Nghiên cứu tác động của sóng nổ mìn khi đào hố móng nhà máy thủy điện nậm giê (lai châu) đến sự ổn định của các công trình xung quanh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI THÁI MINH HỒNG NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG CỦA SĨNG NỔ MÌN KHI ĐÀO HỐ MÓNG NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN NẬM GIÊ (LAI CHÂU) ĐẾN SỰ ỔN ĐỊNH CỦA CÁC CƠNG TRÌNH XUNG QUANH LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Hà Nội, 2010 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI THÁI MINH HỒNG NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG CỦA SĨNG NỔ MÌN KHI ĐÀO HỐ MĨNG NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN NẬM GIÊ (LAI CHÂU) ĐẾN SỰ ỔN ĐỊNH CỦA CÁC CÔNG TRÌNH XUNG QUANH Chun ngành: Cơng trình thủy Mã số: 60 - 58 - 40 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS BÙI VĂN VỊNH Hà Nội, 2010 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật Chun ngành: Xây dựng cơng trình thủy MỤC LỤC U Danh mục Trang MỞ ĐẦU ………………………………………………………………………………… … - Tính cấp thiết Đề tài …………………………………………… ………… - Mục đích phạm vi nghiên cứu ……………………………………………… 2.1 - Mục đích ………………………………………… 2.2 - Phạm vi nghiên cứu ……………………………………………………… - Phương pháp nghiên cứu ……………………………………………….………… - Những vấn đề cần giải luận văn ……………….……….……… - Nội dung Luận văn ………………………………………………… CHƯƠNG - TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG CƠNG NGHỆ NỔ MÌN TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC ………………………………………………………………………………………… 1.1 - TỔNG QUAN VỀ CƠNG NGHỆ NỔ MÌN ……………………….…… 1.1.1 - Khái qt cơng nghệ nổ mìn …………………………………… 1.1.2 - Các phương pháp nổ mìn …………………………………….……… 1.1.2.1 - Theo đường kính lỗ khoan ……………………………………… 10 1.1.2.2 - Theo phương pháp điều chỉnh mức độ đập vỡ đất đá … 13 1.1.2.3 - Theo đối tượng cần phá vỡ …………………………………… … 22 1.2 - TÌNH HÌNH ỨNG DỤNG VÀ MỘT SỐ VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ………………………………………………………………………………………… 21 1.2.1 - Nổ mìn khai thác đá …………………………………………………… 21 1.2.2 - Nổ mìn đào móng cơng trình thủy lợi ……………….….……… 21 1.2.3 - Nổ mìn định hướng đắp đập ………………………… 22 1.2.4 - Một số ứng dụng khác ……………………………………… ……… 23 1.2.5 - Những vấn đề tồn ……………… ………………………… …… 23 Thái Minh Hoàng Cao học 16C1 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Xây dựng cơng trình thủy CHƯƠNG - CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ SĨNG NỔ KHI NỔ MÌN PHÁ ĐÁ ……………………………………………… ………………………… 25 2.1 – MỘT SỐ KHÁI NIỆM VỀ LÝ THUYẾT NỔ ……………… 25 2.1.1 - Sóng nổ ……………………… ……………………… 25 2.1.2 - Sóng nổ xung kích ….……………………………………….………… 25 2.1.3 - Sự hình thành sóng nổ địa chấn ………………………….………… 28 2.1.4 - Phân loại sóng …………………………………………………………… 29 2.1.5 - Vận tốc lan truyền sóng ……………………………………… …… 31 2.1.6 - Chu kỳ tần số ………………………………………………………… 31 2.2 - ẢNH HƯỞNG CỦA MẶT THOÁNG TỚI SĨNG NỔ ĐỊA CHẤN ………………………………………………………………………………………… 37 2.3 - TÍNH TỐN XÁC ĐỊNH TÁC ĐỘNG CỦA SĨNG NỔ KHI NỔ MÌN PHÁ ĐÁ ĐẾN SỰ ỔN ĐỊNH CỦA CÁC CƠNG TRÌNH TRONG KHU VỰC VÀ VÙNG LÂN CẬN …………………………… …… 39 2.3.1 - Quy luật tác dụng vụ nổ môi trường đất đá …… 39 2.3.1.1 - Áp lực sản phẩm kích nổ …………………………………… 40 2.3.1.2 - Tiêu chuẩn đánh giá tác động trường sóng nổ …… 42 2.3.2 - Tính tốn xác định tác động sóng nổ đến độ bền cơng trình …………………………………………… 45 2.3.2.1 - Áp lực sóng xung kích điểm không gian … 45 2.3.2.2 - Áp lực vận tốc hạt môi trường nổ đất đá … 48 2.3.3 – Thiết kế nổ mìn đào móng cơng trình 52 2.3.3 - Các tiêu ổn định cơng trình …………………… 57 2.3.3.1 - Vận tốc giới hạn ……………………………………………………… 57 2.3.3.2 - Áp lực sóng nổ cho phép……………………………………… 58 2.3.3.3 - Khoảng cách an tồn sóng nổ địa chấn ………………… 58 2.3.3.4 - Khoảng cách an toàn sóng xung kích …………………… 60 Thái Minh Hồng Cao học 16C1 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Xây