Đồ án môn học Bộ môn xây dựng CTN&Mỏ Chơng I: Cơ sở liệu phục vụ thiết kế thi công công trình I.1 Yêu cầu thiết kế - Đờng hầm đào từ cửa hầm theo hớng dốc lên, độ dốc 3; - Hình dạng tiết diện ngang đào đờng hầm: hình vòm tờng thẳng; - Kích thớc: Bán kính vòm R 3,5m, chiều cao tờng H = 2,5m; - Khoảng cách từ gơng tới cửa hầm L = 400m; - Phá vỡ đất đá phơng pháp khoan nỏ mìn tạo biên, thuốc nổ P3151(hoặc P113), kíp vi sai phi điện; - Kết cấu chống tạm thi công: neo BTCT kết hợp be tông phun; - Kết cấu chống cố định: vỏ BTCT liền khối dày 30cm M300; - Tốc độ đào yêu cầu: v = 80m/tháng; Yêu cầu nội dung: a Lựa chọn sơ đồ công nghệ thi công, thiết bị thi công; b Đánh giá mức độ ổn định không chống đờng hầm từ làm sở tổ chức đào chống tạm, chọn chiều dài tiến gơng hợp lý; c Thiết kế hộ chiếu, tổ chức thi công khoan nổ mìn phá vỡ đất đá; d Tính toán công tác phục vụ thi công: xúc bốc, vận tải, thông gió; e Tính toán, tổ chức thi công kết cấu chống tạm neo BTCT + bê tông phun; g Lập biểu đồ tổ chức chu kỳ đào - chống tạm, chống cố định; h Xây dựng dự toán thi công CTN; I.2 Điều kiện địa chất khu vực bố trí công trình Đờng hầm đào qua đá có hệ số kiên cố f = 10, số RMR(Rock Mass Rating) = 75 Với tiêu RMR = 75 đá loại II có chất lợng tốt Chơng II: Tính toán kết cấu chống giữ cho CTN II.1 Đánh giá mức độ ổn định không chống cho CTN Sau đào khoảng trống CTN, tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể mà khối đá xung quanh khoảng trống ổn định ổn định tức chuyển sang trạng thái phá huỷ, dịch chuyển đáng kể phía không gian khai đào Mức độ ổn định khối đá xung quanh khoảng trống ngầm có liên quan chặt chẽ tới vấn đề lựa chọn phơng pháp thi công, lựa chọn kết cấu chống, sơ đồ đào Vì việc đánh giá mức độ ổn định khai đào công trình ngầm thiếu đợc Hiện có nhiều phơng pháp đánh giá dự báo ổn định khối đá xây dựng CTN Trên sở mối quan hệ thời gian ổn định Sinh viên: Lại Hữu Văn k48 Lớp Xây dựng CTN & Mỏ Đồ án môn học Bộ môn xây dựng CTN&Mỏ độ không chống, Gs.Bieniawski xây dựng sơ đồ phân loại khối đá, thể hình 1.1 Hình 1.1: Mối liên hệ giá trị RMR với thời gian ổn định không chống Theo Bieniawski (1979) Theo sơ đồ ta xác định đợc khoảng thời gian kể từ khai đào bắt đầu xuất hiện tợng phá huỷ(hay hoá dẻo) khối đá trạng thái kết cấu chống Từ ta tính toán lựa chọn kết cấu chống tạm phù hợp cho CTN Trong trờng hợp thời gian ổn định không chống khối đá sau khai đào lớn việc chống tạm không cần thiết Với giá trị RMR = 75 thời gian ổn định không chống vào khoảng (1034105)h tơng ứng với độ không chống (1544)m Nh ta thấy khối đá mà đờng hầm đào qua có độ ổn định tơng đối cao, thời gian ổn định không chống tơng đối lớn II.1.1 Tính áp lực đất đá Các kích thớc đờng hầm cho tính toán ta phải cộng thêm phần kích thớc vỏ chống cố định, kích thớc dùng để tính toán là: - chiềub 1rộng đờng hầm: + 0,6 = 7,6 m - chiều cao đờng hầm: + 0,3 = 6,3 m a/ áp lực đất đá CTN h Sinh viên: Lại Hữu Văn k48 B Lớp Xây dựng CTN & Mỏ 45o- /2 Đồ án môn học Bộ môn xây dựng CTN&Mỏ Hình 2.1: Sơ đồ tính chiều cao vòm phá huỷ Tỷ lệ: 1:100 áp lực đất đá CTN đợc tính theo công thức Gs.M.M Prôtôdiacônôv (đờng hầm nằm sâu).Ta có: Pn = 2a.b. (T) (2-6) Trong đó: _ trọng lợng đất đá CTN(T/m3), = 2,6(T/m3); a_ nửa chiều rộng vòm cân bằng(m); b_ chiều cao vòm cân bằng(m); b= a f (2-7) Trong đó: f_ hệ số ma sát lấy gần hệ số độ kiên cố đất đá theo bảng phân loại Prôtôdiacônôv,f = 10; Ta có: 90 o a = B / + h.tag Trong đó: = 7,6m; B_ chiều rộng đờng hầm(m),B h_ chiều cao đờng hầm(m),h = 6,3m; _ góc ma sát đất đá hầm, = arctagf = arctag10 = 84o17 Thay số vào công thức (2-8) ta đợc: (2-8) 90o 84o17 ' 4,1(m) a = 7,6 / + 6,3.tag Thay số vào công thức (2-6) ta đợc: 4,1 Pn = 2.4,1 .2,6.1 5,83(T ) 10 (áp lực tính 1m dài đờng hầm) Khi áp lực mặt cắt ngang đờng hầm là: pn = Pn/B = 5,83/7,6 = 0,77 (T/m) Để tính toán ta phải nhân với hệ số an toàn chọn 1,2 Khi áp lực là: Sinh viên: Lại Hữu Văn k48 Lớp Xây dựng CTN & Mỏ Đồ án môn học Bộ môn xây dựng CTN&Mỏ Pnt = 0,77.1,2 = 0,924 (T/m) b/ áp lực đất đá hông CTN áp lực đất đá bên hông CTN đợc tính theo công thức Tximbarevich 90o ps1 = b.tg 90o 22 ps = ( b + h ).tg Thay số vào công thức (2-9) ta đợc: (2-9) (2-10) 90o 84o17 ' .1 = 0,0025(T / m) ps1 = 2,6.0,41.tg Thay số vào công thức (2-10) ta đợc: 90 o 84 o17 ' = 0,041(T / m) ps = 2,6.( 0,41 + 6,3).tg Ta thấy áp lực tác dụng lên tờng nhỏ,do áp lực tác dụng lên công trình không đáng kể II.2 Tính toán kết cấu chống tạm chống cố định Sau tiến độ nổ, mặt lộ đờng hầm đợc chống tạm thời không cần chống tạm Điều phụ thuộc vào tính chất lý khối đá, thời gian ổn định không chống, điều kiện địa chất thuỷ văn, địa chất công trình, mức độ nứt nẻ, phong hoá khối đá, phơng pháp khoan nổ mìn Trờng hợp khối đá có độ ổn định trung bình lớn có biểu dịch chuyển hay biến dạng biên đờng hầm không lớn kết cấu chống tạm có hiệu cao neo bê tông phun Trờng hợp khối đá mềm yếu, thời gian ổn định không chống nhỏ, sập lở vào khoảng trống CTN cần nhanh chóng có biện pháp gia cố cỏ chống có khả mang tải nh khung thép hình Theo yêu cầu thiết kế sử dụng chống tạm bê tông phun kết hợp với neo BTCT vỏ chống cố định bê tông côt thép liền khối dày 30cm, M300 Diện tích đào đờng hầm là: R S d = S1 + S = + R.H t (2-1) Trong đó: S1 _ diện tích phần vòm bán nguyệt, m2 S2 _ diện tích phần tờng thẳng, m2 Ht _ chiều cao tờng, Ht = 2,5m R _ bán kính vòm nguyệt, R = 3,8m Thay số vào công thức (2-1) ta đợc: 3,14.3,82 Sd = + 2.3,8.2,5 = 41,67(m ) II.2.1 Tính neo a/ Chiều dài neo Chiều dài neo đợc xác định theo công thức: Sinh viên: Lại Hữu Văn k48 Lớp Xây dựng CTN & Mỏ Đồ án môn học Bộ môn xây dựng CTN&Mỏ la = lk + hh + l z (2-2) Trong đó: lk _ chiều dài phần đuôi neo nhô vào lò, giá trị lk đợc xác định từ chiều dày chèn,bản dầm đỡ, bu lông, êcu thông thờng lk = 0,140,25 m hh _ chiều cao vùng phá huỷ, m lz _ chiều dài làm việc neo Ra d a (2-3) > 0,5m 400. a Trong đó: Ra _ độ bền kéo thép làm neo, chọn thép A-V có R a = 6400 kG/cm2 da _ đờng kính cốt neo, chọn loại neo da = 2,5cm a _ độ bền chống trợt cốt thép bê tông Ta có a = 600 T/m2 = 60 kG/cm2 Thay số vào công thức (2-3) ta đợc: lz = lz = Vậy chiều dài neo là: 6400.2,5 0,67 m 400.60 la = 0,2 + 0,4 + 0,67 = 1,27(m) Ta lấy chiều dài neo theo tiêu chuẩn la = 1,5 m b/ Khả mang tải neo - Độ bền cắt cốt neo bê tông cốt thép dới tác dụng lực kéo: (2-4) P1 = Ra Fa Trong đó: Ra _ giới hạn độ bền kéo vật liệu làm neo, Ra = 64000 (T/m2) Fc _ diện tích mặt cắt ngang neo chỗ bị giảm yếu nhiều (m2); 2 da 0,025 Fc = = 3,14. 0,0005(m ) Thay số vào công thức (2-4) ta đợc: P1 = 64000.0,0005 = 31,42(T ) - Khả nămg mang tải tính theo điều kiện kéo neo khỏi chất dính kết đợc xác định theo công thức: P2 = d a a ltt (2-5) Trong đó: da _ đờng kính neo, da = 2,5cm = 0,025m ltt _ chiều sâu tính toán phần neo chất dính kết, ltt = 1,5 - 0,2 = 1,3m a _ độ bền cắt neo chất dính kết(lực dính bám đơn vị), a = 600 (T/m2) Thay số vào công thức (2-5) ta đợc: Sinh viên: Lại Hữu Văn k48 Lớp Xây dựng CTN & Mỏ Đồ án môn học Bộ môn xây dựng CTN&Mỏ P2 = 3,14.0,025.600.1,3 = 61,23(T ) - Độ bền neo đợc xác định theo điều kiện liên kết neo với thành lỗ khoan công thức: (2-6) P3 = d a c l z Trong đó: c _ ứng suất trợt tơng đối bê tông với thành lỗ khoan, c = 300 (T/m2) lz = 1,5 - 0,4 - 0,2 = 0,9(m) Thay số vào công thức (2-6) ta đợc: P3 = 3,14.0,025.300.0,9 = 21,2(T ) Nh độ bền neo Pa = P3 = 21,2 (T) c/ Mật độ neo Khoảng cách neo theo phơng dọc