ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG HẦM

Lên mặt cắt dọc tuyến hầm, xác định chiều dài hầm. Thiết kế mặt cắt vỏ hầm và mặt cắt ngang hầm. Tính toán loại kết cấu vỏ hầm. Đề xuất phương án thi công hầm cho toàn hầm. Lựa chọn các thiết bị thi công chủ yếu ( khoan, xúc chuyển, xây vỏ..). Tính các thông số nổ mìn và lập hộ chiếu khoan nổ cho một gương đào. Tính toán và lập hộ chiếu gia cố chống tạm. Lập biểu đồ chu kỳ đào.

Khoa cầu đờng Bộ môn Cầu - Hầm Đồ án m«n häc ĐỒ ÁN MƠN HỌC THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG HẦM -o0o -SỐ LIỆU THIẾT KẾ: Số thứ tự : n = 130 Sơ đồ mặt cắt dọc hầm : Sơ đồ Loại hầm : Đường ôtô,k=8.5 theo GOST 24451-80 hai đường công vụ số thứ tự n=130 chẵn nên làm hầm tường cong Dạng địa chất : 16 Lớp phủ (m) La Dạng địa chất 16 Lb 26 Lớp địa chất I Loại đất đá f Gơnai Lớp địa chất II γ f (T/m3) Loại đất đá 2.5 Argilit Chiều dài tuyến hầm : L = 3*n =390m L2 = 0.004*(250 - n)*L = 187.2 m L1 = L - ( L1 + La +Lb ) =176.8 m Khổ hầm đường ôtô khổ 850cm - Kích thước ghi cm 850 50 400 250 500 110 50 40 75 850 GVHD : TS NGuyễn ngọc tuấn Svth : Tạ VĂN SƠN - MSSV:4461.51 75 (T/m3 ) 2.3 Khoa cầu đờng Bộ môn Cầu - Hầm Đồ án môn học YấU CẦU NỘI DUNG ĐỒ ÁN: - Lên mặt cắt dọc tuyến hầm, xác định chiều dài hầm - Thiết kế mặt cắt vỏ hầm mặt cắt ngang hầm - Tính tốn loại kết cấu vỏ hầm - Đề xuất phương án thi cơng hầm cho tồn hầm - Lựa chọn thiết bị thi công chủ yếu ( khoan, xúc chuyển, xây vỏ ) - Tính thơng số nổ mìn lập hộ chiếu khoan nổ cho gương đào - Tính tốn lập hộ chiếu gia cố chống tạm - Lập biểu đồ chu kỳ đào YÊU CẦU BẢN VẼ VÀ THUYẾT MINH: Phần thuyết minh: - Toàn nội dung thể thuyết minh sơ đồ, tính tốn giải thích - Các sơ đồ thuyết minh vẽ giấy thường khổ nhỏ phải có tỷ lệ kích thước Phần vẽ: - Trắc dọc tuyến hầm - Sơ đồ mặt cắt ngang hầm tỷ lệ 1/50 có bố trí thiết bị, rãnh thơng gió, nước, kết cấu mặt đường… - Sơ đồ tính - Biểu đồ nội lực (M N) kết cấu vỏ hầm - Sơ đồ thi công hầm tỷ lệ 1/100 - Các mặt cắt ngang sơ đồ thi công thể công tác chủ yếu - Một hổ chiếu khoan nổ mìn - Một hộ chiếu gia cố chống tạm - Biểu đồ chu kỳ đào GVHD : TS NGuyễn ngọc tuấn Svth : Tạ VĂN SƠN - MSSV:4461.51 Khoa cầu đờng Bộ môn Cầu - Hầm Đồ án môn học CHNG I: THIT K TRC DC VÀ TRẮC NGANG HẦM I THIẾT KẾ TRẮC DỌC TUYẾN HẦM: 1- Xác định thông số tuyến hầm: Tuyến hầm qua điểm A B có cao độ, xuyên qua hai lớp địa chất khác Loại hầm đường ôtô, khổ hầm 850cm Thiết kế hầm nằm đường thẳng, tường cong Khoảng cách hai điểm L =390m 2- Thiết kế trắc dọc tuyến hầm: Độ dốc dọc hầm đường ôtô phải thoả mãn yêu cầu sau: + Độ dốc tối đa : imax = 40‰ + Độ dốc tối thiểu : imin = 4‰ ( theo điều kiện thoát nước ) Để đảm bảo cao độ hai cửa hầm đảm bảo cho việc nước thi cơng dể dàng ta thiết kế hầm với hướng dốc, độ dốc dọc thiết kế chọn 5.0‰ t r ắc dọ c hầm t ỷ l ệ đứng 1:2000 t û l Ö n ga n g 1:2000 1- đá g ơna i gv h d_t s:n guy ễn ngọ c t uấn sv t h_t v ă n sơn_mssv : 446151 250 2- đá a r gil it 3- l í p ph đ 205 l í p phñ 160 115 70 mss:25 A B 9.75 158.05 187.2 26 390 85 25 50 25.194 25 25.097 19.5 390 312 19.5 370.5 25.292 110 19.5 351 25.389 135 19.5 331.5 25.584 160 25.487 150 25.449 144.2 292.5 292.5 25.682 170 25.779 185 B k m 0+390 19.5 7.5 12 273 19.5 5% 5% DèC Dä C THIếT Kế (% ) đá g ơna i Đ ịA CHÊT 19.5 234 14.5 19.5 253.5 25.887 225 25.974 240 25.952 236.2 19.5 H3 214.5 25.887 250 19.5 195 195 25.779 215 19.5 156 19.5 175.5 25.682 180 25.584 170 17 117 19.5 H2 136.5 25.389 145 19.5 78 19.5 97.5 2.5 25.487 140 25.499 143.8 97.5 19.5 19.5 19.5 25.194 90 25 Cù LY LỴ (M) Cù