Bài giảng Công nghệ xây dựng công trình đất đá

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA CƠNG TRÌNH – BỘ MÔN CÔNG NGHỆ & QLXD BÀI GIẢNG CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH ĐẤT ĐÁ Chƣơng Nội dung KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CÔNG TÁC ĐẤT ĐÁ TRONG XÂY DỰNG 1.1 Tổng quan 1.2 Các loại công tác đất đá phương pháp thi cơng 1.3 Tính chất kỹ thuật đất ảnh hưởng đến kỹ thuật thi công 1.4 Phân loại đất 1.5 Công tác chuẩn bị phục vụ thi công đất đá ĐÀO VÀ VẬN CHUYỂN ĐẤT 2.1 Lý luận đào cắt đất 2.2 Máy đào gầu 2.3 Máy cạp 2.4 Một số sơ đồ bố trí đào kênh mương đắp đường máy cạp 2.5 Máy ủi 2.6 Vận chuyển đất THI CÔNG ĐẮP ĐẤT, ĐÁ 3.1 Nguyên lý đầm nén đất 3.2 Các loại máy đầm 3.3 Chọn thông số đầm nén số loại đầm 3.4 Thi công đập đất đầm nén 3.5 Thi cơng đập đá đổ 3.6 Thí nghiệm quản lý chất lượng thi cơng đất, đá THI CƠNG ĐẤT BẰNG MÁY THUỶ LỰC 4.1 Tổng quan 4.2 Đào đất máy thủy lực 4.3 Vận chuyển thủy lực 4.4 Công tác bồi đắp đất LÝ LUẬN CƠ BẢN VỀ NỔ PHÁ VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP NỔ MÌN CƠ BẢN 5.1 Khái niệm chung 5.2 Lý luận nổ phá ngun lý tính tốn khối thuốc nổ 5.3 Thuốc nổ cách gây nổ 5.4 Cơng tác khoan 5.5 Các phương pháp nổ mìn 5.6 Kỹ thuật an tồn nổ mìn ỨNG DỤNG NỔ MÌN TRONG XÂY DỰNG 6.1 Nổ mìn định hướng đắp đập 6.2 Nổ mìn đào kênh 6.3 Nổ mìn đào móng cơng trình 6.4 Nổ mìn đào hầm Tổng LT Số tiết BT , ĐA TH 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 1 0,5 0,5 1,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 30 CHƢƠNG DỰNG KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CÔNG TÁC ĐẤT ĐÁ TRONG XÂY 1.1 Tổng quan 1.2 Các loại công tác đất đá phƣơng pháp thi cơng 1.3 Tính chất kỹ thuật đất ảnh hƣởng đến kỹ thuật thi cơng 1.4 Phân loại đất 1.5 Tính khối lƣợng đất 10 1.6 Giác vị trí cơng trình 13 1.7 Nguyên tắc chọn sử dụng máy thi công đất, đá 14 1.8 Công tác chuẩn bị phục vụ thi công đất đá 15 CHƢƠNG ĐÀO VÀ VẬN CHUYỂN ĐẤT 17 2.1 Lý luận đào cắt đất 17 2.2 Máy đào gầu 17 2.3 Máy cạp 24 2.4 Một số sơ đồ bố trí đào kênh mƣơng đắp đƣờng máy cạp 26 2.5 Máy ủi 27 2.6 Vận chuyển đất 32 CHƢƠNG THI CÔNG ĐẮP ĐẤT, ĐÁ 34 3.1 Nguyên lý đầm nén đất 34 3.2 Các loại máy đầm 34 3.3 Chọn thông số đầm nén số loại đầm 39 3.4 Thi công đập đất đầm nén 41 3.5 Thi công đập đá đổ 49 3.6 Thí nghiệm quản lý chất lƣợng thi cơng đất, đá 53 CHƢƠNG THI CÔNG ĐẤT BẰNG MÁY THUỶ LỰC 63 4.1 Mở đầu 63 4.2 Công tác đào đất 63 4.3 Vận chuyển vữa bùn 71 4.4 Công tác bồi đắp 73 CHƢƠNG CƠ BẢN LÝ LUẬN CƠ BẢN VỀ NỔ VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP NỔ MÌN 77 5.1 Khái niệm chung 77 5.2 Lý luận nổ phá nguyên lý tính toán khối thuốc nổ 78 5.3 Thuốc nổ cách gây nổ 83 5.4 Công tác khoan 88 5.5 Các phƣơng pháp nổ mìn 89 5.6 Kỹ thuật an tồn nổ mìn 97 CHƢƠNG ỨNG DỤNG NỔ MÌN TRONG XÂY DỰNG 101 6.1 Nổ mìn định hƣớng đắp đập 101 6.2 Nổ mìn đào kênh 106 6.3 Nổ mìn đào móng cơng trình 107 6.4 Nổ mìn đào hầm 110 6.5 Nổ mìn khai thác vật liệu 114 TÀI LIỆU THAM KHẢO 115 CHƯƠNG KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CÔNG TÁC ĐẤT ĐÁ TRONG XÂY DỰNG 1.1 Tổng quan Trong xây dựng dân dụng công nghiệp, cầu đường, thủy lợi, cảng, đặc biệt cơng trình thủy điện, cơng trình ngầm hầm công tác đất đá thường tiến hành chiếm khối lượng lớn so với toàn cơng trình Cơng tác đất, đá có ưu điểm sau:  Kỹ thuật thi công đơn giản;  Dùng vật liệu chỗ, chủ động việc giải sức người, sức máy móc thiết bị;  Có khả giới hóa cao giúp giảm giá thành tăng cường độ thi công Bên cạnh đất có nhược điểm sau:  Khối lượng thi cơng lớn địi hỏi cường độ thi cơng cao;  Tính phức tạp điều kiện địa chất nền, địa chất thủy văn phía đưới móng cơng trình;  Bị chi phối điều kiện thời tiết khắc nghiệt, thi công theo mùa, cần ý đảm bảo chất lượng q trình thi cơng;  Cần tính tốn cân đối khối đào khối đắp nhằm giảm nhẹ khối lượng cơng tác đất Vì chọn phương án thi công hợp lý cơng tác đất đá có ý nghĩa đặc biệt quan trọng đến việc giảm giá thành xây dựng, nâng cao chất lượng cơng trình đẩy nhanh tiến độ thi công 1.2 Các loại công tác đất đá phƣơng pháp thi cơng 1.2.1 Các loại cơng trình đất, đá 1.2.1.1 Chia theo thời gian sử dụng: Theo thời gian sử dụng, cơng trình đất, đá chia làm loại:  Dạng vĩnh cửu: Đê, đập, đường, kênh mương v.v…  Dạng tạm thời: Hố móng, đê quai v.v… 1.2.1.2 Chia theo mặt xây dựng Theo mặt xây dựng, cơng trình đất chia làm loại:  Dạng chạy dài: Đê, đập, đường, kênh mương v.v…  Dạng tập trung: Hố móng, mặt san lấp v.v… 1.2.2 Các loại công tác đất đá Hiện xây dựng cơng trình, ta thường gặp dạng công tác đất phổ biến sau:  Công tác đào  Công tác vận chuyển  Công tác đắp  Công tác san lấp  Cơng tác nổ mìn 1.2.3 Các phương pháp thi cơng Hiện nay, với khoa học công nghệ ngày tiến bộ, thực công tác đất đá, người ta áp dụng nhiều phương pháp thi cơng tiên tiến Có thể phân chúng thành nhóm phương pháp sau:  Phương pháp thi công lực học phận làm việc máy thi công đất: Khi thi công, dao cắt phận làm việc ăn sâu dần vào đất làm cho đất bị phá vỡ tách khỏi tích tụ vào phía trước phận làm việc máy thi cơng đất Phương pháp có ưu điểm tiêu hao lượng, giá thành chi phí thấp nên sử dụng rộng rãi (chiếm từ 80-85% phương pháp thi công đất đá)  Phương pháp thi công sức công phá chất nổ (phương pháp nổ mìn): Phương pháp thường sử dụng thi cơng đào hầm, đào móng đá, khai thác vật liệu đá … Người ta tiến hành cách khoan lỗ đá, nạp thuốc kích nổ làm phá tơi đất đá Giá thành phương pháp thường cao phải theo dõi chặt chẽ q trình thi cơng để đảm bảo an tồn lao động  Phương pháp thi công lượng dòng nước áp