dựng cơng trình thủy Các ví dụ tính tốn ………………………………………………………………… 62 2.4 - CÁC BIỆN PHÁP NGĂN NGỪA ẢNH HƯỞNG CỦA SÓNG NỔ ……………………………………………… 65 2.4.1 - Phương pháp nổ mìn vi sai ………………………………………… 66 2.4.2 - Phương pháp tạo màng ngăn sóng địa chấn …………… …… 73 2.4.3 - Phương pháp nổ mìn tạo viền ……………………………………… 80 CHƯƠNG - NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN GIẢI PHÁP NỔ MÌN ĐÀO HỐ MÓNG NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN NẬM GIÊ NHẰM ĐẢM BẢO ỔN ĐỊNH CỦA TOÀ NHÀ TẦNG KHU QUẢN LÝ DI TÍCH SƠN ĐỘNG TỈNH LAI CHÂU ……… 82 3.1 - GIỚI THIỆU VỀ CƠNG TRÌNH …………………………………….…… 82 3.1.1 - Vị trí cơng trình ……………………………………… 82 3.1.2 - Quy mơ cơng trình …………………………………………… ……… 82 3.1.3 - Mơ tả sơ đồ cơng trình sơ đồ toán ………………….…… 84 3.2 - NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN GIẢI PHÁP NỔ MÌN ĐÀO HỐ MĨNG NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN NẬM GIÊ NHẰM ĐẢM BẢO AN TOÀN CHO TOÀ NHÀ TẦNG …………………………………………… 87 3.2.1 - Bài toán đặt …………………………………………… ……………… 87 3.2.1.1 - Các sơ đồ nổ mìn dự kiến ………………………………………… 88 3.2.1.2 - Biện pháp ngăn ngừa tác động sóng nổ ….…………… 96 3.2.2 - Chọn giải pháp nổ mìn …………………………………… ………… 98 3.3 - ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC ……………………… …………… 100 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ……………………………………… ……………… 101 Kết luận ……………………………………………………………………………… 101 Kiến nghị ……………………………………………………………………………… 102 Thái Minh Hoàng Cao học 16C1 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật Chun ngành: Xây dựng cơng trình thủy PHẦN MỞ ĐẦU - Tính cấp thiết đề tài: Trong cơng tác thi cơng cơng trình thủy lợi - thủy điện, việc ứng dụng cơng nghệ nổ mìn đào phá đá hố móng cơng trình ứng dụng ngày rộng rãi Thực tế cho thấy phương pháp nổ mìn phương pháp thi cơng tiên tiến, tăng nhanh tốc độ thi công, giảm nhẹ, tiết kiệm sức lao động, giảm bớt việc sử dụng máy móc, thiết bị, cơng cụ để thi cơng Tuy nhiên q trình ứng dụng cơng nghệ số cơng trình để xảy khơng vấn đề bất cập Điển hình nêu lên số cơng trình ứng dụng cơng nghệ nổ mìn thi cơng làm ảnh hưởng đến cơng trình khu vực vùng lân cận, ví dụ: - Dự án thủy điện Bảo Lộc tỉnh Lâm Đồng (cuối năm 2006), đơn vị thi công cho nổ mìn đào phá đá làm nứt tường trần nhà 2, tầng kiên cố Vết nứt dài từ hàng chục cm đến hàng mét; - Cơng trình nhà máy nhiệt điện Nông Sơn – Quảng Nam (năm 2007), nổ mìn thi cơng làm ảnh hưởng đến nhà cửa dân làm vỡ bể chứa nước công cộng khu vực dân cư; - Tháng 4/2009, UBND tỉnh Nghệ An cho phép Công ty TNHH Hiệp Hịa nổ mìn phá đá hạ độ cao rú Mượu lấy mặt xây dựng làm nứt tường, trần dầm khối nhà lớp học tầng Trường tiểu học xã Hưng Đạo, hụyện Hưng Nguyên v.v… Ứng dụng cơng nghệ nổ mìn gây tác động đến ổn định cơng trình khu vực vùng lân cận Vì vậy, cơng trình cụ thể điều kiện địa chất địa hình khu vực, ứng dụng cơng nghệ nổ mìn phải tính tốn xác định tác động sóng nổ, ứng với phương án nổ phá nhằm tránh gây ổn định cơng trình khác, hạn chế thiệt hại tài Thái Minh Hoàng Cao học 16C1 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Xây dựng cơng trình thủy sản nhân dân cơng cộng u cầu vừa có tính khoa học, vừa có tính thực tiễn nước ta Nghiên cứu sở lý thuyết sóng nổ nổ mìn đào hố móng nhà máy thủy điện Nậm Giê, đánh giá xác định tác động đến ổn định tòa nhà tầng - Khu quản lý di tích Sơn Động tỉnh Lai Châu cần thiết Trên sở cần đưa phương án thiết kế nổ mìn nhằm đảm bảo ổn định tòa nhà đảm bảo tiến độ thi công nhà máy thủy điện - Mục đích phạm vi nghiên cứu: 2.1- Mục đích nghiên cứu Từ việc sưu tầm, tổng hợp từ cơng trình nghiên cứu, báo cáo khoa học, tài liệu cơng tác nổ mìn sở lý luận tác động sóng nổ mìn phá đá đến độ bền kết cấu cơng trình Trên sở tổng hợp kết nghiên cứư đề xuất giải pháp nổ mìn, tính tốn xác định tác động sóng nổ nổ mìn phá đá nhằm đảm