LY Cé NG DåN (m) 25.292 115 25 CAO § é THIÕT KÕ (m) H1 39 CAO § é Tù NHI£N (m) CH2 CH1 25.097 45 k m 0+0 58.5 A Cọ C l ý t r ì nh đá a r g il it f γ f 2,5t /m3 l í p phđ γ 2,3t /m3 f γ 1.5 2t /m3 II THIẾT KẾ TRẮC NGANG HẦM: 1- Thiết kế khuôn vỏ hầm: Khi chọn khuôn vỏ hầm tuân thủ số nguyên tắc sau: GVHD : TS NGuyÔn ngäc tuÊn Svth : Tạ VĂN SƠN - MSSV:4461.51 Khoa cầu đờng Bộ môn Cầu - Hầm Đồ án môn học - Hỡnh dng trục vòm phải trơn tru, liên tục trục vòm gấp khúc làm cho đường cong áp lực trục kết cấu tách bất lợi - Hầm núi chịu áp lực thẳng đứng chủ yếu nên chọn vòm tâm hai tâm có tường thẳng hay vòm nhọn ba tâm hay năm tâm có đường cong độ cong đỉnh vòm lớn độ cong tường nhỏ - Tường thẳng nói chung có chiều dày khơng đổi Trong trường hợp hầm để hạn chế độ lún mở rộng móng tường - Về quan điểm thi công khuôn vỏ hầm phải chọn đối xứng Điều áp dụng cho trường hợp hầm chịu áp lực xiên lệch, nằm sườn núi - Chọn khn vỏ hầm phải có cự ly an tồn Cự ly tuỳ loại địa tầng chọn từ 100-150mm - Khuôn hầm sát khổ hầm tiết kiệm vật liệu khối lượng đất đá phải đào - Với lớp địa chất Argilít có f = 4.0, có áp lực bên nên ta chọn loại khuôn vỏ hầm hầm tường cong ba tâm 2- Thiết kế khn ngồi vỏ hầm bố trí đáy hầm: *Vỏ hầm kết cấu siêu tĩnh làm môi trường đàn hồi phức tạp Bởi kích thước tiết diện ban đầu hoàn toàn dựa vào chủ quan mà dự kiến trước Cơ sở chủ yếu để lựa chọn kích thước tiết diện vỏ hầm là: kinh nghiệm thiết kế, tham khảo tài liệu thiết kế có sẵn ngồi nước Với lớp địa chất có hệ số kiên cố f = 4, ta chọn chiều dày đỉnh vòm d0 = 60cm Các kích thước số tiết diện đặc biệt khác lựa chọn thông qua d0 là: - Chiều dày tường: dt = 1.3*d0 = 80cm - Chiều dày chân tường: dct = 1.8*d0 = 110cm *Cấu tạo phần đáy hầm bao gồm: kiến trúc phần tuyến đường, lát đáy rãnh thoát nước Tấm lát đáy lớp bêtơng nghèo dày 10-20cm, đảm báo nước ngang hầm với độ dốc 2% Rãnh thoát nước hầm quy định kích thước tối thiểu là: cao 25cm, rộng 40cm Với hầm đường ôtô ta bố trí rãnh nước hai bên hầm sử dụng rãnh thoát nước cao Chi tiết thể vẻ: GVHD : TS NGuyÔn ngäc tuÊn Svth : Tạ VĂN SƠN - MSSV:4461.51 60 60 Khoa cầu đờng Bộ môn Cầu - Hầm Đồ án môn học 15 487 10 45 46° 48° 103 129 72 R6 44° 49° R5 80 819 819 Tim h?m 487 15 15 S = 10,8 m2 80 R504 850 48 105 110 99 2% 30 2% M?t du ?ng BTN dày 20cm L?p du ?i t?m BT dày 20cm 771 1250 CHƯƠNG II: TÍNH TỐN KẾT CẤU VỎ HẦM I KÍCH THƯỚC HẦM VÀ SỐ LIỆU THIẾT KẾ: Tính tốn cho trường hợp hầm lớp địa chất II Lớp địa chất có: - Hệ số kiên cố: f = 4.0 - Trọng lượng riêng: γ = 2.3 (T/m3) - Góc nội ma sát: ϕ = arctan(f) = 75.96o Hầm có kích thước hầm : - Chiều cao hầm : H = 819 (cm) - Chiều rộng hầm: 2b = 1250 (cm) - Chiều dày đỉnh vòm: = 60 (cm) - Chiều dày chân tường móng hẫng: dt = dm = 110 (cm) Bêtơng M200 có tiêu : - Môđun đàn hồi : E = 2.4 *105 (kg/cm2) = 2.4*105 (T/m2) GVHD : TS NGuyÔn ngäc tuÊn Svth : Tạ VĂN SƠN - MSSV:4461.51 2% 271 30 2% 271 213 R442 105 30 99 110 Khoa cầu đờng Bộ môn Cầu - Hầm Đồ án m«n häc - Cường độ chịu nén : Rn = 90 (kg/cm2) - Cường độ chịu kéo : Rk = 7.5 (kg/cm2) - Trọng lượng riêng : γ bt = 2.4 (T/m3) Hệ số kháng lực đàn hồi (nội suy theo bảng tra) : - Phạm vi tường : K = 0.5*105 (T/m3) - Phạm vi đáy : K0 = 0.6*105 (T/m3) - Hệ số ma sát : µ = 0.3 II NGYN LÝ TÍNH TỐN : - Kết cấu vỏ hầm tính tốn 1m dài dọc hầm Theo phương ngang hầm ta chia hầm thành đoạn có chiều dài Kết cấu vỏ hầm chịu ALĐT thẳng đứng áp lực ngang khối đất đă, trọng lượng thân kết cấu Tại khu vực vỏ hầm biến dạng có chuyển vị phía địa tầng kết cấu chịu thêm tác dụng kháng lực đàn hồi địa chất xung