - Theo Báo cáo quy hoạch thủy điện nhỏ vừa toàn quốc Công ty tư vấn xây dựng điện (PECC1) lập tháng năm 2004, công trình thuỷ điện PỜ HỒ có hồ chứa với MNDBT= 193.2m, công suất lắp máy 22MW - Hồ sơ DAĐT-TKCS công trình thuỷ điện PỜ HỐ Công ty TNHH tư vấn & phát triển lượng lập tháng năm 2005 với MNDBT=195.0m, công suất lắp máy 21MW, điện lượng trung bình hàng năm Eo = 90.84106kWh - Hồ sơ TKKT công trình thuỷ điện PỜ HỒ Công ty tư vấn Đại học Xây dựng lập tháng năm 2009 với MNDBT=203.0m, công suất lắp máy 27MW, điện lượng trung bình hàng năm Eo = 109,8.106 kWh 1.2 Các đặc điểm cấu tạo chủ yếu hệ thống thủy điện công trình bề mặt liên quan Các công trình chủ yếu dự án thủy điện Pờ Hồ xác định bao gồm: - Hồ chứa - Công trình đầu mối gồm đập không tràn đập tràn - Đập chính: Tuyến đập 2, đập bê tông trọng lực kết hợp với đập tràn có cửa van đặt lòng sông - Tuyến lượng gồm: Cửa lấy nước, đường hầm dẫn nước, tháp điều áp Đường ống áp lực kênh xả 1.3 Những đặc điểm điều kiện xây dựng toàn khu vực hệ thống công trình ngầm có ảnh hưởng tới công trình ngầm cần phải thiết kế 1.3.1 Điều kiện tự nhiên 1.3.1.1 Thổ nhưỡng thảm thực vật Bề mặt lưu vực với tầng phủ đất sét pha lẫn dăm sạn màu nâu vàng xám vàng dày có nguồn gốc phong hoá từ đá phiến thạch anh mica màu xám Chế độ khí hậu nhiệt đới gió mùa phần lớn khí hậu ôn đới độ cao 1000m tạo khu vực thảm thực vật đa dạng, rừng vùng nhiệt đới cõ xen kẽ số ôn đới bạch dương, thông, sa mu, với nhiều loài dược thảo quý mọc tầng Hiện nay, bị khai thác phần rừng lưu vực nơi tồn trữ quỹ gen loại thực vật quý Với địa hình đồi núi cao, lượng mưa lớn cộng thêm thảm phủ tốt nên dòng chảy mùa kiệt lưu vực Pờ Hồ tốt điều hoà 1.3.1.2 Nhiệt độ không khí Chế độ nhiệt khu vực biến đổi theo mùa theo độ cao địa hình cách rõ rệt Tương tự vùng miền núi khác phía Bắc, mùa hè thường kéo dài từ tháng IV tới tháng IX, mùa Đông từ tháng X tới tháng III năm sau Lưu vực Nậm Khoá nằm vùng thượng lưu nên có mùa đông lạnh, nhiệt độ có xuống 00C lại có mùa hè mát mẻ, nhiệt độ trung bình năm dao động từ (17 20)0C 1.3.1.3 Chế độ gió Do ảnh hưởng địa hình, hướng gió thịnh hành cho toàn khu vực hướng Tây Tây Nam Trong năm có hai mùa gió phân biệt: Gió mùa Đông từ tháng XI đến tháng IV năm sau với gió thịnh hành gió mùa Đông Bắc mang không khí lạnh khô, gió mùa hè với hướng gió thình hành Tây Nam xuất từ tháng V tới tháng X Tốc độ gió lớn quan trắc trạm khu vực sau: Than Uyên Vmax = 32 m/s, Mù Cang Chải V max = 30m/s, Sa Pa Vmax = 37m/s 1.3.1.4 Độ ẩm không khí Độ ẩm tương đối trung bình năm thay đổi không nhiều vùng dao động khoảng từ (85 87) % Độ ẩm tương đối trung bình nhỏ Sa Pa 82% xuất vào tháng III, lớn 91 % vào tháng X 1.3.2.4 Bốc Tương ứng với chế độ nhiệt ẩm, lượng bốc khu vực biến đổi rõ rệt theo mùa chịu ảnh hưởng địa hình Lượng bốc tiềm lưu vực thường đánh giá qua số liệu đo bốc ống Piche đặt trạm khí tượng Tại trạm khí tượng Than Uyên, trạm đại biểu cho đặc trưng khí hậu khu vực lượng bốc tương đối lớn, Lượng bốc trung bình tháng