phơng ngang phần vòm hầm thờng đợc lựa chọn từ điều kiện: khả mang tải neo, độ ổn định đờng biên đất đá neo, điều kiện tạo thành vòm sập lở - Theo khả mang tải neo: a1 = Pa hh (2-7) Trong đó: Pa _ khả mang tải neo, Pa = 21,2 (T) _ dung trọng đất đá, = 2,6 (T/m3) Thay số vào công thức (2-7) ta đợc: 21,2 = 4,5(m) 2,6.0,4 - Theo độ ổn định đờng biên đất đá neo: l C (2-8) a2 = a PB a1 = Trong đó: C _ hệ số dính kết đất đá vùng phá huỷ,C = 3.f = 3.10 = 30(T/m2) PB _ tải trọng thẳng đứng tính toán, PB = Pnt = 0,924 (T/m2) Thay số vào công thức (2-8) ta đợc: 1,5 30 a2 = = 2,85(m) , 924 - Theo điều kiện tạo thành vòm sập lở: PB K B (ln + B ) (2-9) C Trong đó: KB _ hệ số phụ thuộc vào độ kiên cố đất đá f = 10 > nên: KB = 0,2540,3 a3 = ln Sinh viên: Lại Hữu Văn k48 Lớp Xây dựng CTN & Mỏ Đồ án môn học Bộ môn xây dựng CTN&Mỏ B _ chiều rộng công trình đào B = 7,6(m) Thay số vào công thức (2-9) ta đợc: 0,924.0,3 a3 = 1,5 (1,5 + 7,6) = 1,4(m) 30 Nh ta sử dụng neo bê tông, cốt thép làm neo cốt thép loại A- V có đờng kính 2,5cm, khả mang tải 21,2 Neo đợc bố trí cách 1,4m II.2.2 Tính chiều dày vỏ bê tông phun Hiện bê tông phun đợc sử dụng phổ biến, việc gia cố, chống giữ CTN Với u điểm tạo nên mặt biên công trình ngầm trơn phẳng, chèn lấp đầy chỗ lồi lõm mặt biên công trình nên có tác dụng điều chỉnh phân bố lại ứng suất tập trung biên công trình Theo Gs.Mostkov chiều dày vỏ bê tông phun đợc tính nh sau: = k a ' PB m.RP (2-10) Trong đó: k _ hệ số, k = 0,25 a _ bớc chống (m) dùng bê tông phun neo a = 1,4 m RP _ giới hạn bền kéo tiêu chuẩn bê tông phun (t/m 3), RP = 1,542 lần giới hạn bền kéo tiêu chuẩn bê tông thờng Với bê tông M300 Rk = 150 (T/m2) suy RP = 300 (T/m2) m _ hệ số làm việc.Khi sử dụng btp kết hợp với neo m = 0,75 Thay số vào công thức (2-10) ta đợc: 0,924 = 0,022m = 2,2cm , 75 300 Ta thấy lớp bê tông phun tính toán mỏng ta phải chọn chiều dày lớp bê tông phun tối thiểu 3cm = 0,25.1,4 II.3 Hộ chiếu chống tạm Sinh viên: Lại Hữu Văn k48 Lớp Xây dựng CTN & Mỏ Đồ án môn học Bộ môn xây dựng CTN&Mỏ Hình vẽ 1.1: Mặt cắt ngang gia cố Tỷ lệ: 1:100 Hình 2.2: Mặt cắt dọc gia cố tuyến đờng hầm Tỷ lệ: 1:100 - Số lợng neo mặt cắt gia cố cho đờng hầm: Nneo = 11 (thanh) - Thể tích bê tông phun dùng gia cố 1m dài đờng hầm: 3,14.3,82 3,14.3,77 Vbtf = + 2.3,8.2,5 + 2.3,77.2,5 .1 2 = 41,67 41,16 = 0,51(m ) Sinh viên: Lại Hữu Văn k48 Lớp Xây dựng CTN & Mỏ Đồ án môn học Bộ môn xây dựng CTN&Mỏ II.4 Hộ chiếu chống cố định Chống cố định ta sử dụng bê tông liền khối M300, chiều dày 30cm Tính chiều dày móng: - Phía rãnh nớc ta lấy 1,5 lần chiều dày tờng: dk = 45 (cm) - Phía đặt rãnh nớc ta lấy 2,5 lần chiều dày tờng: dc = 75 (cm) Chiều dày móng: m = 40 (cm) Hình 2.3: Mặt cắt ngang vỏ chống cố định Tỷ lệ: 1:100 - Thể tích bê tông đổ vỏ chống cố định cho 1m dài đờng hầm: 3,14.3,82 3,14.3,52 Vbtf = + 2.3,8.2,5 + 2.3,5.2,5 + 0,4.1,2.1 2 Sinh viên: = 41Lại ,67Hữu 36Văn ,731+ 0,48 = 5,42(m93 ) k48 Lớp Xây dựng CTN & Mỏ Đồ án môn học Bộ môn xây dựng CTN&Mỏ Chơng III: Thiết kế tổ chức thi công CTN III.1 Lựa chọn sơ đồ tổ chức thi công mặt cắt ngang mặt cắt dọc, phơng pháp phá vỡ đất đá Với diện tích đào S d 41,67 m2 điều kiện khối đá có chất lợng tốt(RMR = 75) ta chọn phơng án đào toàn tiết diện, gia cố hoàn chỉnh cách gơng 20m bảo đảm không bị ảnh hởng công tác khoan nổ Phơng pháp phá vỡ đất đá phơng pháp khoan nổ mìn, cụ thể phơng pháp nổ mìn tạo biên III.2 Tính toán thông số khoan nổ mìn III.2.1 Chọn thuốc nổ phơng tiện nổ Thuốc nổ sử dụng P113 có khả công nổ ps = 330 Stt Chỉ tiêu kỹ thuật Đơn vị Thông số Khả công nổ, Ps cm3 330 Sức công phá, W mm 14416 Mật độ thuốc nổ, g/cm3 1,141,25 Đờng kính thỏi thuốc, dt mm 32 Chiều dài thỏi thuốc, lt mm 400 Trọng lợng