Nghiên cứu biện pháp thi công giềng nghiêng bằng phương pháp đào robin và cốp pha trượt

-1- PHẦN MỞ ĐẦU I TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Ngày nay, khắp nơi giới nhận thức rõ ràng cơng trình thủy điện nguồn cung cấp lượng vô to lớn cho phát triển quốc gia Đối với đường hầm nhà máy thủy điện qua vùng có địa hình thay đổi đột ngột, địa chất phức tạp ta phải thi công giếng nghiêng Tuy nhiên, công tác thi cơng giếng nghiêng lại khó khăn lựa chọn biện pháp thiết bị thi công đặc thù địa hình, địa chất xung quanh khu vực xây dựng cơng trình Đề tài “Nghiên cứu đề suất biện pháp thi cơng giếng nghiêng ” hồn tồn cần thiết có ứng dụng thực tế cao công tác thi công tuyến lượng cơng trình nhà máy thủy điện II MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI Đưa giải pháp thi công giếng nghiêng hợp lý nhằm giảm chi phí đẩy nhanh tiến độ thi công III ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Nghiên cứu, đề suất biện pháp thi công giếng nghiêng cơng trình thủy điện Đakđrinh phương pháp đào Robin cốp pha trượt IV CÁCH TIẾP CẬN, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ KẾT QUẢ DỰ KIẾN ĐẠT ĐƯỢC Cách tiếp cận Qua môn học chương trình đào tạo Cao học Trường đại học Thủy Lợi Từ tài liệu thiết kế, thi công cơng trình ngầm điển hình Việt Nam nước mạng Intenet thực tế mà Học viên thi công -2- Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu biện pháp thi công cơng trình ngầm Nghiên cứu đặc điểm địa hình, địa chất, tổ chức giao thơng cơng trình thủy điện Đakđring Đề suất biện pháp thi công giếng nghiêng phương pháp khoan Robin Kết dự kiến đạt Đưa biện pháp thi công giếng nghiêng cụ thể áp dụng cho cơng trình thủy điện Đăkđring V NỘI DUNG LUẬN VĂN CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG ĐƯỜNG HẦM 1.1 Các phương pháp xây dựng đường hầm 1.1.1 Phương pháp đào hầm khoan nổ 1.1.2 Phương pháp đào hầm theo phương pháp NATM 1.1.3 Phương pháp đào hầm khiên máy TBM 1.1.4 Phương pháp đánh chìm 1.1.5 Phương pháp đào lấp 1.1.6 Phương pháp kích ép 1.2 Các cơng tác thi cơng đường hầm phương pháp khoan nổ 1.2.1 Công tác trắc đạc 1.2.2 Công tác khoan gương nổ mìn 1.2.3 Cơng tác thơng gió 1.2.4 Cơng tác cấp điện, nước 1.2.5 Công tác bốc xúc vận chuyển đá sau nổ mìn 1.2.6 Gia cố hầm 1.2.7 Công tác thi công vỏ hầm 1.3 Kết luận -3- CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM THI CÔNG ĐƯỜNG HẦM 2.1 Điều kiện địa chất địa chất thủy văn công trình 2.1.1 Điều kiện địa chất cơng trình 2.1.2 Điều kiện địa chất thủy văn cơng trình 2.2 Các u cầu môi trường xây dựng thi công đường hầm 2.2.1 Yêu cầu nhiệt độ thi công 2.2.2 u cầu nước thi cơng 2.2.3 u cầu thơng gió cấp khí thi cơng 2.3 Cơng tác an tồn lao động vệ sinh môi trường thi công đường hầm 2.3.1 An tồn cơng tác khoan 2.3.2 An tồn cơng tác nổ mìn 2.3.3 An tồn thiết bị 2.3.4 An tồn cơng tác cốp pha, cốt thép 2.3.5 An toàn lắp đặt sử dụng điện 2.3.6 An tồn cơng tác đào xúc vật liệu thủ công 2.3.7 Biện pháp đảm bảo vệ sinh môi trường 2.4 Kết luận CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG GIẾNG NGHIÊNG BẰNG THIẾT BỊ ĐÀO ROBIN VÀ CỐP PHA TRƯỢT 3.1 Các phương pháp thi công giếng nghiêng 3.1.1 Phương pháp đào từ xuống 3.1.2 Phương pháp đào từ lên 3.1.3 Phương pháp hỗn hợp 3.2 Phương pháp đào thiết bị Robin 3.2.1 Cấu tạo chủng loại thiết bị đào Robin 3.2.2 Các công thức tính tốn lựa chọn thiết bị 3.2.3 Các bước thi cơng phương pháp đào Robin 3.3 Phương pháp thi công vỏ giếng nghiêng -4- 3.3.1 Nguyên lý thi công vỏ giếng nghiêng 3.3.2 Thiết kế cốp pha 3.4 Kết luận CHƯƠNG 4: ÁP DỤNG CHO CÔNG TRÌNH THỦY ĐIỆN ĐĂKĐRINH 4.1 Tổng quan cơng trình thủy điện Đăkđrinh 4.1.1 Vị trí cơng trình 4.1.2 Nhiệm vụ cơng trình 4.1.3 Các thơng số tuyến lượng 4.2 Tổ chức thi công đào thiết bị robin 4.2.1 Tính tốn lựa chọn thiết