lớn xuất vào tháng III đo Than Uyên 101mm Lượng bốc trung bình tháng nhỏ Than Uyên vào tháng VII 58,6mm 1.3.1.5 Mưa Sự biến đổi mưa theo thời gian không gian khu vực phụ thuộc chặt chẽ vào hoạt động gió mùa tác động địa hình Lưu vực Suối Chăn nằm sườn Đông Bắc dãy Hoàng Liên Sơn có lượng mưa thay đổi mạnh theo độ cao địa hình hướng gió, lượng mưa năm biến đổi lớn từ 1600mm đến 3200mm Trong năm mưa phân làm hai mùa rõ rệt, mùa mưa tháng V kết thúc vào tháng IX, mùa khô từ tháng X đến tháng IV năm sau Lượng mưa mùa mưa chiếm khoảng (77 ÷ 80)% lượng mưa năm Mưa lớn thường xảy vào ba tháng VI, VII, VIII chiếm từ (57 ÷ 60)% tổng lượng mưa năm Lượng mưa tháng mùa khô chiếm (20÷23)% tổng lượng mưa năm, tháng có lượng mưa nhỏ năm tháng XII, tháng I 1.3.2 Điều kiện địa hình Lưu vực thuộc loại điạ hình miền núi cao với độ dốc sườn núi độ dốc lòng sông lớn, điạ hình bị chia cắt mạnh Lưu vực có dạng nan quạt, đường phân lưu thượng nguồn qua đỉnh có cao độ 1500m đến 2500m, độ cao thấp dần hạ du Địa hình núi cao, bị chia cắt, cộng với lượng mưa dồi tạo nên mạng lưới sông dày đặc lưu vực 1.3.3 Điều kiện địa chất chung khu vực dự án 1.3.3.1 Đặc điểm địa hình - địa mạo Khu vực Dự án nằm ranh giới vùng đông bắc tây bắc Việt Nam, thuộc địa hình vùng núi cao trung bình Ở khu vực lòng hồ, sườn núi hai bên dốc đến dốc Tại khu vực đầu mối, địa hình dốc đến dốc Khu vực nhà máy đường ống áp lực, địa hình thoải hơn, đôi chỗ 15-20 Khu vực tuyến hầm dẫn nước có điều kiện địa hình từ thoải đến dốc 1.3.3.2 Cấu trúc địa chất Vùng nghiên cứu nằm miền kiến tạo Tây Bắc Việt Nam, có lịch sử phát triển địa chất lâu dài phức tạp với nhiều thời kỳ giai đoạn khác xác lập với tên gọi miền kiến trúc Tây Bắc Bộ Việt Nam mang đặc trưng kiến tạo Tây Bắc Việt Nam Nằm tiếp giáp đới cấu trúc, đới cấu trúc Fan Si Pan phía Tây Bắc, phía Đông đới trượt Sông Hồng phía Tây Nam đới Tú Lệ Trong Kainozoi chịu phần ảnh hưởng hoạt động đới trượt Sông Hồng phần hoạt động đới Tú Lệ 1.3.3.3 Hoạt động động đất Toàn vùng công trình Suối Chăn nằm huyện Văn Bàn, theo Tiêu chuẩn thiết kế chống động đất TCXDVN 375-2006 huyện Văn Bàn có gia tốc động đất cực đại a=0.0567g tức có phông động đất cấp VI (theo thang MSK64) 1.3.3.4 Tính chất lý đất đá Trên sở kết thí nghiệm, kết khảo sát giai đoạn trước tham khảo tài liệu có vùng, đưa tiêu kiến nghị tính toán cho đới dQ đới edQ+IA1 vùng theo bảng sau: Bảng 1.1 Giá trị kiến nghị tính toán đất Mô đun Đới Dung trọng, Cường độ kháng cắt trạng Biến t/m3 thái dạng bão Hệ số thấm hòa ĐCCT Tự nhiên Tự nhiên dQ 1.70 edQ+IA1 1.70 Bão hòa φ (độ) 1.7 1.7 14.5 17 C, MPa 0.02 0.02 Bão hòa φ (độ) 14 16 C, MPa 0.01 0.02 MPa cm/s 12 9x10-3 15 6x10-3 PHẦN II: THIẾT KẾ KĨ THUẬT HẦM DẪN NƯỚC CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ QUY HOẠCH HẦM DẪN NƯỚC 1.1 Những yêu cầu thiết kế quy hoạch hầm dẫn nước 1.1.1 Đánh giá khối đá, mức độ ổn định không chống phần thân đường hầm 1.1.1.1 Phương pháp phân loại khối đá theo Dree – phương pháp RQD RQD: tiêu xác định tỉ số tổng