lực: Dùng súng phun thủy lực phun dịng nước có áp suất cao vào đất để phá vỡ đất trộn đất với nước thành dung dịch bùn, sau dùng bơm thủy lực máy nén khí đẩy vữa bùn qua hệ thống đường ống Phương pháp thường áp dụng để thi công đất nước nạo vét sông, ao hồ, kênh mương khai thác cát sỏi 1.3 Tính chất kỹ thuật đất ảnh hƣởng đến kỹ thuật thi công (Tham khảo thêm GT Kỹ thuật thi công – ĐH Kiến trúc, tr 13) Như biết đất thực thể phức tạp gồm thành phần chính:  Các hạt khống tạo nên cốt đất gọi pha rắn  Phần dịch thể lỏng (nước) lấp đầy rỗng hạt đất gọi pha lỏng  Phần khí xen kẽ lỗ rỗng cốt đất gọi pha khí Và tương tác vật lý hóa học nước khí kẽ rỗng hạt đất tương tác hạt đất với làm cho hành vi đất phức tạp dẫn đến đất có ứng xử khác tác dụng tải trọng khác Do tính chất phức tạp phần đề cập đến số tính chất kỹ thuật có ảnh hưởng lớn đến kỹ thuật thi cơng chất lượng cơng trình như:  trọng lượng riêng;  độ ẩm;  độ dốc tự nhiên;  độ tơi xốp;  lưu tốc cho phép… 1.3.1 Dung trọng đất: Là trọng lượng đơn vị thể tích đất xác định công thức  Trong đó: G V G: Trọng lượng đơn vị thể tích đất V: Thể tích đất Trọng lượng riêng đất thể đặc đất Đất có trọng lượng riêng lớn cơng chi phí để đạt cao, thiết kế việc lựa chọn dung trọng khơ có ý nghĩa lớn kinh tế kỹ thuật 1.3.2 Dung trọng khô đất: Là dung trọng phần rắn đơn vị thể tích đất  oK  G0 V Trong đó: G0: Trọng lượng đơn vị thể tích đất sấy khơ V: Thể tích đất 1.3.3 Độ ẩm đất Là tỷ số tính theo phần trăm lượng nước có đất trọng lượng đất W Trong đó: G  G0 x100% G0 G: Trọng lượng tự nhiên mẫu thí nghiệm G0: Trọng lượng khơ mẫu thí nghiệm Độ ẩm tiêu vật lý quan trọng, ảnh hưởng đến công đầm đất Đất ướt hay khô q làm cho thi cơng khó khăn ảnh hưởng đến việc đào xúc, vận chuyển đầm nén Mỗi loại đất có độ ẩm thích hợp cho thi công dễ dàng 1.3.4 Độ dốc tự nhiên đất (i) Là góc lớn mái dốc ta đào (Với đất nguyên dạng) hay ta đổ đống (đắp đất) mà không gây sạt lở mái khối đào hay mái khối đắp Độ dốc tự nhiên phụ thuộc vào góc ma sát hạt đất, ảnh hưởng lớn đến biện pháp thi cơng đào đắp đất Có độ dốc tự nhiên đất để đề phương án thi công phù hợp hiệu Công thức xác định độ dốc tự nhiên đất: i  tg  Trong đó: H B i: độ dốc tự nhiên đất α: góc mặt trượt H: chiều cao hố đào B: chiều rộng mái dốc Ngược với độ dốc ta có độ soải mái dốc (m): B m   Cotg  i H Ngồi góc ma sát đất, độ dốc mái đào phụ thuộc vào độ dính, tải trọng tác dụng lên mặt đất chiều sâu hố đào 1.3.5 Độ tơi xốp đất Sau đào, tổ chức cấu tạo đất bị phá hoại thể tích phần đất đào tăng lớn thể tích ban đầu chưa đào Hiện tượng gọi tính tơi xốp đất Vậy độ tơi xốp đất tính chất thay đổi thể tích trước sau đào Độ tơi xốp xác định theo cơng thức:  Trong đó: V  V0 x100% V0 V0: thể tích đất nguyên thổ V: thể tích đất sau đào lên Hệ số tơi xốp