bị đào dẫn hướng 4.2.2 Công tác đào mở rộng 4.2.3 Công tác gia cố sau đào 4.2.4 Công tác bốc xúc vận chuyển đất đá sau đào 4.3 Tổ chức thi công vỏ giếng nghiêng cốp pha trượt 4.4.1 Công tác cốp pha 4.4.2 Công tác cốt thép 4.4.3 Công tác bê tông 4.5 Kết luận: -5- CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG ĐƯỜNG HẦM 1.1 Các phương pháp xây dựng đường hầm Khi thi công hầm qua vùng địa chất khác người ta có phương pháp đào khác như: - Phương pháp đào hầm khoan nổ - Phương pháp đào hầm theo phương pháp NATM - Phương pháp đào hầm khiên máy TBM - Phương pháp đánh chìm - Phương pháp đào lấp - Phương pháp kích ép 1.1.1 Phương pháp đào hầm khoan nổ Trình tự thi cơng phương pháp gồm nhiều cơng đoạn 1.1.1.1 Khoan lỗ mìn Trong đào hầm thường dùng phương pháp nổ mìn lỗ nơng Số lượng lỗ mìn khoan phụ thuộc vào độ cứng mức độ nứt nẻ đất đá, chiều sâu lỗ mìn, loại thuốc nổ trọng lượng bao thuốc Chiều sâu lỗ mìn lấy sâu chiều sâu tiến khoang đào α W Lk Hình 1-1: Các dạng nổ mìn lỗ nơng -6- 1- Lỗ mìn tạo mặt thống 3- Đáy lỗ mìn 5- Lỗ mìn phá 2- Phễu lỗ mìn rãnh tạo - Lỗ mìn sửa mìn viền Trong đó: W: Đường cản ngắn Lk: Bước tiến đường hầm hay chiều dài sau chu kỳ khoan -nổ α: Góc nghiêng lỗ mìn tạo rãnh Trong gương đào đường hầm, lỗ mìn nổ theo trình tự sau: * Trường hợp nổ mìn sửa: - Nổ lỗ mìn tạo rãnh (1) trước - Sau tạo phễu (2) tiến hành nổ 5,4 * Trường hợp nổ mìn viền: - Nổ (4) trước - Sau nổ (1) (5) Thiết bị khoan đường hầm thường dùng loại máy khoan tự di chuyển đặt xe Ví dụ thi cơng đường hầm dẫn dịng Cửa Đạt sử dụng loại khoan xoay đập, khoan tồn mặt gương đào (D = 9m), thí dụ loại Boomer (Thụy Điển) gồm ba cần khoan lần Máy khoan cịn dùng hỗ trợ cơng tác cậy đá long rời, rửa đá, đặt đinh thép neo đá vào gương đào Chiều sâu khoan nổ tối đa để nổ theo lý thuyết bán kính Tuynen song cần tính tốn nổ thử để định Kinh nghiệm cơng trình Cửa Đạt (Lk < 4,5m) để giảm nứt nẻ đá xung quanh tuynen, đảm bảo chống thấm tốt giảm vữa 1.1.1.2 Công tác nổ phá Thuốc ammơnít N0-1 loại thuốc thường dùng việc đào đường hầm, nén thỏi 36 mm, dài 13,5 cm, trọng lượng 200 gram, khả phá vỡ mạnh, yếu chút loại chứa 62% dinamit (hệ số hao hụt 1,07 so với loại ammơnít N0-1) Ammơnít N0-6 thường áp dụng cho loại đá cứng trung bình Nổ mìn tạo mặt phẳng: Phần mặt cắt đường hầm nổ cho khối lượng cịn sót lại so với thiết kế theo chu vi nhỏ Khối lượng lại -7- nổ sau kích nổ mìn phá nhờ lỗ mìn bổ sung có đường kính nhỏ hơn, khoan theo đường viền mặt cắt, song song với trục đường hầm, khoảng cách lỗ 20 cm Các lỗ mìn nạp thuốc theo trình tự: Một lỗ nạp thuốc, lỗ khơng nạp thuốc, sau lặp lại Loại thuốc có tính phá yếu so với loại thuốc nổ phá Đối với đường hầm Cửa Đạt gây nổ kíp nổ điện vi sai (nổ mìn tạo rãnh trước, sau nổ phá cuối nổ mìn sửa) Trường hợp cấp vi sai có kíp nổ ứng với 10ms, 20ms, 35ms Nếu cần cấp (lỗ mìn phá nhiều, nổ đợt) có kíp nổ ứng với 10ms, 20ms, 35ms, 50ms Sử dụng lỗ mìn sửa theo chu vi mặt cắt đường hầm nhằm hạn chế tối đa nứt nẻ nổ mìn Quy mơ lần nổ (ứng cấp vi sai với khối lượng thuốc nổ lớn nhất) cần phải nhỏ lượng thuốc nổ cho phép để vận tốc sóng xung kích bé tốc độ lay động hạt đá, tránh gây ảnh hưởng đến vật chống đỡ chất lượng đá xung quanh hầm 1.1.2 Phương pháp NATM Việc áp dụng chống neo thép kết hợp với bê tông phun lưới thép cho phép hạn chế biến dạng khối đất đá xung quanh hầm sau đào hầm liên kết khối đá lại với cách có hiệu quả, làm cho đất đá xung quanh hầm trở thành phần kết cấu chống đỡ hầm Trên lý thuyết kỹ sư người Áo nghiên cứu đưa phương pháp xây dựng hầm Áo NATM (New Austrian Tunnelling Method) * Nguyên tắc phương pháp xây dựng hầm NATM: Về lý thuyết kết cấu hầm tổ hợp đá núi vỏ hầm, hầm chống đỡ chủ yếu khối đất đá xung quanh Đây khái niệm phương pháp NATM Kỹ sư hầm phải biết vận