quanh - Việc tính tốn nội lực kết cấu vỏ hàm thực phần mềm tính tốn kết cấu Sap2000 Khi tính tốn nội lực ta mơ hình hố kết cấu vỏ hầm sau : Các đoạn vỏ hầm chia thành đoạn có chiều dài nhau, thay có điểm đầu điểm cuối điểm đầu điểm cuối đoạn hầm Liên kết đoạn liên kết ngàm cứng Các mơ hình hố thay đoạn vỏ hầm có đặc trưng vật liệu mặt cắt đoạn vỏ hầm, nghĩa có chiều rộng 1m dọc theo chiều dài hầm có chiều dày với chiều dày vỏ hầm mặt cắt tương ứng - Tác dụng kháng lực đàn hồi vùng kết cấu vỏ hầm có chuyển vị phía địa tầng thay gối đàn hồi Các gối đàn hồi đặt nút chia đốt vỏ hầm Các gối đàn hồi có độ cứng D tính tốn sau : Có kích thước mặt cắt có chiều dài chiều dài đốt vỏ hầm tính tốn (1m), chiều rộng tổng hai nửa chiều dài vỏ đốt hầm liền kề Môđun đàn hồi địa tầng : E = K D = K*Si*b Trong : + K : Hệ số kháng kực đàn hồi + Si : Là chiều dài vỏ hầm mà gối đàn hồi thay thế, lấy trung bình cộng chiều dài hai đoạn vỏ hầm kề + b : Là chiều dài đốt vỏ hầm (b = 1m) - Ta tính tốn nội kực vỏ hầm theo phương pháp dần, cách ban đầu tất nút có gối đàn hồi tính tốn nội lực Sau tính tốn nội lực gối đàn hồi mà có phản lực âm thi ta thay gối đàn hồi có độ cứng khơng tính tốn lại tất gối đàn hồi có phản lực gối dương thơi GVHD : TS NGun ngäc tn Svth : Tạ VĂN SƠN - MSSV:4461.51 Khoa cầu đờng Bộ môn Cầu - Hầm Đồ án môn học - Ti vị trí chân vò ta mơ hình hố điều kiện biên ngàm đàn hồi (vị trí chân vòm có chuyển vị lún xoay chổ mà khơng có chuyển vị ngang) Độ cứng ngàm đàn hồi vị trí chân vòm xác định sau : D = K0*Ja Trong : + K0: Là hệ số kháng lực đàn hồi địa tầng chân vòm + Ja: Là mơmen qn tính tiêt diện chân vòm: Ja = ( ) 1 * b * d m3 = *1*1.10 = 0.110916 m 12 12 III TÍNH TỐN VỎ HẦM: TÍNH TỐN CHIA ĐỐT HẦM: Ta tính tốn nửa kết cấu hầm tính đối xứng hầm, ta chia nửa hầm thành 21 đốt với 20 mặt chia, tổng số đốt chia toàn hầm 42 đốt Cơng việc tính tốn chia dốt thực Autocard Chiều dài nửa trục vó hầm S = 1134(cm) Chiều dài đốt chia hầm là: ∆S = S = 54cm = 0.54(m) 21 Sau tiến hành tính tốn chia đốt vỏ hầm Autocard ta kết sau: Sơ đồ chia đốt vỏ hầm: GVHD : TS NGuyÔn ngäc tuÊn Svth : Tạ VĂN SƠN - MSSV:4461.51 Khoa cầu đờng Bộ môn Cầu - Hầm Đồ án môn học 15 16 17 18 19 20 22 23 24 25 26 27 14 28 29 13 30 12 31 11 10 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 Bảng số liệu đốt hầm: Tiết diện X (cm) Y (cm) ϕ (độ) Đốt chiều dày đốt (cm) 579.04 579.04 584.25 588.03 589.65 588.41 583.58 574.24 559.35 54.06 108.2 162.46 216.82 271.18 325.34 378.9 431.19 90 85 80 75 70 65 61 57 52 110 104.34 97.36 90.45 83.68 80.32 79.16 77.88 76.39 GVHD : TS NGuyÔn ngäc tuÊn Svth : Tạ VĂN SƠN - MSSV:4461.51 Khoa cầu đờng Bộ môn Cầu - Hầm Đồ án môn học 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 538.07 510.79 478.44 441.82 401.54 358.1 311.96 263.52 213.17 161.28 108.21 20 54.32 21 481.2 528.12 571.9 612.08 648.6 681.31 710.06 734.77 755.3 771.54 783.3 790.5 793.0 48 44 40 36 32 28 24 20 16 12 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 74.72 72.89 70.92 69.07 67.57 65.93 64.48 63.24 62.2 61.39 60.81 20 60.46 21 60 Bảng tính tốn độ cứng gối đàn hồi: Tiết diện Đốt Chiều dài đốt S(m) 0 0.54 1 0.54 2 0.54 3 0.54 4 0.54 5 0.54 6 0.54 7 0.54 8 0.54 9 0.54 10 10 0.54 11 11 0.54 12 12 0.54 13 13 0.54 14 14 0.54 15 15 0.54 16 16 0.54 17 17 0.54 18 18 0.54 19 19 0.54 GVHD : TS NGuyễn ngọc tuấn Svth : Tạ VĂN SƠN - MSSV:4461.51 K(T/m3) 0.5*105 0.5*105 0.5*105 5*105 0.5*105 0.5*105 0.5*105 0.5*105 0.5*105 0.5*105 0.5*105 0.5*105 0.5*105 0.5*105 0.5*105 0.5*105 0.5*105 0.5*105 0.5*105 0.5*105 Độ cứng gối(D) 27000 27000 