chiều dài thỏi lõi khoan có chiều dài ≥ 100 mm lỗ khoan với chiều dài lỗ khoan khoan mũi kim cương ∑l Ta có: RQD = i L ,% ; (2.1) Trong : li – chiều dài thỏi lõi khoan ≥ 100 mm L – chiều dài lỗ khoan khảo sát, mm Bảng 2.1 Phân loại khối đá theo RQD Chỉ tiêu RQD (%) Phân loại chất lượng ÷ 25 Rất xấu 25 ÷ 50 Xấu 50 ÷ 75 Trung bình 75 ÷ 90 Tốt 90 ÷ 100 Rất tốt 1.1.1.2 Phương pháp phân loại khối đá theo Beiniawski qua tiêu RMR Theo Bieniawski phân loại khối đá nhằm xác định thông số quan trọng đến việc xử lý khối đá, cung cấp sở để hiểu rõ tính chất chia với chất lượng khác nhau, đồng thời cung cấp số liệu định lượng cho thiết kế kỹ thuật Ngoài việc phân loại khối đá nhằm kiến nghị hỗ trợ cho hướng dẫn xây dựng đường hầm cung cấp sở cho việc thông tin kỹ sư nhà địa chất học liên hệ kinh nghiệm điều kiện đất đá trường với đất đá trường khác Đánh giá chất lượng khối đá bao quanh đường hầm để phục vụ cho thiết kế biện pháp gia cố, chống giữ ổn định phương pháp sử dụng rộng rãi giới Theo tài liệu địa chất đoạn hầm cần thiết kế xây dựng có điều kiện địa chất tương đối tốt có hệ số kiên cố f = nứt nẻ mạnh đến trung bình Ta có: RMR = R σ n + RD + RC + RJ + RW + RP ; (2.2) Trong đó: R σ n - tiêu bền nén đơn trục khối đá RD - tiêu chất lượng theo Deere RC - tiêu khoảng cách khe nứt RJ - đặc điểm bề mặt nứt lẻ RW - ảnh hưởng nước ngầm khối đá RP - ảnh hưởng phương khe nứt đường lò Mỗi tham số công thức biểu thị lượng điểm định tuỳ thuộc vào đặc thù riêng biệt khối đá vị trí đường lò tiêu chuẩn hoá Tổng lượng điểm tham số lượng điểm chất lượng khối đá Điểm chất lượng khối đá nằm giới hạn từ đến 100 chia thành cấp chất lượng tương ứng với đặc điểm khác khối (xem bảng 2.2) Mỗi cấp chất lượng kiến nghị giải pháp chống giữ tương ứng cho đường lò Bảng 2.2 Bảng phân loại chất lượng khối đá theo số RMR Lượng điểm theo RMR Chất lượng khối đá Cấp phân loại 100 – 80 Rất tốt I 80- 61 Tốt II 60 – 41 Trung bình III 40- 21 Xấu IV < 20 Rất xấu V Bieniawski lập mối tương quan giá trị RMR với “thời gian tồn ổn định” “khẩu độ chống” thể hình vẽ ( hình 2.1) Hình 2.1 Mối liên hệ giá trị RMR với thời gian ổn định không chống theo Bieniawski Phương pháp đánh giá theo RMR Bieniawski ấp dụng rộng rãi nhiều nơi giới tỏ có hiệu với ưu điểm sau: - Cho phép đánh giá định lượng loại khối đá cụ thể phụ thuộc vào điều kiện địa chất chất khác - Phương pháp xét đến ảnh hưởng nhiều yếu tố như: đặc điểm cấu trúc trạng thái khối đá điều kiện cụ thể, đặc biệt ảnh hưởng đặc tính nứt nẻ, nước ngầm, độ bền khối đá, điều kiện thực tế Hình 3.4 Máy xúc lật ZL - 922 4.1.2 Lựa chọn xe vận chuyển Công tác vận chuyển nhân tố quan trọng ảnh hưởng lớn tới suất máy xúc, để vận chuyển đất đá nổ sau chu kỳ khoan nổ đường hầm ta sử dụng loại ôtô tải tự đổ có mã hiệu THACO FLD420 với đặc tính thông số kỹ thuật bảng sau: Bảng 3.12 Thông số kỹ thuật ô tô tự lật THACO FLD420 STT Các thông số ô tô Đơn vị Số lượng Chiều dài Mm 4760 Chiều rộng Mm 1980 Chiều cao Mm 2240 Dung tích thùng xe m 3,3 Công suất động lớn Ps 