ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HẦM DẪN DÒNG THỦY ĐIỆN CỬA ĐẠT

Đồ án tốt nghiệp ngành Xây Dựng CTN & Mỏ Phần I: Thiết kế kỹ thuật Chơng Khái quát chung công trình hầm dẫn dòng thuỷ điện Cửa Đạt I.1 Nhiệm vụ thiết kế Sau trình học tập rèn luyện chuyên nghành xây dựng công trình ngầm mỏ, em đợc thực tập tốt nghiệp công trình thuỷ điện, thuỷ lợi, Cửa Đạt Thanh Hoá nhận đề tài: Thiết kế thi công hầm dẫn dòng thuỷ điện Cửa Đạt I.2 Hệ thống công trình ngầm thuộc nhà máy thuỷ điện Cửa Đạt + Hầm dẫn nớc: Đờng hầm có chiều dài 623,2m mục đích dẫn nớc vào nhà máy + Hầm dẫn dòng: Có chiều dài 789.283m, đợc xây dựng bên vai phải đập chính, theo hớng TB - ĐN, tuyến tim hầm hợp với tuyến tràn xả lũ góc 230 với tuyến đập góc 64 0, cửa vào đợc bẻ góc 440 so với tim hầm, đồng thời hầm thuỷ lợi Mặt tổng thể đợc thể hình vẽ 1.1 I.3 Vai trò công trình hầm dẫn dòng - Dẫn dòng thi công: Đờng hầm có lu lợng nớc qua lớn Qmax= 94.2 m3/s Dòng nớc không áp - Dẫn dòng thoát lũ: Đảm bảo cấp nớc liên tục cho hạ du với lu lợng tối thiểu khoảng 50m3/sec đáp ứng yêu cầu tới hệ thống Sông Chu, cấp nớc cho thành phố Thanh Hoá sở công nghiệp I.4 Điều kiện địa chất xung quanh công trình hầm dẫn dòng I.4.1.Đặc điểm địa hình địa mạo Địa hình: khu vực thiết kế chủ yếu gồm hai dạng địa hình bào mòn núi cao địa hình tích tụ chủ yếu bãi bồi Vai trái phố Đạt tơng đối phẳng lại đỉnh núi có cao độ 200m, sờn núi có độ dốc 35 ữ 450 vai phải cách tuyến đập khoảng km hạ lu có bãi phẳng thuận lợi cho việc bố trí mặt thi công Địa hình bên khu vực vai phải đập vùng địa hình với yên ngựa hẹp có cao độ 180ữ190m Hai phía thợng hạ lu sờn núi bị kẹp hai suối nhỏ từ đỉnh núi cao đổ xuống vào sông Chu, tạo lên hai thung lũng hẹp có cao độ đáy khoảng +50m.) I.4.2 Địa chất công trình Mặt cắt địa chất đợc thể hình vẽ 1.2 Địa tầng - Tầng phủ: + Lớp 4A: lớp đất sét nặng đến sét lẫn dăm sạn(khoảng 5ữ20%) Đôi chỗ chứa tảng lăn 20ữ30cm, có chỗ tới 1ữ2m, trạng thái cứng, nửa cứng chủ yếu, phân bố sờn núi Chiều dày lớp trung bình từ ữ 5m Nguồn gốc pha tàn tích không phân chia + Lớp 4B: lớp đất sét trung chủ yếu chứa nhiều dăm sạn (khoảng 20ữ40% cá biệt có chỗ đến 20%), đôi chỗ có tảng lăn, phân bố hai bên sờn núi Trạng thái cứng vừa chặt Chiều dày lớp trung bình từ ữ 5m - Các đới đá phong hoá bao gồm: + Đới phong hoá hoàn toàn : SV: Đỗ Ngọc Thái Lớp: Xây dựng CTN & Mỏ K48 Đồ án tốt nghiệp ngành Xây Dựng CTN & Mỏ Lớp 5A: Sản phẩm phong hoá hoàn toàn đá gốc khoan lên dạng đất sét nặng đến sét lẫn khoảng 10ữ20% dăm sạn mềm bở đôi chỗ lẫn đá tảng 20ữ30cm Đới dày trung bình 5ữ20m, có chỗ tới 40m Lớp 5B: Sản phẩm phong hóa hoàn toàn đá gốc Khi khoan lên dạng hỗn hợp sét nhẹ-á sét trung 35ữ40% dăm sạn, đôi chỗ chứa đá tảng 30ữ40cm, lớp dày 5ữ10m + (6) Đới phong hoá mạnh: đá bị biến màu hoàn toàn Đá thờng dạng vỡ vụn, búa đập dễ vỡ, mảnh vỡ vụn không sắc cạnh cứng Các khoáng vật flespat nhiều chỗ phong hoá gần thành đất + (7) Đới phong hoá vừa: đá bị biến màu nhng cứng chắc, mảnh vỡ tơng đối sắc cạnh Đá nứt nẻ mạnh + (8) Đới phong hoá nhẹ: đá bị biến màu nhẹ, cứng đến cứng Đá nứt nẻ yếu + (9): Đá Gốc: Đá Granit: cứng chắc, cửa nhận nớc nằm vùng phân bố đá granit thuộc phức hệ Bản Muồng Đá phiến thạch anh: Thân hầm nằm đá Phiến thạch anh cứng nằm 40 ữ 50 < 500ữ750 nhng đá phân phiến mờ, coi nh dạng khối Tính chất lý đá bố trí công trình đợc thể bảng 1.1 Bảng 1.1 Tính chất lý đất đá dọc tuyến công trình Đá Phiến STT Đặc tính lý đá Đơn vị Đá Granit thạch anh Dung trọng tự nhiên( ) T/m3 2,67 2,73 Hệ số kiên cố(f) 8ữ10 8ữ10 Độ bền nén đơn trục( n) Mpa 80ữ95 85ữ100 Góc ma sát trong( ) Độ 82,8 83,30 Lực dính kết(C) Mpa 21,2 ữ 50,8 24,12 ữ 57,75 - Các đứt gãy phá huỷ hệ thống khe nứt : + Các hệ thống khe nứt bậc phần lớn có phơng Tây Bắc - Đông Nam, có phơng vĩ tuyến, gặp hệ khe nứt có hớng ĐB-TN kinh tuyến Bảng 1.2 Đặc điểm đứt gãy, khe nứt Số hiệu Đờng Hớng Góc Thông số Chất lấp Vị trí đứt gẫy phơng dốc dốc hình học đầy Đứt gẫy kể Đất lẫn Cắt chéo đới ảnh dăm sạn IV-5 TB-ĐN TN 75 trục hởng rộng tuynen rộng1ữ2m 5ữ10m Đất lẫn Đứt gẫy kể Cắt chéo dăm sạn đới ảnh IV-8 TB-ĐN TN 75 trục rộng hởng rộng tuynen 1,5m 0,1ữ1m Khe nứt Cắt gần trung bình vuông góc IV-13 ĐB-TN ĐN 60 Sét sạn có chiều với trục tuynen Dài 3ữ8m , IV-15 vĩ B 700 Canxi Cắt gần bớc tuyến thạch anh vuông góc khe nứt với trục 0,6ữ2m độ tuynen SV: Đỗ Ngọc Thái Lớp: Xây dựng CTN & Mỏ K48 Đồ án tốt nghiệp ngành Xây Dựng CTN & Mỏ IV-11 VT B Cắt gần Không có vuông góc chất lấp với trục đầy tuynen 700 mở khe nứt 0,1 ữ 2mm I.4.3 Địa chất thuỷ văn - Mực nớc ngầm nằm sâu thờng đợc gặp đới phong hoá nhẹ, tính thấm khối đá bao quanh hầm nhỏ khoảng ữ Lugeon, thấy lợng nớc ngầm chảy vào hầm không nhiều - Theo kết thí nghiệm phân tích thành phần hoá học hai mẫu nớc ngầm có tên Bicacbonat Clorua Natri Canxi, nớc ngầm có tính ăn mòn kiềm bicacbonat trung bình bê tông đặc bình thờng, ăn mòn yếu bê tông đặc cao - Tính thấm nớc: + Đới phong hoá hoàn toàn: Thấm yếu đến thấm vừa hệ số thấm dao động từ ì 10-4ữ1 ì 10-3cm/s + Đới phong hoá mạnh: Thấm vừa, hệ số thấm dao động từ ì 10-4ữ1 ì 10-3 cm/s, cá biệt lớn + Đới phong hoá vừa: Thấm vừa, có chỗ thấm mạnh, hệ số thấm dao động yếu từ ì 10-4ữ6 ì 10-2cm/s, lợng nớc đơn vị dao động từ 0,02ữ0,8 l/ph.m + Đới phong hoá nhẹ: Thấm yếu đến thấm vừa, lợng nớc đơn vị dao động chủ yếu từ 0,01ữ 0,1 l/ph.m cá biệt tới 1.0 l/ph.m + Đá gốc: thực tế không thấm đến thấm yếu, lợng nớc đơn vị dao động chủ yếu từ < 0,01 l/ph.m đến 0,05 l/ph.m cá biệt tới 1,0 l/ph.m, tính thấm nớc thờng phạm vi đứt gẫy phá huỷ I.5 Phân loại, đánh giá khối đá - Phân loại: Để đánh giá mức độ ổn định khối đá ta sử dụng phơng pháp phân loại khối đá Bienawski (RMR) Năm 1973 Bienawski đa bảng phân loại khối đá RMR đợc áp dụng rộng rãi ngành xây dựng CT Ngầm Mỏ Hệ thống phân loại RMR có ý đến yếu tố ảnh hởng khác nhau, xác định theo công thức: RMR = I1 + I2 + I3 + I4 + I5 + I6 Trong đó: I1_ tham số kể đến độ bền nén đơn trục đá I2_ tham số thể lợng thu hồi lõi khoan RQD (%) I3_ tham số kể đến ảnh hởng khoảng cách khe nứt I4_ tham số kể đến ảnh hởng trạng thái khe nứt I5_ tham số kể đến ảnh hởng nớc ngầm I6_ tham số kể đến ảnh hởng góc cắm đờng phơng khe nứt - Đối với đá Granit: + Độ bền nén đơn trục mẫu đá Độ bền nến đơn trục đá biến đổi không lớn từ 80 ữ 95 Mpa, I1 = + Chỉ số chất lợng thu hồi lõi khoan RQD (%) Đờng hầm nằm đá cứng nứt nẻ trung bình đôi chỗ nứt nẻ yếu Granit RQD = 75 ữ 80 I2 = 17 + Khoảng cách khe nứt Đất đá phần cửa hầm nằm đới phong hoá vừa đến phong hoá nhẹ nứt nẻ trung bình đến nứt nẻ yếu khoảng cách cách khe nứt nhỏ 700 ữ 1000mm I3 = 14 + Trạng thái khe nứt SV: Đỗ Ngọc Thái Lớp: Xây dựng CTN & Mỏ K48 Đồ án tốt nghiệp ngành Xây Dựng CTN & Mỏ Các khe nứt thờng có chiều dài ữ 10m, độ mở thờng 0,1 ữ 2mm, độ nhám cao chất lấp đầy I4 = 24 + Tình trạng nớc ngầm Có tính thấm yếu, lợng nớc nhỏ, nhìn chung lợng nớc chảy vào công trình nhỏ, đá dạng ẩm đến khô I5 = 13 + Sự định hớng khe nứt Tham số kể đến đờng phơng hớng dốc khối đá, định hớng khe nứt biến đổi phức tạp, bậc khe nứt nhìn chung phần lớn có phơng Tây Bắc-Đông Nam góc dốc 750, đợc đánh giá thuận lợiI6=-2 Theo phơng pháp phân loại Bienawski RMR = I1 + I2 + I3 + I4 + I5 + I6 = + 17 + 14 + 24+ 13 = 73 - Đối với đá Phiến thạch anh: + Độ bền nén đơn trục mẫu đá Độ bền nến đơn trục đá biến đổi không lớn từ 85 ữ 100Mpa, I1 = + Chỉ số chất lợng thu hồi lõi khoan RQD (%) Đờng hầm nằm đá cứng nứt nẻ yếu Granit RQD = 80 ữ 95 I2 =18 + Khoảnh cách khe nứt Đất đá phần cửa hầm nằm đới phong hoá vừa đến phong hoá nhẹ nứt nẻ trung bình đến nứt nẻ yếu khoảng cách cách khe nứt nhỏ từ 600 ữ 2000mm I3 = 15 + Trạng thái khe nứt Các khe nứt thờng có chiều dài ữ 10m, độ mở thờng 0,1 ữ 2mm, độ nhám cao chất lấp đầy I4 = 25 + Tình trạng nớc ngầm Có tính thấm yếu, lợng nớc nhỏ, tính thấm nớc thờng phạm vi đứt gẫy phá huỷ, đá trạng thái khô I5 = 13 + Sự định hớng khe nứt Tham số kể đến đờng phơng hớng dốc khối đá, định hớng khe nứt biến đổi phức tạp, bậc khe nứt nhìn chung phần lớn có phơng Tây Bắc-Đông Nam góc dốc 750, đợc đánh giá thuận lợi I2=-2 Theo phơng pháp phân loại Bienawski RMR = I1 + I2 + I3 + I4 + I5 + I6 = + 18 + 15 + 25 + 13 = 76 - Đánh giá khối đá: Theo RMR = 73 ữ 76 đờng hầm đào qua đất đá tơng đối ổn định có điều kiện địa chất thuận lợi + Thời gian ổn định không chống đờng hầm Khu vực thi công đồ án ta nằm đất đá có RMR = 73 ữ 76 đợc đánh giá tốt Dựa vào hình vẽ 1.3 mối quan hệ giá trị RMR thời gian ổn định không chống với độ công trình 10m 104 13 tháng SV: Đỗ Ngọc Thái Lớp: Xây dựng CTN & Mỏ K48 Đồ án tốt nghiệp ngành Xây Dựng CTN & Mỏ Hình vẽ 1.3 Mối quan hệ giá trị RMR với thời gian ổn định không chống Theo Bieniawski (1979) Chơng Thiết kế kĩ thuật I.1 Lựa chọn hình dạng tiết diện ngang đờng hầm Đờng hầm thuỷ lợi: với mục đích tiêu thoát nớc ta sử dụng loại tiết diện hình tròn, hình vòm bám nguyệt tờng thẳng hình chữ nhậtVì đờng hầm đào qua đất đá ổn định để thuận lợi thi công ta chọn tiết diện vòm bán nguyệt tờng thẳng I.2 Xác định kích thớc mặt cắt ngang đờng hầm - Kích thớc sử dụng đờng hầm đợc xác định theo lu lợng dòng chảy qua hầm, lu lợng nớc lớn qua hầm Qmax= 94.2 m3/s Vận tốc dòng chảy hầm thoả mãn kiều kiện: V = Q Vmax (m/s) S sd Trong đó: V_Vận tốc dòng nớc chảy hầm, m/s Q_Lu lợng nớc qua, m3/s Ssd _Diện tích mặt cắt ngang sử dụng đờng hầm, m2 Vmax _Vận tốc dòng nớc chảy cho phép hầm, với đờng hầm thuỷ lợi, Vmax=1,5 m/s [1] Từ công thức V = Trong đó: Q Q 94.2 Vmax Ssd = = 62,8 m2 S sd Vmax 1,5 Ssd = r + h.b (m2) Trong đó: r_ bán kính vòm, (m) h_chiều cao phần tờng, ta chọn h = r (m) b_chiều rộng hầm b = 2r (m) Ssd = r + h.b = 1,57.r2 + 2.r2 = 3,57.r2 62,8 r 4,2 (m) SV: Đỗ Ngọc Thái Lớp: Xây dựng CTN & Mỏ K48 Đồ án tốt nghiệp ngành Xây Dựng CTN & Mỏ để dễ tính toán thi công ta lấy r = 4,5 (m) Ssd = 72,3 (m2) - Phần cửa hầm: Vì nơi tiếp nhận thu gom nớc, trực tiếp chịu tác dụng dòng xoáy Vậy để giảm tác dụng dòng chảy kích thớc cửa hầm lớn giảm dần theo chiều dài, ta chọn cửa hầm có kích thớc: bán kính vòm phần cửa r = 5,5 (m), chiều cao tờng phần cửa h = r = 5,5 (m) chiều rộng phần cửa hầm: b = 2.r = 11 (m) Chiều cao vòm tờng phần cửa hầm là: h/ = r + h = 11 (m) r Diện tích sử dụng: Ssd = + h/.b = 102,5 (m2) R 5500 11000 11000 11000 10000 9000 R 4500 9000 9000 6000 12000 Hình vẽ 2.1 Kích thớc phần hần cửa hầm Tỷ lệ 1: 1000 I.3 Lựa chọn vỏ chống I.3.1 Lựa chọn kết cấu chống tạm - Kết cấu chống tạm thời đợc sử dụng để chống giữ đờng hầm thời gian thi công, có nhiệm vụ đảm bảo an toàn cho công nhân thiết bị làm việc - Đờng hầm có điều kiện phù hợp với điều kiện Bieniawski đa chiều rộng đờng hầm B = 10 (m) đào qua đất đá có tham số RMR = 76 theo dẫn phân loại địa học cho CTN biện pháp chống giữ cho đờng hầm, Bieniawski (1979) thể bảng 2.1 ta thấy biện pháp chống giữ sử dụng neo cục dài 3.0 m nóc, khoảng cách 2.5 m, đôi chỗ sử dụng lới thép bê tông phun dày 50 mm (nếu cần thiết) Vậy để đảm bảo an toàn kiến nghị sử dụng kết cấu chống tạm tổ hợp neo bê tông cốt thép bê tông phun SV: Đỗ Ngọc Thái Lớp: Xây dựng CTN & Mỏ K48 Đồ án tốt nghiệp ngành Xây Dựng CTN & Mỏ Bảng 2.11 Chỉ dẫn phân loại địa học cho CTN biện pháp chống giữ cho đờng hầm, theo Bieniawski (1979) Hình dạng: Hình móng ngựa; Chiều rộng: 10 m; ứng suất thẳng đứng: nhỏ 25 MPa; Đào khoan nổ mìn Biện pháp chống giữ Loại khối đá Biện pháp thi công Neo dính kết đờng kính Bê