27000 27000 27000 27000 27000 27000 27000 27000 27000 27000 27000 27000 27000 27000 27000 27000 27000 27000 Khoa cầu đờng Bộ môn Cầu - Hầm Đồ án môn học 20 20 21 21 XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG: 2.1 ALĐT thẳng đứng: - Chiều cao vòm áp lực: h1 = 0.5*105 0.5*105 0.54 0.54 b1 f  ϕ  1250 75.96 o  b1 = b + H * tan 45 o −  = + 819 * tan  45 o − 2 2   h1 = 27000 27000   = 725.85( cm)  725.85 = 181.46( cm ) = 1.8146(m) 4.0 Ta có sơ đồ vòm áp lực sau: ϕ o o 45 − = 01' 182 819 7° 1250 1451.7 - áp lực địa tầng thẳng đứng tiêu chuẩn: qtc = γ *h1 = 2.3*1.82 = 4.186 (T/m2) - áp lực địa tầng tính tốn : qtt = n*qtc = 1.5*4.186 = 6.279 (T/m2) 2.2 Áp lực ngang địa tầng (xác định theo cơng thức Cu – Klơng) GVHD : TS NGun ngäc tuấn 10 Svth : Tạ VĂN SƠN - MSSV:4461.51 Khoa cầu đờng Bộ môn Cầu - Hầm Đồ án môn học Theo điều kiện ổn định hang đào với hệ số kiên cố địa chất f = ta có giá trị bớc đào W = 1,5ữ 2m Hệ số sử dụng lỗ mìn = 0,9 chiều sâu khoan lỗ mìn l0 = W/η = 2,22 m Khi thi c«ng dïng máy khoan Boomer 352 loại máy khoan nặng (máy có tổng trọng lợng 27tấn) tiến hành xúc bốc giới, từ thực tế thi công hầm với điều kiện chiều sâu lỗ khoan hợp lí l0 = 2,5ữ 4m - Vậy sơ ta kiến nghị chọn chiều sâu khoan lỗ mìn là: l = 2,5m Phơng pháp nổ mìn - Thi công khoan nổ mìn theo phơng pháp nổ mìn tạo biên vi sai sử dụng kíp nổ ®iƯn Bíc ®µo lµ: W = ηl0 = 0,9.2,5 = 2,25m - Sử dụng dạng đột phá nêm đứng Cã diƯn tÝch thiÕt kÕ cđa hang lµ: - Cã S = 43,5m2 > 12m2 f =4, số lợng lỗ mìn đột phá 4-6 lỗ Kiến nghị chọn số lợng lỗ mìn đột phá lỗ Đồng thời từ f = tra bảng ta đợc khoảng cách lỗ đột phá theo phơng đứng là: a=60cm=0,6m Các lỗ đột phá khoan sâu mặt phẳng lỗ mìn phá, biên đáy khoảng (0,1-0,15)l0 = 25cm=0,25m Chọn khoảng cách lỗ đột phá đáy lỗ mìn là: 20cm = 0,2m Chọn góc nghiêng lỗ đột phá là: = 750 Từ ta có đợc khoảng cách lỗ đột phá gơng đào b = 170cm = 1,7m - Chiều dài lỗ đột phá có tính tới góc nghiêng: ldp = Tính toán bố trí lỗ mìn gơng đào GVHD : TS NGuyễn ngọc tuấn 41 Svth : Tạ VĂN SƠN - MSSV:4461.51 2,5 + 0,25 = 2,85m sin 750 Khoa cầu đờng Bộ môn Cầu - Hầm Đồ án môn học S=43,5m2 a Tính toán số lợng lỗ mìn - Nổ mìn tạo biên nên số lợng lỗ mìn cần thiết đợc xác định nh sau: N= P0 P1 11q S ' + + + S' a0 a1 d k3 DK Trong đó: + P0: chu vi hang đào theo đờng biên thiết kế không kể đáy (P = 17m) + a0: Khoảng cách lỗ mìn biên, với đá toàn khối có f = chọn a0 = 0,65m + P1: Chiều rộng đáy hang đào, P1 = 11,7m + a1: Khoảng cách lỗ mìn đáy, chọn a = 0,4W = 0,4.2,25 = 0,9m + S: Là diện tích nhân tiết diện ngang hang đào đợc xác định thông qua giá trị đờng kháng nhỏ lỗ mìn biên Wb Wb = a0 m Víi m lµ hƯ sè phụ thuộc hệ số kiên cố Với f = lấy m = 0,9 ta đợc: Wb = 0,65/0,9 = 0,72m Chọn Wb = 0,75m lỗ đáy bố trí cách đáy hang 0,15m Ta đợc: S = 20,9m2 GVHD : TS NGuyÔn ngäc tuÊn 42 Svth : Tạ VĂN SƠN - MSSV:4461.51 Khoa cầu đờng Bộ môn Cầu - Hầm Đồ án môn học Đ ờng bố trílỗ mì n biên S'=20,9m2 Đ ờng bố trílỗ mì nđ áy + d: Là đờng kính thỏi thuốc nỉ (d =36 mm = 3,6 cm) + q0: Lµ lợng tiêu hao thuốc nổ đơn vị xác định cho loại thuốc nổ Amônit N06 Tra bảng ta đợc: q0 = 0,65 kg/m3 + k3: Hệ số lấp đầy lỗ mìn, tra bảng ta đợc k3 = 0,55 + D: Là độ chặt thuốc nổ, với thuốc nổ Amônít N 06 cã D = 1,25 + K0: Lµ hƯ số làm chặt trình nạp, với Amônit N 06 bánh K0 = Thay số vào ta đợc số lợng lỗ mìn gơng là: N = 62 (lỗ) - Trong điều kiện địa chất: f = ta chọn khoảng cách từ hàng lỗ mìn biên tới hàng lỗ mìn phá liền kề nh sau: a’b = Wb + (0,4+0,05) = 0,75 + (0,4+0,05) = 1,2m - Khoảng cách hàng lỗ mìn phá: a2 = k1.W Trong