Đang tải... (xem toàn văn)
THIẾT KẾ GIẾNG ĐỨNG Đề số 07 02: Thiết kế thi công đào mở rộng phần thân giếng điều áp nhà máy thuỷ điện theo hướng từ trên xuống dưới bằng phương pháp khoan nổ mìn với các số liệu như sau: Đường kính đào = 12,0m: Gia cố tạm bằng neo bê tông cốt thép 22, dài L=3,2m, bố trí 16 thanh1 vòng so le nhau khoảng cách các vòng neo 2m kết hợp với bê tông phun lưới thép dày 10cm. Vỏ chống cố định bằng bê tông cố định dày 0,4m. Lượng nước chảy vào riếng trong thời gian đào: 3 h. Tại trung tâm giếng có khoan giếng dẫn đào trước bằng máy khoan Robbins với đường kính 2,4m. Giếng đào qua các lớp đất đá sau đây: STT Tên lớp đất đá Dung trọng, , (Tm3) Hệ số kiên cố,(f) Chiều dầy lớp,(m) RMR Ghi chú 1 Cát Kết 2,75 5 35 58 Chứa nước
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT KHOA XÂY DỰNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC XÂY DỰNG GIẾNG ĐỨNG Giáo viên hướng dẫn : Đặng Văn Kiên Sinh viên thực : Đinh Thế Mạnh Lớp : XDCTN A – K58 MSSV : 1321070118 THIẾT KẾ GIẾNG ĐỨNG Đề số 07- 02: Thiết kế thi công đào mở rộng phần thân giếng điều áp nhà máy thuỷ điện theo hướng từ xuống phương pháp khoan nổ mìn với số liệu sau: Dg - Đường kính đào - Gia cố tạm neo bê tông cốt thép 22, dài L=3,2m, bố trí 16 thanh/1 vòng so le khoảng cách vòng neo 2m kết hợp với bê tông phun lưới thép dày 10cm Vỏ chống cố định bê tông cố định dày 0,4m - = 12,0m: φ m3 - Lượng nước chảy vào riếng thời gian đào: /h Tại trung tâm giếng có khoan giếng dẫn đào trước máy khoan Robbins với đường kính 2,4m Giếng đào qua lớp đất đá sau đây: ST T Tên lớp đất đá Cát Kết Dung trọng, γ , (T/m ) 2,75 Hệ số kiên cố, (f) Chiều dầy lớp, (m) RMR 35 58 Ghi Chứa nước CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ KỸ THUẬT GIẾNG ĐỨNG ĐẠI CƯƠNG VỀ GIẾNG: I Trong trình khai thác mỏ khoáng sản độ sâu lớn hay công trình ngầm giếng công trình quan trọng bậc Giếng có nhiều công dụng khác nhau: - Giếng mỏ than: chủ yếu dùng để vận chuyển than đất đá mỏ - Giếng phụ: chủ yếu dùng để vận chuyển người, vật liệu trang thiết bị từ mặt đất xuống mỏ - Giếng gió: chủ yếu để phục vụ cho việc công tác thông gió, nhằm đưa lượng gió từ mặt đất xuống mỏ cung cấp oxi cho người làm giảm lượng khí mêtan phòng ngừa cháy nổ - Giếng cáp: dùng để dẫn đường cáp từ phần ngầm lên mặt đất Tùy theo công dụng đặc điểm địa chất, giếng có chiều sâu qua lớp đất đá khác từ mềm yếu đến vững chắc, chứa nước không chứa nước - Giếng điều áp: dùng để điều hòa áp suất dòng nước chảy vào tuabin nhà máy thủy điện để tránh tượng cân áp lực nước dòng chảy không gây tượng tuabin quay nhanh chậm không đầy hao mòn tuabin Với yêu cầu đề bài, thiết kế thi công đào mở rộng phần thân giếng điều áp nhà máy thuỷ điện theo hướng từ xuống phương pháp khoan nổ mìn, có hệ số kiên cố f = Lượng nước chảy vào giếng thời gian đào: thiết kế cụ thể sau: m3 /h Quy trình bước 1.1 Những yêu cầu thiết kế kỹ thuật giếng đứng Những yêu cầu thiết kế giếng đứng là: - Đảm bảo yêu cầu kỹ thuật (thực chức giếng điều áp nhà máy thủy điện) Đảm bảo tuân thủ đầy đủ quy định an toàn xây dựng Đảo bảo khả thi công thực cao Đảo bảo khả độ bền tuổi thọ công trình ổn định công tác khai đào - Đảm bảo điều kiện kinh tế (tiết kiệm sử dụng hợp lý nguồn vốn đầu tư) Giảm thiểu lãng phí sức lực nhân công vật tư đến mức tối đa Đảo bảo an toàn lao động thi công toàn thời gian thi công khai thác xong, tránh rủi ro thiệt hại đến mức thấp người thiết bị máy móc 1.2 Lựa chọn hình dạng mặt cắt ngang kết cấu chống giữ giếng đứng 1.2.1 Đặc điểm cấu tạo, phương pháp xác định hình dạng kích thước mặt cắt ngang giếng 1.2.1.1 Cấu tạo giếng điều áp Giếng điều áp thường có dạng cấu tạo sau: a Giếng điều áp kiểu viên trụ : Hình 1: Sơ đồ giếng điều áp kiểu viên trụ Giếng điều áp kiểu viên trụ: loại giếng đứng giếng nghiêng có tiết diện không thay đổi Cấu tạo đơn giản, dễ thi công, tính toán thi công đơn giản Tổn thất thủy lực cục chỗ nối tiếp đường hầm lớn đồng thời dung tích giếng lớn thời gian dao động kéo dài Áp dụng cho nhà máy thủy điện có cột nước thấp, mực nước thượng lưu thay đổi b Giếng điều áp kiểu viên trụ có họng cản: Hình 2: Sơ đồ giếng điều áp kiểu viên trụ có họng cản Giếng điều áp kiểu viên trụ có họng cản: thực chất giếng viên trụ có màng cản đáy giếng ( màng cản họng cản lưới cản) Họng cản làm tăng tổn thất thủy lực dòng chảy qua nó, giảm biên độ dao động dẫn đến làm giảm dung tích giếng Áp dụng cho nhà máy thủy điện có cột nước trung bình mực nước thượng lưu thay đổi c Giếng điều áp kiểu ngăn : Hình 3: Sơ đồ giếng điều áp kiểu ngăn Giếng điều áp kiểu ngăn: gồm buồng điều áp giếng đứng nối với Buồng có tiết diện lớn nhiều so với tiết diện giếng đứng Giếng giảm thời gian dao động hạn chế thời gian dao động mực nước Dung tích giếng nhỏ so với giếng điều áp kiểu viên trụ Giếng phức tạp, thường thích hợp cho việc đặt ngầm đất Áp dụng cho giếng có cột nước cao, mức nước hồ chứa thay đổi d Giếng điều áp kiểu máng tràn: Hình 4: Sơ đồ giếng điều áp kiểu máng tràn Cũng giống giếng điều áp kiểu ngăn giếng điều áp kiểu máng tràn có máng tràn nước phía bên Giếng điều áp kiểu máng tràn khống chế hoàn toàn mực nước cao giếng Giếng dạng bị phần nước tràn e Giếng điều áp có lõi (kiểu kép sai phân): Hình 5: Sơ đồ giếng điều áp có lõi Gồm giếng đứng ngăn giếng bên ngoài, đáy giếng đứng có lỗ thông với ngăn lỗ nhỏ mực nước dao động nước không thoát kịp nên cột nước thay đổi nhanh tạo hiệu Mực nước cao lên khỏi miệng giếng đứng tràn ngăn dẫn đến khống chế độ cao lớn mực nước Áp dụng cho tất trường hợp giếng để hở mặt đất f Giếng điều áp kiểu khí nén: Hình 6: Sơ đồ giếng điều áp kiểu khí nén Giếng kiểu không khí buồng điều áp mặt thoáng ngăn cách với không khí bên Giếng kiểu không cần làm giếng cao giảm nhiều dung tích giếng Trong quản lý phải bổ sung để trì thể tích không khí buồng điều áp h Giếng điều áp kiểu nửa khí nén: Hình 7: Sơ đồ giếng điều áp kiểu nửa khí nén Là loại vừa dùng dung tích buồng điều áp, vừa dùng không khí Giếng kiểu không cần bổ sung không khí trình vận hành yêu cầu thể tích giếng phải lớn Như qua kết cấu giếng đứng thấy đặc điểm chung cấu tạo Không có cổ giếng có kết cấu cổ giếng đơn giản Không có đáy giếng Phần quan trọng giếng điều áp họng cản thiết kế thi công cẩn thận để đảm bảo chức điều áp 1.2.1.2 Xác định hình dáng mặt cắt ngang giếng đứng Tùy thuộc vào điều kiện địa chất, địa chất thủy văn, tính chất lý đá mà giếng đào qua, thời gian tồn giếng, chiều sâu công dụng giếng, tính chất vật liệu kết cấu chống mà ta xác định mắt cắt giếng cho phù hợp Giếng đứng thường có tiết diện ngang hình tròn, hình chữ nhật cạnh thẳng, hình chữ nhật cạnh cong (dạng thang trống), hình elip tùy thuộc vào tính chất lớp đất đá mà giếng phải đào qua Để thuận tiện cho