tông phun Vì thép neo 20mm Đá tốt I Đào toàn tiết diện Nói chung không cần chống cần sử dụng neo cục RMR: 81 số vị trí tiến độ 3.0 m 100 Đá tốt II Đào toàn tiết diện, tiến độ 3.0 Neo cục dài 3.0 m Bê tông phun dày nóc, khoảng cách 2.5 m, 50 mm Không RMR: 61 4.5m Chống giữ đầy đủ cách gơng 20 m đôi chỗ sử dụng lới thép cần thiết 80 chia bậc bậc dới Neo mạng dài 4.0 m, Đá trung bình Phân Tiến độ bậc 1.5-3.0 m Tiến khoảng cách neo 1.5 50 100 mm III hành chống sau chu 2.0 m hông nóc, 30 mm Không RMR: 41 kỳ nổ mìn Chống giữ hoàn Sử dụng thêm lới thép tại hông 60 thiện cách gơng 10 m Phân chia bậc bậc dới Neo mạng dài 4-5 m, Đá yếu IV 150 mm Vì thép loại nhẹ tới Tiến độ bậc 1.0-1.5 m Tiến khoảng cách neo 1.0 100 nóc, bình, khoảng RMR: 21 hành chống giữ đồng thời với 1.5 m hông hông100 mm trung cách 1.5 m cần 40 đào cách gơng 10 m kết hợp với lới thép Đào chia thành nhiều mảnh nhỏ độ bậc 0.5-1.5 m Đào Đá yếu V Tiến đến đâu giữ đến RMR: < 20 Sử dụng chống bê tông phun sớm tốt SV: Đỗ Ngọc Thái Neo mạng dài 5-6 m, khoảng cách neo 1.0 1.5 m hông kết hợp với lới thép Neo vòm ngợc 150 - 200 mm nóc, 150 mm hông, 50 mm mặt gơng Vì thép loại trung bình nặng, khoảng cách 0.75 m kết hợp với giằng thép neo vợt trớc cần Sử dụng vòm ngợc Lớp: Xây dựng CTN & Mỏ K48 Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN & Mỏ I.3.2 Kết cấu chống cố định - Lớp đất đá xung quanh công trình đào qua ổn định, đờng hầm dẫn dòng làm việc điều kiện môi trờng nớc, hầm thuỷ lợi thoát lũ có thời gian tồn lâu dài ta sử dụng vỏ chống cố định bê tông cốt thép liền khối Chiều dày vỏ chống cố định : d (m) [2] d = (0,1ữ 0,15).r = (0,1ữ 0,15).4,5 = 0,5 (m) R Vậy kích thớc đào phần thân hầm : Sd = + ht.b/ (m2) Trong đó: R_ bán kính đào vòm, R = r + d = 4,5 + 0,5 = (m) d_chiều dày lớp vỏ chống cố định, d = 0,5 (m) ht_chiều cao đào tờng, ht = h + d1 = 4,5 + 0,3 = 4,8 (m) d1- chiều dày bê tông nền, d1 = 0,3 (m) b/_chiều rộng đào, b/ = 2.R = 10 (m) 2 Diện tích gơng đào: Sd = R + ht.b/ = 3,14.5 + 4,8.10 = 87.25( m2) 2 500 4500 R = 5000 r = 4500 9800 4500 750 750 300 500 10000 Hình 2.2.1 Kích thớc tiết diện ngang thân hầm Tỷ lệ 1:100 Tơng tự ta có kích thớc đào phần cửa hầm: R_ bán kính đào vòm, R = r + d = 5,5 + 0,5 = (m) d_chiều dày lớp vỏ chống cố định, d = 0,5 (m) ht_chiều cao đào tờng, ht = h + d1 = 5,5 + 0,3 = 5,8 (m) d1_chiều dày bê tông nền, d1 = 0,3 (m) b/_chiều rộng đào, b/ = 2.R = 12 (m) 2 Diện tích gơng đào: Sd = R + ht.b/ = 3,14.6 + 5,8.12 = 126,42 ( m2) SV: Đỗ Ngọc Thái K48 Lớp: Xây dựng CTN & Mỏ Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN & Mỏ 500 5500 R = 6000 r = 5500 11800 5500 750 750 300 Hình 2.2.2 Kích thớc tiết diện ngang cửa hầm 12000 Tỷ lệ 1:100 I.4 Tính toán áp lực đất đá lên công trình - Đờng hầm nằm đất đá rắn bền vững có hệ số kiên cố f = nên ta áp dụng phơng pháp RMR: 500 - Chiều cao vòm phá huỷ: hph = 100 RMR Bn 100 (m) Trong đó: Bn_ chiều rộng đào công trình, (m) RMR_ Chỉ số chất lợng khối đá tính theo Bieniawski hph = 100 RMR 100 73 Bn = 12 = 3,2 (m) 100 100 Phần thân hầm: hph = 100 RMR 100 76 Bn = 10 = 2,4 (m) 100 100 Thay số ta có:Phần cửa hầm: + áp lực tác dụng lên công trình ngầm: q = .hph ,(T/m2) Trong đó: _ dung trọng đất đá, (t/m3) Thay số ta có: Phần cửa hầm: q = .hph= 2,67.3,2 = 8,5 (T/m2) Phần thân hầm: q = .hph= 2,73.2,4 = 6,4 (T/m2) + áp lực hông tác dụng lên công trình ngầm: qh = 0,1.q ,(T/m2) Phần cửa hầm: qh = 0,1.q = 0,1.8,5 = 0,85 (T/m2) Phần thân hầm: qh = 0,1.q = 0,1.6,4 = 0,64 (T/m2 - áp lực tác dụng lên đờng hầm bao gồm: + áp lực thẳng đứng: qđ = q + g (T/m2) + áp lực nằm ngang : qng = qh (T/m2) SV: Đỗ Ngọc Thái K48 Lớp: Xây dựng CTN & Mỏ Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN & Mỏ Trong :g_ tự trọng vỏ chống phân bố chiều dài đơn vị, g = bt d (T/m2) bt _khối lợng thể tích bê tông, bt = 2,2 (T/m3) d_chiều dày vỏ bê tông, d = 0,5 (m) Thay số ta đợc: g = 1,1 (T/m2) Phần cửa hầm: qđ = q + g = 8,5 + 1,1 = 9,6 (T/m2) Phần thân hầm: qđ = q + g = 6,4 + 1,1 = 7,5 (T/m2) Vậy tải trọng thẳng đứng, nằm ngang phân bố đơn vị mét dài là: Phần cửa hầm là: pd = 9,6 (T/m), png = 0,85 (T/m), Phần thân hầm: pd = 7,5 (T/m), png = 0,64 (T/m) p = 8,5 (T/m) p = 6,4 (T/m) pđ= 9,6 (T/m) png = 0,85 (T/m) pđ= 7,5 (T/m) png = 0,64 (T/m) R = 6000 R = 5000 11800 9800 10000 12000 a) Phần thân hầm b) Phần hầm Hình 2.3 Sơ đồ tải trọng tác dụng lên vỏ chống đờng hầm Tỷ lệ 1:100 I.5 Tính toán nội lực vỏ chống - Nhận xét áp lực phần cửa hầm lớn phần thân hầm, không thay đổi kích thớc vỏ chống ta cần xác định nội lực cho cửa hầm a) Xác định nội lực vòm - Đây vòm không khớp, hệ siêu tĩnh bậc nên cần phơng trình tắc để xác định ẩn: M0 , N0 , Q0 q = 8,5 (T/m) qng = 0,85 (T/m) M0 N0 qx qđ= 9,6 (T/m) M0 N0 Hình 2.4.1 Sơ đồ tính vòm không khớp Tỷ lệ 1:100 SV: Đỗ Ngọc Thái K48 10 Lớp: Xây dựng CTN & Mỏ Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN & Mỏ + Trong trình đổ bê tông trắc đạc thờng xuyên kiểm tra độ dịch chuyển cốp pha, có biến dạng xảy phải ngừng đổ bê tông để xử lý - Bảo dỡng bê tông tháo cốp pha + Tất bê tông đổ cần đợc bảo dỡng, việc bảo dỡng bắt đầu sau kết thúc đổ bê tông liên tục vòng tối thiểu ngày Bão dỡng bê tông cách tới nớc, tới nớc hình thức học vòi hoa sen + Tháo dỡ cốp pha sau bê tông đổ đợc 24 Đồng thời công tác đổ bê tông vỏ hầm công tác đổ bê tông lót công tác lắp dựng cốt thép cho khối đổ đợc tiến hành - Công tác an toàn: Trong suốt trình đổ bê tông cần tuân thủ tuyệt đối biện pháp an toàn ngời, thiết bị máy móc bảo vệ môi trờng Ngời lao động cần đợc trang bị dây an toàn, mũ nhựa, dầy ủng bao tay, đặc biệt thi công cao Hệ thống điện, thiết bị phải đợc kiểm tra vận hành an toàn Khi tiếp xúc với vật liệu dễ gây ăn mòn da cần phải cẩn thận vệ sinh bị vật liệu bắn vào khu vực nguy hiểm nh mắt, mũi I.3 Tính toán chi phí vật liệu chống cố định - Thể tích khối bê tông chống cố định cho 1m dài đờng hầm: Vbt = Sbt = (Sd - Ssd) = (87,25 72,3) = 14,95 (m3) Trong đó: Sbt_diện tích bê tông mặt cắt ngang thân hầm Sd_diện tích đào đờng hầm, Sd = 87,25 (m2) Ssd_diện tích sử dụng hầm, Ssd =72.3 (m2) - Tính khối lợng cốt thép mét chiều dài đờng lò: + Cốt chịu lực thép AII 22 bố trí hai lớp : Q22 = 2.nn Cv.g22 = 2.4.24,6 2,98 = 586,46 Kg Trong đó: 2_tính cho hai lớp cốt thép nn_ số lợng vòng cốt chịu lực 1m hầm, nn = vòng Cv_ chu vi tính trục vỏ hầm, C v = 2Ht + r =2.4,8 + 3,14.