bảo ổn định cơng trình khu vực vùng lân cận Từ ứng dụng kết nghiên cứu cho cơng trình cụ thể 2.2 - Phạm vi nghiên cứu Luận văn tập trung nghiên cứu xác định ảnh hưởng sóng nổ nổ mìn đào hố móng nhà máy thủy điện Nậm Giê đến ổn định tịa nhà tầng - Khu quản lý di tích Sơn Động tỉnh Lai Châu - Phương pháp nghiên cứu Sưu tầm, tổng hợp từ cơng trình nghiên cứu, báo cáo khoa học kết hợp với tổng kết kinh nghiệm thực tế số kết ứng dụng nổ mìn nước ta Nghiên cứu sở lý luận ảnh hưởng sóng nổ nổ mìn phá đá thuộc phạm vi đề tài Thái Minh Hoàng Cao học 16C1 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật Chun ngành: Xây dựng cơng trình thủy Phân tích, đánh giá kiến nghị phương pháp tính tốn thơng số tác động sóng nổ nổ mìn đến độ bền kết cấu nhằm bảo vệ cơng trình xung quanh - Những vấn đề cần giải Luận văn Nghiên cứu sở lý luận tác động sóng nổ nổ mìn phá đá đến độ bền kết cấu cơng trình lân cận Đề xuất giải pháp nổ mìn, tính tốn xác định tác động sóng nổ nổ mìn phá đá nhằm đảm bảo ổn định cơng trình khu vực vùng lân cận Xác định ảnh hưởng sóng nổ nổ mìn đào hố móng nhà máy thủy điện Nậm Giê đến ổn định tòa nhà tầng Từ chọn giải pháp nổ mìn tính tốn thơng số nổ mìn phù hợp ứng với biện pháp ngăn ngừa tác động sóng nổ - Cấu trúc luận văn Luận văn gồm 102 trang (phần mở đầu, chương, kết luận phụ lục) Chương - Tổng quan tình hình nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ nổ mìn nước Chương - Cơ sở lý thuyết sóng nổ nổ mìn phá đá Chương - Nghiên cứu lựa chọn giải pháp nổ mìn đào hố móng nhà máy thủy điện Nậm Giê nhằm đảm bảo ổn định nhà tầng - Khu quản lý di tích Sơn Động tỉnh Lai Châu Kết luận kiến nghị Thái Minh Hoàng Cao học 16C1 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Xây dựng cơng trình thủy CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG CƠNG NGHỆ NỔ MÌN 1.1 - TỔNG QUAN VỀ CƠNG NGHỆ NỔ MÌN 1.1.1 - Khái qt cơng nghệ nổ mìn Thuốc nổ đen hỗn hợp gồm Nitrakali + bột than + lưu huỳnh người sử dụng từ cách hàng nghìn năm nhằm phục vụ mục đích khác Đến nay, nhiều loại thuốc nổ mạnh tìm kiếm phát minh thay thuốc nổ đen Tính từ năm 1864, nhà hố học người Nga Zinhin lần sáng chế thuốc nổ Nitrôglyxêrin cộng ông Pêtrusev nghiên cứu thuốc nổ Đinamit với thành phần 75% Nitrôglyxêrin + 25% Cácbonat magiê Đến khoảng năm 1862 kỹ sư Anphret Nơben người Thuỵ Điển tiếp tục hồn thiện loại thuốc nổ Năm 1867 hai nhà hoá học Thụy Điển tên Onxen Nocbin phát minh Nitơratamôn, nguồn nguyên liệu chủ yếu tạo thc nổ Amơnit, loại thuốc nổ có nhiều ưu việt sử dụng ngày Để điều khiển khống chế thuốc nổ, người ta chế tạo phưong tiện gây nổ mồi lửa điện, dây cháy chậm (1831) dây nổ (1879) vv… Đáp ứng nhu cầu phát triển công nghiệp nước, hàng loạt loại thuốc nổ phương tiện gây nổ tìm kiếm, chế tạo sản suất Năm 1884 người Pháp sản suất thuốc nổ Amơnit có thành phần 85% Nitrơtamơn +12% Đimitronaphtalin + 3% Trinitrônaphtalin Đến năm 1954 người Mỹ phát minh thuốc nổ Anfo phát triển nhanh chóng toàn Thái Minh Hoàng Cao học 16C1 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Xây dựng cơng trình thủy giới Loại thuốc nổ có thành phần gồm 94% Nitratamon hạt xốp hình cầu, đường kính từ - 3mm + 56% dầu Diezen Vào năm 1960 người Mỹ tiếp tục cho đời loại thuốc nổ ngậm nước có tên Watergel Loại thuốc nổ có chứa 20% nước chất tạo keo làm đơng đặc thành phần chất ơxy hố chất cháy Đây loại thuốc nổ có tỷ trọng cao, khả công nổ lớn, chịu nước tốt Tuy nhiên loại thuốc tốt lỗ khoan có đường kính lớn 80mm, tính ổn định khơng cao, giá thành đắt Năm 1978 thuốc nổ Nhũ tương lần sản suất Mỹ Đây loại thuốc nổ có nhiều ưu điểm có tỷ trọng lớn (1,25 – 1,3), khả công nổ cao (330 – 340cm3), có khả chịu nước tới 72 giờ, nổ thích hợp với loại đất đá nổ tốt lỗ khoan có đường kính từ 32mm trở lên vv… nhung có nhược điểm công nghệ chế tạo phức tạp vốn đầu tư sản suất lớn