ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG HẦM GIAO THÔNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG KHOA CẦU ĐƯỜNG BỘ MÔN CẦU VÀ CƠNG TRÌNH NGẦM ĐỒ ÁN MƠN HỌC THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG HẦM GIAO THÔNG _ SINH VIÊN THỰC HIỆN: Nguyễn Tài Đình STT: 29 GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: TS Nguyễn Ngọc Tuấn GIẢNG VIÊN CHẤM 54361 61CD3 Hà Nội, 12/06/2020 i ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG HẦM GIAO THÔNG MỤC LỤC MỞ ĐẦU: XÁC ĐỊNH ĐẦU ĐỀ ĐỒ ÁN 1 XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ MẶT CẮT DỌC XÁC ĐỊNH LOẠI HẦM GIAO THÔNG VÀ KHỔ HẦM XÁC ĐỊNH DẠNG ĐỊA CHẤT XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CƠ BẢN TRÊN TRẮC DỌC HẦM CÁC SỐ LIỆU KHÁC NỘI DUNG ĐỒ ÁN YÊU CẦU BẢN VẼ VÀ THUYẾT MINH CHƯƠNG THIẾT KẾ TRẮC DỌC HẦM GIAO THÔNG 1.1 SỐ LIỆU THIẾT KẾ TUYẾN HẦM 1.1.1 Xác định vị trí điểm khơng chế 1.1.2 Thông số điều kiện địa chất 1.2 CÁC GIỚI HẠN ĐỘ DỐC DỌC .5 1.3 ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN TUYẾN 1.4 XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ CỬA HẦM, CHIỀU DÀI HẦM .6 CHƯƠNG THIẾT KẾ MẶT CẮT NGANG HẦM 2.1 THIẾT KẾ KHUÔN TRONG HẦM 2.1.1 Các yêu cầu thiết kế khuôn hầm .8 2.1.2 Thiết kế khuôn vỏ hầm 2.1.2.1 Xác định sơ 𝒂𝟎, 𝒇𝒗, 𝒍𝒗 .8 2.1.2.2 Thiết kế khuôn vỏ hầm tâm 2.1.2.3 Kiến nghị chọn phương án khuôn vỏ hầm 12 2.2 THIẾT KẾ KHN NGỒI VỎ HẦM .13 2.2.1 Xác định chiều dày vỏ hầm 13 2.2.2 Thiết kế khn ngồi vỏ hầm 13 2.2.3 Xác định trục vỏ hầm .14 2.3 THIẾT KẾ ĐÁY HẦM 15 2.3.1 Kết cấu mặt đường 15 ii ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG HẦM GIAO THÔNG 2.3.2 Rãnh thoát nước 15 2.3.3 Đường hành 16 2.4 TÍNH KHỐI LƯỢNG TRÊN 1M DÀI HẦM .16 CHƯƠNG TÍNH TOÁN KẾT CẤU VỎ HẦM 18 3.1 SỐ LIỆU TÍNH TỐN 18 3.1.1 Tính chất lý đất đá, vật liệu vỏ hầm 18 3.1.2 Đặc trưng hình học vỏ hầm 18 3.1.2.1 Xác định trục vỏ hầm .18 3.1.2.2 Chia đốt hầm 19 3.1.3 Xác định tải trọng 22 3.1.3.1 Áp lực địa tầng thẳng đứng 22 3.1.3.2 Áp lực địa tầng ngang 22 3.1.3.3 Trọng lượng thân kết cấu 23 3.1.3.4 Tổ hợp tải trọng 23 3.2 TÍNH TỐN VỎ HẦM BẰNG PHƯƠNG PHÁP THAY THANH 24 3.2.1 Các giả thiết tính toán 24 3.2.2 Ngun lý mơ hình hóa tính tốn kết cấu vỏ hầm 24 3.2.3 Trình tự tính tốn chi tiết kết cấu vỏ hầm theo phương pháp thay phần mềm SAP2000 26 3.3 KIỂM TOÁN TIẾT DIỆN VỎ HẦM 52 3.3.1 Cơ sơ lý thuyết 52 3.3.1.1 Trường hợp lệch tâm bé 52 3.3.1.2 Trường hợp lệch tâm lớn 52 3.3.2 Kiểm toán toàn tiết diện 52 3.3.2.1 Tại tiết diện chân vòm 60 3.3.2.2 Tại tiết diện đỉnh vòm .60 3.3.2.3 Tiết diện phần tường có mơ men lớn .60 CHƯƠNG LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THI CÔNG HẦM 61 4.1 CHỌN PHƯƠNG ÁN THI CÔNG HẦM .61 4.1.1 Trình bày phương án thi công hầm 61 4.1.1.1 Phương pháp đào toàn tiết diện .61 iii ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG HẦM GIAO THÔNG 4.1.1.2 Phương pháp đào bậc thang 61 4.1.1.3 Lựa chọn pháp pháp thi công 62 4.2 LỰA CHỌN MÁY MĨC THI CƠNG 63 4.2.1 Chọn máy khoan 63 4.2.2 Chọn phương tiện xúc bốc .66 4.2.3 Chọn phương tiện vận chuyển đất 69 4.2.4 Chọn phương tiện vận chuyển bê tông 73 4.2.5 Thiết bị bơm bê tông 73 4.2.6 Máy phun bê tông 76 4.2.7 Chọn ván khuôn di động 78 4.3 TRÌNH TỰ THI CƠNG TRONG MỘT CHU KỲ ĐÀO 80 CHƯƠNG THIẾT KẾ KHOAN NỔ MÌN 82 5.1 TIẾT DIỆN GƯƠNG ĐÀO VÀ PHƯƠNG PHÁP KHOAN NỔ MÌN 82 5.1.1 Chọn tiết diện gương đào .82 5.1.2 Chọn phương pháp nổ mìn .82 5.2 LỰA CHỌN VẬT LIỆU NỔ MÌN 83 5.2.1 Thuốc nổ 83 5.2.2 Kíp nổ .84 5.3 CHỌN ĐƯỜNG KÍNH VÀ CHIỀU SAU LỖ MÌN 84 5.3.1 Chiều sâu lỗ mìn 84 5.3.2 Chọn đường kính lỗ khoan, thuốc nổ 85 5.4 TÍNH TỐN VÀ BỐ TRÍ LỖ MÌN TRÊN GƯƠNG ĐÀO 86 5.4.1 Tính tốn số lượng lỗ mìn 86 5.4.2 Bố trí lỗ mìn gương đào 89 5.4.3 Tính lại thơng số lõ mìn bố trí thực tế .91 5.5 TÍNH KHỐI LƯỢNG THUỐC NỔ CẦN THIẾT CHO CHU KỲ ĐÀO 91 5.6 LẬP HỘ CHIẾU KHOAN NỔ MÌN 92 5.7 XÁC ĐỊNH NĂNG SUẤT XÚC BÔC, VẬN CHUYỂN 93 5.7.1 Năng suất máy khoan .93 5.7.2 Năng suất xúc bốc vận chuyển 93 5.7.3 Năng suất bơm bê tông 95 iv ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG HẦM GIAO THƠNG 5.7.4 Tính thời gian xúc bốc, vận chuyển số xe sử dụngError! Bookmark not defined CHƯƠNG TÍNH TỐN GIA CỐ CHỐNG TẠM .96 6.1 TỔNG QUAN VỀ GIA CỐ BẰNG NEO .96 6.2 TÍNH TOÁN CẤU TẠO NEO 96 6.2.1 Tính tốn chiều dài neo 96 6.2.2 Tính khoảng cách neo 97 6.2.2.1 Theo điều kiện tạo vòm 97 6.2.2.2 Theo điều kiện ổn định khối đất đá neo 98 6.2.2.3 Theo khả chịu tải neo .98 6.2.3 Kiểm tra điều kiện tụt neo 98 6.2.4 Hộ chiếu chống tạm 99 CHƯƠNG TỔ CHỨC THI CÔNG VÀ LẬP BIỂU ĐỒ CHU KỲ ĐÀO 100 7.1 TÍNH TỐN THỜI GIAN CHO CHU KỲ ĐÀO 100 7.1.1 Thời gian công tác chuẩn bị 100 7.1.2 Thời gian cơng tác khoan nổ mìn 100 7.1.3 Thời gian nạp thuốc nổ, di chuyển máy móc nơi an tồn, nổ mìn thơng gió .100 7.1.4 Thời gian chống tạm vách hang đào 101 7.1.5 Thời gian xúc bốc, vận chuyển 101 7.1.6 Thời gian thực công tác phụ 102 TÀI LIỆU THAM KHẢO .104 v ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG HẦM GIAO THƠNG MỤC LỤC HÌNH VẼ Hình 1.1-1 Thiết kế khổ hầm Hình 1.3-1 Phương án tuyến .6 Hình 1.4-1: Trắc dọc Hình 2.1-1 giả thiết điễm C thuộc cung Hình 2.1-2 Khi giả thiết C thuộc cung 11 Hình 2.1-3 Thiết kế khn 12 Hình 2.2-1:Thiết kế khn ngồi 14 Hình 2.3-1: cấu tạo lớp mặt đường .15 Hình 2.3-2: Thiết kế rảnh nươc 16 Hình 2.4-1:Thiết kế hầm tâm 17 Hình 3.1-1 Thiết kế trụ vỏ hầm 19 Hình 3.1-2 Chia đốt vỏ hầm .20 Hình 3.1-3 Đặc trưng hình học tiếp diện 20 Hình 3.1-4 Mô tả tải trọng tác dụng lên vỏ hầm 23 Hình 3.2-1 nhập số liệu từ cad .26 Hình 3.2-2 Thay đổi nhãn phần tử số 27 Hình 3.2-3 Khai báo vật liệu bê tông vỏ hầm 28 Hình 3.2-4 Khai báo vật liệu Gối kéo 29 Hình 3.2-5 Khai báo vật liệu