(4,5 + 0,25) = 24,6 m g22_ Trọng lợng mét dài thép 22, g22 = 2,98 Kg + Cốt cấu tạo thép 16 bố trí hai lớp : Q16 = 2.nt.lct.g16 = 2.50.1.1,58 = 158 Kg Trong đó: 2_tính cho hai lớp cốt thép nt_số lợng cốt cấu tạo 1m dài, nt = 24,6 Cv +1= + = 50 0,5 a a = 0,5 m_khoảng cách cốt cấu tạo chu vi hầm lct_chiều dài cấu tạo 1m hầm, lct = 1m g16_ Trọng lợng mét thép 16, g16 = 1,58 Kg a_khoảng cách thanh, a = 500mm + Cốt đai thép đợc bố trí so le: Q6 = 1 nd1 nn2.ldai.g6.= 50.4.0,5.0,222 = 11,32 Kg 2 Trong đó: nd1_số lợng thép đai vòng thép, ndi = Cv/a +1 = 50thanh a_khoảng cách cốt đai, a = 0,5m nn2_ số lợng vòng thép 1m hầm, nn2 = vòng ldai_chiều dài cốt đai kể phần móc hai đầu ldai = 0,5m SV: Đỗ Ngọc Thái K48 48 Lớp: Xây dựng CTN & Mỏ Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN & Mỏ g6_ Trọng lợng mét thép 6, g6 = 0,222 Kg - Phần nền: + Cốt chịu lực AII 22 : Q22n = nn B.g22 = 4.10 2,98 = 23,84 Kg Trong đó: nn_ số cốt chịu lực 1m hầm, nn = B_chiều rộng hầm, B = 10m + Cốt dọc AII 16: Q16n = nt.lct.g16 = 11.1.1,58 = 17,38 Kg Trong đó: nt_ số cốt cấu tạo 1m hầm, n = B/a +1 = 10/1 + = 11 a_khoảng cách cấu tạo phần nền, a = 1000mm = 1m lct_chiều dài cấu tạo 1m hầm phần nền, lct = 1m Vậy tổng khối lợng cốt thép mét chiều dài đờng lò: Q1m = Q22 + Q16 + Q6 + Q22n + Q16n = 586,46 + 158 + 11,32 + 23,84 + 17,39 = 797,1 Kg Sơ đồ đổ bê tông thể hình 3.3.4 Chơng Các Công tác phụ I.1 Công tác thoát nớc Hầm dẫn dòng đợc thi công qua vùng đất đá có điều kiện địa chất, địa chất thuỷ văn tơng đối thuận lợi, đất đá khô, độ xuất nớc thấp, coi nh không đáng kể, lợng nớc cần thiết thoát trình thi công chủ yếu nớc cấp cho máy khoan để làm phoi khoan Công tác thoát nớc trình thi công đợc thực nhờ hệ thống rãnh thoát nớc dọc theo đờng hầm Hệ thống rãnh cần khơi tạo rãnh cho nớc chảy hầm có độ dốc tự nhiên (2,3%) I.2 Công tác trắc địa 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, hớng trục hầm, kiểm tra biên hầm dùng máy kinh vĩ, kiểm tra cao độ hầm dùng máy thuỷ chuẩn Công tác trắc địa ngời có chuyên môn thực kỹ s trắc địa đạo I.3 Công tác chiếu sáng - Cáp điện chiếu sáng cho đờng hầm đợc treo vào móc treo cố định vách hầm, chiều cao treo dây 2,5m - Chiếu sáng dọc theo đờng hầm sử dụng bóng điện tròn công suất 150W có chụp bảo vệ, khoảng cách bóng dọc theo đờng hầm 5m - Chiếu sáng gơng vị trí thi công sử dụng hai đèn pha công suất 500W đặt cách gơng khoảng 15m I.4 Công tác lắp đặt đờng ống, đờng dây - Việc đặt đờng ống, đờng dây hầm phải đảm bảo không ảnh hởng tới việc lại, dịch chuyển ngời thiết bị Và phải đảm bảo an toàn theo quy phạm - Đặt đờng dây cáp dây điện: để đảm bảo an toàn đờng dây cáp để chạy thiết bị đợc treo vào vách hầm, chiều cao 2m Cáp điện đợc treo vào móc treo hầm neo chống tạm cắm vào vỏ bêtông Khoảng cách móc 2m Các dây điện để chiếu sáng, thông tin liên lạc đợc treo vào thân hầm chiều cao 1,5 m Các đờng ống dẫn nớc đợc đặt sát vách đợc treo móc hầm SV: Đỗ Ngọc Thái K48 49 Lớp: Xây dựng CTN & Mỏ Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN & Mỏ Chơng Tổ chức chu kì đào chống I.1 Tổ chức công tác đào chống tạm I.1.1 Chọn biểu đồ tổ chức chu kỳ - Biểu đồ tổ chức chu kỳ đào chống tạm đợc lựa chọn biểu đồ tổ chức chu kỳ nối tiếp I.1.2 Tổ chức đào chống tạm cho gơng bậc a) Khối lợng công tác chu kỳ + Khối lợng công tác khoan: Vk = Nk Lk = 469 (m) Trong đó: Nk_ tổng số lỗ khoan gơng bậc trên, Nk = 134 (lỗ) Lk _ chiều dài lỗ khoan, Lk = 3,5 (m) + Khối lợng công tác nạp mìn, Vnm = 133 (lỗ) + Khối lợng công tác xúc bốc vận chuyển: Vx = 307.6 (m3) + Khối lợng công tác bêtông phun : Vbtp = 3,34 (m3) + Khối lợng công tác khoan, đặt neo, Vn = nv Nn.ln = 2.12.3,5 = 84 m Trong đó: nv_số vòng neo thi công chu kì, nv = vòng Nn_ số lợng neo thi công vòng, Nn =12 neo ln _ chiều dài neo, ln = 3,5m + Khối lợng công tác phụ: Vp = Lk = 3,5.0,85 = 3m Trong đó: Lk_Chiều sâu lỗ khoan, Lk = 3,5m _hệ số sử dụng lỗ mìn, = 0,85 b) Xác định số ngời-ca cần thiết để hoàn thành chu kỳ Xác định số ngời- ca cần thiết để hoàn thành công việc thứ i là: Ni = Vi , ngời- ca Hi Trong đó: Vi_khối lợng công việc thứ i Hi_định mức công việc thứ i Số ngời- ca cần thiết để hoàn thành công việc chu kỳ xác định theo công thức sau: Nck = n N i =1 i , ngời ca Kết tính toán số ngời ca cần thiết để hoàn thành công việc chu kì đợc thể bảng Bảng 4.1 Bảng 4.1 Bảng kết số ngời ca cần thiết cho công việc chu kỳ đào chống tạm STT Nội dung công việc Đơn vị Khối l- Định mức Sỗ ngời ợng ngời- ca ca cần thiết Khoan gơng m 469 80 5,8 Nạp mìn lỗ 133 124 1,07 Nổ mìn, thông gió Xúc bốc vận chuyển m 307,6 40 7,7 Phun bêtông m 3,34 1,5 4,7 Khoan đặt neo m 84 55 1,53 SV: Đỗ Ngọc Thái K48 50 Lớp: Xây dựng CTN & Mỏ Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN & Mỏ Các công tác phụ m 1,5 Nck 22,3 - Hình thức tổ chức đội thợ sử dụng đội thợ toàn số lợng đầu việc ít, có gơng thi công - Chọn số ngời để lập đội thợ cho chu kỳ (Nck) cho ca (Nca) Số ngời- ca chọn để hoàn thành chu kỳ : Nchọn = 20 ngời Với cách chọn nh đội thợ phải làm việc với hệ số vợt mức là: k= N ck 22,3 = = 1,12 Thoả mãn điều kiện: k 1,3 N chon 20 Chọn thời gian chu kì: Tck = 16 (giờ) Số ngời ca đợc tính theo công thức: Nca = Nchọn Tca = 20 = 10 ngời Tck 16 Trong đó: Tca = (giờ) Thực tế đội thợ phải làm việc với hệ số sử dụng thời gian = Tck Tn 16 = = 0,8 Tck 16 Trong đó: Tck_ thời gian hoàn thành chu kỳ, Tck = 16 (giờ) Tn_tổng thời gian ngừng nghỉ chu kỳ, Tn= Tgc + Ttg + Tng = + 0, + 1,5 = (giờ) Tgc _ Thời gian giao ca Tgc= 2.0,5 = (giờ) Ttg_Thời gian nổ mìn, thông gió, Ttg= 0, (giờ) Tng_Thời gian dự trữ, ngờng nghỉ tính chất công việc Tng = 1,5giờ c) Xác định thời gian hoàn thành công việc chu kỳ n ìT ì Ti = i ca (giờ) nic ì k Trong đó: ni_Số ngời - ca cần thiết để hoàn thành công việc thứ i nic_ Số ngời ca đợc chọn để hoàn thành công việc thứ i _hệ số sử dụng thời gian, = 0,8 k_ hệ số vợt mức, k = 1,12 Thời gian hoàn thành công việc chu kỳ đào chống tạm gơng bậc đợc thể bảng Bảng 4.2 Bảng 4.2 Thời gian hoàn thành công việc chu kỳ đào chống tạm Số ngời Số ngời Thời gian hoàn STT Nội dung công việc cần thiết bố trí thành (h) Giao ca Khoan lỗ mìn 5,8 4, 25 Nạp mìn 1,07 1,75 Nổ mìn + thông gió 0, 5 Xúc bốc vận chuyển 7,7 5,0 Cắm neo 1,53 2,25 Phun bêtông 4,7 1,25 Công tác phụ 1,5 Biểu đồ tổ chức chu kì đào chống tam gơng bậc đợc thể hình vẽ 4.1.1 hình vẽ: 4.1.1 Biểu đồ tổ chức chu kì đào chống tam gơng bậc SV: Đỗ Ngọc Thái K48 51 Lớp: Xây dựng CTN & Mỏ Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN & Mỏ STT Công việc Giao ca Khoan lỗ mìn Thời Đơn Khối Số gian vị l ợng ng ời (h) m Nạp mìn vào lỗ khoan Lỗ Nổ mìn + Thông gió Xúc bốc vận chuyển 10 469 4,25 133 1,75 Thời gian chu kỳ Ca I Ca II 10 11 12 13 14 15 16 0,5 m3 307,6 5.0 m 2,25 1,25 Neo BTCT Phun bê tông m2 3,34 Các công tác phụ m 84 I.1.3 Tổ chức đào chống tạm cho gơng bậc dới a) Khối lợng công tác chu kỳ + Khối lợng công tác khoan , Vk = Nk Lk = 50.3,5 = 175 , m Trong đó: Nk_ tổng số lỗ khoan gơng bậc dới, Nk = 50 lỗ Lk_ chiều dài lỗ khoan, Lk = 3,5 m + Khối lợng công tác nạp mìn, Vnm = 50 lỗ + Khối lợng công tác xúc bốc, Vx = 215,9 m3 + Khối lợng công tác bêtông phun, Vbtp = 1,18 m3 + Khối lợng công tác phụ: Vp = Lk = 3,5.0,85 = m Trong đó: _hệ số sử dụng lỗ mìn, = 0,85 b) Xác định số ngời - ca cần thiết để hoàn thành chu kỳ Xác định số ngời - ca cần thiết để hoàn thành công việc tơng tự nh cách tính phần tổ chức đào chống tạm cho gơng bậc : Kết số ngời ca cần thiết cho công việc chu kỳ đào chống tạm bậc dới đợc thể bảng 4.3 Bảng 4.3 Bảng kết số ngời ca cần thiết cho công việc chu kỳ đào chống tạm Đơn Khối l- Định mức Sỗ ngời ca STT Nội dung công việc vị ợng ngời- ca cần thiết Khoan gơng m 175 80 2,7 Nạp mìn lỗ 50 124 0,4 Nổ mìn, thông gió Xúc bốc vận chuyển m 215,9 40 7,8 Phun bêtông m 1,18 1,5 0,8 Các công tác phụ m 55 1,5 Nck 13,8 - Hình thức tổ chức đội thợ sử dụng đội thợ toàn gơng bậc dới số lợng đầu việc có gơng thi công - Số ngời- ca chọn để hoàn thành chu kỳ : Nchọn = 12 ngời Với cách chọn nh đội thợ phải làm việc với hệ số vợt mức là: SV: Đỗ Ngọc Thái K48 52 Lớp: Xây dựng CTN & Mỏ Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN & Mỏ k= N ck 13,8 = = 1,15 Thoả mãn điều kiện: k 1,3 N chon 12 - Chọn thời gian hoàn thành chu kì đào chống tạm cho gơng bậc dới Tck = 12 Số ngời ca đợc tính theo công thức: Nca = Nchọn Tca = 12 = ngời Tck 12 Thực tế đội thợ phải làm việc với hệ số sử dụng thời gian = Tck Tn 12 2,75 = = 0,77 Tck 12 Trong đó: Tck_ thời gian hoàn thành chu kỳ, Tck = 12 (giờ) Tn_tổng thời gian ngừng nghỉ chu kỳ, Tn= Tgc + Ttg + Tng = + 0, + 1,25 = 2,75 (giờ) Tgc _ Thời gian giao ca Tgc= 2.0,5 = Ttg_Thời gian nổ mìn, thông gió, Ttg= 0, (giờ) Tng_Thời gian dự trữ, ngờng nghỉ tính chất công việc Tng = 1,25 c) Xác định thời gian hoàn thành công việc chu kỳ - Tơng tự nh cách tính phần tổ chức đào chống tạm cho gơng bậc Thời gian hoàn thành công việc chu kỳ đào chống tạm gơng bậc dới đợc thể bảng Bảng 4.4 Bảng 4.4 Thời gian hoàn thành công việc chu kỳ đào chống tạm Số ngời Số ngời bố Thời gian hoàn STT Nội dung công việc cần thiết trí thành (h) Giao ca Khoan lỗ mìn 2,7 3,5 Nạp mìn 0,4 1,25 Nổ mìn + thông gió 0, 5 Xúc bốc vận chuyển 7,8 4,75 Phun bêtông 0,8 Công tác phụ 1,5 Biểu đồ tổ chức chu kì đào chống tam gơng bậcdới đợc thể hình vẽ 4.1.2 hình vẽ: 4.1.2 Biểu đồ tổ chức chu kì đào chống tam gơng bậc dới STT Công việc Giao ca Khoan lỗ mìn Thời Đơn Khối Số gian vị l ợng ng ời (h) m 175 3,5 50 1,25 Nạp mìn vào lỗ khoan Lỗ Nổ mìn + Thông gió Xúc bốc vận chuyển m 215,9 4,75 Phun bê tông m 1,18 Các công tác phụ m SV: Đỗ Ngọc Thái K48 Thời gian chu kỳ Ca I Ca II 10 11 12 0,5 3,0 53 Lớp: Xây dựng CTN & Mỏ Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN & Mỏ I.2 Tổ chức công tác chống cố định I.2.1 Chọn biểu đồ tổ chức chu kỳ - Công tác chống cố định đợc thực sau đào chống tạm xong bậc dới Chọn biểu đồ chu kỳ chống cố định nối tiếp, chiều dài đốt đổ 6m hay tiến độ đổ bêtông 6m/ chu kỳ đổ I.2.2 Tổ chức chu kì chống cố định a) Khối lợng công tác chu kỳ + Khối lợng công tác chuẩn bị bề mặt khối đổ , Vcb Vcb = (2.Ht + R + B).lkd = (2.4,8 + 3,14.5 + 10).6 = 211,8 , m2 Trong đó: Ht_ chiều cao tờng công trình, Ht = 4,8m R_ bán kính vòm đào, R = 5m lkd _ chiều dài khối đổ bêtông, lkd = 6m B_chiều rộng đào công trình, B = 10m + Khối lợng công tác lắp đặt cốt thép, Gld = Gct.lkd = 797,1.6 kg = 4785,6 Kg = 4,7856 Tấn đó: Gct = 797,1Kg_khối lợng cốt thép lắp đặt 1m đờng hầm + Khối lợng công tác đổ bêtông, Vdbt = Vbt.lkd = 14,95.6 = 98,76 m3 Trong đó: Vbt_khối lợng bê tông 1m dài đờng lò, Bbt = 14,95m3 + Khối lợng công tác lắp cốp pha đầu đốc, Vđđ = 18,6 m2 + Khối lợng công tác bóc tháo dỡ cốp pha đầu đốc, Vdỡ đđ = 18,6 m2 + Khối lợng công tác di chuyển, lắp dựng