Song song với tiến khoa học nhu cầu phát triển ngành công nghiệp, loại thuốc nổ phụ kiện tương ứng phát minh, chế tạo để phục vụ nổ mìn ngành khai thác mỏ, xây dựng, thuỷ lợi, giao thông vv… Ở Việt Nam sản suất nhiều loại thuốc nổ công nghiệp phương tiện nổ 1.1.2 - Các phương pháp nổ mìn Việc phân loại phương pháp nổ mìn có ý nghĩa quan trọng việc tính tốn lựa chọn loại thuốc nổ, phương tiện nổ, tiêu thuốc nổ, sơ đồ nổ, quy mô công tác nổ mìn v.v…sao cho phương pháp nổ mìn thích hợp với điều kiện địa hình, địa chất, an tồn cho đối tượng cần bảo vệ mang lại hiệu kinh tế cao Qua tổng kết nghiên cứu, phương pháp nổ mìn phân loại theo yếu tố sau: Thái Minh Hoàng Cao học 16C1 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy 93 Cường độ chịu nén cơng trình tra theo tài liệu khảo sát địa chất tồ nhà, thấy áp lực sóng nổ nhỏ so với cường độ kháng nén, cường độ kháng kéo, cường độ kháng cắt moduyn biến dạng nhà Vậy điều kiện an toàn áp lực sóng nổ đảm bảo (4) Vận tốc giới hạn [V] Tốc độ giao động giới hạn cho loại cơng trình ghi bảng 2.6 Với nhà cơng nghiệp kết cấu khung, nham thạch dính cơng trình, tác động nhiều lần: [V] = 10cm/s; tác động lần: [V] = 20cm/s Vận tốc chuyển động đất nhà tính xấp xỉ theo cơng thức (2.52): Vr , MAX = 425.F K p.a.R 10 Trong đó: F: Hệ số phụ thuộc vào độ sâu đặt bao thuốc, độ sâu đặt thuốc khoảng độ sâu từ 1,5m đến 5m (Có thể tham khảo số liệu bảng 2.4), F lấy khoảng 0,46 ÷ 0,67 Chọn F = 0,5 K: Hệ số phụ thuộc vào đất (bảng 2.5), đất nhà đất hoàng thổ K = 60 R: Khoảng cách từ điểm tính tốn đến trung tâm nổ, R = 190m p: Hệ số lấy theo bảng 2.5, p = 180 a: Vận tốc truyền âm đất đá, a = 140 ÷ 600 (lấy theo bảng 2.5) Vr ,MAX = 425.F K p.a.R 10 = 425.0,5.60 10 = 6,1 (cm / s ) 180.140.202 Vậy vận tốc chuyển động đất đá nhỏ tốc độ dao động giới hạn đất đá cơng trình Điều kiện an tồn vận tốc giới hạn đảm bảo Thái Minh Hoàng Cao học 16C1 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật 94 Chun ngành: Xây dựng cơng trình thủy Để nâng cao hiệu nổ phá mà chưa xét đến điều kiện khác, sử dụng phương pháp nổ mìn lỗ sâu với phần móng có chiều sâu tầng đá từ sàn lắp máy đến đáy móng (H ≤ 12m), nổ mìn lỗ nơng với phần móng có chiều sâu tầng đá nhỏ 5m (H ≤ 5m) Nghĩa tồn khối lượng đào đá hố móng nổ phá đợt nổ (không kể cơng việc phụ khác nổ mìn phá đá q cỡ, nổ mìn đào lớp bảo vệ) kết hợp nổ mìn lỗ nơng nổ mìn lỗ sâu Về cách xác định tiêu thơng số nổ mìn lỗ sâu nổ mìn lỗ nơng gần giống Trong có số cơng thức hệ số kinh nghiệm áp dụng riêng cho phương pháp Như tổng khối lượng thuốc nổ đợt nổ lấy xấp xỉ tổng khối lượng thuốc hai đợt nổ tính tốn trên: + Lượng thuốc nổ nổ đồng thời là: ΣQ đt = 4742,4 + 2246,4 = 6988,8 (kg) R R + Lượng thuốc nổ nổ vi sai là: ΣQ vs = 3584,0 + 1792,0 = 5376,0 (kg) R R Kiểm tra điều kiện an toàn dễ thấy điều kiện an toàn sóng nổ xung kích khơng đảm bảo kể áp dụng phương pháp nổ mìn vi sai Khoảng cách an tồn sóng xung kích vụ nổ nổ vi sai ứng với đợt nổ cho tồn hố móng là: RB = K B Q = 5376 = 219,96 (m) Khoảng cách từ hố móng đến tồ nhà 190m, khơng đảm bảo an toàn cho nhà Mặt khác, xét đến điều kiện khác tổ chức mặt thi cơng hố móng, cơng tác phụ khác việc áp dụng kết hợp nổ mìn lỗ nơng nổ mìn lỗ sâu khơng khả thi Cơng tác bốc xúc vận chuyển đất đá khỏi hố móng khó khăn chênh cao từ đáy hố móng lên đến mặt đất tự Thái Minh Hồng Cao học 16C1 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật 95 Chun ngành: Xây dựng cơng trình thủy nhiên lớn Các công tác phụ khác kéo theo thời gian thi cơng tồn hố móng gần tương đương với phương án hai đợt nổ 3.2.1.2 – Biện pháp ngăn ngừa tác động sóng nổ Sau kiểm tra tiêu an tồn cơng trình thấy điều kiện – khoảng cách an tồn sóng xung kích khơng đảm bảo ứng dụng phương pháp nổ mìn đồng thời Hai cách giải xem xét: giảm quy mô vụ nổ tìm biện pháp ngăn ngừa tác động