Xây dựng công trình ngầm dân dụng và công nghiệp (đề cương ôn tập)

Đề cương ôn tập môn Xây dựng công trình ngầm dân dụng và công nghiệp dành cho SV ngành XDCT ngầm và mỏ, XDCT Ngầm, khoa Xây dựng, trường Đại học Mỏ Địa chất. Tài liệu ôn tập mang tính chất tham khảo, kính mong bạn đọc đóng góp thêm

Câu 1: Phân loại các phương pháp thi công ngầm (đặc biệt, thông thường), đặc điểm và phạm vi áp dụng

1 Các phương pháp thi công ngầm

1.1 Phương pháp thi công thường

1.1.1 Khoan nổ mìn

1.1.2 Máy đào xúc

1.1.3 Combai

1.1.4 NATM

1.1.5 Phụ trợ

1.2 Phương pháp thi công bằng máy

1.2.1 Máy khoan hầm TBM: khoan hầm với tiết diện lớn, phá vỡ đất đá bằng lực cơ học nhờ răng cắt, đĩa cắt trên đầu đào

1.2.1.1 TBM không khiên đào toàn gương (đất đá ổn đinh)

1.2.1.2 TBM không khiên đào mở rộng ( đất đá ổn định)

1.2.1.3 TBM khiên đơn (Đá yếu)

1.2.1.4 TBM khiên kép (Đá yếu)

1.2.2 Máy khiên đào SM (từng phần, toàn phần) Thích hợp đào qua vùng đất

đá yếu

Câu 2: Những đặc điểm khác biệt của công trình ngầm tiết diện lớn so với ctn tiết diện nhỏ ảnh hưởng tới công tác tổ chức thi công

chia gương Xúc bốc vận

tải

Khối lượng xúc bốc vận tải nhỏ

Sd các thiết bị năng suất thấp

Khối lượng xúc bốc vận tải lớn

Cho phép sử dụng các thiết

bị có khả năng cơ giới hóa cao

Tổ chức đội

thợ

Toàn năng, số lượng công việc nhiều, khối lượng ít

Chuyên môn hóa, khối lượng và số lượng nhiều, phức tạp

Câu 3: Các nguyên lý giữ ổn định mặt gương ctn bằng máy khiên đào, phạm vi

áp dụng của các loại máy khiên đào phụ thuộc vào yếu tố nào

1 Các nguyên lý giữ ổn định mặt gương ctn

1.1 Chống đỡ cơ học, mâm cắt luôn ép chặt vào gương đào

1.2 Chống đỡ bằng khí nén

1.3 Chống đỡ bằng chất lỏng có áp (bentonite)

1.4 Chống đỡ bằng áp lực đất ( vữa đất )

2 Phạm vi áp dụng của các loại máy khiên đào phụ thuộc vào các yếu tố

2.1 Khối đất bố trí công trình ngầm

2.2 Đặc điểm của công trình đã thiết kế

2.3 Yêu cầu bảo vệ môi trường xung quanh

Câu 4: Trình tự các bước thi công công trình ngầm bằng phương pháp hạ chìm

Câu 5: Các nguyên tắc cơ bản của phương pháp đào hầm thông thường

1 Khối đá bao quanh ctn được coi là bộ phận chịu tải chính để giữ ổn định ctn sau khi đào

1.1 Giảm thiểu tác động quá trình khai đào tới khối đá xung quanh -> làm suy giảm độ bền, tính biến dạng của khối đá

1.2 Cho phép khối đá có sự dịch chuyển nhất định để có thể huy động khả năng mang tải vốn có

1.3 Không để khối đá dịch chuyển quá mức dẫn tới rời rạc, mất khả năng liên kết

và trở thành bộ phận gây ra tải trọng lên kcc

2 Lựa chọn kcc phù hợp bao gồm loại hình kcc, quy trình và thời điểm lắp dựng kcc,

độ bền và độ cứng của kcc

2.1 Thiết kế kcc không phải để chống giữ mà là kiểm soát quá trình biến dạng của khối đá

2.2 Nên sd kcc kín vòm ngược để tạo thành vỏ chống có tính truyền lực liên tục, có khả năng mang tải cao hơn

2.3 Tạo sự liên kết chặt chẽ giữa khối đá và vỏ chống

2.4 Lớp vỏ chống bên ngoài tiếp xúc với khối đá nên có chiều dày nhỏ làm việc như một ống mỏng cho phép biến dạng và dịch chuyển cùng khối đá để trong

vỏ chống chủ yếu xuất hiện lực dọc trục và ít gây momen gây uốn

2.5 Để tăng khả năng mang tải cho kcc ko nên tăng chiều dày vỏ chống mà nên sử dụng các biện pháp phối hợp

3 Sử dụng biện pháp quan trắc để đánh giá dịch chuyển và biến dạng của khối đá và kcc, tải trọng tác dụng lên kcc, uwss trong khối đá và kcc

3.1 Đánh giá khả năng ổn định không chống làm cơ sở cho việc lựa chọn sơ đồ đào dựa vào dịch chuyển