cốp pha thép, Vcp = m + Khối lợng công tác tách cốp pha, Vt = m b) Xác định số ngời - ca cần thiết để hoàn thành chu kỳ Xác định số ngời - ca cần thiết để hoàn thành công việc thứ i là: Ni = Vi , ngời - ca Hi Trong đó: Vi khối lợng công việc thứ i Hi - Định mức công việc thứ i Số ngời- ca cần thiết cho công việc thời gian hoàn thành công việc đợc thể bảng 4.5 Bảng 4.5 Khối lợng công việc số ngời ca cần thiết cho công việc TT Tên công việc Giao ca Chuẩn bị bề mặt khối đổ Lắp cốt thép cho khối đổ Di chuyển,lắp dựng cốp pha đến vị trí đổ Lắp cốp pha đầu đốc SV: Đỗ Ngọc Thái K48 Khối lợng Số lĐơn ợng vị - Địnhmức (đơnvị/n g-ca) Số ngca cần thiết - - Thời gian hoàn thành công việc (h) 3,5 211,8 m2 15 14,12 4,782 0,1 47,82 20 m 1,5 18,6 m2 9,3 54 Lớp: Xây dựng CTN & Mỏ Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN & Mỏ - - - 2 98,76 m3 7,5 13,5 Nghiệm thu kiểm tra khối đổ Đổ đầm bêtông vào khối đổ Bảo dỡng bêtông - - - - 16 Bóc cốp pha đầu đốc 18,6 m2 4,65 10 Tách bóc cốp pha bảo dỡng cốp pha Công tác phụ m 1,5 6 Tổng m - 97,39 - 11 12 Ta chọn ngời để thi công chu kỳ: Nchon = 84 ngời Hệ số vợt mức: k = 97,39 N ck = = 1,15 Thoả mãn điều kiện: k 1,3 84 N chon Thời gian thi công xong chu kỳ: Tck = ca = 56 (giờ) Số ngời làm việc ca là: Nca = Nchọn Tca = 84 = 12 ngời Tck 56 Thực tế đội thợ phải làm việc với hệ số sử dụng thời gian = Tck Tn 56 8,75 = = 0,84 Tck 56 Trong đó: Tck_ thời gian hoàn thành chu kỳ, Tck = 56 (giờ) Tn_tổng thời gian ngừng nghỉ chu kỳ, Tn= Tgc + Tng = 3,5 +5,25 = 8,75 (giờ) Tgc _ Thời gian giao ca Tgc= 7.0,5 = 3,5 (giờ) Tng_Thời gian dự trữ, ngng nghỉ tính chất công việc Tng = 7.0,75 = 5,25 (giờ) c) Xác định thời gian hoàn thành công việc chu kỳ n ìT ì Ti = i ca , (giờ) nic ì k Trong đó: ni_Số ngời - ca cần thiết để hoàn thành công việc thứ i nic_ Số ngời ca chọn để hoàn thành công việc thứ i _hệ số sử dụng thời gian, = 0,84 k_ hệ số vợt mức, k = 1,15 Biểu đồ tổ chức chu kì đổ bê tông đợc thể hình vẽ 4.2.1 SV: Đỗ Ngọc Thái K48 55 Lớp: Xây dựng CTN & Mỏ Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN & Mỏ STT Thời Đơn Khối Số gian vị l ợng ng ời (h) Công việc Chuẩn bị bề mặt khối đổ m2 211,8 10 Lắp cốt thép cho khối Tấn 4,782 10 20 Di chuyển, Lắp dựng cốp pha m 10 5 Lắp cốp pha đầu đốc m2 18,6 10 6 Nghiệm thu, kiểm tra khối đổ 2 98,76 10 Đổ đầm bê tông Bảo d ỡng bê tông bóc pha đầu đốc m2 m3 18,6 16 12 10 Tách bóc bảo d ỡng cốp pha m 12 m 11 Công tác phụ I.1 Tốc độ đào hầm Ca I Ngày Ca III Ca II Thời gian chu kỳ Ngày Ca III Ca I Ca II Ngày Ca I Phần III Chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật - Tiến độ tiến gơng sau chu kỳ đợc xác định theo công thức: Ltđ= Lk. = 3,5.0,85 = m Trong đó: Lk_ chiều sâu lỗ mìn, Lk= 3,5m _ hệ số sử dụng lỗ mìn, = 0,85 - Tốc độ đào chống tạm tính cho tháng (26 ngày) với gơng bậc là: V1 = 624 Tth Ltd = = 117 m/tháng Tck 16 Trong đó: Tth_ thời gian tháng, tính cho 26 ngày = 624h Tck_ thời gian chu kỳ đào chống tạm bậc trên, Tck = 16h Ltđ_ tiến độ đào chống tạm bậc trên, Ltđ = 3m - Tốc độ đào chống tạm tính cho tháng (26 ngày) với gơng bậc dới là: V2 = 624 Tth Ltd = = 156 m/tháng Tck 12 Trong đó: Tth thời gian tháng, tính cho 26 ngày = 624 h Tck thời gian chu kỳ đào chống tạm bậc dới, Tck = 12h Ltđ - tiến độ đào chống tạm bậc dới, Ltđ = 3m - Tốc độ đổ bêtông cố định cho tháng (26 ngày) là: V3 = Tth 624 Ltv = = 66,85 m/tháng Tck 56 Trong đó: Tth_thời gian tháng, tính cho 26 ngày = 624 h Tck_ thời gian chu kỳ đổ bêtông, Tck = 56h Ltv_ chiều dài khối đổ chu kỳ, Ltv = m I.2 Năng xuất đội thợ - Năng xuất đội thợ đào chống tạm với gơng bậc là: N1 = Ltd = = 0,15 (m/ngời chu kì) n 20 SV: Đỗ Ngọc Thái K48 56 Lớp: Xây dựng CTN & Mỏ Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN & Mỏ Trong đó: Lck_tiến độ chu kì đào chống tạm gơng bậc trên, Ltd = 3m n_số ngời làm việc chu kì, n = 20 ngời - Năng xuất đội thợ đào chống tạm với gơng bậc dới là: N2 = Ltd = = 0,25 (m/ngời chu kì) n 12 Trong đó: Lck_tiến độ chu kì đào chống tạm gơng bậc dới, Ltd = 3m n_số ngời làm việc chu kì, n = 12 ngời - Năng xuất đội thợ đổ bê tông cố định là: Ndt = Ltd = = 0,07 (m/ngời chu kì) n 84 Trong đó: Lck_tiến độ chu kì đổ, Ltd = 6m n_số ngời làm việc chu kì, n = 84 ngời I.3 Thời gian xây dựng công trình - Thời gian đào cửa hầm: Thời gian làm đờng công vụ + thời gian thi công hố móng: T / = 84,39 ca = 1,1 tháng Còn thời gian xây dựng phần ngầm cửa hầm đợc tính gộp chung với thời gian xây dựng thân hầm - Thời gian đào chống phần thân hầm: T// = T1 + T2 + T3 tháng Trong đó: T1_thời gian đào chống tam gơng bậc cho toàn đờng hầm: T1 = 789,283 L = = 6,7 tháng 117 V1 L_chiều dài toàn đờng hầm, L = 789,283m T2_ thời gian đào chống tam gơng bậc dới cho toàn đờng hầm T2 = 789,283 L = = 5,06 tháng 156 V2 T3_ thời gian đổ bê tông cốt thép cho toàn đờng hầm T3 = 789,283 L = = 11,8 tháng 66,85 V3 Thay số ta đợc: T// = T1 + T2 + T3 = 6,7 + 5,06 + 11,8 = 23,56 tháng - Thời gian xây dựng công trình: T = T/ + T// = 1,1 + 23,56 = 24,66 tháng I.4 Giá thành xây dựng mét hầm - Giá thành xây dựng mét hầm đợc xác định phụ thuộc vào yếu tố chi phí trực tiếp, chi phí chung, thuế đợc tính theo công thức: G = A + B + C ,đồng Trong đó: A_chi phí trực tiếp, đồng B_chi phí gián tiếp, đồng C_lãi thuế, C = 12%.