k1 W hệ số xác định theo bảng chọn đợc là: + k2 = + W=1,2m => a2 = k1.W = 1,2m - Khoảng cách lỗ mìn phá hàng: a3 = k2.W Trong k2 W hệ số xác định theo bảng chọn đợc là: + k2 = + W=1,2m => a3 = k2.W = 1,2m - Từ số lợng lỗ mìn tính đợc thực tế bố trí gơng đào ta bố trí nh sau: + lỗ mìn đột ph¸ L1-L4 c¸ch a = 0,6m; b = 1,7m + 17 lỗ mìn phá L5-L21 (có đờng khăn W = 1,2 m) + 26 lỗ mìn biên L22-L47, lỗ cách 0,65m GVHD : TS NGuyễn ngọc tuấn 43 Svth : Tạ VĂN SƠN - MSSV:4461.51 Khoa cầu đờng Bộ môn Cầu - Hầm Đồ án môn học + 13 lỗ mìn đáy L48-L60, lỗ cách 0,88 m Vậy tổng số lợng lỗ mìn bố trí là: 60 lỗ có sơ đồ bố trí nh sau: 34 33 32 35 36 37 31 38 30 39 29 11 10 28 25 24 23 0.15 14 20 42 1.20 60 59 43 44 15 19 18 17 16 1.20 21 1.20 0.80 0.80 13 0.20 1.70 0.74 0.60 65 20 26 41 1.2 27 40 12 45 1.18 0.15 0.15 46 57 58 55 56 53 54 51 52 50 49 48 47 22 0.88 0.15 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 L=2.50 75 ° W=2.25 0.20 0.21 0.21 b.Tính toán xác định lợng tiêu hao thuốc nổ - Từ lợng tiêu hao thuốc nổ đơn vị q0 = 0,65 Kg/m3 ta sơ xác định khối lợng thuốc nổ cho chu kì đào là: Q = q 0.W.S = 0,65.2,25.44,5 = 65,08 Kg - Víi lỗ mìn biên L22-L47 dùng kết cấu nạp cách đoạn gồm thỏi thuốc nổ Amônit N020 đờng kính nhỏ (trọng lợng 5.100=500 g) hai thỏi thuốc nổ Amônit N06 đờng kính 3,6cm (trọng lợng 2.200=400 g) cuối lỗ Do trọng lợng thuốc nổ cho lỗ mìn biên 0,9Kg - Tổng trọng lợng thuốc nổ cho 26 lỗ mìn biên là: Qb = 0,9.26 = 23,4 Kg cấu tạ o l ỗ mì n biên 45 2500 Trong đó: GVHD : TS NGun ngäc tn 44 Svth : T¹ V¡N SƠN - MSSV:4461.51 5,6 Khoa cầu đờng Bộ môn Cầu - Hầm Đồ án môn học + 1: Là thái thc nỉ Amonit N06 + 2: Lµ thc nỉ måi + 3: Lµ thc nỉ Amonit N020 + 4: Là nứa dùng để buộc thỏi thuốc nổ từ bên + 5: Là nút mìn phía đầu lỗ mìn (là hỗn hợp cát sét với tỷ lệ 1:3, độ ẩm từ 18-20%) thành lỗ khoan que nứa dây nổ dây điện thuốc nổ - Lợng thuốc nổ trung bình cho lỗ mìn loại khác là: qtb = Q − Qb 65,08 − 23,4 = = 1,226 Kg / l 60 − 26 34 - Lỵng thuốc nổ cho lỗ mìn đột phá lấy lớn lỗ mìn phá 15% lợng thuốc nổ cho lỗ đột phá là: q dp = qtb.1,15 = 1,226.1,15 = 1,41 Kg/lỗ => Vậy tổng trọng lợng thuốc nổ cho lỗ mìn đột phá là: Qdp = 1,41.4 = 5,64 Kg - Lỵng thc nỉ cho lỗ mìn phá lỗ mìn đáy là: qp = qd = qtb = 1,226 Kg/lỗ - Tổng trọng lợng thuốc nổ cho lỗ phá là: Qp = qp.Np= 1,226.17 = 20,842 Kg - Tỉng träng lỵng thc nổ cho lỗ đáy là: Qd = qd.Nd = 1,226.13 = 15,938 Kg Víi träng lỵng mét thái thc nổ 0,2kg, ta tính đợc lợng thuốc nổ thực tế nh sau: Lỗ mìn phá: + Cho lỗ mìn: thỏi Amonit No6, trọng lợng 6.0,2 = 1,2 Kg GVHD : TS NGuyÔn ngäc tuÊn 45 Svth : Tạ VĂN SƠN - MSSV:4461.51 Khoa cầu đờng Bộ môn Cầu - Hầm Đồ án môn học - + Tổng lợng thuốc nổ: 1,2.17 = 20,4 Kg Lỗ mìn đột phá: - + Cho lỗ mìn: thỏi Amonit No1, träng lỵng 6.0,2 = 1,2 Kg + Tỉng lỵng thuốc nổ: 4.1,2 = 4,8 Kg Lỗ mìn đáy: + Cho lỗ mìn: thỏi Amonit No1, trọng lợng 6.0,2 = 1,2 Kg + Tỉng lỵng thc nỉ: 13.1,2 = 15,6 Kg VËy tỉng lỵng thc nỉ cho chu kỳ đào là: Q = 23,4+20,4+4,8+15,6 = 64,2 Kg Trong ®ã bao gåm: + Amonit No1: 4,8+15,6 = 20,4 Kg (cho lỗ đột phá lỗ đáy) + Amonit No6: 20,4 + 0,4.26 = 30,8 Kg (cho lỗ phá lỗ mìn biên) + Amonit No20: 0,5.26 = 13 Kg (cho lỗ mìn biên) Tất thông số nổ mìn lại đặc điểm lỗ mìn đợc đa vào hai bảng dới đây: Bảng 1: Bảng tiêu T ST Chỉ tiêu Đơn vị Số lđo ợng Tiết diện gơng m2 44,5 Bớc đào m 2,25 Thể tích đá nỉ m 100, 125 ChiỊu s©u khoan m 151, Tổng chiều dài lỗ khoan Hệ số sử dụng lỗ mìn Số lỗ mìn Lỗ 60 Khối lợng thuốc nổ Kg 64,2 Số lợng kíp nổ điện Kíp 60 Chiều dài dây nổ cho lỗ m 16,2 GVHD : TS NGuyễn ngọc tuấn 