73 Trọng tải thiết kế kG 4200 Tốc độ di chuyển Km/h 40 10 Kiểu di chuyển Bánh lốp 4.2 Tính toán thời gian xúc bốc đất đá chu kỳ đào hầm Xúc bốc đất đá khâu quan trọng tổ chức đào hầm, chi phí nhân lực thời gian chiếm khoảng 30-40 % chu kỳ đào hầm Do phải tiến hành giới hóa để giảm chi phí xúc bốc Xúc bốc vận tải đất đá gương trình liên quan chặt chẽ với Vì phải tuyển chọn công nhân có trình độ kỹ thuật cao tổ chức công tác xúc bốc vận chuyển hợp lý * Khối lượng đá nổ sau chu kỳ đào cần xúc bốc là: Vxbđ = lkS L h.µ.k0 ,m3 (3.18) Trong đó: Sđ- Tiết diện đào, Sđ = 6,04 m2; Llk- Chiều sâu lỗ khoan, llk = m; η- Hệ số sử dụng lỗ mìn, η = 0,85; μ- Hệ số thừa tiết diện, μ = 1,05; k0- Hệ số nở rời đất đá sau nổ, k0 = 2,2 Thay vào công thức (3.18) ta có: * Năng xuất xúc bốc thực tế máy xúc: Px.tt = Vg k tg φ g t ck ,m3/giờ (3.19) Trong đó: Vg- Dung tích gầu xúc, Vg = 0,8 m3 φg - Hệ số xúc đầy gầu, φg = 0,9 ktg - Hệ số sử dụng thời gian, ktg = 0,8 tck – Thời gian chu kỳ làm việc máy xúc tck = td + t x + tn + th + 2tc ,s Trong đó: td - Thời gian chờ xe vào vị trí vận tải, td = 15 s; tx - Thời gian xúc gầu, tx = s; tn - Thời gian nâng gầu xúc, tn = s; (3.20) th - Thời gian hạ gầu xúc đổ tải, th = s; tc - Thời gian chu kỳ quay máy xúc sau xúc đầy gầ máy xúc lùi vào ngách để quay đầu, đổ tải, lùi lại vào nghách quay đầu xúc tải, tc = 60s; Thay vào công thức (3.20): tck = 15 + + + + 2.60 = 154 s = 0,043 Thay số vào công thức (3.19) ta có: Năng xuất thực tế máy xúc thỏa mãn yêu cầu P x.yy≥ Px Trong Px chọn ban đầu Px = m3/giờ * Số chuyến xe cần thiết chở hết đá chu kỳ: V N = xb Vx , chuyến (3.21) Trong đó: Vx - Khối lượng đất đá xe vận chuyển được, Vx = 3,3 m ; Vậy số chuyến xe cần thiết là: Để đảm bảo vận chuyển hết đất đá ta cần N = 15 chuyến * Năng suất kỹ thuật ca làm việc công tác vận tải sử dụng máy xúc có tay gầu ô tô tự đổ tính theo công thức sau: Pkt = 1,05.p Tca Tck-xe , tấn/ca-ô tô Trong đó: 1,05- Hệ số dự phòng ; po - Tải trọng ô tô, 4,2 ; Tca - Thời gian ca làm việc, lấy = = 480 phút; (3.22) Tck-xe - Thời gian chu kỳ làm việc ô tô, Vậy thời gian chu kỳ làm việc ô tô xác định sau: Thời gian hoàn thành chuyến xe xác định: Tchuyến = Thầm + Tho + Tđổ + Ttr + Tlui + Txt (4.14) Trong đó: Tham - thời gian xe di chuyển hầm, tốc độ km/h; Tho - thời gian xe di chuyển hầm, tốc độ 12 km/h; Tđổ - thời gian đổ tải, phút; Ttr - thời gian xe ôtô chạy từ cửa hầm vào ngách tránh; Tlui - thời gian xe lùi từ ngách tránh vào gương; Txt - thời gian xúc đầy xe theo suất thực tế Để công tác vận tải hoạt động liên tục, ta chọn sử dụng xe tải chu kỳ Khi thi công đường hầm vào sâu để thuận lợi cho công tác vận chuyển, ta mở thêm ngách tránh cho thiết bị hầm Khoảng cách từ cửa hầm vào ngách tránh ltr = 100m Vận tốc xe chạy hầm v = km/h hầm v2 = 12 km / h Chu kỳ xúc bốc vận chuyển tổ hợp máy xúc ô tô diễn sau: + Xe chất tải, xe ngách tránh, xe cửa hầm; + Xe mang tải khỏi hầm bãi thải sau qua ngách tránh xe lùi từ ngách tránh vào gương; + Xe chất tải, xe lùi từ hầm vào ngách