dụng khái niệm vào công tác đào hầm Hệ thống chống đỡ hầm nên áp dụng hạn chế mang tính hỗ trợ hiệu ứng tự ổn định khối đá -8- Theo phương pháp NATM, điều quan trọng phải trì cường độ nguyên thủy khối đá Cách chống đỡ truyền thống gỗ vòm thép giúp ngăn ngừa biến dạng khối đá xung quanh hầm Bê tông phải phun sau đào để ngăn biến dạng khối đá cách hữu hiệu Theo công nghệ thi cơng hầm truyền thống, có khoảng trống hệ thống chống đỡ khối đá Khối đá xung quanh chống đỡ thông qua điểm tiếp xúc nên có xu hướng biến dạng vào phía đường hầm nhằm lấp đầy khoảng trống nói Sự rời rạc (biến dạng) khối đá có xu hướng phát triển đến độ sâu h tính từ tường hầm Theo phương pháp NATM, sử dụng bêtông phun trực tiếp bám chặt với bề mặt khối đá quanh đường hầm nên ngăn không cho khối đá biến dạng Biến dạng khối đá phải ngăn chặn hợp lý việc khối đá rời rạc làm cho cường độ bị giảm Cường độ khối đá, phụ thuộc chủ yếu vào lực ma sát phân khối đá, giảm xuống ma sát giảm Nguyên tắc áp dụng chủ yếu đá cứng Đối với đá mềm, chẳng hạn lớp đá trầm tích sau Kỷ Đệ Tam đến Kỷ Đệ Tứ, đặc tính chúng phụ thuộc vào lực dính góc nội ma sát Khối đá phải giữ điều kiện ứng suất nén ba trục Cường độ khối đá chịu ứng suất nén đơn trục hai trục thấp cường độ điều kiện ba trục Cường độ chịu nén khối đá điều kiện nén nhiều trục cao khối đá điều kiện nén trục Sau đào hầm, vách hầm trạng thái nở hông hệ thống chống đỡ lắp đặt Để trì trạng thái ứng suất nén ba trục ổn định khối đá, vách hầm phải phủ kín bêtơng phun Biến dạng khối đá phải ngăn chặn hợp lý Phải thiết lập hệ thống chống đỡ để ngăn chặn giãn nở (tơi) nguy đổ sập khối đá Nếu hệ thống chống đỡ thiết lập cách thích hợp chất lượng việc đào hầm tăng đồng thời đảm bảo hiệu kinh tế -9- Nếu biến dạng cho phép vượt giới hạn, vùng biến dạng dẻo quanh hầm phát triển khe nứt xuất “Ngăn chặn biến dạng” nghĩa giảm thiểu tối đa biến dạng xung quanh hầm biến dạng xảy đào hầm khơng thể tránh khỏi, ví dụ biến dạng đàn hồi biến dạng nổ mìn Vì thế, giới hạn biến dạng cho phép cần đề ứng loại hệ thống chống đỡ cập nhật từ kết đo đạc quan trắc Địa kỹ thuật Hệ thống chống đỡ phải lắp đặt kịp thời Lắp đặt hệ thống chống đỡ sớm hay muộn đem lại kết bất lợi Hệ thống chống đỡ không mềm hay cứng Các hệ thống chống đỡ cần có độ mềm dẻo thích hợp để trì cường độ khối đá Nếu hệ thống chống đỡ lắp đặt sớm, áp lực tác dụng lên kết cấu chống đỡ cao Mặt khác áp lực tiếp tục tăng lên lắp đặt hệ thống chống đỡ chậm Hệ thống chống đỡ lắp đặt lúc có khả giảm tải trọng đến nhỏ Nếu hệ thống chống đỡ cứng đắt, mềm khối đá biến dạng nhiều, tải trọng tác dụng lên hệ thống chống đỡ cao Tải trọng tác động lên hệ thống chống đỡ giảm đến nhỏ hệ thống chống đỡ có độ mềm dẻo thích hợp Để đánh giá thời gian thích hợp lắp đặt hệ thống chống đỡ, cần nghiên cứu khảo sát đặc tính biến dạng phụ thuộc thời gian khối đá Không dựa vào cơng tác thí nghiệm phịng mà cịn phải tiến hành đo đạc biến dạng đường hầm để đánh giá thời gian thích hợp lắp đặt kết cấu chống đỡ Thời gian tự đứng vững vách hầm, tốc độ biến dạng loại đá nhân tố quan trọng để tính tốn thời gian chống đỡ vách đào khối đá Đối với phương pháp NATM, công việc thiếu đo đạc quan trắc, để đo biến dạng khối đá xung quanh hầm nhằm bổ sung kết cấu chống đỡ cần khoan sâu vào đá xung quanh gương hầm đặt tensơ Cịn kiểm tra kích thước gương hầm có đồng quy hay đo cần dùng máy trắc địa - 10 - Những nhân tố nhắc đến xác định từ kết đo đạc quan trắc tính tốn mang tính thống kê dựa kết việc đo đạc quan trắc có ích cho việc dự đoán biến dạng bước đào hầm Nếu biến dạng tơi khối đá dự đoán lớn, bề mặt hầm đào phải phun bê tơng kín che Kết cấu chống đỡ gỗ thép tiếp xúc với bề mặt tường hầm điểm chèn Vì thế, đất đá điểm tiếp xúc cịn khơng chống đỡ nên biến dạng tơi khối đá phát triển Trong trường