46 Svth : Tạ VĂN SƠN - MSSV:4461.51 m 2,5 0,9 Khoa cầu đờng Bộ môn Cầu - Hầm Đồ án môn học 10 mìn biên 11 Lợng tiêu hao thuốc nổ đơn vị thực tế 0,64 Kg/m 0,59 Lợng tiêu hao kíp nổ đơn vị Kíp/m Lợng tiêu hao dây nổ đơn vị m/m Chi phí mét khoan đơn vị m/m 3 0,16 1,51 Bảng 2: Bảng đặc điểm lỗ mìn STT I Số thứ tự lỗ mìn 0104 I I 0521 I II 2247 I V 4860 Møc ®é vi chËm (miligiây ) Chiề u dài lỗ khoan (m) Số lợng lỗ (lỗ) Khối lợng thuốc nổ cho lỗ (Kg) Tỉng khèi lỵng thc nỉ (Kg) 2,85 04 1,2 4,8 15 2,50 17 1,2 20,4 25 2,50 26 0,9 23,4 50 2,50 13 1,2 15,6 iii TÝnh to¸n xóc bốc vận chuyến đất đá Thiết bị xúc bốc vận chuyển Tiết diện bậc thang hầm có tiÕt diƯn lín S tk = 43,5m2 < 50m2, bỊ réng hang B = 11,7m; ®ã ta chän mét máy xúc tay vơ b4 (do Nga sản xuất) có đặc trng kỹ thuật sau: + Kích thớc hang đào tối thiểu: rộng 4m, cao 3m + Năng suất kü tht: 6m3/ph + DiƯn xóc bèc: 2,7 m + KÝch thíc: Dµi: 10m Réng: 2,7m Cao: 2m GVHD : TS NGuyễn ngọc tuấn 47 Svth : Tạ VĂN SƠN - MSSV:4461.51 Khoa cầu đờng Bộ môn Cầu - Hầm Đồ án môn học - Trọng lợng: 34tấn + Kích thớc đất đá lớn xúc bốc: 500mm Đất đá đợc vận chuyển xe ô tô tự đổ loại MAZ-503 (do Nga sản xuất) Có dung tÝch thïng xe lµ: V = 4m3 KÝch thíc cđa xe MAZ: + Dµi: 5,92m + Réng: 2,5m + Cao: 2,7m + Bán kính quay vòng xe: 7,5m Xác định suất xúc bốc vận chuyển - Năng st thùc tÕ cđa m¸y: Ptt = 60ϕ  60 t  k  +  + t3  PT V1η1  Víi: + ϕ: HƯ sè sư dơng m¸y, lÊy ϕ = 0,85 + t1: Thêi gian ®ỉi xe « t«, t1 =0,025h = 1,5 ph + t3: Thêi gian mÊt m¸t t3 = 0,02 h/m3 = 1,2 ph + V1:Dung tÝch thïng xe « t« V1 = (m3) + 1: Hệ số xúc đầy xe « t«, η1 = 0,95 + k: HƯ sè t¬i đất đá, với f = k=1,8 + PT : Năng suất kĩ thuật máy, với máy xúc b - thì: - PT = (m3đá tơi/ph) = 360 (m 3đá tơi/h) = 360/k = 360/1,8 = 200 (m3đá chặt/h) Thay số vào ta đợc st xóc bèc thùc tÕ cđa xe ΠΗb - là: Ptt = 40,141 m3/h Năng suất xúc bốc trung bình cho ca làm việc là: Pc = 1.Ptt = 0,7.40,141 = 28,1 m3/h Trong 1: hệ số kể đến thời gian chết ca làm việc thực hiên công việc xúc bốc = (0,65 – 0,75) Chän ϕ1 =0,7 - Do ®ã thêi gian xúc bốc vận chuyển là: t xb = Trong : + n: Sè m¸y xóc: n=1 GVHD : TS NGuyễn ngọc tuấn 48 Svth : Tạ VĂN SƠN - MSSV:4461.51 V + t* nPc Khoa cầu đờng Bộ môn Cầu - Hầm Đồ án môn học + t*: thời gian chuẩn bị kết thúc, t* = 0,75 h + V: thể tích đất đá cần xúc chuyển hầm sau chu kì đào trạng thái tơi V = kSW Với + à: hệ số đào vợt, = 1,05 + k: Hệ số tơi (k=1,8) + S: diƯn tÝch tiÕt diƯn hÇm, S = 43,5 m2 + W: bớc đào; W=2,25 m Vậy thể tích đất đá cần chuyển hầm sau chu kì đào trạng thái tơi là: V = 1,05.1,8.43,5.2,25 = 189,236 m3 Vậy thời gian cho công tác xúc bèc vµ vËn chun lµ: t xb = - 189,236 + 0,75 = 7,484h 1.28,1 Số xe ô tô cần thiết (tính toán lựa chọn cho máy xúc hoạt động liên tục) đợc xác định nh sau: Trong đó: N oto = td + tn +1 tM + tn 2L + td: Là thời gian quay vòng xe, t d = V + t p c Víi: + L: Là cự li vận chuyển (chiều dài đờng chạy) từ gơng đào đến bãi đổ đất (chọn L=1Km) + Vc :vận tốc trung bình xe chạy, Vc = 20Km/h + tp: Là thời gian đổ đất đá, chọn = 0,1h ⇒ td = 2.1 + 0,1 = 0,2h 20 + tn: Là thời gian xúc bốc đổ đày «t«, t n = V1 PT K Víi: + PT: xuất kĩ thuật máy xúc (PT = 360 m3/h) + K7: hƯ sè ®iỊu kiƯn xóc bèc (K7 = 0,8-0,9), chän K7 = 0,85 + V1: lµ thĨ tÝch thïng xe (V1=4m3) GVHD : TS NGun ngäc tuấn 49 Svth : Tạ VĂN SƠN - MSSV:4461.51 Khoa cầu đờng Bộ môn Cầu - Hầm Đồ án môn häc ⇒ tn = = 0,0131h 360.0,85 + tM: thời gian quay xe gơng (0,015-0,03), chọn tM = 0,02h VËy ta cã: N oto = 0,2 + 0,0131 + = 7,44 xe 0,02 + 0,0131 V× sử dụng máy xúc số xe ôtô chọn là: xe iv Tính