tránh, xe dỡ tải quay lại cửa hầm; + Xe mang tải khỏi hầm bãi thải sau qua ngách tránh xe lùi từ ngách tránh vào gương; + Xe chất tải, xe lùi từ cửa hầm vào ngách tránh, xe dỡ tải quay lại cửa hầm Thể tích thùng xe 3,3 m3 thể tích gầu xúc 0,8 m3 nên phải sau lần xúc đầy ôtô Máy xúc ta chọn xúc 50 lần/giờ Vậy thời gian chất tải đầy ôtô là: Thời gian xe ôtô chạy từ cửa hầm vào ngách tránh: Trong đó: km; ltr v1 = km / h - khoảng cách từ cửa hầm vào ngách tránh, ltr = 500 m = 0,5 vận tốc ô tô chạy hầm Thời gian xe lùi từ ngách tránh vào gương: Trong đó: llui - khoảng cách từ gương hầm tới ngách tránh, l lui = 50 m; v1 = km / h vận tốc ô tô chạy hầm Thời gian ô tô chạy bên hầm: Trong đó: lng - khoảng cách từ cửa hầm đến bãi thải, lng = 50 m; v2 = 12 km / h - vận tốc xe ôtô chạy hầm Thời gian dỡ tải chọn phút, xe ô tô làm việc liên tục thời gian chất tải cho chuyến ô tô là: Tchuyến = 4,8 + + 0,5 + 0,25 + + 5,5 = 19,05 phút Tổng thời gian để thực công tác xúc bốc vận chuyển đất đá : Txúc = N.Tchuyen = 15.19,05 = 285,75 phút Thay vào công thức (3.22) 4,77 * Năng suất thực tế tổ hợp xúc bốc vận tải tính theo công thức: Ptt = Pkt ks , tấn/ca-ô tô (3.24) Trong đó: ks - Hệ số tính đến khả làm việc thực tế máy xúc, ks = 0,7 Thay vào công thức (3.24) ta được: 4.3 Bố trí xe vận tải Chu kỳ xúc bốc vận chuyển tổ hợp máy xúc ô tô diễn sau: + Xe chất tải, xe ngách tránh, xe cửa hầm; + Xe mang tải khỏi hầm bãi thải sau qua ngách tránh xe lùi từ ngách tránh vào gương; + Xe chất tải, xe lùi từ hầm vào ngách tránh, xe dỡ tải quay lại cửa hầm; + Xe mang tải khỏi hầm bãi thải sau qua ngách tránh xe lùi từ ngách tránh vào gương; + Xe chất tải, xe lùi từ cửa hầm vào ngách tránh, xe dỡ tải quay lại cửa hầm Chu kỳ diễn vận chuyển hết đất đá gương 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000 18780 Hình 3.5 Sơ đồ xúc bốc vận tải đường hầm CHƯƠNG - CHỐNG TẠM THỜI ĐƯỜNG HẦM 5.1 Mục đích, ý nghĩa yêu cầu công tác chống tạm thời cho đường hầm Công tác chống tạm có ý nghĩa quan trình thi công đường hầm Chống tạm giúp giữ ổn định cho công trình ngầm qua trình thi công giúp đẩy nhanh tiến độ thi công, làm tăng khả mang tải đất đá xung quanh công trình ngầm 5.2 So sánh, lựa chọn kết cấu chống tạm thời cho đường hầm Kết cấu chống tạm cho đường hầm chủ yếu vào điều kiện ổn định tự nhiên khối đá, tức vào độ bền, độ nứt nẻ, điều kiện địa chất thủy văn, điều kiện lưu thông đường hầm Với khối đá có độ ổn định trung bình lớn, dịch chuyển dịch chuyển vào phần trống công trình ngầm kết cấu gia cố có tính hiệu kinh tế neo bê tông cốt thép kết hợp với bê tông phun, ngược lại với khối đá mềm yếu, nứt nẻ lớn, thời gian ổn định không chống ngắn, dịch chuyển lớn, dễ sập lở cần có biện pháp gia cố nhanh chóng với kết cấu có tính bền vững chịu tải tức thời như: kết cấu thép, vỏ chống bê tông, bê tông cốt thép cố định Như tình bày mục 2.2.1 kết cấu chống tạm cho công trình ngầm qua dạng đất đá có độ kiên cố khác đề suất giải pháp gia cố khối đá thi công Công trình thiết kế đào qua