đất có quan hệ lớn tính tốn khối lượng vận chuyển đất đào đất đắp Có hai hệ số tơi xốp khác nhau: hệ số tơi ban đầu (ρ0) độ tơi xốp đào lên chưa đầm nén; cón độ tơi xốp cuối (ρ) đất đầm chặt Đất rắn độ tơi xốp lớn; đất xốp rỗng độ tơi xốp nhỏ 1.3.6 Lưu tốc cho phép: Là tốc độ tối đa dịng chảy khơng gây xói lở đất Đối với cơng trình kênh mương, kênh dẫn dịng đặc biệt phải ý tới tính chất chọn đất thi cơng Khi cơng trình gặp dịng chảy tốc độ lớn ta phải tìm cách giảm lưu tốc dịng chảy để bảo vệ cơng trình khơng cho dịng chảy tác dụng trực tiếp lên cơng trình (có lớp áo bảo vệ) 1.3.7 Hệ số thấm đất Khả nước thấm qua đất (tính chiều dài đường thấm) đơn vị thời gian (ngày đêm) gọi hệ số thấm đất Việc xác định hệ số thấm đất cần thiết việc tính tốn cho khối đắp đê điều, đập hồ chứa tính tốn nước cho hố đào 1.4 Phân loại đất đá Có hai loại đất: Đất khơng dính đất dính 1.4.1 Đất khơng dính 1.4.2 Đất dính 1.5 Phân cấp đất đá Mục đích phân loại tạo thuận lợi cho việc chọn thiết bị, tra cứu định mức, lập dự tốn, tiến độ thi cơng thiết kế tổ chức thi công Việc phân loại phân cấp đất chủ yếu vào phương pháp đào mức độ đào Đối với công tác đào, vận chuyển, đắp đất thủ công: phân theo khả đào người thợ Đất phân làm cấp đất nhóm đất Bảng phân cấp đất dùng cho cơng tác đào, vận chuyển, đắp đất thủ công Cấp đất Nhóm Tên đất đất I II Dụng cụ tiêu chuẩn xác định nhóm đất - Đất phù sa, cát bồi, đất mầu, đất mùn, đất đen, Dùng xẻng xúc dễ đất hoàng thổ dàng - Đất đồi sụt lở đất nơi khác đem đến đổ (thuộc đất nhóm trở xuống chưa bị nén chặt) -Đất cát pha sét đất sét pha cát Dùng xẻng cải - Đất màu ẩm ướt chưa đến trạng thái tiến ấn nặng tay dính dẻo xúc - Đất nhóm 3, nhóm sụt lở đất nơi khác đem đến đổ bị nén chặt chưa đến trạng thái nguyên thổ - Đất phù sa, cát bồi, đất mầu, đất bùn Đất nguyên thổ tơi xốp có lẫn rễ cây, mùn rác, sỏi đá, gạch vụn, mảnh sành kiến trúc đến 10% thể tích 50 kg đến 100 kg m3 -Đất sét pha cát Dùng xẻng cải - Đất sét vàng hay trắng, đất chua, đất kiểm tiến đạp bình trạng thái mềm ẩm thường ngập - Đất cát, đất đen, đất mùn có lẫn sỏi đá, mảnh xẻng vụn kiến trúc, mùn rác, gốc rễ từ 10% đến 20% thể tích từ 150 kg đến 300 kg m3 - Đất cát có lượng ngậm nước lớn từ 1,7 trở lên -Đất đen, đất mùn ngậm nước nát dính Dùng mai xắn -Đất sét, đất sét pha cát, ngậm nước chưa thành bùn -Đất thân cây, mục tạo thành, dùng mai cuốc đào không thành tảng mà vỡ vụn, rời rạc xỉ -Đất sét nặng, kết cấu chặt - Đất mặt sườn đồi có nhiều cỏ sim, mua, dành dành - Đất màu mền -Đất sét pha màu xám ( gồm màu xanh lam, Dùng cuốc bàn màu xám vôi) cuốc -Đất mặt sườn đồi có sỏi - Đất đỏ đồi núi - Đất sét pha sỏi non - Đất sét trắng kết cấu chặt lẫn mảnh vụn kiến trúc rễ đến 10% thể tích hoạch 50kg đến 150 kg 1m3 CHƯƠNG ỨNG DỤNG NỔ MÌN TRONG XÂY