toán gia cố chống tạm (neo + bêtông phun): Công nghệ chống liên hợp: - Hang đào theo phơng pháp đào bậc thang đợc gia cố chống liên hợp (neo bêtông phun) Công nghê gia cố neo bêtông phun nh sau Lớp bêtông phun trực tiếp lên vách hang sau nổ mìn thông gió, tiến hành khoan lắp đặt neo BTCT theo phơng bán kính Lớp bê tông phun thứ dày 10cm phun đoạn cách gơng 10-12m Trong trờng hợp xuất vết nứt bê tông phun ta gia cố thêm đầu neo lới thép có đờng kính thép d = 6mm tiến hành phun bêtông lần - Loại neo sử dụng neo BTCT thi công phơng pháp đóng, dùng cốt thép AII 20 vữa xi măng cát Lỗ khoan có đờng kính 45mm nhằm liên thông sử dụng máy khoan dùng để khoan lỗ mìn - Trình tự thi công nh sau: + Khoan lỗ máy khoan + Bơm vữa xi măng cát vào lỗ khoan + Khi bơm vữa đợc 2/3 chiều sâu lỗ khoan tiến hành đóng cốt thép Tính toán neo BTCT GVHD : TS NGun ngäc tn 50 Svth : T¹ V¡N SƠN - MSSV:4461.51 Khoa cầu đờng Bộ môn Cầu - Hầm Đồ án môn học bu l ông cấu t o neo BTCT đệm200x200x10 t hép neo ỉ 20 - vữa ximăng mac 200 Chiều dài neo đợc xác định theo công thức: l = l1 + l2 + l3 Trong đó: + l1: Chiều dài ngàm neo (phần neo vợt vùng phá hoại): l1 = Ra d a ≥ 0,5m 400τ a Víi: Ra = 2700Kg/cm2: cờng độ thép neo da = 2,0cm: đờng kính cốt thép a = 25Kg/cm2 : lực ma sát bê tông cốt thép gai AII ⇒ l1 = - 2700.2 = 0,54m 400.25 LÊy l1 = 0,55m > 0,5m + l2: Chiều dài thân neo lấy chiều sâu vòm phá hoại: l = h1 = 1,917m LÊy l2 = 2m + l3: Chiều dài neo để bắt bulông (lấy l3 = 0,1m) VËy chiỊu dµi neo lµ: l = 0,55 + 2,0 + 0,1 = 2,65m KiĨm tra neo theo ®iỊu kiƯn chống trợt (kéo tụt) Điều kiện là: Nk Na Trong đó: + Na: Khả chịu lực cốt thÐp neo Na = πd 02 Ra 3,14.2 2.2700 = = 8482 Kg 4 Với d0 đờng kính cèt thÐp (d0= 2,0 cm) + Nk: Lùc ma s¸t bê tông vách lỗ khoan: Nk = dbbl1 Víi: GVHD : TS NGun ngäc tn 51 Svth : Tạ VĂN SƠN - MSSV:4461.51 Khoa cầu đờng Bộ môn Cầu - Hầm Đồ án môn học + db: Đờng kính lỗ khoan, db= 4,5cm + b: Lực ma sát đơn vị bê tông vách đá, 35Kg/cm2 Thay sè vµo ta cã: Nk = 3,14.4,5.35.55 = 27214 Kg Ta thÊy: Nk = 27214 Kg ≥ Na = 8482 Kg Vậy neo đảm bảo điều kiện chống trợt bê tông vách lỗ khoan Tính toán bố trí neo Khoảng cách a neo theo phơng ngang phơng dọc hầm đợc xác định theo điều kiện là: - Điều kiện tạo thành vòm áp lực (vòm đá) - Sự ổn định đất đá neo - Sức chịu tải neo a Theo điều kiện tạo thành vòm đá Khoảng cách neo là: a1 = l a k b q (l a + b0 ) c Trong ®ã: + la = l1 + l2 = 0,55+2 = 2,55 m + kb: Hệ số phụ thuộc hình dạng hang độ ổn định đất đá (f = chọn kb = 0,2) + q: cờng độ áp lực thẳng đứng tính toán địa tầng (q = 6,902 T/m2) + b0: Chiều rộng hang đào, bo = 12,7 m + c: Lực dính đất đá vùng phá hoại, c = 0,3f = 0,3.4 = 1,2 MPa = 120 T/m2 Thay sè vµo ta cã : a1 = 2,55 − 0,2.6,902 ( 2,55 + 12,7 ) = 2,375m 120 b Theo ổn định đất đá neo Khoảng cách neo là: a2 = la c Theo sức chịu tải neo GVHD : TS NGun ngäc tn 52 Svth : T¹ V¡N S¥N - MSSV:4461.51 c 2,55 120 = = 3,544m q 6,902 Khoa cầu đờng Bộ môn Cầu - Hầm Đồ án môn học Khoảng cách neo là: a3 = Na h1 Trong : + : Là dung trọng đất đá ( =2,4 T/m3) + h1: Chiều cao vòm phá hoại (h1 = 1,917m) + Na: Sức chịu tải neo (Na = 8,482 T) a3 = Vậy ta đợc: 8,482 = 1,358m 2,4.1,917 => Khoảng c¸ch c¸c neo: a = min(a1, a2, a3) = 1,358m Ta có bớc đào W = 2,25m Vậy ta chọn a = 1,3m Bố trí so le (hình thoi) Mỗi mặt cắt bố trí 14 neo BTCT v Lập biểu đồ chu kì đào Xác định thời gian cho chu kì Thời gian cho chu kỳ đào T tổng thời gian cần thiết để thực tất công đoạn chu kỳ: T = T cb + Tkh + Tn + Ttg + Tct + Txb + Tk - Ta lần lợt tính toán thời gian cho công đoạn: Công đoạn chuẩn