đất đá đánh giá có độ kiên cố trung bình tương đối ổn định, giải pháp bê tông phun kết hợp với neo bê tông cốt thép đánh giá giải pháp mang tính khả thi cao tính kỹ thuật tính kinh tế Theo tính toán ta sử dụng neo bê tông dài m với khoảng cách neo hàng m hàng liên tiếp 3m 5.3 Thiết kế tổ chức thi công kết cấu chống tạm 5.3.1 Thi công neo Việc thi công neo gồm công việc tiến hành theo trình tự sau đây: - Xác định vị trí lỗ khoan neo cách đánh dấu sơn nơi mà dự định khoan neo - Khoan lỗ lắp đặt neo máy khoan YT 28 Lưu ý neo phải cắm vuông góc với bề mặt biên hầm vuông góc với khe nứt đá - Bơm vữa vào phía lỗ khoan máy bơm ép vữa - Lắp đặt cốt neo vào bên lỗ khoan - Tạo ứng lực trước, siết chặt neo với ê-ku đệm Lưu ý: - Khi thi công xong neo cần phải kiểm tra định kỳ nhằm phát neo không đủ tiêu chuẩn phải xử lý ngay, xiết chặt bổ sung thêm neo - Các lỗ khoan phải thổi rửa sau khoan xong để thuận tiện cho việc bơm ép vữa xi măng Nếu chưa kịp tiến hành lắp neo cần phải nút kín lại lỗ neo vừa khoan - Việc bơm ép vữa cần phải thực sau làm lỗ khoan Bơm ép vữa ngừng lại thầy có vữa tràn bên lỗ khoan 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000 18780 Hình 3.6 Sơ đồ khoan cắm neo đường hầm CHƯƠNG - CHỐNG CỐ ĐỊNH CHO ĐOẠN HẦM DẪN NƯỚC CỦA CÔNG TRÌNH THỦY ĐIỆN PỜ HÔ 6.1 Mục đích, ý nghĩa yêu cầu công tác chống cố định Công tác chống cố định có nhiệm vụ đảm bảo độ bền độ ổn định lâu dài chức công trình ngầm suốt thời gian sử dụng Công tác chống cố định công tác đòi hỏi chi phí nhiều thời gian sức lao động Theo số liệu thống kê nước ngoài, thời gian chống cố định cho công tác chống chiếm tới 36% tổng thời gian chu kỳ đào Tại Việt Nam tỷ lệ cao hơn, mức độ giới hóa cho công tác chống cố định hạn chế so với công tác khác chu kỳ đào hầm Việc chống cố định cho công trình cho công trình ngầm có ý nghĩa quan trọng định đến độ ổn định công trình ngầm suốt thời gian sử dụng công trình Các yêu cầu công tác cống có định: Yêu cầu vỏ chống: Vỏ chống cố định phải đảm bảo bền, ổn định, chiêm sít không gian, sức cản thủy động học nhỏ nhất, chi phí xây dựng tu thấp Yêu cầu cốp pha: Cốp pha phải đủ bền, ổn định cho trình đổ bê tông Sử dụng , di chuyển lắp ghép đơn giản, tạo bề mặt khối đổ nhẵn mịn Sử dụng nhiều lần Với đoạn hầm dẫn nước công trình thủy điện Suối Chăn I ta sử dụng cốp pha đầu đốc với chiều dài 6m Yêu cầu vật liệu: Các vật liệu chế tạo bê tông, cốt thép phải đảm bảo chất lượng tiêu chuẩn Hàm lượng cấp phổi bê tông phải cân đong xác Công tác trộn vận chuyển bê tông phải thực máy trộn chuyên dụng Lắp dựng cốt thép theo thiết kế Đổ bê tông tránh phân khúc, đầm bê tông máy chuyên dụng Yêu cầu chất lương khối đổ: Bề mặt bê tông say đổ phải nhẵn, hai khối đổ gờ mấp mô, khối đổ khuyết tật Bê tông phải đảm bảo cường độ phép di chuyển cốp pha Sau đổ bê tông diện tích mặt cắt ngang sử dụng phải đảm bảo theo thiết kế 6.2 So sánh, lựa chọn trang thiết bị chống cố định cho đoạn hầm dẫn nước công trình thủy điện Pờ Hồ Hiện trang thiết bị chống cố định cho công