DỰNG 6.1 Nổ mìn định hƣớng đắp đập 6.1.1 Chọn vị trí xây dựng đập nổ mìn định hướng - Sơng hẹp, bờ dốc, mặt cắt lịng sơng có dạng chữ V, U; - Nếu nổ mìn từ bờ độ cao bờ  1,5Hđập; bờ độ cao bờ  2Hđập; - Nếu bờ đá nên chọn hai bờ đá lộ thiên tầng phủ mỏng Nếu đất tính chất đất hai bờ gần giống nhau; - Lịng sơng khơng có tầng phủ tầng phủ mỏng, đập cao nên chọn có kết cấu đá hồn chỉnh để dễ xử lý 6.1.2 Bố trí bao thuốc 12.2.2.1 Nguyên tắc - Vị trí bao thuốc phải đủ khối lượng đắp đập với hiệu suất văng tập trung cao Hiệu suất văng tập trung E1 (E1 tỷ số lượng đất đá văng vào vị trí thiết kế so với tổng lượng đất đá phá ra); - Khơng gây ảnh hưởng xấu đến cơng trình lân cận; - Dễ đào hầm bố trí bao thuốc 12.2.2.2 Bố trí bao thuốc * Nổ bờ hay bờ: Tuỳ theo địa hình nổ từ bờ hiệu cao * Số hàng mìn: Thường dùng hàng Số hàng tuỳ thuộc vào địa hình cho đủ đắp đập Bố trí cho hàng mìn trước phải nổ tạo mặt thoáng định hướng cho hàng sau 101  Z W R đh H ình 12.5 Sơ đồ xác định bán kín h định h -ớng R đh T ru ng t©m k hèi th uèc M NDBT T -ờng ngh iêng H ình 12.6 V ị trÝ bao thu èc ® Ëp cã t- êng nghiêng *S l mỡn hng: Thng 2ữ3 l, để đất đá văng tập trung số lỗ mìn không nên nhiều thi công bớt phức tạp, số lỗ mìn q gây nứt nẻ móng khối lượng mìn lớn * Để đất đá văng tập trung nên bố trí mìn hàng cung có bán kính Rđh tính từ tâm định hướng:  W Z   Rdh  C  5nW   sin  tg    Trong đó: C- Hệ số phụ thuộc vào địa hình hình dạng đập, thường C=1/21/3; n- Chỉ số tác dụng nổ phá; W- Đường cản ngắn nhất; Z- Chênh lệch độ cao tâm bao thuốc với đỉnh đập; - Góc hợp bán kính mép phễu nổ mái dốc bờ; Thực tế thường chọn tâm định hướng nơi sâu trục đập 102 * Nếu bố trí nhiều hàng tỷ số W1  0,6  0,8 W1 W2 W2 đường cản ngắn hàng trước sau, tâm bao thuốc hàng sau cao 1 tâm bao thuốc hàng trước   n2W2 , n2, W2 số tác dụng nổ 3 2 phá đường cản ngắn hàng nổ sau * Vị trí bao thuốc: Khi bố trí vị trí bao thuốc cụ thể cần xét đến phạm vi gây nứt nẻ để tránh ảnh hưởng đến chống thấm vai đập Trường hợp tốt bố trí cao có đủ đất đá để đắp (hình 12.6) * Nổ mìn đợt nhiều đợt: Nếu khả cung cấp thiết bị vật tư kịp thời tốt nên nổ đợt thuận lợi kinh tế 6.1.3 Xác định thông số nổ phá 12.2.3.1 Lượng hao thuốc đơn vị - Tra bảng vào loại đá cấp đá;   - Tính theo cơng thức kinh nghiệm: q  0,4    (kg/m ); - Khối lượng  2100  riêng đá; - Thực nghiệm nổ mìn văng tiêu chuẩn trường; Kết thực nghiệm sát thực nhất, qui phạm nổ mìn ln qui định phải nổ thí nghiệm để xác định q 12.2.3.2 Xác định số tác dụng nổ phá n Chọn n liên quan đến khoảng cách văng đi, lượng hao thuốc đơn vị q hiệu suất văng; Khi sườn núi thoải dùng n lớn, ngược lại sườn núi dốc dùng n nhỏ; Quan hệ hiệu suất văng E1 n xác định theo cơng thức kinh nghiệm: E1=0,55(n0,5)100% E1=0,22(n+0,85)100% 103 Khi nổ nhiều