thỏi thuốc, Gt gram 400 Phơng tiện nổ kíp vi sai phi điện III.2.2 Tính lợng thuốc nổ đơn vị(q) a/ Ta chọn tiêu thuốc nổ đơn vị theo công thức Gs.M.N.Parovski q = q1.v.e f c k d (kg/m3) (3-1) Trong đó: q1 _ lợng thuốc nổ tiêu chuẩn(kg/m3), tính gần ta có: q1 = 0,1.f = 0,1.10 = (kg/m3) fc _ hệ số kể tới cấu trúc khối đá,đá cấu tạo khối lấy trung bình fc = 1,3 e _ hệ số phụ thuộc vào khả công nổ loại thuốc sử dụng 380 e= 1,152 330 v _ hệ số sức cản, với gơng có mặt tự Sd > 18 m2 ta có: v = 1,241,5 kd _ hệ số ảnh hởng đờng kính thỏi thuốc, chọn thỏi thuốc dt = 32mm đờng kính lỗ khoan 45 kd = 1,1 Thay thông số vào công thức (3-1) ta đợc: Sinh viên: Lại Hữu Văn Lớp Xây dựng CTN & Mỏ 10 k48 Đồ án môn học Bộ môn xây dựng CTN&Mỏ q = 1.1,3.1,152.1,3.1,1 = 2,14 (kg/m3) b/ Tính theo Moskov 8,5 k dc (3-2) Sd Trong đó: kđc _ hệ số điều chỉnh phụ thuộc số mặt tự do, sử dụng lỗ khoan trống nên coi nh có hai mặt tự kđc = 0,540,65 (áp dụng cho đờng hầm có diện tích đào Sđ = (184150) m2) Thay số vào công thức (3-2) ta đợc: q= 8,5 q= 0,6 = 0,8( kg / m3 ) 41giá ,67 trị lớn vậy: So sánh hai giá trị q ta chọn q = 2,14 (kg/m3) III.2.3 Đờng kính lỗ khoan (dk) dk = db + (4ữ8) (mm) đó: dk: đờng kính lỗ khoan, mm db: đờng kính bao thuốc, mm (4ữ8) khoảng hở cho phép để dễ dàng nạp thuốc dk = 32 + = 38 (mm) để phù hợp với thiết bị khoan ta chọn đờng kính lỗ khoan 45 III.2.4 Số lỗ mìn gơng (N) a/ Sơ đồ số lỗ mìn đột phá: Sử dụng lỗ khoan trống 76.D = 107 Vòng đột phá thứ 1: a = 1,5D = 1,5.107 = 171 w1 = a = 171 = 242 Vòng đột phá thứ 2: B1 = w1 = 242 w2 = 1,5w1 = 1,5.242 = 513 Vòng đột phá thứ 3: B2 = w2 = 513 w3 = 1,5w2 = 1,5.513 = 1088 Ta thấy B3 0,513m < Wf = 1m ta chọn số vòng đột phá Nh số lỗ mìn đột phá là: Ndf = 3.4 = 12 (lỗ) b/ Lỗ mìn biên: - Mật độ nạp: Q = Qf.d2 = 90.0,0452 = 0,2 (kg/m), ta thấy mật độ nạp nhỏ nên lấy 0,3 (kg/m) - Khoảng cách lỗ biên: S = Sf.d = 15.0,045 = 0,675 (m) - Đờng cản: B = Bf.S = 0,675.1,2 = 0,81 (m) - Số lỗ mìn biên: (Nb) P Bt (lỗ) (3-3) Nb = +1 b Trong đó: Sinh viên: Lại Hữu Văn k48 11 Lớp Xây dựng CTN & Mỏ Đồ án môn học Bộ môn xây dựng CTN&Mỏ P _ chu vi đờng bố trí lỗ mìn biên, khoan ta khoan sát vào đờng biên đờng hầm mà phải khoan vào khoảng từ (0,140,15)m Do ta có: P = (2,5 - 0,15).2 + (3,8 - 0,15).3,14 + 7,3 = 23,461 (m) b _ khoảng cách lỗ mìn biên, nổ mìn vi sai b = S 0,65 (m) Thay số vào công thức (3-3) ta có: 23,461 7,3 (lỗ) Nb = + = 26 0,65 Diện tích phần đất đá đợc phá nhóm lỗ mìn tạo biên: S b = w( P C.w) , m Trong đó: P _ chu đờng hầm không kể nền, m W = Wb + (0,0540,15), m _ khoảng cách từ vòng phá tới biên thiết kế W = 0,81 + 0,15 = 0,96 m C _ hệ số phụ thuộc hình dạng đờng lò giá trị W, C = 1,489 Ta có: Sb = 0,96(16,9 1,489.0,96) = 14,85(m ) c/ Lỗ mìn phá: - Đờng cản ngắn lỗ mìn phá phụ thuộc S f Với S d = 41,67 (m2) f = 10 wf = 1m Số lỗ mìn phá là: Sf Nf = k1.k W Trong đó: Sf _ diện tích vùng đất đá đợc phá lỗ mìn phá, m2 Sf = 41,67 - 1,0882 - 14,85 = 25,66 (m2) W = 1m k1, k2 _ hệ số phụ thuộc vào hệ số kiên cố đất đá Lấy cho tất vòng mìn ta chọn k1 = k2 = 0,9 Thay số ta đợc: 25,66 Nf = 32 0,9.0,9.1 Nh tổng số lỗ mìn là: N = 26 + 12 + 32 = 70 (lỗ) III.2.5 Chiều sâu lỗ mìn (l) Tính theo tốc độ đào yêu cầu: (lỗ) Vth Tck 80.16 = = 2,4(m) T ( 25 ữ 30 ) 24.26.0,85 Trong đó: T _ thời gian làm việc đội thợ ngày đêm, T = 24 (h) 26 _ số ngày làm việc tháng Tck _ thời gian làm việc chu kỳ lấy thời gian ca _ hệ số sử dụng lỗ mìn l= Sinh viên: Lại Hữu Văn k48 12 Lớp Xây dựng CTN & Mỏ Đồ án môn học Bộ môn xây dựng CTN&Mỏ Nh ta chọn chiều sâu lỗ mìn hợp lý 2,5m III.2.6 Tính toán lợng thuốc nổ a/ Lợng thuốc nạp cho lỗ mìn đột phá Vòng đột phá thứ nhất: Chọn lỗ khoan trống đờng kính = 76, số lợng lỗ khoan trống