( A+B) ,đồng Chi phí đào chống cho 1m hầm đợc thể bảng 5.1 Bảng 5.1 Chi phí đào chống cho mét hầm Khối l- Đơn giá Thành tiền STT Thành phần hao phí Đơn vị ợng (đồng) (đồng) I Vật liệu Thuốc nổ P3151 Kg 124,27 35.288 4.385.239 Kíp vi sai 61,67 53.700 3.311.679 SV: Đỗ Ngọc Thái K48 57 Lớp: Xây dựng CTN & Mỏ Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN & Mỏ Dây nổ mìn m 50 6.020 301.000 Thể tích vữa neo m3 0,44 825.450 363.198 Khối lợng thép Kg 107,8 28.352 3.056.355 neo Mũi khoan 177.849 355.698 Bêtông phun m3 2,83 642.893 1.819.387 Bê tông chống cố m3 14,95 877.436 13.117.668 định thép chống cố Cốt Kg 797,1 32.556 25.950.387 định 10 Vật liệu khác % 2.616.668 Tổng 54.950.400 II Nhân lực Công 24,6 150.000 3.690.000 III Máy thi công khoan BOOMER 11 Máy ca 0,68 5.005.457 3.403.710 - 352 315.127 12 Máy xúc ca 0,34 926.843 613.564 13 Máy ủi ca 0,62 989.620 641.964 14 Ôtô vận chuyển ca 1,24 517.713 47.540 15 Máy nâng ca 0,123 386.509 13.931 16 Máy hàn ca 0,093 149.798 4.788.31 126.802 17 Máy phun bêtông ca 0,034 531.485 18 Xe trở bê tông ca 0,82 648.153 449.592 19 Máy bơm bê tông ca 0,82 548.284 389.545 20 Máy nén khí ca 0,7 565.494 58.361 21 Máy bơm nớc ca 0,7 83.373 98.212 22 Quạt gió ca 1,4 70.152 70.903 23 ống gió ca 1,4 50,645 299.478 24 Máy khác % 6.289.046 Tổng Giá thành xây dựng cho 1m hầm đợc thể bảng 5.2 Bảng 5.2.Tổng giá thành xây dựng cho 1m hầm Giá trị chi phí TT Nội dung (đồng) A Chi phí trực tiếp I Chi phí vật liệu 54.950.400 II Chi phí nhân công Nhân công theo đơn giá (b1) 2.400.000 Các khoản phụ cấp : b2 = 0,719.b1 1.725.600 III Chi phí máy thi công Theo đơn giá (c1) 6.289.046 Theo khoản phụ cấp : 0,14.0,125.c1 110.058 A = I +II + III 65.475.104 B Chi phí chung B = 74%.( b1 + b2) 3.052.944 C Lãi + thuế C = 12%(A+B) 8.223.365 SV: Đỗ Ngọc Thái K48 58 Lớp: Xây dựng CTN & Mỏ Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN & Mỏ G A+B+C 76.751.406 Kết luận Trong thiết kế thi công công trình ngầm cần phải đảm bảo nhiều yếu tố có hai yếu tố quan trọng : công trình phải khả thi sử dụng suốt thời gian phục vụ công trình hiệu kinh tế thi công Chính công trình ngầm thiết kế phải bảo đảm yếu tố gây ổn định công trình tính toán lựa chọn công nghệ, trang thiết bị thi công hợp lý Trong phạm vi đồ án đánh giá tính chất điều kiện ổn định khối đá xung quanh công trình Từ đánh giá điều kiện khối đá để đa phơng pháp thi công sơ đồ công nghệ thi công hợp lý Từ sơ đồ công nghệ thi công tiến hành bớc theo công nghệ Bắt đầu từ công tác tính toán khoan nổ mìn điều kiện khối đá biết Công tác xúc bốc lựa chọn phơng tiện xúc bốc vận chuyển khối đá nổ sau nổ mìn cho suất xúc bốc vận tải hợp lý để thời gian thi công ngắn phơng tiện phải đảm bảo hoạt động dễ dàng hầm Công tác gia cố phải đảm bảo tính toán khối lợng gia cố đa biện pháp thi công hợp lý Phần tiêu kinh tế kỹ thuật tính toán đa tiêu kinh tế, tính toán chi phí để xây dựng mét hầm đa giá thành thi công đoạn hầm Do thời gian có hạn, kiến thức hạn chế với kinh nghiệm non nên đồ án không tránh khỏi sai sót, mong nhận đợc bảo thầy, cô giáo ý kiến đóng góp bạn bè đồng nghiệp để đồ án đợc hoàn thiện SV: Đỗ Ngọc Thái K48 59 Lớp: Xây dựng CTN & Mỏ Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN & Mỏ Tài liệu tham khảo [1] Kĩ thuật tổ chức thi công công trình thuỷ lợi, tập III Nhà xuất Hà Nội.2004 [2] Chỉ dẫn thiết kế đờng hầm thuỷ công NXB Moscow, 1992 [3] Kết cấu bê tông cốt thép - Ngô Thế Phong-Trịnh Kim Đan Nhà xuất khoa học kỹ thuật.2005 [4] Nguyễn Văn Đớc , Võ Trọng Hùng Công nghệ xây dựng công trình ngầm Tập I NXB Giao thông Vận Tải Hà Nội, 1997 [5] Bài giảng xây dựng công trình ngầm dân dụng công nghiệp [6] Quy trình kỹ thụât khoan nổ xây dựng thuỷ công - viện thiết kế thuỷ công Nga, 1997 SV: Đỗ Ngọc Thái K48 60 Lớp: Xây dựng CTN & Mỏ Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN & Mỏ Lời mở đầu Mục lục Trang Phần I: Thiết kế kế kĩ thuật .1 Chơng 1: Khái quát chung công trình hầm dẫn dòng thuỷ điện Cửa Đạt 1.1 Nhiệm vụ thiết kế I.2 Hệ thống công trình ngầm thuộc nhà máy thủy điện Cửa Đạt I.3 Vai trò công trình hầm dẫn dòng I.4 Điều kiện địa chất xung quanh công trình hầm dẫn dòng I.4.1 Đặc điểm địa hình địa mạo I.4.2 Địa chất công trình .1 I.4.3 Địa chất thuỷ văn I.5 Phân loại, đánh giá khỗi đá .4 Chơng Thiết kế kĩ thuật I.1 Lạ chọn hình dạng tiết diện ngang đờng hầm I.2 Xác định kích thớc mặt cắt ngang đờng hầm I.3 La chọn vỏ chống I.3.1.Lựa chọn kết cấu chống tạm I.3.2 La chọn kết cấu cố định .9 I.4 Tính toán áp lực đất đá lên công trình 10 I.5 Tính toán nội lực vỏ chống 11 II Tính toán kết cấu chống 17 II.1 Tính toán kết cấu chống cố định 17 II.1.1 Tính cốt thép .17 II.1.2 Bố trí cốt thép 19 II.2 Tính toán kết cấu chống tạm .19 II.2.1 Tính neo 19 II.2.2 Tính vỏ bê tông phun 21 Phần II: Thiết kế thi công 22 Chơng 1: Công tác đào phá đất đá 22 I Thi công cửa hầm .22 I.1 Phơng pháp mở cửa hầm .22 I.1.2 Tính khối lợng hố móng 23 I.1.3 Biện pháp thi công hố móng 23 II Thi công thân hầm 26 II.1 Sơ đồ công nghệ thi công phơng pháp đào phá đất đá 26 II.2 Thi công gơng hầm bậc 28 II.2.1 Chọn thiết bị thi công .28 II.2.2 Tính toán thông số khoan nổ mìn lập hộ chiếu khoan nổ 29 II.2.3 Tổ chức công tác khoan nổ mìn gơng hầm bậc 37 II.2.3.1 Công tác khoan 37 II.2.3.2 Công tác nạp nổ .37 II.2.4 Thông gió đa gơng vào trạng thái an toàn gơng bậc 37 II.2.4.1 Chọn sơ đồ thông gió 37 II.2.4.2 Tính toán lợng gió cần thiết 38 II.2.4.3 Chọn quạt gió 39 SV: Đỗ Ngọc Thái K48 61 Lớp: Xây dựng CTN & Mỏ Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN & Mỏ II.2.5 Tổ chức công tác xúc bốc cho gơng hầm bậc 40 II.2.6 Thi công kết cấu chống tạm cho gơng hầm bậc .42 II.2.6.1 Thi công kết cấu neo bê tông cốt thép 42 II.2.6 Thi công kết cấu bê tông phun 43 II.3 Thi công gơng hầm bậc dới 45 II.3.1 Thiết bị thi công 45 II.3.2 Tính toán thông số khoan nổ mìn lập hộ chiếu khoan nổ 45 II.3.3 Tổ chức công tác khoan nổ 50 II.3.4 Thông gió đa gơng vào trạng thái an toàn 51 II.3.5 Tổ chức công tác xúc bốc cho gơng hầm bậc dới 51 II.3.6 Công tác chống tạm 51 II.3.6.1 Thi công kết cấu bê tông phun 51 Chơng 2: Thi công kết cấu chống cố định 52 I.1 