hàng trị số n2 hàng nổ sau lớn n1 hàng nổ trước 0,20,25 12.2.3.3 Xác định đường cản ngắn W L = 2,4n2W(1 + sin2) L = 5nW Trong đó: L- Là cự ly văng xa; n- Chỉ số tác dụng nổ phá; W- Đường cản ngắn nhất; - Góc đường cản ngắn phương ngang W  0,6  0,8 ; H H- Là khoảng cách từ mặt đất đến tâm bao thuốc theo phương thẳng đứng 12.2.3.4 Khoảng cách hai lỗ mìn hàng 0,5W(n + 1)  a  nW a = (1,25  1,4)W 12.2.3.5 Khoảng cách hai hàng nW  b  W  n 12.2.3.6 Xác định khối lượng bao thuốc     W  25m Q  0,4  0,6n qW cos Q  0,4  0,6n qW W cos 25 W > 25m Trong  góc dốc sườn núi 12.2.3.7 Chênh lệch thời gian nổ hàng liền t  1,5  20,855 d  tn Q H Trong đó: t- Tính giây; đ, tn- Là khối lượng riêng đá thuốc nổ; Q- Khối lượng bao thuốc nổ trước; 104 H- Độ sâu đặt bao thuốc nổ trước; Thực tế thường dùng t=0,0254(s) 6.1.4 Xác định phạm vi nổ phá Phạm vi nổ phá bao thuốc giới hạn phễu nổ Nếu nhiều bao thuốc liền phạm vi nổ phá đường bao phễu nổ 12.2.4.1 Phễu nổ bao thuốc - Bán kính phá hoại (phễu nổ): R  W 1 n2 O' R' H R'  W  n E W   Phụ thuộc góc dốc địa hình độ kiên cố đá; O - Chu vi miệng phễu nổ xác định sau: L2 R L1 H ×n h 12 Sơ đ m ặ t cắ t lí n nhÊt cđa p hƠu nỉ víi b ao thu èc tËp trung Các điểm có cao trình thấp điểm E (là điểm mà đường cản ngắn qua) bán kính phá hoại R Cịn điểm cao cao trình điểm E bán kính biến đổi từ R đến R’; 12.2.4.2 Phễu nổ nhiều bao thuốc Thể tích phễu nổ tổng hợp phải bảo đảm yêu cầu đắp đập: V1  1,5  2V2 KP V2- Thể tích cần đắp đập; KP- Hệ số tơi xốp (1,31,4); Hiệu văng E1=3090%, thông thường E1=5060% Hiệu văng phụ thuộc nhiều vào địa hình kỹ thuật nổ phá 105 6.2 Nổ mìn đào kênh 12.3.1 Trường hợp bao thuốc tập trung Khi nổ mìn đào kênh hướng cho đất đá văng phía hai phía; Khi văng hai phía kênh khơng rộng bố trí hàng hàng nổ đồng thời Nếu kênh rộng bố trí 3 hàng mìn Khi hai hàng ngồi nổ trước có tác dụng dẫn hướng; Khi hàng dẫn hướng nổ đất đá tung lên vừa dừng cho nổ hàng mìn làm phần lớn đất đá a) văng lên hai bờ kênh; c) H h h W K hèi thc nỉ tr-íc H Mái dốc kênh nổ định hướng thường từ 1,52,5 Khi đất ẩm mái thoải hơn, đất cát bão hồ nước mái tới 58, hiệu kém; K hèi thuèc chÝnh b) W Trường hợp văng phía thường nổ hai hàng mìn, hàng thứ có tác dụng dẫn hướng; K hèi thuèc næ sau K hèi thuèc chÝnh Khi nổ mìn đào kênh K hèi thuèc bên t dớnh thỡ tng kh nng H ình 12.13 N ổ m ìn văng định h-ớng đào kênh chng thấm đáy kênh, cịn đất cát khơng cải thiện tính chống thấm Nếu kênh đá gây nứt nẻ đáy kênh 12.3.2 Bao thuốc hình dài có đường kính lớn đặt nằm ngang Phương pháp cho phép khắc phục số nhược điểm phương pháp nổ với bao thuốc tập trung chỗ: - Tốn thời gian đào hố mìn, mạng gây nổ đơn giản; - Mặt cắt dọc kênh đồng đều, độ nén chặt đáy kênh đồng đều; - Có thể giới hố khâu đào rãnh nạp thuốc; Các thông số nổ phá: 106 