sóng xung kích Nếu giảm quy mơ vụ nổ tầng nổ phá phải tiến hành nhiều vụ nổ dẫn đến khâu phụ khác phát sinh có nhiều đợt nổ Để đảm bảo cơng tác thi cơng nổ mìn đào hố móng nhà máy thủy điện liên tục nhanh gọn Do phương án nổ mìn quy mơ vụ nổ giữ nguyên Tuy nhiên nhằm đảm bảo an toàn cho nhà tác động sóng xung kích cần đưa phương án nổ mìn thích hợp biện pháp bổ sung ngăn ngừa tác động Các biện pháp ngăn ngừa tác động sóng xung kích xem xét lựa chọn phải phù hợp với điều kiện thực tế cơng trình Có số phương án nổ mìn đảm bảo an tồn biện pháp bổ sung ngăn ngừa tác động sóng nổ nêu Chương II nổ mìn vi sai, tạo màng ngăn sóng địa chấn, nổ mìn tạo viền che chắn, gia cố cơng trình Sau nghiên cứu điều kiện thực tế mặt hố móng để tìm giải pháp phù hợp Theo mặt tổng thể khu vực hố móng nhà máy thủy điện bao gồm phần mặt đến nhà thấy rằng, hướng dọc hố móng nhà máy trùng với hướng từ hố móng đến tồ nhà Do đặc điểm nhà thủy điện xả nước trở lại suối nên hố móng nhà máy nằm sườn đồi hướng kênh xả suối, hướng dọc nhà máy nằm gần song song với bờ suối Thái Minh Hoàng Cao học 16C1 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật 96 Chun ngành: Xây dựng cơng trình thủy Cũng theo tài liệu khảo sát địa chất hướng nằm lớp đá vng góc với trục dọc nhà máy nghiêng góc so với phương thẳng đứng Ở tốn kiểm tra trình bày trên, điều kiện an tồn sóng xung kích khơng đảm bảo áp dụng phương án nổ đồng thời Tuy nhiên xem xét phương án nổ vi sai đảm bảo Cụ thể là: Khoảng cách an tồn sóng xung kích vụ nổ nổ vi sai là: R B = K B Q = 3584 = 179,6(m) Vậy khoảng cách an tồn sóng xung kích đảm bảo áp dụng phương pháp nổ mìn vi sai Từ điều kiện thực tế chọn phương án nổ mìn giải pháp ngăn ngừa theo phương pháp nổ mìn vi sai bố trí hướng đào phá (bố trí tạo mặt thống) vng góc với trục dọc hố móng, hướng phía bờ suối tức hướng vng góc so với hướng đến tồ nhà Biện pháp tập trung hướng áp lực sóng nổ xung kích hướng văng đất đá phía bờ suối, cịn hướng truyền sóng nổ phía khác phía tồ nhà giảm bớt Ngoài cần sử dụng biện pháp che chắn bờ hố móng phía nhà “tường” chắn bạt gỗ nhằm làm giảm áp lực sóng xung kích ngăn viên đá nhỏ văng xa Mặt đá nằm sâu mặt đất tự nhiên khoảng 8m biện pháp che chắn bờ đỡ tốn 3.2.2 - Chọn giải pháp nổ mìn Do đặc thù địa hình khu vực nhà máy thủy điện, sát bên trái nhà đường Quốc lộ 4D, cao trình mặt đường khoảng +697m Cao trình đáy hố móng +675m, chênh cao từ mặt đường đến đáy hố móng trung bình 20m Để thuận tiện cho việc bốc xúc, bố trí mặt vận chuyển đất đá thải khỏi hố móng phải làm đoạn đường trung gian rẽ nhánh xuống hố móng Thái Minh Hoàng Cao học 16C1 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật Chun ngành: Xây dựng cơng trình thủy 97 chia hố móng thành hai tầng nổ phá ứng với cao trình mặt tầng nổ phá theo giai đoạn Tầng nổ phá I đến cao trình sàn lắp máy +681m, tầng nổ phá II đến cao trình +675m Sau nổ phá giai đoạn I xong (Tầng nổ phá I thi công) tiến hành giai đoạn nổ phá II Các công tác tính tốn cho tầng nổ phá II tiến hành tương tự tầng nổ phá I Vì kích thước tầng II nhỏ tầng I (xấp xỉ nửa) nên việc giải toán kiểm tra ảnh hưởng sóng nổ khơng cần thiết Giải pháp nổ mìn chọn nổ mìn lỗ nơng theo phương pháp nổ mìn vi sai Qua so sánh kết tính tốn thấy phương pháp nổ mìn vi sai khối lượng thuốc nổ giảm so với phương pháp nổ đồng thời Mặt khác, so sánh lượng xuất đá cho 1m dài lỗ khoan (X) hai phương pháp nổ mìn thấy hiệu bật nổ mìn vi sai so với nổ mìn đồng thời Lượng xuất đá cho 1m dài lỗ khoan vụ nổ tính theo cơng thức: X= Vđ ΣLlk Trong đó: V đ : Tổng lượng đá nổ phá ra, m3 R R P ΣL lk : Tổng chiều dài lỗ khoan, m R R + Tổng lượng đá nổ phá 1m dài tính theo cơng thức: Vđ = ( B + Btr ) H (m3) P P B tr : bề rộng móng, B tr = b+2m.H R R R R m: hệ số mái hố móng, m = 0,5 B: bề rộng đáy móng, B = 37 B tr = 37+2.0,5.5 = 42m R R Thái Minh