bị bao gồm đo đạc, đánh dấu vị trí lỗ khoan, chuẩn bị máy móc thiết bị, lấy trung bình: Tcb = 1h - Thời gian cho công tác khoan lỗ mìn Tkh: Tkh = l k Q Trong đó: + l k : tổng chiều dài lỗ khoan, l k = 151,4m + Q : số mét dài lỗ mà khung khoan khoan đợc giê (m/h) Qδ = Víi: 60nK K H vm + vm ∑ t + n: sè cÇn khoan đặt xe khoan, n = + K0: hệ số làm việc đồng thời máy khoan, K0 = + KH: hƯ sè tin cËy cđa thiÕt bÞ khoan, lÊy KH = 0,9 GVHD : TS NGuyÔn ngäc tuấn 53 Svth : Tạ VĂN SƠN - MSSV:4461.51 Khoa cầu đờng Bộ môn Cầu - Hầm Đồ án môn học + t : Thời gian công việc phụ (khoan mồi, rút cần, chuyển sang lỗ khoan khác, v.v ) tính cho 1m dài lỗ khoan (LÊy ∑t = 1,4 phót/m) + vm: Tèc ®é khoan tuý máy khoan, lấy v m= 1,5 m/phút Qδ = VËy: 60.2.1.0,9.1,5 = 52,26m / h + 1,5.1,4 Vậy thời gian cho công tác khoan lỗ mìn lµ: Tn = Tkh = 151,4 = 2,897 h 52,26 Thời gian cho công tác nạp thuốc vào lỗ mìn xác định nh sau: N t tb + tm n Trong đó: + N: Tổng số lỗ mìn, N = 60 lỗ + ttb: thời gian nạp thuốc trung bình lỗ mìn (t tb = 0,08h) + n: số công nhân đồng nạp mìn, n =2 (ngời) + tm: thời gian nối mạch kíp với kết hợp víi kiĨm tra ®iƯn trë (lÊy tm = 0,2h) VËy thời gian cho công tác nạp thuốc đốt mìn lµ: Tn = 60.0,08 + 0,2 = 2,6h - Thời gian cho thông gió (gồm thời gian nổ mìn, thông gió, thời gian an toàn) Thờng thời gian Ttg = 0,5h - Công tác chống tạm Tct (bao gồm khoan, lắp đặt neo phun bê tông) + Thời gian khoan neo: Bớc đào 2,25m mà khoảng cách neo 1,3m; đồng thời mặt phẳng neo ta bố trí 14 neo Do chu kì phải khoan 28 neo, chiều sâu lỗ khoan neo 2,65 (m) Sử dụng máy khoan neo loại T-45 có suÊt khoan neo lµ: Pkn=15m/h VËy thêi gian khoan neo là: Tkn = l nPkn + Thời gian lắp đặt neo: Tln = Trong ®ã: n = 28.2,65 = 2,473h 2.15 N hn Pln 2.4 = = 2h n + Nhn = lµ sè hµng neo GVHD : TS NGuyễn ngọc tuấn 54 Svth : Tạ VĂN SƠN - MSSV:4461.51 Khoa cầu đờng Bộ môn Cầu - Hầm Đồ án môn học + Pln = h/ngời: thời gian cần thiết để lắp hàng neo + n = số công nhân lắp neo + Thời gian phun bê tông Công đoạn phun bê tông đợc thực công nhân, thời gian Tp = 0,75h Tổng thời gian cho công tác chèng t¹m: Tct = Tkn + Tln + Tp = 2,473 + + 0,75 = 5,223 (h) Thêi gian xúc bốc vận chuyển (đã xác định trên): Txb = 7,484h - Thời gian cho công tác khác nh di chuyển thiết bị khỏi gơng đào, dọn sửa vách hang gơng đào, chọn là: Tk = 1,6h - VËy tæng thêi gian cho chu kú ®µo lµ: T = + 2,897 + 2,6 + 0,5 + 5,223 + 7,484 + 1,6 = 21,304 h Lập biểu đồ chu kì đào Do yêu cầu tổ chức thi công hợp lý, chu kỳ đào 24h đợc chia làm ca làm việc, ca 8h Biểu đồ chu kì đào nh sau: BIểU Đồ CHU Kỳ ĐàO CáC CÔNG ĐOạ N THI CÔNG THờI GIAN THựC HIệN (GIờ) CÔNG TáC CHUẩN Bị KHOAN Lỗ Mì N 2,897 Nạ P THUốC VàO Lỗ Mì N 2,6 THÔNG GIó 0,5 CÔNG TáC KHOAN NEO 2,473 CÔNG TáC LắP ĐặT NEO CÔNG TáC PHUN BÊ TÔNG 0,75 XúC BốC, VậN CHUYểN 7,484 CÔNG TáC KHáC 1,6 STT CA 1 CA GVHD : TS NGuyÔn ngäc tuÊn 55 Svth : Tạ VĂN SƠN - MSSV:4461.51 10 11 12 13 CA 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 ... đờng Bộ môn Cầu - Hầm Đồ án m«n häc YÊU CẦU NỘI DUNG ĐỒ ÁN: - Lên mặt cắt dọc tuyến hầm, xác định chiều dài hầm - Thiết kế mặt cắt vỏ hầm mặt cắt ngang hầm - Tính tốn loại kết cấu vỏ hầm - Đề... MSSV:4461.51 Khoa cầu đờng Bộ môn Cầu - Hầm Đồ án môn học CHNG I: THIT KẾ TRẮC DỌC VÀ TRẮC NGANG HẦM I THIẾT KẾ TRẮC DỌC TUYẾN HẦM: 1- Xác định thông số tuyến hầm: Tuyến hầm qua điểm A B có cao độ,... Bộ môn Cầu - Hầm Đồ án môn học kt qu nội lực biến dạng kết cấu vỏ hầm khơng đổi khác khơng đáng kể dừng lại Sau chạy chương trình tiến hành chạy lặp ta kết sau: - Sơ đồ tính tốn kết cấu vỏ hầm