hợp hệ thống chống đỡ (ban đầu) cần phải gia cường, thép, khung chống thép neo đá nên sử dụng Không nên tăng chiều dày lớp bê tông vỏ hầm làm giảm diện tích tiết diện khai thác hầm Thời gian phương pháp thi công vỏ hầm định dựa kết quan trắc thiết bị Thông thường lớp bê tông vỏ hầm thi công sau biến dạng hầm ổn định Nếu biến dạng có xu hướng gia tăng, cần kiểm tra kỹ nguyên nhân Trong trường hợp này, lớp bê tông vỏ hầm phải thiết kế đủ cường độ chống lại áp lực khối đá tác dụng lên Về mặt lý thuyết, cấu trúc hầm giống ống hình trụ dày gồm hệ thống chống đỡ vỏ hầm với môi trường đất đá xung quanh Các cấu trúc hợp lại với làm cho hầm tự ổn định Hệ thống chống đỡ truyền thống gồm phần vòm trụ đỡ, khối đá xung quanh xem tải trọng tác dụng lên hầm Theo lý thuyết NATM, hầm xem cấu trúc hỗn hợp gồm khối đá, hệ thống chống đỡ vỏ hầm Việc cấu tạo mặt cắt hầm kín vịm ngược tạo nên đường ống hình trụ cần thiết cấu trúc chịu ứng suất đá cao Hành vi (trạng thái) khối đá phụ thuộc vào tiến trình đào hầm lắp đặt hệ thống chống đỡ kết cấu hầm kín hình thành Mơmen uốn bất lợi xuất khu vực tiếp giáp phần vòm hầm tường (bench) - 117 - loại vật liệu khơng ăn mịn cốt thép, khơng phá huỷ bê tơng có mác với bê tơng kết cấu Việc liên kết cốt thép lắp dựng cần thực yêu cầu sau: Mối nối buộc, nối hàn < 50% số lượng thép tiết diện Trong trường hợp, góc đai thép với thép chịu lực phải buộc hàn đính 100% * Nghiệm thu cốt thép Khi nhận vật liệu tiến hành nghiệm thu để loại thép không đảm bảo qui cách chất lượng Khi đặt xong cốt thép vào ván khuôn trước đổ bê tông cần tiến hành nghiệm thu công tác cốt thép Sản phẩm cốt thép cắt uốn phù hợp với hình dáng quy cách theo thiết kế Được kiểm tra theo lô với sai số cho phép không vượt số quy định qui phạm Thép gia công nguội uốn máy Hồ sơ nghiệm thu cốt thép bao gồm: Bản vẽ thiết kế (ghi thay đổi cốt thép trình thi cơng), kết kiểm tra mẫu thử chất lượng mối hàn, chất lượng gia công cốt thép, biên nghiệm thu kỹ thuật 4.3.3 Công tác bê tông Trước đổ bê tông, bê tông thiết kế thí nghiệm cấp phối thành phần bê tơng, sử dụng vật liệu, kích cỡ cốt liệu, độ sụt bê tông tương ứng với loại kết cấu có kể tới tổn thất độ sụt thời gian lưu giữ vận chuyển bê tông Bê tông chuyển từ trạm trộn 60m3/h đến vị trí miệng giếng nghiêng cao trình +175 xe tơ mix 6m3, vận chuyển vào khoảnh đổ máy bơm bê tông 50m3/h kết hợp thủ công Công tác đầm thực đầm dùi D50, D70 theo yêu cầu kỹ thuật thủ công Công nhân đứng sàn thao tác neo cố định vào khung cốp pha vách giếng Việc đổ bê tông đảm bảo không làm sai lệch vị trí cốt thép, vị trí cốp pha chiều dày lớp bảo vệ bê tông Trong q trình đổ có sai lêch dừng - 118 - sửa chữa kịp thời Để tránh phân tầng, chiều cao rơi tự hỗn hợp bê tông không vượt 1,5m, lớn chiều cao vịi voi có thiết bị rung động Bê tông đầm kỹ tới vữa xi măng lên bề mặt khơng cịn bọt khí Bê tông sau đầm đảm bảo không rỗ Trong q trình đổ bê tơng, thường xun giám sát chất lượng, không đổ thêm nước vào hỗn hợp bê tông trộn Để đảm bảo lớp bê tông bảo vệ thép, đúc cục kê vữa bê tông xi măng cát có mác với bê tơng kết cấu kích thước chiều dày lớp bảo vệ để kê thép Trước đổ bê tông kiểm tra lập biên nghiệm thu nội dung sau: - Công tác chuẩn bị đặt cốt thép, phận chơn ngầm - Độ xác công tác dựng lắp ván khuôn cốt thép, ốp, đà giáo, giằng chống độ vững giằng néo chống đỡ chịu tải trọng động việc đổ bê tông gây - Ván khuôn, cốt thép chi tiết đặt sẵn làm rác, bùn, bụi, cạo gỉ trước đổ hỗn hợp bê tơng Trong q trình đổ bê tơng phải theo dõi bơm bê tông để vữa lên ván khn khơng gây lực xơ nghiêng Có biện pháp bịt kín khe ván khn để tránh nước xi măng, vừa đổ bê tơng vừa gõ nhẹ phía ngồi để vữa xuống đều, không sinh khe rỗng kết hợp với đầm dùi, đầm mặt * Bảo dưỡng bê tông, xử lý khuyết tật hoàn thiện bề mặt