công tác thi công giếng qua lớp đất đá có hệ số kiên cố khác ta chọn tiết diện hình tròn Giếng có mặt cắt ngang hình tròn chịu áp lực đát đá tốt hệ số mức cản động nhỏ giếng có tuổi thọ 15 năm Các giếng mỏ có mặt cắt ngang hình tròn Giếng có mặt cắt ngang hình chữ nhật áp dụng có lợi đất đá cứng trung bình với tuổi thọ tối đa giếng 15 năm Các giếng thăm dò thường có mặt cắt ngang hình chữ nhật Vậy theo yêu cầu đề bài, ta chọn mặt cắt ngang giếng hình tròn với đường kính giếng 12m (Dg = 12m) I.2.2 Lựa chọn kết cấu chống giữ giếng - Vật liệu chống giếng lựa chọn tùy thuộc vào hình dạng mặt cắt ngang giếng, đặc tính lý đất đá xung quanh giếng, công dụng tuổi thọ giếng - Khi mặt cắt ngang giếng hình tròn ta chống bê tông , bê tông cốt thép, bê tông cốt thép liền khối - Loại kết cấu thường sử dụng cho giếng có tuổi thọ cao (lớn 20 năm), chịu áp lực lớn, vỏ bê tông có khả cách nước tốt Kết cấu chống loại sử dụng với tỉ lệ mỏ hầm lò công tác thi công vỏ chống phức tạp, khó khăn, giá thành chống giữ đường lò lớn, sử dụng nhiều công trình giao thông thủy điện Vỏ chống dạng có độ bền cao,vỏ chống đất đá có độ liên kết tốt Vậy kết cấu chống cố định vỏ chống bê tông cốt thép với chiều dày 0,4 m - Trong trình thi công giếng điều áp, để đảm bảo an toàn cho người, máy móc, thiết bị khỏi sụp lở yếu tố an toàn ta gia cố tạm đất đá Ở đây, loại đất đá giếng điều áp bột kết, có hệ số kiên cố ƒ= 6, số chất lượng đất đá RMR= 60 nên đá có chất lượng thuộc loại đá trung bình, nên ta phải sử dụng neo bê tông cốt thép: Ф22, dài: L = 3,2m, bố trí 16 thanh/1 vòng so le khoảng cách vòng neo 2m, kết hợp với bê tông phun lưới thép dày 10cm để gia cố tạm trình thi công Hình 8: Mô tả kết cấu chống giữ giếng điều áp 1.3 Lựa chọn cốt giếng Khác với giếng đứng xây dựng để mở vỉa khai thác khoáng sản có ích sâu vận chuyển khoáng sản có ích đất đá lên mặt đất, đưa người thiết bị xuống mỏ, cung cấp vật liệu lượng đưa gió thoát gió bẩn Nên giếng đứng ngành công nghiệp khai thác cần có cốt giếng - Cốt giếng cứng: bao gồm xà ngang, đường trượt ngang ngăn đường ống Cốt cứng làm gỗ bê tông cốt thép - Cốt mền hệ thống cốt giếng đơn giản hay gọi hệ thống không xà ngang Ở bao gồm sợi cáp thép đóng vai trò dẫn hướng * Nhưng giếng điều áp có chức điều áp, điều hòa lượng nước đóng mở cửa van nhằm làm cho áp lực dòng nước tăng giảm từ từ tránh tượng sôi thủy lực làm ăn mòn cánh tubin Như giếng điều áp chức trục tải nên cốt giếng 1.4 Thiết kế mặt cắt ngang giếng đứng Tùy thuộc vào điều kiện địa chất, điều kiện địa chất thủy văn, tính chất lý lớp đất đá mà giếng đào qua, thời gian tồn chiều sâu công dụng giếng, tính chất vật liệu kết cấu chống, ta thiết kế giếng có hình dạng kích thước khác 10 Hình 9: Hình dạng mặt cắt ngang giếng đứng 11 12 13 14 ... giống giếng điều áp kiểu ngăn giếng điều áp kiểu máng tràn có máng tràn nước phía bên Giếng điều áp kiểu máng tràn khống chế hoàn toàn mực nước cao giếng Giếng dạng bị phần nước tràn e Giếng. .. ngang giếng 1.2.1.1 Cấu tạo giếng điều áp Giếng điều áp thường có dạng cấu tạo sau: a Giếng điều áp kiểu viên trụ : Hình 1: Sơ đồ giếng điều áp kiểu viên trụ Giếng điều áp kiểu viên trụ: loại giếng. .. trụ Giếng phức tạp, thường thích hợp cho việc đặt ngầm đất Áp dụng cho giếng có cột nước cao, mức nước hồ chứa thay đổi d Giếng điều áp kiểu máng tràn: Hình 4: Sơ đồ giếng điều áp kiểu máng