3.2 Cho phép lựa chọn loại hình và thời điểm lắp dựng kcc thích hợp

3.3 Xđ thời điểm để lắp dựng kcc vỏ chống cố định bê tong liền khối

Câu 6: Nội dung và yêu cầu cơ bản khi thi công ctn bằng phương pháp đào hầm mới của Áo

1 Nội dung cơ bản: là quan điểm của ng đào hầm về ứng xử của khối đá

1.1 Chủ yếu quan tâm tới ba kết cấu cơ bản: bê tông phun, neo, khung thép hình, khung thép tổ hợp đc sử dụng riêng rẽ hoặc phối hợp

1.2 Nhờ có vỏ btf hạn chế dịch chuyển của khối đá, hình thành vòm nhận tải

1.3 Kcc cố định lắp đặt sau chịu tải trọng nhỏ, do đó kích thước nhỏ hơn

1.4 Đo đạc quan trắc dịch chuyển khối đá

 Cốt lõi của NATM là sử dụng btf làm kcc sơ bộ, bảo vệ nhanh, kịp thời ngoài

ra còn có thể kết hợp thêm neo, khung thép, cọc ván

1 Yêu câu thứ nhất: khối đá xung quanh trở thành bộ phận nhận tải

1.1 Cần áp dụng biện pháp thi công bảo dưỡng khối đá (đào bằng mày, nổ mìn tạo biên)

1.2 Lắp dựng kcc bảo vệ ngay sau khi đào, không để mặt lộ (bê tông phun)

1.3 Kết cấu bảo vệ phải liên kết lực vs khối đá, kết cấu chống kín

2 Yêu cầu thứ 2: tạo ra điều kiện cho khối đá hình thành vành nhận tải từ tổ hợp vật liệu (neo, khối đá, btf)

2.1 Vỏ bảo vệ mỏng, có khả năng biến dạng

2.2 Vỏ bảo vệ cần có dạng vành kín để bao bọc kín mặt lộ, không để hở nền

2.3 Nên sử dụng tiết diện cong trơn, các cạnh gấp khúc gây tập trung ứng suất 2.4 Kết nối vành kín cần đc kịp thời

2.5 Vành nhận tải tổ hợp (khối đá và kcc) cần tiếp nhận lực dọc, nén Tránh các tác động uốn

3 Yêu cầu thứ 3: kcc lắp dựng kịp thời, độ cứng hợp lý

3.1 Đường đặc tính khối đá

3.2 Bài toán tối ưu, đường đặc tính vành nhận tải và đường đặc tính khối đá gặp nhau ở điểm cực tiểu

3.3 Kết cấu chịu tải là vành mang tải ko chỉ riêng kết cấu

3.4 Khi thi công biến dạng hướng tâm không xuất hiện tức thời mà chậm theo thời gian- môi trường nhớt

3.5 Kcc phải đc lắp dựng kịp thời, ko quá sớm, ko quá muộn

3.6 Kcc không nên quá cứng hoặc quá mềm

Câu 7: Những điểm khác biệt giữa pp đào hầm mới của Áo so với các pp thi công thông thường

phương pháp nào Khoan nổ mìn là một phần của NATM

Câu 8: Bản chất của pp đào hầm mới của Áo, giải thích 2 nguyên tắc và 3 yêu cầu

- Bản chất của pp đào hầm mới của Áo là những quan điểm của người đào hầm

về ứng xử của khối đá xq ctn

4 Nguyên tắc 1: Bộ phận chịu tải của kết cấu bảo vệ là khối đá

4.1 Yêu câu thứ nhất: khối đá xung quanh trở thành bộ phận nhận tải

4.1.1 Cần áp dụng biện pháp thi công bảo dưỡng khối đá (đào bằng mày, nổ mìn tạo biên)

4.1.2 Lắp dựng kcc bảo vệ ngay sau khi đào, không để mặt lộ (bê tông phun)

4.1.3 Kết cấu bảo vệ phải liên kết lực vs khối đá, kết cấu chống kín 4.2 Yêu cầu thứ 2: tạo ra điều kiện cho khối đá hình thành vành nhận tải từ tổ hợp vật liệu (neo, khối đá, btf)

4.2.1 Vỏ bảo vệ mỏng, có khả năng biến dạng

4.2.2 Vỏ bảo vệ cần có dạng vành kín để bao bọc kín mặt lộ, không để

hở nền 4.2.3 Nên sử dụng tiết diện cong trơn, các cạnh gấp khúc gây tập trung ứng suất

4.2.4 Kết nối vành kín cần đc kịp thời

4.2.5 Vành nhận tải tổ hợp (khối đá và kcc) cần tiếp nhận lực dọc, nén Tránh các tác động uốn

5 Nguyên tắc 2: Tải trọng từ phía khối đá phần lớn được truyền vòng theo khoảng trống ngầm, do vậy vành nhận tải khối đá-kcc không phải tiếp nhận toàn bộ áp lực 5.1 Yêu cầu thứ 3: kcc lắp dựng kịp thời, độ cứng hợp lý