Hoàng Cao học 16C1 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật 98 Chun ngành: Xây dựng cơng trình thủy H: chiều sâu móng, H = 5m Vđ = ( B + Btr ) H = (37 + 42) = 197,5 (m ) 2 + Tổng chiều dài lỗ khoan đợt nổ: - Đối với nổ đồng thời: ΣLdtlk = nlkdt H = 988.5 = 4940 (m) - Đối với nổ vi sai: ΣLvslk = nlkvs H = 560.5 = 2800 (m) Vậy: Lượng xuất đá cho 1m dài lỗ khoan nổ đồng thời là: X dt = Vđ 197,5 = = 0,04 (m / md ) dt ΣLlk 4940 Lượng xuất đá cho 1m dài lỗ khoan nổ vi sai là: X vs = Vđ ΣL vs lk = 197,5 = 0,07 (m / md ) 2800 Thấy lượng xuất đá (W) nổ vi sai tăng so với nổ đồng thời là: W = X vs − X dt 0,07 − 0,04 100% = 100% = 43,3% 0,07 X vs Kết luận: Từ nghiên cứu tính tốn vào điều kiện thực tế cơng trường hố móng nhà máy thủy điện Nậm Giê, mặt tổng thể khu vực đến nhà tầng cần bảo vệ, chọn giải pháp nổ mìn phương án nổ mìn lỗ nơng theo phương pháp nổ mìn vi sai, hướng tạo mặt thống vng góc với hướng đến nhà Biện pháp ngăn ngừa bổ sung làm giảm ảnh hưởng tác động sóng nổ che chắn bờ hố móng phía tồ nhà 3.3 - ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC Trên sở lý thuyết nghiên cứu Chương I, Chương II hồ sơ khảo sát, thiết kế cơng trình thủy điện Nậm Giê, thiết lập sơ đồ toán Thái Minh Hoàng Cao học 16C1 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật 99 Chun ngành: Xây dựng cơng trình thủy kiểm tra an toàn cho nhà tầng cách hố móng nhà máy thủy điện 190m tác dụng sóng nổ mìn phá đá đào móng Sau giải tốn xác định thơng số khoan nổ, kiểm tra tiêu an toàn cho nhà, nhận xét đánh giá kết sơ đồ toán chọn biện pháp, phương án nổ mìn Kết tính tốn thơng số khoan nổ tương đối xác hợp lý, sở lý thuyết tham khảo tài liệu khác Kiểm tra tiêu an tồn cơng trình đa số đảm bảo, riêng tiêu an tồn sóng xung kích xem xét biện pháp bổ sung nhằm ngăn ngừa giảm tác động Lựa chọn biện pháp phương án nổ mìn dựa so sánh phương pháp giảm khối lượng thuốc nổ, tăng hiệu nổ mìn Tuy nhiên, sơ đồ tốn cịn hạn chế chưa ứng dụng triệt để hiệu công dụng công nghệ nổ mìn Khi áp dụng phương pháp nổ mìn lỗ nông không tận dụng ưu so với nổ mìn lỗ sâu là: khối lượng nổ phá nổ mìn lỗ nơng khơng lớn, địi hỏi khối lượng lao động lớn; hiệu suất nổ phá nổ mìn lỗ sâu cao Do cấu tạo hố móng nhà máy thuỷ điện điều kiện địa hình khu nhà máy việc chọn lựa phương pháp nổ mìn phù hợp với bố trí mặt thi cơng hố móng, mặt khoan nổ đặc biệt quan trọng an toàn cho nhà tầng Ngoài ưu điểm phương pháp nổ mìn lỗ nơng đào hố đào với độ xác lớn phá hoại khối đá ngồi phạm vi thiết kế tiết kiệm khâu chỉnh sửa Thái Minh Hoàng Cao học 16C1 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật 100 Chun ngành: Xây dựng cơng trình thủy KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Khi xây dựng cơng trình thủy lợi nói chung, cơng trình thủy điện nói riêng, việc đào hố móng hạng mục đập dâng, tuyến kênh chuyển nước hay nhà máy thủy điện yêu cầu độ bền công trình nên thường gặp điều kiện địa chất gồm nhiều lớp phần lớn lớp đá cứng Do cần phải thi công khoan nổ để đào hố móng cơng trình theo u cầu thiết kế, đảm bảo tiến độ thi cơng cơng trình Tuy nhiên bên cạnh ưu điểm bật việc ứng dụng cơng nghệ nổ mìn cịn tồn mang tính thời sự, là: sử dụng loại vật liệu nguy hiểm nên yêu cầu an toàn cao, phương pháp ứng dụng phức tạp Đặc biệt gần lỏng lẻo quản lý thiếu chuyên nghiệp đơn vị thi công không đưa phương án nổ mìn thích hợp chưa ngăn ngừa ảnh hưởng sóng nổ mìn, làm hư hỏng thiệt hại cơng trình cơng cộng nhà cửa dân vùng lân cận vụ nổ Với cơng trình có điều kiện địa hình, địa chất đặc điểm bên ngồi mơi trường riêng biệt, việc nghiên cứu điều kiện, đặc điểm tính tốn ảnh hưởng sóng nổ nhằm đưa biện pháp nổ mìn đảm bảo ổn định cơng trình lân cận thực tế nhiều cơng trình chưa làm Các kết nghiên cứu Luận văn đạt sau: 1- Nghiên cứu tính tốn thông số khoan nổ đặc biệt tác động sóng nổ (xung kích, địa chấn) đến ổn định cơng trình lân cận nhằm tránh hư hỏng thiệt hại cho cơng trình cơng cộng, nhà cửa dân cho phép khai thác tối đa công dụng hiệu biện pháp nổ mìn hồn tồn Thái Minh Hồng Cao học 16C1 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật 101 Chun ngành: Xây dựng cơng trình thủy 2- Nghiên cứu, hồn thiện phương pháp tính tốn thơng số nổ điều kiện cần phải dựa quy luật tác dụng vụ nổ môi trường đất đá kết nghiên cứu đặc điểm khối nguyên đất đá làm vỡ Xác định vật mang lượng nổ tác động đến đối tượng cần bảo vệ cho phép đưa phương án nổ mìn biện pháp ngăn ngừa hữu hiệu Luận văn trình bày yếu tố tác động vụ nổ áp lực sản phẩm kích nổ, trường sóng nổ đặc biệt tác động sóng nổ (xung kích, địa chấn) 3- Nghiên cứu điều kiện địa hình, địa chất đặc điểm xung quanh vị trí móng cơng trình phần việc để lựa chọn giải pháp nổ mìn, biện pháp ngăn ngừa cho giảm tác động sóng nổ đến cơng trình lân cận 4- Các ví dụ tính tốn trình bày luận văn toán riêng lẻ, yêu cầu xác định thông số khoan nổ xét điều kiện đơn giản Sơ đồ tốn mà luận văn nghiên cứu mang tính tổng hợp: u cầu tính tốn thơng số khoan nổ, đặc biệt yếu tố sóng nổ tác động đến cơng trình lân cận; hai thời gian cho phép có hạn phải đảm bảo khoan nổ khối lượng đất đá khỏi hố móng cơng trình thi công đảm bảo tiến độ cho trước; ba lựa chọn biện pháp nổ mìn nhằm giảm thiểu tác động sóng nổ khai thác tối đa cơng dụng biện pháp nổ mìn; ngồi để nâng cao tính an tồn cần nghiên cứu bổ sung biện pháp ngăn ngừa tác động sóng nổ Kiến nghị 1- Khi xét ảnh hưởng, tác động nổ mìn đến ổn định cơng trình lân cận sóng nổ yếu tố gây phụ thuộc vào yếu tố mơi trường trung gian Đối với cơng trình khác điều kiện mơi Thái Minh Hồng Cao học 16C1 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật 102 Chuyên ngành: Xây dựng cơng trình thủy trường khác Tác giả mong muốn kết hợp với tài liệu nghiên cứu tác giả khác cơng trình khác để có tổng kết hồn thiện 2- Những nội dung nghiên cứu tính tốn Luận văn dựa sở lý thuyết hồ sơ cơng trình, để hồn thiện cho nghiên cứu tác giả mong muốn tạo điều kiện tiến hành công tác thực nghiệm, kiểm nghiệm hoàn thiện sở lý thuyết theo hướng luận văn trình bày Nội dung Luận văn chủ yếu nghiên cứu ảnh hưởng sóng nổ mìn đào phá đá hố móng cơng trình, sở lý thuyết tập trung dựa tài liệu nghiên cứu hồ sơ cơng trình Do lĩnh vực nghiên cứu tương đối rộng, thời gian trình độ cịn hạn chế tác giả áp dụng cho cơng trình cụ thể Luận văn đề xuất lựa chọn biện pháp nổ mìn nhằm giảm thiểu ảnh hưởng sóng nổ (xung kích, địa chấn) đến ổn định cơng trình lân cận Tuy nhiên ảnh hưởng sóng nổ mìn cơng trình khu vực vùng lân cận cịn phụ thuộc vào nhiều yếu tố môi trường điều kiện địa hình địa chất cơng trình đoạn trung gian điểm nổ mìn đến cơng trình cần bảo vệ, phương án bố trí sơ đồ nổ, …vv Những tác động ảnh hưởng cơng trình có đặc điểm khác cịn nhiều vần đề phức tạp mặt khoa học thực tiễn, tồn mà luận văn chưa có tổng kết chung Tác giả xem hạn chế hướng nghiên cứu tổng kết giai đoạn Tác giả chân thành cám ơn đồng nghiệp, bạn bè, gia đình đơn vị công tác động viên giúp đỡ nhiều thời gian qua Đặc biệt tác giả xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Nhà trường, thầy cô giáo, thầy giáo PGS.TS Bùi Văn Vịnh tận tình giảng dạy, giúp đỡ tác giả qúa trình học tập, nghiên cứu hồn thành Luận văn này./ Thái Minh Hoàng Cao học 16C1 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật Chun ngành: Xây dựng cơng trình thủy TÀI LIỆU THAM KHẢO U Tiếng Việt Nguyễn Đình Ấu, Nhữ Văn Bách (1996), Phá vỡ đất đá phương pháp khoan - nổ mìn, NXB Giáo dục Bộ Thuỷ lợi (1974), Quy phạm thi công nghiệm thu khoan nổ mìn cơng trình đất đá, QPTL D3-74 Bộ Thuỷ lợi (1982), Quy trình nổ mìn xây dựng thủy lợi – thủy điện, QPTL D1-82 Bộ Xây dựng (1998), Quy phạm an toàn bảo quản, vận chuyển sử dụng vật