sử dụng - lợng nạp 1m dài lỗ khoan: D (kg/m) C = 1,67.10 C D Trong đó: C _ khoảng cách từ tâm lỗ khoan nạp thuốc đến tâm lỗ khoan trống C = 1,5.D = 1,5.107 = 171 mm D _ đờng kính lỗ khoan trống (sử dụng lỗ khoan trống), D = n = 76 = 107(mm) 107 171 = 1,67.10 171 = 196,225.10 2,02 = 0,4(kg / m) 107 - Chiều dài nạp thuốc: H = L - h = 2,5 - 0,171 = 2,329 (m) - Khối lợng thuốc nạp cho vòng đột phá 1: Q1 = 0,4.4.2,329 = 3,73 (kg) - Số thỏi thuốc dùng cho lỗ mìn vòng đột phá thứ nhất: n1 = 3,73/4.0,4 = 2,33 2,5 (thỏi) = (kg) Vòng đột phá thứ 2: - Lợng nạp 1m dài lỗ khoan: Ta có: B1 = w = 242 mm, nên = 0,35 (kg/m) - Chiều dài nạp thuốc: H = L - 0,5B = 2,5 - 0,5.0,242 = 2,38 (m) - Khối lợng thuốc nạp cho vòng đột phá thứ 2: Q2 = 4.0,35.2,38 = 3,332 (kg) - Số thỏi thuốc dùng cho lỗ mìn vòng đột phá thứ 2: n2 = 3,332/4.0,4 = 2,5 (thỏi) = (kg) Vòng đột phá thứ 3: - Lợng nạp 1m dài lỗ khoan: B2 = w = 513 mm, nên = 0,58 (kg/m) - Chiều dài nạp thuốc: H = L - 0,5B = 2,5 - 0,5.0,513 = 2,24 (m) - Khối lợng thuốc nạp cho vòng đột phá thứ 2: Q3 = 4.0,58.2,24 = 5,2 (kg) - Số thỏi thuốc dùng cho lỗ mìn vòng đột phá thứ 3: n3 = 5,2/4.0,4 = 3,5 (thỏi) = 1,4 (kg) Nh tổng lợng thuốc cần dùng cho lỗ mìn đột phá là: Q = (n1 + n2 + n3).4.0,4 = (2,5 + 2,5 + 3,5).4.0,4 = 13,6 (kg) b/ Lợng thuốc nạp cho lỗ mìn phá - Lợng nạp 1m dài lỗ khoan ta lấy số hàng đột phá Sinh viên: Lại Hữu Văn k48 13 Lớp Xây dựng CTN & Mỏ Đồ án môn học Bộ môn xây dựng CTN&Mỏ f = 0,58 (kg/m) - Chiều dài nạp thuốc: H = L - 0,5B = 2,5 - 0,5.0,513 = 2,24 (m) - Khối lợng thuốc nạp cho lỗ mìn phá: Q = 2,24.0,58 = 1,3 (kg) - Số thỏi thuốc dùng cho lỗ mìn phá: n = 1,3/0,4 = 3,25 3,5 (thỏi) - Khối lợng thuốc nạp thực tế cho lỗ mìn phá: Q = 3,5.0,4 = 1,4 (kg) Nh tổng lợng thuốc cần dùng cho lỗ mìn phá là: Qf = n.32.0,4 = 3,5.32.0,4 = 44,8 (kg) c/ Lợng thuốc nạp cho lỗ mìn biên Để tránh tợng phá huỷ đờng biên sức công phá thuốc nổ nên ta không sử dụng bua cho lỗ mìn tạo biên Nh lợng thuốc nổ cần dùng cho lỗ mìn tạo biên là: Q = b.L = 0,3.2,5 = 0,75 (kg) - Số thỏi thuốc cần dùng cho lỗ mìn tạo biên là: nb = 0,75/.0,4 (thỏi) - Lợng thuốc nổ thực tế dùng cho lỗ mìn tạo biên là: Qb = 2.26.0,4 = 20,8 (kg) Tổng lợng thuốc nổ cần dùng cho chu kỳ đào là: Q = Qđf + Qf + Qb = 13,6 + 44,8 + 20,8 = 79,2 (kg) III.2.7 Hộ chiếu khoan nổ mìn a/ Bảng lý lịch lỗ mìn Thứ tự lỗ mìn Chiều sâu lỗ mìn (m) 1-4 2,5 Lợng thuốc nạp cho lỗ (kg) 5-8 2,5 90 - 12 2,5 1,4 13 - 15 2,5 16 - 26 Góc nghiêng lỗ (độ) Chiếu Chiếu cạnh 90 90 Chiều dài nạp bua (m) Thứ tự nổ 0,17 90 0,12 90 90 0,26 1,4 90 90 0,26 2,5 1,4 90 90 0,26 27 - 40 2,5 1,4 90 90 0,26 41 - 44 2,5 1,4 90 90 0,26 45 - 70 2,5 0,8 85 85490 Sinh viên: Lại Hữu Văn k48 14 Lớp Xây dựng CTN & Mỏ Đồ án môn học Bộ môn xây dựng CTN&Mỏ b/ Kết cấu lỗ mìn Hình 3.1: Kết cấu lợng nạp Tỷ lệ: 1:10 c/ Sơ đồ bố trí lỗ mìn Hình 3.2: Sơ đồ bố trí lỗ mìn gơng Sinh viên: Lại Hữu Văn k48 15 Lớp Xây dựng CTN & Mỏ Đồ án môn học Bộ môn xây dựng CTN&Mỏ Tỷ lệ: 1:100 Hình 3.3: Sơ đồ đấu ghép mạng nổ Tỷ lệ: 1:10 Ghi chú: - Kíp số dùng cho vòng đột phá thứ - Kíp số dùng cho vòng đột phá thứ - Kíp số dùng cho vòng đột phá thứ - Kíp số dùng cho lỗ mìn từ 13415 - Kíp số dùng cho lỗ mìn từ 16427 - Kíp số dùng cho lỗ mìn từ 28443 - Kíp số dùng cho lỗ mìn từ 44447 - Kíp số dùng cho lỗ mìn từ 48481 III.3 Thông gió đa gơng vào trạng thái an toàn III.3.1 Sơ đồ thông gió Đờng hầm đào gơng độc lập ta chọn sơ đồ thông gió đẩy với quạt cục III.3.2 Tính kợng gió cần thiết đa vào gơng Theo điều kiện số ngời làm việc lớn gơng: Sinh viên: Lại Hữu Văn k48 16 Lớp Xây dựng CTN & Mỏ Đồ án môn học Bộ môn xây dựng CTN&Mỏ Qng = 6.n.k (m3/phút) (3-9) Trong đó: n _ số ngời làm việc đồng thời lớn nhất, n = 20 ngời