Bo H ình 12.14 M ặt cắt ngang kênh nổ m ìn với bao thuốc hình dài * ng cn ngắn nhất: W B0 2n W- Đường cản ngắn (m); B0- Chiều rộng miệng kênh; n- Chỉ số tác dụng nổ phá n1,5; * Độ sâu hào nạp thuốc: h = W + 0,5b; b- Độ rộng đáy hào nạp thuốc (m); * Khối lượng thuốc nổ (tính cho 1m chiều dài kênh): Q1 = qW2(n2 + 0,4n  0,4); q- Lượng hao thuốc đơn vị (kg/m3); * Độ sâu nhìn thấy sau nổ: P = W(0,45W + 0,25); P=0,5nW 12.3.3 Ứng dụng phương pháp nổ mìn khác để đào kênh Khi kênh đá thường dùng phương pháp nổ mìn om để xới tơi đất đá sau đào giới; Khi nổ mìn đào kênh kết hợp phương pháp nổ mìn tạo viền 6.3 Nổ mìn đào móng cơng trình 12.4.1 u cầu điều kiện áp dụng  Các trường hợp áp dụng: o Hố móng đá; o Khối lượng đào lớn  Các yêu cầu hố móng đào: o Lớp đáy khơng bị phá hoại; 107 o Ổn định chịu lực chống thấm  Các phương pháp nổ mìn thường áp dụng: o Nổ mìn lỗ nơng, lỗ sâu; o Nổ mìn tạo viền; o Nổ mìn phân đoạn khơng khí; o Hạn chế nổ mìn hầm gây chấn động nứt nẻ lớn (70-140)dz (7 -1 )d z 20dz (20-40)dz H ình 12.15 Sơ đồ vùng phá hoại nứt nẻ nổ m ìn lỗ sâu V ùng bị phá hoại; V ùng bị nứt nẻ 12.4.2 Xỏc nh chiu dy tng bảo vệ hố móng  Kích thước lớp bảo vệ phải hợp lý, thỏa mãn điều kiện: o Đất đá ngồi phạm vi đường viền thiết kế khơng bị nứt nẻ; o Đất đá đường viền phải phá tơi;  Lưu ý: phạm vi nứt nẻ theo phương ngang lỗ khoan lớn;  Chiều dày tầng bảo vệ xác định theo qui phạm QPTLD374;  Khi nổ mìn viền khơng sử dụng tầng bảo vệ mái hố móng 12.4.3 Phân đợt khoan nổ bốc xúc đá  Phân đợt theo chiều cao: o Khi khoan nổ đào móng chia thành nhiều tầng khơng kể tầng vệ; o Chiều cao tầng xác định dựa hiệu kinh tế khả làm việc thiết bị bốc xúc; o Nếu bảo đảm ổn định nên chọn chiều cao tầng đào lớn 6m; 108 o Ở tầng khơng tiếp giáp với tầng bảo vệ có chiều sâu khoan thêm; o Chiều sâu khoan thêm xác định theo quy phạm hành (QPTL D-3-74)  Phân đợt khoan nổ bốc xúc mặt bằng: Việc xác định phạm vi khoan nổ, bốc xúc đợt mặt trình tự tiến hành việc phức tạp, phụ thuộc vào yếu tố sau: - Qui mơ vụ nổ đợt đảm bảo an tồn địa chấn; Cần thơng qua tính tốn để xác định; - Hoạt động xe máy thuận lợi; - Số đợt nổ để giảm thời gian ngừng trệ công tác phụ, sơ tán người thiết bị; - Đảm bảo phối hợp nhịp nhàng khâu khoan nổ, bốc xúc vận chuyển; - Phối hợp công tác đào công tác thi công phận bê tơng 109 6.4 Nổ mìn đào hầm 6.4.1 Các phương pháp đào hầm 13.2.1 Đào toàn mặt cắt Phương pháp ứng dụng khi: - Diện tích mặt cắt hầm khơng lớn F1015m 13.2.2.1 Hầm dẫn Khơng thích hợp với điều kiện địa chất xấu (f46 nước ngầm nghiêm trọng; Ưu điểm: nước tốt, khơng phải thay đổi đường vận chuyển; Nhược điểm: mặt cắt vận chuyển hẹp, đỉnh hầm mở rộng tương đối khó 2 H ình 13.3 H ầm dẫn 13.2.2.3 Hm dẫn Thích hợp với đá cứng f>15, khơng cần chống đỡ, mặt cắt hầm rộng có