bê tông Tiến hành công tác bảo dưỡng bê tông sau bê tông vừa đổ xong Các biện pháp bảo dưỡng, trình tự thời gian bảo dưỡng, cơng tác kiểm tra, trình tự thời gian tháo, dỡ ván khuôn… nghiêm thu trước thực Sau bê tông đổ xong, tiến hành bảo dưỡng bê tông theo điều kiện kỹ thuật áp dụng cho cơng trình tiêu chuẩn TCVN 5592-1991 Thời gian bảo dưỡng phụ thuộc vào thời tiết Trong thời gian bảo dưỡng bê tông chống tác động học rung động, lực xung kích, tải trọng tác động khác có khả gây hư hại tới việc phát triển cường độ bê tông - 119 - Liên tục kiểm tra độ ẩm bê tông, vào ngày nắng nóng bê tơng phải tưới nước đảm bảo độ ẩm nhiệt độ thích hợp bê tơng Trong trường hợp việc bảo dưỡng bê tông đảm bảo yêu cầu sau: - Giữ chế độ nhiệt, ẩm cần thiết cho tăng dần cường độ bê tông theo tốc độ qui định - Ngăn ngừa biến dạng nhiệt độ co ngót dẫn đến hình thành khe nứt - Tránh chấn động hay va chạm ảnh hưởng khác làm giảm chất lượng bê tông - Biện pháp bảo dưỡng kết cấu bê tơng phụ thuộc vào tính chất bề mặt kết cấu nhiên trường hợp cần phải tưới nước giữ ẩm cho kết cấu bê tông Nước sử dụng thoả mãn yêu cầu kỹ thuật qui định phần vật liệu xây dựng Số lần tưới nước bảo dưỡng ngày phụ thuộc vào điều kiện thời tiết khơng lần - Thời gian bảo dưỡng kết cấu bê tơng xác định thí nghiệm phù hợp với loại kết cấu, điều kiện nhiệt độ, độ ẩm nắng, gió thực tế cơng trường vào thời gian bảo dưỡng nhiên khơng 07 ngày Trình tự thời hạn tháo, dỡ ván khn tn theo qui định trình bày phần ván khuôn Sau tháo, dỡ ván khuôn, thực biện pháp xử lý, khắc phục hư hỏng, khuyết tật bề mặt bên kết cấu bê tơng có Trong trường hợp cần thiết, phải đục bỏ phần bê tông xấu thi công lại Trong trường hợp, bề mặt bê tơng phải hồn thiện thoả mãn u cầu chất lượng, độ phẳng đồng màu sắc Với bê tông giếng nghiêng không cho phép tồn chỗ lồi lõm đột ngột, sai lệch mức độ hoàn thiện bề mặt so với đường biên thiết kế (nếu có) phải dạng chuyển tiếp * Kiểm tra chất lượng nghiệm thu bê tông Công tác nghiệm thu chất lượng bê tông đảm bảo quy trình nghiệm thu cơng đoạn quy trình kỹ thuật: - 120 - - Cốp pha, đà giáo chống giữ đảm bảo bền vững Bê tông tiến hành đổ theo lớp, bảo đảm qui trình, qui phạm kỹ thuật hành Tại vị trí dày đặc cốt thép sử dụng chày đầm có đường kính hợp lý - Khơng để nước mưa rơi vào bê tông, không làm nước xi măng Ngừng bê tông theo điểm dừng kỹ thuật thời gian qui định Quá thời gian trên, bề mặt bê tông đánh nhám, tưới nước xi măng tiến hành đổ bê tông mới, để đảm bảo liên kết bê tông cũ bê tông Thường xuyên thực việc kiểm tra chất lượng bê tơng q trình thi cơng Việc kiểm tra quan tâm đầy đủ đến tất vấn đề sau đây: - Việc chuẩn bị xử lý mặt đá giếng rửa sạch, khơng cịn đá long rời, neo ổn định - Chất lượng vật liệu sử dụng thành phần hỗn hợp bê tông, chất lượng ván khuôn cốt thép, việc lắp dựng ván khuôn, dàn giáo chống đỡ dàn treo công tác, việc lắp đặt cốt thép phận chôn trước bê tông - Sự làm việc thiết bị, dụng cụ cân, đong vật liệu, trộn bê tông, phương tiện vận chuyển hỗ hợp bê tông dụng cụ thi công bê tông - Chất lượng hỗn hợp bê tông tất giai đoạn thi công bê tông, sản xuất, vận chuyển đổ vào vị trí đổ Tiến hành kiểm tra cường độ bê tông theo thiết kế (nén, kéo ) phịng thí nghiệm thơng qua mẫu kéo nén, đồng thời cần lấy mẫu thí nghiệm đo độ sụt trường để điều chỉnh quy trình trộn - Tiến hành lấy mẫu thí nghiệm theo tiêu chuẩn qui định hành (mỗi nhóm mẫu thí nghiệm gồm mẫu, lấy lúc, vị trí, bảo dưỡng điều kiện tương tự điều kiện thực tế) - Thực thí nghiệm xác định cường độ bê tơng phịng thí nghiệm Lab công trường Cụ thể tiến hành ghi chép lập hồ sơ lưu trữ kết kiểm tra chất lượng bê tông (Biên bản, nhật ký thi công, lý lịch khối đổ, kết thí nghiệm ) công trường để tiện theo dõi - 121 - Lập vẽ hồn cơng, có ghi tất thay đổi thiết kế