liệu nổ - TCVN 4586-1997, NXB Lao động Nguyễn Văn Cận, Nguyễn Xuân Mão (1974), Sóng ứng suất biến dạng nổ mơi trường đất đá có tính lưu biến, Tuyển tập cơng trình khoa học – Hội nghị khoa học X – Đại học thủy lợi Cục kỹ thuật an tồn cơng nghiệp – Bộ Cơng nghiệp, Kỹ thuật nổ an tồn – vật liệu nổ cơng nghiệp Lê Đình Chung (1995), Tính tốn tác dụng sóng xung kích khơng nổ phá gây ra, Nội san khoa học kỹ thuật – Trường Đại học thủy lợi Lê Đình Chung (1998), Khoan nổ mìn khai thác đá đào móng cơng trình thủy lợi, Dự án WB Cr.2711-VN, Bộ Nông nghiệp PTNT Trần Lưu Chương (1968), Phương pháp kiểm tra cơng trình chịu tác dụng sóng nổ xung kích, Tập san học I – Ủy ban khoa học nhà nước 10 Vũ Văn Tĩnh, Bùi Văn Vịnh, Lê Đăng Nhàn (1986), Nổ mìn xây dựng thủy lợi, NXB Nơng nghiệp Thái Minh Hồng Cao học 16C1 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Xây dựng cơng trình thủy 11 Bùi Văn Vịnh, Một số vấn đề phương pháp thi công đắp đập nổ mìn định hướng, Tuyển tập hội nghị khoa học Trường Đại học thủy lợi 12 Bùi Văn Vịnh (1996), Bảo vệ đáy hố móng cơng trình thủy lợi thi cơng phương pháp nổ mìn, Tạp chí hoạt động khoa học , Bộ Khoa học Công nghệ Môi trường 13 Bùi Văn Vịnh (1999), Nghiên cứu ứng dụng nổ mìn đào mong cơng trình thuỷ lợi, Tuyển tập cơng trình khoa học, Hội nghị khoa học 40 năm thành lập Trường Đại học thủy lợi 14 Bùi Văn Vịnh (2000), Nghiên cứu ứng dụng nổ mìn xây dựng Việt Nam, Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Trường Đại học Thủy lợi Hà Nội Tiếng Anh 15 H.Kolski (1956), Stress waves in solids, London, Cambridge 16 Volumel, ADB (1996), Guideline for the Economicanlysis projects Tiếng Nga 17 A.A Phêsenkơ, V.S Risstơp, Nổ mìn tạo biên xây dựng thủy lợi, Nguyễn Khánh Tường dịch (1986), NXB Xây dựng 18 A.G Batđawrôp, E.B Baxkuep, M.F Buastein , Xây dựng đập đất đá nổ mìn định hướng, Lê Bắc Huỳnh dịch (1978), NXB Nông nghiệp 19 B3bIBHbIe paσotbI BσΠN3N OxpaHReMbIX OσGeKTOB (1984) 20 B.H MocNHeu, A.B AσpaMOB, Pa3pymehne TpemnHOBaTbIX HapYmeHHbIX rOpHbIX nopov (1992), M.Hevpa Thái Minh Hoàng Cao học 16C1 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Xây dựng cơng trình thủy 21 G.I Pakrơpky, Sử dụng mìn định hướng xây dựng thủy lợi (Nhà xuất Quốc gia tài liệu xây dựng, Kiến trúc vật liệu xây dựng, M1963), Phan Sỹ Kỳ dịch (1968), Vụ kỹ thuật – Bộ thủy lợi (cũ) 22 I.u Iakovlep (1939), Thuỷ động lực học gây nổ, XIAN Liên Xô 23 N.A Evtropov (1965), Công tác nổ xây dựng, NXB L.P.X Matxcơva 24 M.A Xađavxki (1995), Tác dụng học sóng âm theo tài liệu nghiên cứu thực nghiệm, Tuyển tập “Vật lý nổ”, NXB Viện hàn lâm khoa học Liên Xô 25 Ph.X Baum, B.I Secxter K.B Xtanloukovich (1959), Vật lý học gây nổ 26 V.K Philipov, D.Kh Alicv (1975), Phá đá phương pháp khác nhau, NXB “Khoa học”, Almaata Thỏi Minh Hong Cao hc 16C1 bình đồ lòng hồ ®Ëp tû lÖ 1:2500 bé NN&PTNT T.K.C.S viÖn khoa häc thủy lợi C.ty XD chuyển giao CÔNG NGHệ Thuỷ lợi 2006 Công trình thủy điện Nậm Giê - xà Bình L- - huyện Tam đ-ờng Lai Châu khu nhà máy mặt tổng thể khu bể áp lực+nhà máy Chủ nhiệm DA Hoàng Ngọc Tuấn Kiểm tra Lê Nho Thịnh Thiết kế Nguyễn Ngọc Huy Bản vẽ số: N o - 108c - ch - 03 Hoµn thµnh Tû lÖ 07/2006 1/200 ... pháp nổ mìn, tính tốn xác định tác động sóng nổ nổ mìn phá đá nhằm đảm bảo ổn định cơng trình khu vực vùng lân cận Xác định ảnh hưởng sóng nổ nổ mìn đào hố móng nhà máy thủy điện Nậm Giê đến ổn định. .. dụng kết nghiên cứu cho cơng trình cụ thể 2.2 - Phạm vi nghiên cứu Luận văn tập trung nghiên cứu xác định ảnh hưởng sóng nổ nổ mìn đào hố móng nhà máy thủy điện Nậm Giê đến ổn định tòa nhà tầng... ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI THÁI MINH HỒNG NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG CỦA SĨNG NỔ MÌN KHI ĐÀO HỐ MÓNG NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN NẬM GIÊ (LAI CHÂU) ĐẾN SỰ ỔN ĐỊNH CỦA