D>5m; Ưu điểm: Sử dụng máy khoan có giá trục để khoan lỗ khoan theo hướng (360 ), việc khoan tiến hành song song với khâu bốc xúc o 13.2.2.4 Hai hầm dẫn 111 2 3 4 5 6 7 H ình 13.4 H ầm dẫn d-ới 4 H ×n h H a i h Ç m d É n h a i b ªn Có thể hai hầm dẫn song song hai hầm dẫn song song hai bên; - Hai hầm dẫn thích hợp với tầng đá tương đối tốt, hầm có mặt cắt lớn Giữa hai hầm thường dùng giếng đứng xiên để thoát nước vận chuyển đá - Hai hầm dẫn hai bên thích hợp với tầng đá mềm vỡ vụn, cần vừa đào vừa xây, nước ngầm nghiêm trọng, mặt cắt ngang lớn 6.4.2 Bố trí lỗ khoan chọn máy khoan 13.3.1 Bố trí lỗ mìn Ngun tắc: - Bố trí máy khoan vị trí khoan nhiều lỗ để giảm bớt số lần di chuyển máy; - Lỗ mìn thẳng góc cắt ngang tầng đá, tránh song song với tầng đá; 112 - Nâng cao hiệu nổ phá cách tạo thêm mặt thoáng; - Đào mặt cắt thiết kế; - An tồn nổ mìn chống đỡ hầm 13.3.2 Các loại lỗ mìn Căn vào tác dụng lỗ mìn, chia loại: lỗ mìn rãnh, lỗ mìn phá, lỗ mìn sửa 13.3.2.1 Lỗ mìn rãnh Lỗ mìn rãnh có tác dụng tăng thêm mặt thống Lỗ mìn rãnh chia nhiều loại: lỗ mìn rãnh hình chóp, lỗ mìn hình chêm thẳng đứng, lỗ mìn rãnh hình chêm giữa, lỗ mìn rãnh hình chêm nằm ngang, lỗ mìn rãnh hình lăng trụ; a) b) c) d) e) H ình 13.6 C ác loại lỗ m ìn rÃnh a R Ãnh hình chóp; b R Ãnh hình nêm thẳng đứng; c R Ãnh hình nêm giữa; d R Ãnh hình nêm nằm ngang; e R Ãnh hình lăng trụ Khong cỏch v gúc xiên lỗ mìn rãnh phụ thuộc vào độ cứng đá; 3 4 H ×nh 5.1 V í dụ trình tự nổ vòm gian m áy thuỷ điện H oà B ình 113 ỏ cng mm gúc xiên nhỏ khoảng cách lỗ mìn lớn Khi gặp đá cứng liền khối, mặt cắt hầm lớn nên chọn rãnh hình chóp Khi gặp đá có vết nứt thẳng đứng nên chọn rãnh hình nêm thẳng đứng, đá có vết nứt nằm ngang nên chọn rãnh hình nêm nằm ngang 13.3.2.2 Lỗ mìn phá Lỗ mìn phá bố trí xung quanh lỗ mìn rãnh bố trí tồn mặt cắt gương hầm, chúng có độ sâu vng góc với gương hầm 13.3.2.3 Lỗ mìn sửa Lỗ mìn sửa có tác dụng bảo đảm kích thước mặt cắt thiết kế Miệng lỗ mìn thường cách mép hầm từ 1020cm Đáy lỗ mìn nghiêng phía ngồi mặt cắt hầm Đá có f=24 đáy lỗ mìn sửa chạm tới biên mặt cắt hầm, đá cứng đáy lỗ khoan nghiêng phía ngồi 1020cm; Ngày nay, người ta dùng phương pháp nổ mìn tạo viền theo chu vi mặt cắt hầm 13.3.3 Tính thơng số nổ phá (Giáo trình) 6.5 Nổ mìn khai thác vật liệu 114 Tài liệu tham khảo Lưu Bá Thuận - Các phương pháp thi cơng đất gia cố móng xây dựng, NXB Xây Dựng, 2011 Nguyễn Đình Thám, Trần Hồng Hải, Cao Thế Trực – Kỹ thuật thi công xây dựng – Tập 1, NXB Khoa học Kỹ thuật, 2013 Đặng Đình Minh - Thi cơng đất, NXB Xây dựng, 2011 Nguyễn Đình Hiện – Kỹ thuật thi cơng, NXB Xây dựng, 2011 Đỗ Đình Đức, Lê Kiều - Kỹ thuật thi công – Tập 1, NXB Xây dựng, 2010 Bộ môn thi công Trường Đại học Thủy lợi – Thi công công trình thủy lợi, NXB Xây dựng, 2004 115