k _ hệ số dự trữ, k = 1,5 Thay số vào công thức (3-9) ta đợc: Qng = 6.20.1,5 = 180 (m3/phút) Theo lợng thuốc nổ đồng thời lớn nhất: S sd (m3/phút) (3-10) qtn l t Trong đó: l _ chiều dài đờng lò cần thông gió S _ diện tích gơng hầm đào, S = 41,67 (m2) t _ thời gian thông gió, t = 60 phút qtn _ chi phí thuốc nổ cho m2 gơng đào, kg qtn = Q/Sđ = 112,8/41,67 = 2,71 (kg) Thay số vào công (3-10) thức ta đợc: Qtn = 7,8 41,67 (m3/phút) Qtn = 7,8 2,71.4002 = 820 30 Nh lợng khí cần phải đa vào thông gió là: Qg = Qmax = Qk = 820 (m3/phút) = 13,67 (m3/s) Kiểm tra tốc độ gió: vg = Qg/Ssd = 820/41,67.60 = 0,328 (m/s) vmin = 0,15 (m/s) < vg thoả mãn vmax = (m/s) > vg thoả mãn III.3.3 Chọn ống gió, tính suất hạ áp quạt Chọn ống gió Để phục vụ cho công tác đào ta nên chọn loại ống gió mềm Đờng kính ống gió: dô = 1,2 (m) Chiều dài đoạn ống: lô = 20 (m) Tính suất quạt: Qq = p.Qg (m3/phút) (3-11) Trong đó: p _ hệ số tổn thất gió qua đờng ống L (3-12) p = k d o R + ld Trong đó: k _ hệ số nối chặt đờng ống, mối trung bình k = 0,003 _ đờng kính ống gió, = 1,2 m L _ chiều dài đờng lò, L = 400 m ld _ chiều dài đoạn ống, ld = 20 m R_ sức cản khí động học đờng ống R = 0,05.4 = 0,2 Thay số vào công thức (3-12) ta đợc: (3-13) 400 p = 0,003.1,2 0,2 + = 1,022 20 Sinh viên: Lại Hữu Văn Lớp Xây dựng CTN & Mỏ 17 k48 Đồ án môn học Bộ môn xây dựng CTN&Mỏ Thay số vào công (3-11) thức ta có: Qq = 1,022.820 = 838 (m3/phút) = 13,97 (m3/s) Tính hạ áp quạt hq = ht + hđ (mmH20) (3-14) Trong đó: ht _ hạ áp tĩnh ht = R.Qq.Qg = 0,2.13,67.13,97 = 38,2 (mmH20) hđ _ hạ áp động v k hd = g (3-15) Trong đó: v _ tốc độ gió thoát khỏi ống v = Qg/Sô = 4.820/3,14.1,22.60 = 12,1 (m/s) k _ trọng lợng riêng không khí, k = 1,2 kg/m3 g _ gia tốc trờng, g = 9,81 m/s2 Thay số vào công thức (3-15) ta có: 12,12.1,2 (mmH20) hd = = 8,95 2.9,81 Thay số vào (3-14) hq = 38,2 + 8,95 = 47,15 (mmH20) = 471,5 (Pa) Chọn loại quạt BOD - 16 Các đặc tính cho bảng 3.7 Bảng 3-7: Đặc tính kỹ thuật quạt ly tâm BOD - 16 Các tiêu Quạt BOD - 16 Đờng kính đầu (mm) 1600 Tốc độ quay (vòng/phút) 2980 Năng suất cực tiểu (m3/s) 10 Năng suất cực đại (m3/s) 66 áp lực cực tiểu (Pa) 920 áp lực cực đại (Pa) 900 Hệ số hiệu dụng quạt 4180 Công suất động quạt, kW 160 III.3.4 Đa gơng vào trạng thái an toàn Sau nổ mìn gơng hầm đợc thông gió tích cực 30 phút Thì ta tiến hành đa gơng vào trạng thái an toàn Trớc hết đội trởng cán kỹ thuật thợ nổ mìn vào gơng quan sát đánh giá kết nổ mìn, phát sử lý mìn câm có Sinh viên: Lại Hữu Văn Lớp Xây dựng CTN & Mỏ 18 k48 Đồ án môn học Bộ môn xây dựng CTN&Mỏ Ngoài ta phải tiến hành kiểm tra đánh giá tình trạng đất đá nóc, hông, gơng hầm Các tảng đá om, đá treo, đá mỏi phải đợc chọc xuống hết Các viên đá kết cấu chống phải đợc gạt xuống Chỉ hoàn thành công tác gơng hầm đợc coi an toàn đợc thức đa thợ vào làm việc gơng hầm III.4 Xúc bốc vận chuyển Ta chọn loại máy xúc hoạt động theo chu kỳ máy xúc volvo có dung tích gàu 2,3m3 vận chuyển ôtô tự đổ thể tích thùng 10m3 Năng suất máy xúc là: Q= Trong đó: V T T = (T1 + T2 + T3) _ hệ số dự trữ thời gian cố máy, = 1,141,15 T1 _ thời gian chuẩn bị T3 _ thời gian kết thúc (đa máy ra) T2 _ thời gian thực xúc bốc đất đá T2 = T2 + T2 T2 _ thời gian bốc đất đá không cần công nhân phá đá cỡ T2' = động V t.ko v.tt ko + g q v v _ % đất đá bốc máy không cần phá đá cỡ V _ thể tích đất đá cần xúc sau khoan nổ mìn t _ thời gian chu kỳ xúc máy xúc, phút ko _ hệ số nở rời g _ hệ số xúc đầy gàu q _ thể tích gàu xúc v _ hệ số đầy goòng v _ thể tích goòng T2 _ thời gian bốc đất đá phải gom đá cỡ tt _ thời gian trao đổi thiết bị vận tải mà máy xúc phải ngừng hoạt (1 ).v T2'' = p n n _ số công nhân xúc đất đá p _ số lao động cần thiết để xúc thủ công 1m3, ngời - phút Máy xúc hoạt động liên tục: V T T = (T1 + T2 + T3) _ hệ số dự trữ thời gian cố máy, = 1,141,15 T1 _ thời gian xúc đất đá gơng T2 _ thời gian xúc đất đá chân gơng xúc vét T3 _ thời gian kéo dài vận tải trình xúc bốc Q= Sinh viên: Lại Hữu Văn k48 19 Lớp Xây dựng CTN & Mỏ Đồ án môn học Bộ môn xây dựng CTN&Mỏ (1 )V ko kv T1 = Pkt _ % đất đá xúc vét đá cỡ ko _ hệ số nở rời kv _ hệ số nở rời phụ xúc Pkt _ suất kỹ thuật máy xúc T2 = V ko kv k1 k1 _ hệ số giảm suất kỹ thuật máy xúc trạng thái đất số lợng đá cỡ V ko t v _ hệ số chất đầy thùng t2 _ thời gian máy nghỉ vận tải v _ dung tích thùng xe T3 = V = Sđ.l..àko (m3) Số chuyến xe cần: N= V v1 v1 _ thể tích đất đá xe vận chuyển đợc Số chuyến xe cho kíp: n1 = Tkip Tck Tnc (chuyến/kíp) T 1,15 Tkíp _ thời gianchuyen làm việc kíp (360) Tck _ thời gian chuẩn kết (30) Tnc _ thời gian ngừng nghỉ yêu cầu cá nhân Tchuyến _ thời gian hoàn thành chuyến xe Tchuyến = Thầm + Thở + Tđổ + Tquayđầu + Tlùi + Tra + Txúc Tham = vh = (km/h) Tho = Lt vh Ln vh = 12 (km/h) Tđổ _ thời gian đổ Tqđầu _ thời gian quay đầu xe sau đổ tải Tlùi _ thời gian lùi từ ngách quay xe đến vị trí xúc Sinh viên: Lại Hữu Văn k48 20 Lớp Xây dựng CTN & Mỏ Đồ án môn học Bộ môn xây dựng CTN&Mỏ Txúc _ thời gian xúc đầy xe Tra _ thời gian chạy từ vị trí xúc đến ngách quay xe 1,15 _ hệ số dự trữ Số xe cần để hoạt động liên tục: Tchuyen nxe = Tlui + Txuc + Tra III.5 Thi công kết cấu chống III.5.1 Thi công kết cấu chống tạm Kết cấu chống tạm sử dụng neo bê tông phun Khi trình thi công đợc thực nh sau: Sau đa gơng vào trạng thái an toàn ta tiến hành khoan cắm neo Trớc tiên ta dùng máy khoan khoan lỗ mìn để khoan lỗ khoan cắm neo theo hộ chiếu Bớc bơm bê tông vào lỗ khoan bơm đầy bê tông vào lỗ khoan ta tiến hành cắm neo Cần ý trình bơm bê tông phải đa đầu ống vào tận đáy lỗ khoan Đầu lỗ khoan ngập vữa Quá trình phun bê tông đợc thực sau ta đào cắm neo đợc chu kỳ nh để vận chuyển thiết bị nhiều lần tốn nhiều thời gian Gơng bê tông phun cách gơng nổ khoảng 20m để bảo đảm ổn định cho gơng chống không bị ảnh hởng trình nổ mìn III.5.2 Thi công kết cấu chống cố định Công tác chống cố định đợc thực sau hoàn thành công tác đào chống tạm suốt chiều dài đờng hầm cần thi công - Đào móng hai bên đổ bê tông móng đa cốt thép vào móng trớc đổ để bảo đảm tính gắn kết dựng ván khuôn phần tờng đặt cốt thép cho tờng dựng ván khuôn đổ bê tông cho phần tờng Khi tờng cứng đặt ván khuôn cốt thép đổ nốt phần vòm - Khi đổ bê tông đổ vào hai bên, chiều dày lớp đổ 40 cm Ván khuôn sử dụng ván khuôn di động với cấu tạo nh sau: + Cột dầm có kích thớc (20320)cm + Vòm lớp gỗ dày cm đợc ốp với + Cột tăng lực đờng kính 15 cm + Lớp ván lát bên Sinh viên: Lại Hữu Văn k48 21 Lớp Xây dựng CTN & Mỏ [...]... lỗ mìn (m) 1-4 2,5 Lợng thuốc nạp cho một lỗ (kg) 1 5-8 2,5 1 90 9 - 12 2,5 1,4 13 - 15 2,5 16 - 26 Góc nghiêng lỗ (độ) Chiếu Chiếu bằng cạnh 90 90 Chiều dài nạp bua (m) Thứ tự nổ 0,17 1 90 0,12 2 90 90 0,26 3 1,4 90 90 0,26 4 2,5 1,4 90 90 0,26 5 27 - 40 2,5 1,4 90 90 0,26 6 41 - 44 2,5 1,4 90 90 0,26 7 45 - 70 2,5 0,8 85 85490 0 8 Sinh viên: Lại Hữu Văn 1 k48 14 Lớp Xây dựng CTN & Mỏ Đồ án môn học... lệ: 1:10 c/ Sơ đồ bố trí lỗ mìn Hình 3.2: Sơ đồ bố trí lỗ mìn trên gơng Sinh viên: Lại Hữu Văn 1 k48 15 Lớp Xây dựng CTN & Mỏ Đồ án môn học Bộ môn xây dựng CTN&Mỏ Tỷ lệ: 1:100 Hình 3.3: Sơ đồ đấu ghép mạng nổ Tỷ lệ: 1:10 Ghi chú: - Kíp số 1 dùng cho vòng đột phá thứ nhất - Kíp số 2 dùng cho vòng đột phá thứ 2 - Kíp số 3 dùng cho vòng đột phá thứ 3 - Kíp số 4 dùng cho các lỗ mìn từ 13415 - Kíp số 5 dùng... Lớp Xây dựng CTN & Mỏ Đồ án môn học Bộ môn xây dựng CTN&Mỏ Qng = 6.n.k (m3/phút) ( 3-9 ) Trong đó: n _ số ngời làm việc đồng thời lớn nhất, n = 20 ngời k _ hệ số dự trữ, k = 1,5 Thay số vào công thức ( 3-9 ) ta đợc: Qng = 6.20.1,5 = 180 (m3/phút) Theo lợng thuốc nổ đồng thời lớn nhất: S sd 3 (m3/phút) ( 3-1 0) qtn l 2 t Trong đó: l _ chiều dài đờng lò cần thông gió S _ diện tích gơng hầm khi đào, S = 41,67... Kíp số 4 dùng cho các lỗ mìn từ 13415 - Kíp số 5 dùng cho các lỗ mìn từ 16427 - Kíp số 6 dùng cho các lỗ mìn từ 28443 - Kíp số 7 dùng cho các lỗ mìn từ 44447 - Kíp số 8 dùng cho các lỗ mìn từ 48481 III.3 Thông gió và đa gơng vào trạng thái an toàn III.3.1 Sơ đồ thông gió Đờng hầm khi đào là gơng độc lập cho nên ta chọn sơ đồ thông gió đẩy với quạt cục bộ III.3.2 Tính kợng gió cần thiết đa vào gơng Theo... phá - Lợng nạp trên 1m dài lỗ khoan ta có thể lấy bằng chỉ số của hàng đột phá ngoài cùng Sinh viên: Lại Hữu Văn 1 k48 13 Lớp Xây dựng CTN & Mỏ Đồ án môn học Bộ môn xây dựng CTN&Mỏ f = 0,58 (kg/m) - Chiều dài nạp thuốc: H = L - 0,5B = 2,5 - 0,5.0,513 = 2,24 (m) - Khối lợng thuốc nạp cho mỗi lỗ mìn phá: Q = 2,24.0,58 = 1,3 (kg) - Số thỏi thuốc dùng cho mỗi lỗ mìn phá: n = 1,3/0,4 = 3,25 3,5 (thỏi) -. .. định Công tác chống cố định đợc thực hiện sau khi đã hoàn thành công tác đào và chống tạm trên suốt chiều dài đờng hầm cần thi công - Đào móng cả hai bên đổ luôn bê tông móng và đa cốt thép vào móng trớc khi đổ để bảo đảm tính gắn kết rồi dựng ván khuôn của phần tờng đặt cốt thép cho tờng dựng ván khuôn và đổ bê tông cho phần tờng Khi tờng đã cứng thì đặt ván khuôn và cốt thép đổ nốt phần vòm - Khi... khí động học của đờng ống R = 0,05.4 = 0,2 Thay số vào công thức ( 3-1 2) ta đợc: ( 3-1 3) 2 400 1 p = 0,003.1,2 0,2 + 1 = 1,022 20 3 Sinh viên: Lại Hữu Văn 1 Lớp Xây dựng CTN & Mỏ 17 k48 Đồ án môn học Bộ môn xây dựng CTN&Mỏ Thay số vào công ( 3-1 1) thức ta có: Qq = 1,022.820 = 838 (m3/phút) = 13,97 (m3/s) Tính hạ áp quạt hq = ht + hđ (mmH20) ( 3-1 4) Trong đó: ht _ hạ áp tĩnh ht = R.Qq.Qg = 0,2.13,67.13,97... = L - h = 2,5 - 0,171 = 2,329 (m) - Khối lợng thuốc nạp cho vòng đột phá 1: Q1 = 0,4.4.2,329 = 3,73 (kg) - Số thỏi thuốc dùng cho mỗi lỗ mìn vòng đột phá thứ nhất: n1 = 3,73/4.0,4 = 2,33 2,5 (thỏi) = 1 (kg) Vòng đột phá thứ 2: - Lợng nạp trên 1m dài lỗ khoan: Ta có: B1 = w = 242 mm, nên = 0,35 (kg/m) - Chiều dài nạp thuốc: H = L - 0,5B = 2,5 - 0,5.0,242 = 2,38 (m) - Khối lợng thuốc nạp cho vòng đột... phá thứ 2: Q2 = 4.0,35.2,38 = 3,332 (kg) - Số thỏi thuốc dùng cho mỗi lỗ mìn vòng đột phá thứ 2: n2 = 3,332/4.0,4 = 2,5 (thỏi) = 1 (kg) Vòng đột phá thứ 3: - Lợng nạp trên 1m dài lỗ khoan: B2 = w = 513 mm, nên = 0,58 (kg/m) - Chiều dài nạp thuốc: H = L - 0,5B = 2,5 - 0,5.0,513 = 2,24 (m) - Khối lợng thuốc nạp cho vòng đột phá thứ 2: Q3 = 4.0,58.2,24 = 5,2 (kg) - Số thỏi thuốc dùng cho mỗi lỗ mìn vòng... phá là: Ndf = 3.4 = 12 (lỗ) b/ Lỗ mìn biên: - Mật độ nạp: Q = Qf.d2 = 90.0,0452 = 0,2 (kg/m), ta thấy mật độ nạp nhỏ nên lấy bằng 0,3 (kg/m) - Khoảng cách lỗ biên: S = Sf.d = 15.0,045 = 0,675 (m) - Đờng cản: B = Bf.S = 0,675.1,2 = 0,81 (m) - Số lỗ mìn biên: (Nb) P Bt (lỗ) ( 3-3 ) Nb = +1 b Trong đó: Sinh viên: Lại Hữu Văn 1 k48 11 Lớp Xây dựng CTN & Mỏ Đồ án môn học Bộ môn xây dựng CTN&Mỏ P _ chu vi ... Các kích thớc đờng hầm cho tính toán ta phải cộng thêm phần kích thớc vỏ chống cố định, kích thớc dùng để tính toán là: - chiềub 1rộng đờng hầm: + 0,6 = 7,6 m - chiều cao đờng hầm: + 0,3 = 6,3... 90 o a = B / + h.tag Trong đó: = 7,6m; B_ chiều rộng đờng hầm( m),B h_ chiều cao đờng hầm( m),h = 6,3m; _ góc ma sát đất đá hầm, = arctagf = arctag10 = 84o17 Thay số vào công thức (2-8) ta... 2.2: Mặt cắt dọc gia cố tuyến đờng hầm Tỷ lệ: 1:100 - Số lợng neo mặt cắt gia cố cho đờng hầm: Nneo = 11 (thanh) - Thể tích bê tông phun dùng gia cố 1m dài đờng hầm: 3,14.3,82 3,14.3,77 Vbtf