Sơ đồ công nghệ đổ bê tông 52 I.2 Tình tự thi công khối đổ bê tông hầm 52 I.3 Tính toán chi phí vật liệu chống cố định 54 Chơng 3: Các công tác phụ 55 I.1 Công tác thoát nớc 55 I.2 Công tác trắc địa 55 I.3 Công tác chiếu sáng 55 I.4 Công tác lắp đặt đờng ống đờng dây 56 Chơng 4: Tổ chức chu kì đào chống 56 I.1 Tổ chức công tác đào chống tạm 56 I.1.1 Chọn biểu đồ tổ chức chu kì 56 I.1.2 Tổ chức chu kì đào chống tạm cho gơng bậc 56 I.1.3 Tổ chức chu kì đào chống tạm cho gơng bậc dới .58 I.2 Tổ chức công tác chống cố định 60 I.2.1 Chọn biểu đồ tổ chức chu kì 60 I.2.2 Tổ chức chu kì chống cố định 61 Phần III: Chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật 63 I.1 Tốc độ đào hầm .63 I.2 Năng xuất đội thợ 64 I.3 Thời gian xây dung công trình .64 I.4 Giá thành xây dựng công trình .64 Kết luận 67 Tài liệu tham khảo 68 SV: Đỗ Ngọc Thái K48 62 Lớp: Xây dựng CTN & Mỏ [...]... số tơi rời của đá, k1 = 2 Phần cửa hầm : Vck = k1 Sdt lck = 2.1,1.74,52.3,5.0,85 = 442,5 (m3) Phần thân hầm : Vck = k1 Sdt lck = 2.1,1.54,25.3,5.0,85 = 307,6 (m3) Hộ chiếu khoan nổ mìn gơng hầm bậc trên đợc thể hiện trên hình vẽ 3.2.2 Chỉ tiêu khoan nổ mìn gơng bậc trên phần cửa hầm đợc thể hiện trên bảng SV: Đỗ Ngọc Thái K48 32 Lớp: Xây dựng CTN & Mỏ Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN & Mỏ... phun gia cố - Cửa thu nớc đợc thiết kế gồm 7 mái dốc Các mái dốc nền đào đợc thiết kế với chiều cao h =10m, riêng mái dốc cửa hầm đợc đào với chiều cao h =15m + Trên mỗi cơ mái dốc, bố trí bậc b = 3m đủ bố trí rãnh thoát nớc dọc và lối đi kiểm tra trong quá trình thi công, mặt bằng cửa hầm và mặt cắt dọc cửa hầm lần lợt thể hiện trên hình 3.1.1 và hình 3.1.2 Hình 3.1.1 Mặt cắt bằng cửa hầm Hình 3.1.2... 0,7 B_ chiều rộng đào nền hầm (m) 0,7 (m)_khoảng cách giữa các lỗ mìn nền B 12 1 = 1 = 16 (lỗ) 0,7 0,7 B 10 1 = 1 = 13 (lỗ) Phần thân hầm: Nn = 0,7 0,7 Phần cửa hầm: Nn = + Vậy số lỗ mìn phá là: Np = Nrpn - Nn - Ndp (lỗ) Phần cửa hầm: Np = 144 - 16 - 12 = 116 (lỗ) Phần thân hầm: Np = 98 - 13 - 12 = 73 (lỗ) - Tổng số lỗ mìn trên gơng : N = Nb + Np + Ndp + Nn (lỗ) Phần cửa hầm: N = Nb + Np + Ndp + Nn... 10.0000 Hình 2.5.2.Sơ đồ bố trí kết cấu chống tạm Tỷ lệ 1:100 Phần II: Thiết kế thi công Chơng 1 Công tác đào phá đất đá I Thi công cửa hầm I.1 Phơng pháp mở cửa hầm - Trình tự thi công và sơ đồ công nghệ: + Việc lựa chọn sơ đồ công nghệ thi công có ý nghĩa quyết định về mặt tiến độ xây dựng độ bền vững của công trình cũng nh là thời gian tồn tại của công trình Do việc xây dựng cửa hầm gồm 2 công việc... (m) Vậy bậc dới đờng hầm có diện tích đào là: Sđ2 = H2.b = 3,3.10 = 33 (m2) Kích thớc gơng đào bậc dới bậc trên đợc thể hiện trong hình 3.2 SV: Đỗ Ngọc Thái K48 24 Lớp: Xây dựng CTN & Mỏ Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN & Mỏ R = 6000 R = 5000 11800 9800 Bậc trên Bậc duới 1500 Bậc trên 1500 Bậc duới 4300 3300 12000 10000 a) Phần của hầm a) Phần thân hầm Hình 3.2 Kích thớc đào gơng hầm Tỷ lệ 1:100 -... bb + 1 , (lỗ) Trong đó: Pb _chu vi biên hầm theo thiết kế, P = C S d (m) đờng hầm có dạng hình vòm nên C = 3,86 B_ chiều rộng biên hầm (m) Pb B Phần cửa hầm: Nb = bb + 1= 3,86 74,52 12 + 1 = 40,7 ta lấy Nb = 41 (lỗ) 0,55 Vậy khoảng cách thực tế giữa các lỗ mìn biên gơng bậc trên phần cửa hầm là: bb = Pb Bb 3,86 74,52 12 = = 0,54 (m) Nb 1 41 1 Phần thân hầm: Nb = Pb B bb + 1= 3,86 54,25 10 +... việc xây dựng cửa hầm gồm 2 công việc chủ yếu là xây dựng hố móng và phần ngầm đầu tiên, hai công việc này không thể đồng SV: Đỗ Ngọc Thái K48 19 Lớp: Xây dựng CTN & Mỏ Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN & Mỏ 1:1 5 1:1 5 121 tuy nen 2 thời cùng tiến hành do đó việc xây dựng cửa hầm theo sơ đồ nối tiếp từng phần, theo trình tự : Xây dựng hố móng Xây dựng phần ngầm + Trình tự thi công trong phần xây dựng... phải vận chuyển là : n1xe = 6 = = 594 (chuyến) 6 II Thi công thân hầm II.1 Sơ đồ công nghệ thi công và phơng phá đào phá đất đá - Hầm dẫn dòng có chiều dài 789.283m đợc chống cố định bằng bê tông đổ tại chỗ, ta sử dụng sơ đồ thi công nối tiếp toàn phần Vì điều kiện thiết bị thi công, đờng hầm có tiết diện gơng đào lớn nên ta sử dụng sơ đồ đào chia gơng (chia gơng theo chiều cao) Công việc đào và chống... 69,9 Biểu đồ nội lực đợc thể hiện trên hình vẽ 2.4.6 33,2 0,321 SV: Đỗ Ngọc Thái K48 14 Lớp: Xây dựng CTN & Mỏ Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN & Mỏ N (T) M (T/m) Q (T) Hình 2.4.6 Biểu đồ nội lực Tỷ lệ 1: 100 M Ta thấy độ lệch tâm cho phép e = < 0,05(m) = 5 (cm) trong khi độ lệch N tâm e ở cả vòm và tờng đều vợt quá cho phép, nên bố trí thêm cốt thép vào cấu kiện để giảm độ lệch tâm II Tính toán kết... thuốc k1 = 1 SV: Đỗ Ngọc Thái K48 28 Lớp: Xây dựng CTN & Mỏ Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN & Mỏ a_ Hệ số nạp thuốc ở các lỗ khoan phá và đột phá: a = 0,6 ữ 0,7 ta chọn a = 0,65 Thay số ta có: = 3,14.0,032 2 0,65.1.1230 = 0,64 (kg/m) 4 Phần cửa hầm : Nrpn = [( ) ] 1,45.74,52 3,86 74,52 12 / 0,54 + 1 0,35 0,64 ta lấy Nfpn = 144 (lỗ) Phần thân hầm : Nrpn= [( ] ) 1,4.54,25 3,86 54,25 10 / 0,54 + 1 ... cắt: x = r.sin y = 6.sin y y = r.( 1- cos y ) = 6.( 1- cos y ) Thay số ta tính đợc N0 M0 nh sau: STT (0) 1-1 2-2 30 3-3 45 SV: Đỗ Thái 4- 4Ngọc 60 K48 5-5 75 6-6 90 x(m) 4,2 5,1 5,7 y(m) 0,8 1,75... y(m) 0,8 1,75 4,4 Mq(t.m) y Mq N0(t) M0(t.m) 0 - 38,49 - 4,48 - 75,8 - 21,59 31,4 2,4 Lớp: Xây dựng CTN & Mỏ -1 1 114,3 - 63,07 - 146,2 - 132,54 - 170,3 - 255,81 Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng CTN... 72,3 (m2) - Phần cửa hầm: Vì nơi tiếp nhận thu gom nớc, trực tiếp chịu tác dụng dòng xoáy Vậy để giảm tác dụng dòng chảy kích thớc cửa hầm lớn giảm dần theo chiều dài, ta chọn cửa hầm có kích