5.1.1 Đường đặc tính khối đá

5.1.2 Bài toán tối ưu, đường đặc tính vành nhận tải và đường đặc tính khối đá gặp nhau ở điểm cực tiểu

5.1.3 Kết cấu chịu tải là vành mang tải ko chỉ riêng kết cấu

5.1.4 Khi thi công biến dạng hướng tâm không xuất hiện tức thời mà chậm theo thời gian- môi trường nhớt

5.1.5 Kcc phải đc lắp dựng kịp thời, ko quá sớm, ko quá muộn

5.1.6 Kcc không nên quá cứng hoặc quá mềm

Câu 9: Cơ sở lựa chọn sơ đồ đào toàn gương và chia gương Đào chia gương có

ưu nhược điểm gì

Thời gian ổn định ko

chống trong mqh kích

thước, hình dạng

Nhu cầu về tg lắp dựng kc

bảo vệ vs tg ổn định ko

chống

cận đủ lớn

Ko có công suất hợp lý trong chu kì đào

Ưu nhược điểm đào chia gương

1 Ưu điểm

1.1 Giảm được áp lực đất đá trước mặt gương đường hầm ổn định hơn, mức độ lún

bề mặt giảm

1.2 Giảm nhu cầu về nhân lực, thiết bị

1.3 Có thể thăm dò đươc trước đk địa chất

2 Nhược điểm

2.1 Tổ chức thi công phức tạp

2.2 Tốn kém thời gian, chi phí đào chống

2.3 Ns thấp

Câu 10: Ảnh hưởng của trình tự thi công trên mặt cắt dọc tới ổn định của 2 đường hầm song song

Việc đào 2 đường hầm luôn gây ra hiện tượng tăng lực dọc vòng theo chu vi kcc

- Đoạn gối chông =0, lực dọc trong 2 đường hầm bằng nhau, độ lún th này nhiều nhất sấp xỉ 1 đường hầm đơn

- Đoạn gối chồng giữa 2 đường hầm bằng chiều dài khiên Ls thì lực dọc trong hầm thứ 2 tăng đột biến, lún ít hơn nhưng bất lợi về nội lực

- Đoạn gối chồng =2Ls, =3Ls thì lực dọc nhỏ hơn so với đường hầm đào trước, lún ít hơn

Câu 11: Sự khác biệt giữa nổ mìn trong mỏ và ctn tiết diện lớn

Tiêu chí CTN trong mỏ CTN tiết diện lớn

Tính toán, bố trí

thuốc nổ

q->Q->N-> bố trí lỗ mìn từ q(từng lỗ) và sơ đồ bố trí

từ lỗ (L/C) -> Q

toàn

Nổ chia gương

Câu 12: Các yếu tố ảnh hưởng đến chiều sâu lỗ mìn hợp lý

- Mức độ ổn định của khối đá

- Tiến độ thi công

- Đặc điểm cấu trúc của khối đá

Câu 13: Các nguyên tắc tính toán khoan nổ mìn theo pp Thụy Điển

- Thiết kế cho từng nhóm lỗ mìn (đột phá, phá, hạ nền

- Sử dụng các lỗ khoan trông đường kính 75-100mm

- Sơ đồ nổ có dạng hình chữ nhật

Câu 14: các phương án hạ nền, ưu nhược điểm và đk sử dụng của từng phương

án

khoan

Nền sau khi nổ bằng phẳng

chân nền, phải căn tẩy mô nền, ảnh hưởng tới các khâu khác

Năng suất thấp, chi phí lớn, diện tích khoan nổ bị giới hạn

Phạm vi sử dụng

Câu 15: Các giải pháp hỗ trợ khi thi công ctn qua vùng đất yếu

1 Giữ ổn định mặt gương

2 Điều khiển nước ngầm chảy vào ctn

2.1 Chủ động thu thoát nước tháo khô khối đất đá: đào hầm thoát nước song song với hầm đang thi công, khoan các lỗ khoan thoát nước, hạ mực nước ngầm bằng giếng thu nước, thu nước theo điểm trên biên ctn

2.2 Ngăn cản không cho nước xâm nhập vào ctn:khoan phụt vữa xm

3 Điều khiển độ lún mặt đất: Tạo vòm bảo vệ bằng ống thép, khoan phụt vữa theo phương ngang, tạo vỏ chống tiến trước

4 Bảo vệ các công trình lân cận

Thay đổi modun biến dạng 2 Thay đổi tính thấm 3

Thay đổi độ bền 4 Thay đổi mực nước 5

Đóng băng nhân tạo (1,3,4) Đóng cọc(2,4)

Câu 16: Cơ sở lựa chọn pp thi công ctn

1 Mục tiêu sử dụng: Đường hầm giao thông, hầm kỹ thuật…

2 Các yếu tố ảnh hưởng

2.1 Tiết diện (hình dạng, kích thước)

2.2 Đặc điểm: Độ sâu lớn, độ cong, chiều dài

2.3 Môi trường: tiếng ốn, chấn động, lún sụt

3 Loại khối đất đá: Đất đá cứng, bở rời, có nước ngầm hay không có nước ngầm

4 Phương pháp đào, thi công: KNM, máy đào lò, máy khoan hầm, máy khiên đào kích ép cống