trình ngầm sử dụng gỗ, kim loại, bê tông, bê tông cốt thép, neo bê tông phun, gạch đá… Với đặc tính công trình đường hầm tuần tra biên giới sử dụng lâu dài nên ta sử dụng kết cấu chống bê tông cốt thép liền khối Công tác chống cố định thực sau thi công xong hết kết cấu chống tạm Để thi công bê tông ta sử dụng cốp pha di động giá lắp thép di động Chiều dài đốt đổ 6m hay tiến độ đổ bê tông 6m/chu kỳ 6.3 Tổ chức công tác cố định cho đoạn hầm dẫn nước công trình thủy điện Pờ Hồ a Tổ chức thi công Công tác chống cố định thực sau thi công xong hết kết cấu chống tạm Để thi công bê tông ta sử dụng cốp pha di động giá lắp thép di động Chiều dài đốt đổ 6m hay tiến độ đổ bê tông 6m/chu kỳ b Biện pháp thi công Giá lắp thép, cốp pha di động chế tạo xưởng chở đến cửa hầm xe ô tô chuyện dụng Sau lắp giá thép cốp pha di động tổ hợp cửa hẩm kéo vào hầm máy ủi Cốp pha di chuyển nhờ máy ủi chỉnh trợ giúp máy trắc địa Sau chuyển cốp pha đến vị trí đổ cần tiến hành làm khối đổ thủ công tiến hành đặt cốt thép Bê tông sản xuất từ trạm trộn đưa vào hầm nhờ ô tô chuyên dụng Tiến hành đổ bê tông với đầm chặt cần thiết tiếp công tác bảo dưỡng bê tông Cần tiến hành tình toán kỹ lưỡng số lượng cốt thép, chủng loại chúng công tác đổ Bê tông nhằm đạt hiệu kinh tế an toàn c Biện pháp an toàn Vận hành máy móc thiết bị phải theo dẫn nhà chế tạo Các máy móc thiết bị có yêu cầu nghiêm ngặt an toàn lao động phải kiểm định đăng ký sử dụng với quan chức địa phương Cụ thể: - Người vận hành máy móc phải có chứng theo quy định - Người lao động phải huấn luyện, sát hạch an toàn lao động đạt yêu cầu trước tiến hành công việc - Trong trình làm việc cần phải nghiêm chỉnh tuân theo quy định an toàn xây dựng, quy định an toàn điện, phòng chống cháy nổ… d Công tác hoàn thiện Để sửa chữa khuyết tật bê tông bao gồm lỗ rỗ, khe nứt ta phải tiến hành công tác hoàn thiện cho việc đổ bê tông Nếu khuyết tật cho phép ta phải tiến hành loại bỏ để đáp ứng yêu cầu kỹ thuật, an toàn 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000 Hình 3.8 Sơ đồ phun bê tong cho đường hầm CHƯƠNG - CÁC CÔNG TÁC PHỤ TRONG QUÁ TRÌNH XÂY DỰNG ĐOẠN HẦM DẪN NƯỚC CỦA CÔNG TRÌNH THỦY ĐIỆN PỜ HÔ 7.1 Những yêu cầu công tác phụ trợ cho trình thi công đoạn hầm dẫn nước công trình thủy điện Pờ Hồ Bố trí hợp lý công tác có tính khoa học thẩm mỹ cao, không đặt chồng chéo lên Mặc dù công tác chiếm tỷ lệ tổng thời gian thi công nhỏ khối lượng công tác ảnh hưởng lớn tới tiến độ chất lượng công trình xây dựng công trình Các công tác phải tiến hành chu kỳ với thời gian nhỏ để đảm bảo điều kiện tốt cho công tác thi công công trình 7.2 Thiết kế công tác cung cấp điện, lắp đặt đường ống, treo cáp Trong trình thi công để đảm bảo công tác không bị dán đoạn điện, ta cần bố trí số biến áp lớn trời Đối với phụ tải hầm yêu cầu cao công tác phòng chống cháy nổ nên lưới điện hạ áp phải có dây trung tính cách ly Chiều cao tối thiểu bố trí đường dây cáp dẫn điện phải tuân thủ nghiêm ngặt quy phạm an toàn hầm Các đường ống, đường dây,cáp điện,ống