hay thi công phê chuẩn q trình thi cơng + Các sổ nhật ký thi công + Các biên nghiệm thu chất lượng móng + Các biên nghiệm thu chất lượng ván khuôn dàn giáo + Các biên nghiệm thu chất lượng cốt thép, lưới khung thép + Các biên nghiệm thu phận chôn trước kết cấu bê tông + Các số liệu thí nghiệm kiểm tra mẫu bê tông Trong thực công tác nghiệm thu kết cấu bê tơng hồn thành, cần phải kiểm tra xác định: - Chất lượng bê tông theo cường độ trường hợp cần thiết độ chống thấm tiêu khác - Chất lượng bề mặt bê tông - Các lỗ rãnh cần chừa lại theo vẽ thi công - Số lượng độ xác vị trí phận chơn trước - Hình dáng kích thước hình học kết cấu theo vẽ thi cơng 4.4 Kết luận Cơng trình Nhà máy thuỷ điện Đakđrinh đóng vai trị cung cấp nguồn điện không nhỏ cho điện lưới khu vực miền Trung cho Quốc gia Để góp phần đẩy nhanh tiến độ thi công, tác giả mạnh dạn áp dụng công nghệ đào giếng nghiêng thiết bị Robin thi công vỏ bê tông giếng nghiêng phương pháp cốp pha di chuyển Để cơng trình đạt chất lượng tốt, đảm bảo tiến độ an toàn lao động, cần phải tuân thủ tiêu chuẩn yêu cầu kỹ thuật, áp dụng trình tự bước thi cơng, lựa chọn máy móc phù hợp, bố trí khoa học, thiết bị, nhân lực đặc biệt công tác tổ chức thi công cần vận dụng linh hoạt theo lực đơn vị thi công tận dụng tối đa lợi địa phương địa hình, địa chất, nguồn nhân lực, nguồn vật liệu… - 122 - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Những kết đạt luận văn Luận văn: “Nghiên cứu biện pháp thi công giếng nghiêng phương pháp đào Robin cốp pha trượt’’ tóm tắt phương pháp đào đường hầm, bước cơng tác đào hầm phương pháp khoan nổ mìn Nêu biên pháp an tồn lao động vệ sinh môi trường đặc biệt, luận văn nêu bước trình đào giếng nghiêng thiết bị đào Robbin, thi công bê tông vỏ giếng nghiêng phương pháp cốp pha di chuyển đồng thời tính tốn lựa chọn số thiết bị chủ đạo phục vụ cho thi cơng Luận văn chọn thủy điện Đakring làm ví dụ áp dụng, mong tài liệu tham khảo hữu ích cho nhà thiết kế hệ tổ chức thi công giếng nghiêng, giếng đứng Những tồn hạn chế Nội dung nghiên cứu hạn chế cho cơng trình nên kết giới hạn áp dụng phạm vi hẹp Kiến nghị Luận văn: “Nghiên cứu biện pháp thi công giếng nghiêng phương pháp đào Robin cốp pha trượt’’ cần thiết có khả ứng dụng cơng tác thi cơng xây dựng cơng trình thủy lợi, giao thông, khai thác mỏ Tác giả thấy cần thu thập thêm số liệu thực tế để hoàn thiện nội dung nghiên cứu nhằm áp dụng thực tế - 123 - DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Đình Ấu Nhữ Văn Bách (1996), Giáo trình phá vỡ đất đá phương pháp khoan nổ mìn, Nhà xuất xây dựng, Hà Nội; Vũ Minh Cát Bùi Cơng Quang, Giáo trình Thủy văn nước đất, Đại học thủy lợi, Hà Nội; Vũ Trọng Hồng (2004), Bài giảng cao học thi công đường hầm thủy công, Đại học thủy lợi, Hà Nội; Vũ Trọng Hồng (2010), Bài giảng cao học công trình ngầm, Đại học thủy lợi, Hà Nội; Bùi Sỹ Lý, Hồng Thị Hiền, Thơng gió, Nhà xuất xây dựng, Hà Nội; Nguyễn Thế Phùng (2009), Thi cơng cơng trình ngầm phương pháp đặc biệt, Nhà xuất xây dựng, Hà Nội; Nguyễn Thế Phùng, Nguyễn Ngọc Tiến (2001), Thi công hầm, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội; Nguyễn Xn Trọng (2004), Thi cơng hầm cơng trình ngầm, Nhà xuất xây dựng, Hà Nội; Nguyễn Xuân Trọng (2009), Thi cơng hầm cơng trình ngầm, Nhà xuất xây dựng, Hà Nội; 10 Phan Quang Vinh (2008), An toàn lao động, Nhà xuất xây dựng, Hà Nội; 11 Công ty cổ phần Tư vấn Sông Đà, Hồ sơ thiết kế kỹ thuật, vẽ thi cơng cơng trình thủy điện Đakdring; 12 QPTL D6 -87, Quy phạm kỹ thuật thi công nghiệm thu kết cấu bê tông bê tông cốt thép công trình Thủy lợi; 13 Trường đại học Thủy Lợi, Giáo trình Kết cấu bê tơng cốt thép; 14 Trường đại học Thủy Lợi, Giáo trình thi cơng cơng trình Thủy lợi; 15 Trường đại học Thủy Lợi, Giáo trình Cơ học kết cấu; 16 Trường đại học