gió,đường ống cấp nước… bố trí thi công phải đảm bảo tiện dụng an toàn, không gây ảnh hướng tới công tác khác Các móc treo đường ống, đường dây hầm chế tạo thép có đường kính 10 cm treo vào vị trí phía ranh giới tường vòm, khoảng cách móc treo 2m Công tác thi công đội thợ chuyên trách 7.3 Thiết kế công tác chiếu sáng tín hiệu thông tin liên lạc a Công tác chiếu sáng Trong trình thi công để đảm bảo suất lao động an toàn lao động hầm, ta phải thực tốt công tác chiếu sáng: - Tại gương ta sử dụng đèn pha chiếu sáng với công suất 50W điện áp 120V - Dọc theo đường hầm thi công ta sử dụng bóng đèn có công suất 15W điện áp 120V Khoảng cách bóng chọn lựa cho phù hợp khoảng 10-15 m b Tín hiệu thông tin liên lạc Để liên lạc với bên hay trung tâm điều hành ta phải đặt trạm thông tin đoạn đường hầm Các tín hiệu dạng âm thanh, ánh sáng phải thống từ ban đầu phổ biến rõ ràng với tất người từ ban đầu 7.4 Thiết kế công tác trắc địa đoạn hầm dẫn nước công trình thủy điện Pờ Hồ Công tác trắc địa đóng vai trò quan trọng thi công công trình ngầm Sau chu kỳ đào phải kiểm tra trắc địa lần kết hợp với tia laze để xác định tim hầm, hướng trục hầm, kiểm tra biên hầm dùng máy kinh vĩ, kiểm tra cao độ hầm dùng máy thuỷ chuẩn Trong trình thi công đường hầm để đảm bảo cho gương hầm đào thiết kế sau chu kỳ tiến gương phận trắc địa có nhiệm vụ đo đạc kiểm tra tiết diện gương, hướng đào tâm hầm Đánh đấu vị trí lỗ khoan để phục vụ cho công tác khoan nổ tiếp Công tác trắc địa thực kỹ sư công nhân trắc địa 7.5 Thiết kế công tác an toàn lao động, vệ sinh công nghiệp bảo vệ môi trường trình xây dựng đoạn hầm dẫn nước công trình thủy điện Pờ Hồ a Công tác an toàn lao động Chỉ có công nhân được huấn luyện biện pháp (có ký nhận vào sổ huấn luyện) bố trí vào làm việc San dọn mặt đảm bảo theo yêu cầu biện pháp kỹ thuật Chuẩn bị đầy đủ vật tư, thiết bị thi công đường hầm Phổ biến hộ chiếu đào chống hầm cho cán công nhân Trong trình đào, chống hầm thấy áp lực gia tăng đột biến, địa chất thay đổi, phân xưởng phải tìm biện pháp giải ngay, có nguy cô an toàn, phải rút hết người hầm, phải dừng gương báo cáo cho giám đốc công ty qua phòng chức để kiểm tra, xử lý kịp thời, phù hợp Khi nạp nổ mìn phải tiến hành đuổi người nhiệm vụ vị trí tránh mìn bố trí người gác mìn Sơ tán vật tư, đặc biệt chất dễ cháy nổ tiến hành nổ mìn thi công đường hầm Sau nổ mìn phải thông gió 30 phút đo thử khí đảm bảo an toàn, kiểm tra vị trí thi công tiến hành cậy om triệt để đất đá tiến hành làm việc gương Tuyệt đối tuân thủ quy trình khoan nổ mìn b Công tác vệ sinh công nghiệp bảo vệ môi trường Phải có giảm thiểu tiếng ồn độ rung, thường xuyên kiểm tra thiết bị máy móc, tra dầu mỡ thiết bị máy móc thiết bị sử dụng phải đảm bảo yêu cầu chất lượng Biện pháp giảm thiểu ô nhiễm bụi Khi tiến hành nổ mìn cần phải tiến hành xác định thông số kỹ thuật Tu sửa đường xá kịp thời hạn chế lượng bụi khung khí, cần phải tiến hành phun nước làm vào ngày nắng dáo Tiến hành giảm thiểu lượng bụi bãi thải bố trí bãi thải hợp lý