Thủy Lợi, Giáo trình Sap 2000 phân tích kết cấu cơng trình thủy lợi thủy điện; 17 Trường đại học Thủy Lợi, Giáo trình Sức bền vật liệu; - 124 - LỜI CẢM ƠN Sau thời gian nghiên cứu, thực hiện, tác giả hoàn thành luận văn thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành xây dựng cơng trình thủy với đề tài: “Nghiên cứu biện pháp thi công giếng nghiêng phương pháp đào Robin cốp pha trượt’’, ứng dụng cho thủy điện Đăkđring” Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo GS.TS Vũ Trọng Hồng, Bộ môn Công nghệ QLXD - Trường Đại học Thủy lợi trực tiếp tận tình hướng dẫn cung cấp tài liệu thông tin khoa học cần thiết cho luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn phòng Đào tạo Đại học Sau Đại học, khoa Cơng trình thầy giáo, giáo tham gia giảng dạy tận tình giúp đỡ, truyền đạt kiến thức suốt thời gian học tập trình thực luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè, đồng nghiệp tận tình giúp đỡ suốt thời gian học tập thực luận văn Do cịn hạn chế trình độ chun mơn, thời gian có hạn, nên q trình thực luận văn, tác giả không tránh khỏi số sai sót Tác giả mong muốn tiếp tục nhận bảo thầy, giáo góp ý bạn bè đồng nghiệp Tác giả xin chân thành cảm ơn! - 125 - BẢN CAM KẾT VỀ ĐỀ TÀI LUẬN VĂN Kính gửi: Ban Giám hiệu trường Đại học Thuỷ Lợi Khoa Cơng Trình Phịng Đào tạo ĐH&SĐH Bộ môn Công nghệ & Quản lý Xây dựng Tên là: Phạm Tuấn Anh Ngày tháng năm sinh: 04/09/1980 Học viên cao học lớp: CH18C11, niên khoá: 2010 - 2013, trường Đại học Thuỷ lợi Tôi viết cam kết xin cam kết đề tài luận văn “Nghiên cứu biện pháp thi công giếng nghiêng phương pháp đào Robin cốp pha trượt” công trình nghiên cứu cá nhân Tơi nghiêm túc đầu tư thời gian công sức hướng dẫn GS.TS.Vũ Trọng Hồng để hoàn thành đề tài theo quy định nhà trường Nếu điều cam kết Tơi có điểm khơng đúng, Tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm cam kết chịu hình thức kỷ luật nhà trường Hà nội, ngày 22 tháng 11 năm 2013 Học viên Phạm Tuấn Anh - 126 - MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU I TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI .1 II MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI III ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU IV CÁCH TIẾP CẬN, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ KẾT QUẢ DỰ KIẾN ĐẠT ĐƯỢC .1 V NỘI DUNG LUẬN VĂN CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG ĐƯỜNG HẦM 1.1 Các phương pháp xây dựng đường hầm 1.1.1 1.1.2 1.1.3 1.1.4 1.1.5 1.1.6 Phương pháp đào hầm khoan nổ Phương pháp NATM Phương pháp đào hầm khiên máy TBM 12 Phương pháp đánh chìm 15 Phương pháp đào lấp 17 Phương pháp kích ép 18 1.2 Các công tác thi cơng đường hầm phương pháp khoan nổ 19 1.2.1 1.2.2 1.2.3 1.2.4 1.2.5 1.2.6 1.2.7 Công tác trắc đạc 19 Cơng tác khoan gương nổ mìn 21 Công tác thơng gió, chọc om cào gương 23 Công tác cấp điện, nước 24 Công tác bốc xúc vận chuyển đá sau nổ mìn 31 Gia cố hầm 32 Công tác thi công bê tông vỏ hầm 32 1.3 Kết luận 35 CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM THI CÔNG ĐƯỜNG HẦM 36 2.1 Điều kiện địa chất địa chất thủy văn cơng trình .36 2.1.1 2.1.2 Điều kiện địa chất cơng trình 36 Điều kiện địa chất thủy văn cơng trình 41 - 127 - 2.2 Các yêu cầu môi trường xây dựng thi công đường hầm 44 2.2.1 2.2.2 2.2.3 Yêu cầu nhiệt độ thi công 44 Yêu cầu nước thi cơng 44 u cầu thơng gió cấp khí thi cơng 45 2.3 Cơng tác an tồn lao động vệ sinh môi trường thi công đường hầm 45 2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.3.4 2.3.5 2.3.6 2.3.7 An toàn công tác khoan 45 An tồn cơng tác nổ mìn 46 An toàn thiết bị 47 An tồn cơng tác cốp pha, cốt thép 47 An toàn lắp đặt sử dụng điện 47 An tồn cơng tác đào xúc vật liệu thủ công 48 Biện pháp đảm bảo vệ sinh môi trường 48 2.4 Kết luận 49 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG GIẾNG NGHIÊNG BẰNG THIẾT BỊ ĐÀO ROBIN VÀ CỐP PHA TRƯỢT 50 3.1 Các phương pháp thi công giếng nghiêng .50 3.1.1 Phương pháp đào từ xuống 50 3.1.2 Phương pháp đào từ lên 51 3.1.3 Phương pháp hỗn hợp 52 3.2 Phương pháp đào thiết bị Robin .52 3.2.1 Cấu tạo chủng loại thiết bị đào Robin 53 3.2.2 Các cơng thức tính tốn lựa chọn thiết bị 58 3.2.3.Các bước thi cơng phương pháp đào Robin 62 3.3 Phương pháp thi công vỏ giếng nghiêng 63 3.3.1 Nguyên lý thi công giếng nghiêng cốp pha trượt 62 3.3.2 Thiết kế cốp pha di chuyển 67 3.4 Kết luận 73 CHƯƠNG : ÁP DỤNG CHO CƠNG TRÌNH THỦY ĐIỆN ĐAKĐRINH 74 4.1 Tổng quan cơng trình thủy điện Đakđrinh 74 4.1.1 Vị trí cơng trình 74 4.1.2 Nhiệm vụ cơng trình 76 4.1.3 Các thông số tuyến lượng 76 - 128 - 4.2 Tổ chức thi công đào thiết bị Robin .80 4.2.1 Tính tốn lựa chọn thiết bị đào dẫn hướng 80 4.2.2 Công tác đào mở rộng 90 4.3 Tổ chức thi công vỏ giếng nghiêng cốp pha di chuyển 99 4.3.1 Công tác cốp pha 99 4.3.2 Công tác cốt thép 115 4.3.3 Công tác bê tông 117 4.4 Kết luận 121 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 122 Những kết đạt luận văn 122 Những tồn hạn chế 122 Kiến nghị .122 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 123 - 129 - DANH MỤC HÌNH VẼ PHẦN MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG ĐƯỜNG HẦM Hình 1-1: Các dạng nổ mìn lỗ nơng Hình 1-2: Trình tự đào phân đoạn đường hầm Hải Vân 12 Hình 1-3: Hình ảnh hầm Hải Vân sau hồn thiện 12 Hình 1-4: Sơ đồ thi công khiên 13 Hình 1-5: Máy đào đường hầm TBM 15 Hình 1-6: Lai dắt đốt hầm thủ thiêm 16 Hình 1-7: Sơ đồ nguyên lý mở đường hầm phương pháp kích đẩy 19 Hình 1-8: Kích ống giếng kích ống qua sơng Sài gịn cho loại D3000mm 19 Hình 1-9: Sử dụng hệ thống định vị toàn cầu - Global Positioning System để dẫn toạ độ vào sát cửa hầm 21 Hình 1-10: Ðo dẫn độ cao nối hai cửa hầm 21 CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM THI CÔNG ĐƯỜNG HẦM 36 Hình 2.1: Sơ đồ thơng gió kiểu thổi 45 Hình 2.2: Sơ đồ thơng gió kiểu hút 45 Hình 2.3: Sơ đồ thơng gió kiểu kết hợp 45 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG GIẾNG NGHIÊNG BẰNG THIẾT BỊ ĐÀO ROBIN VÀ CỐP PHA TRƯỢT 50 Hình 3-1: Sơ đồ đào giếng lò từ lên (a); từ xuống (b) 50 Hình 3-2: Máy khoan Robbin 73RM – DC 54 Hình 3.3 Mặt cắt bố trí thiết bị nâng cốp pha 64 Hình 3.4 Mặt cắt 1-1 cốp pha giếng nghiêng 65 Hình 3.5: Sơ đồ giải toán theo phương pháp PTHH 72 CHƯƠNG : ÁP DỤNG CHO CƠNG TRÌNH THỦY ĐIỆN ĐAKĐRINH 74 Hình 4.1: Cơng tác khoan dẫn hướng giếng nghiêng máy Robin 88 Hình 4.2: Cơng tác khoan doa giếng nghiêng máy Robin 89 - 130 - Hình 4.3: Cơng tác đào mở rộng giếng nghiêng 98 Hình 4.4: Cơng tác gia cố giếng nghiêng 99 Hình 4.5: Mơ hình hố Tấm mặt dạng Edges 105 Hình 4.6: Mơ hình hố Tấm mặt dạng Fill Objects 106 Hình 4.7: Mơ hình hóa hệ dầm liên kết Edges 107 Hình 4.8: Mơ hình hóa hệ dầm dạng Extrude View 107 Hình 4.9: Mơ hình hóa Ván khuôn dạng Extrude View 107 - 131 - DANH MỤC BẢNG BIỂU CHƯƠNG 1: Bảng 1.1 Hệ số dùng điện đồng thời K1 25 Bảng 1.2: Bố trí chiếu sáng 28 Bảng 1.3 Yêu cầu chất lượng nước dùng cho thi công 29 ... 3: PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG GIẾNG NGHIÊNG BẰNG THI? ??T BỊ ĐÀO ROBIN VÀ CỐP PHA TRƯỢT 3.1 Các phương pháp thi công giếng nghiêng 3.1.1 Phương pháp đào từ xuống 3.1.2 Phương pháp đào từ lên 3.1.3 Phương. .. CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG GIẾNG NGHIÊNG BẰNG THI? ??T BỊ ĐÀO ROBIN VÀ CỐP PHA TRƯỢT Đối với giếng nghiêng phương pháp thi công đào có đặc điểm riêng biệt thường áp dụng ba phương pháp thi công chủ... Phương pháp hỗn hợp 3.2 Phương pháp đào thi? ??t bị Robin 3.2.1 Cấu tạo chủng loại thi? ??t bị đào Robin 3.2.2 Các cơng thức tính tốn lựa chọn thi? ??t bị 3.2.3 Các bước thi cơng phương pháp đào Robin 3.3 Phương