gối nén 30 Hình 3.2-6 Khai báo mặt cắt .31 Hình 3.2-7 Khai báo nhanh mặt cắt excel 32 Hình 3.2-8 Khai báo tiết diện TD_n 33 Hình 3.2-9 Khai báo tiết diện 33 Hình 3.2-10 Gán nhanh tiết diện excel 34 Hình 3.2-11 Khai báo ngàm đàn hồi chân hầm 35 Hình 3.2-12 Khai báo gối tựa .36 Hình 3.2-13 Khai báo tải trọng 37 Hình 3.2-14 Khai báo tổ hợp tải trọng TH1 38 vi ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG HẦM GIAO THƠNG Hình 3.2-15 Khai báo tổ hợp tải trọng TH2 39 Hình 3.2-16 Chạy chương trình 40 Hình 3.2-17 Xuất kết hình .40 Hình 3.2-18 Thực kiểm tra thany 41 Hình 3.2-19 Xuất biểu đồ momen 42 Hình 3.2-20 Xuất biểu đồ lực cắt 42 Hình 4.1-1 Tiếp diện gương đào 63 Hình 4.2-1 máy rocke bomer 352-1238 65 Hình 4.2-2 mặt cắt khai thác ngang hầm 66 Hình 4.2-3 thiết bị xúc lật 67 Hình 4.2-4 máy xúc lật caterpilla 67 Hình 4.2-5 Thiết bị xúc lật 68 Hình 4.2-6 Thiết bị xúc lật 68 Hình 4.2-7 Thơng số kỷ thuật .69 Hình 4.2-8 Xe volvo A25G 71 Hình 4.2-9 Thơng số kỷ thuật xe volvo A25G 72 Hình 4.2-10 thiết bị chuyển bê tông .73 Hình 4.2-11 Thiết bị bơm bê tơng .75 Hình 4.2-12 thiết bị bơm bê tông 75 Hình 4.2-13 thiết bị phun bê tông 76 Hình 4.2-14 phạm vi thi công theo phương đứng .77 Hình 4.2-15 phạm vị áp dụng thi cơng theo phương mặt 78 Hình 4.2-16 ván khn thép có trang bị kích để nâng hạ 79 Hình 4.2-17 Ván khn di động 80 vii ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG HẦM GIAO THÔNG MỤC LỤC BẢNG BIỂU Bảng 1-1: Số liệu địa chất Bảng 1-1: số liệu địa chất Bảng 2-1:Bảng giá trị độ dầy vỏ hầm 13 Bảng 2-2: Bảng khối lượng 17 Bảng 3-1 Đặc trưng hình học ½ vỏ hầm .21 Bảng 3-2 hệ số tải trọng 23 Bảng 3-3 phân tích bậc tư khơng gian 25 Bảng 3-4 xuất số liệu sang excel 44 Bảng 3-5 Kiểm tốn tồn tiết diện 52 viii ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG HẦM GIAO THÔNG MỞ ĐẦU: XÁC ĐỊNH ĐẦU ĐỀ ĐỒ ÁN XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ MẶT CẮT DỌC Số thứ tự: n=29 Sơ đồ mặt cắt dọc hầm: - Sơ đồ trắc dọc - Loại hầm: Đường cao tốc theo tiêu TCVN 5729 -2012 - Chiều dài tuyến hầm: - LAB=365m - L2=0 - L1= 345m XÁC ĐỊNH LOẠI HẦM GIAO THÔNG VÀ KHỔ HẦM Loại hầm: Đường cao tốc theo tiêu TCVN 5729 -2012 Khổ hầm xác định theo khổ hầm TCVN5729- 2012 nhánh phải XÁC ĐỊNH DẠNG ĐỊA CHẤT  Dạng địa chất xác định: 29 chia cho 20 dư  Kết quả: Dạng địa chất số 17 Ta có bảng thơng số địa chất: Bảng 1-1: Số liệu địa chất lớp phủ LA 15 lớp LB 10 loại đất đá andezit phong hóa f 5.5 ɣ(T/m3) 2.5 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CƠ BẢN TRÊN TRẮC DỌC HẦM  L=365m - Chiều dài AB  L2=0 – chiều dài lớp địa chất tuyến ( lớp địa chất) ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG HẦM GIAO THÔNG Bảng 5-8 Xác đinh khoảng cách Hệ số kiên cố Hàng lỗ mìn phá 5÷ Hàng thứ cạnh lỗ biên Các hang Hàng cuối cạnh lỗ đột phá Xác đinh 6÷8 8÷10 10÷12 >12 K1 K2 K1 K2 K1 K2 K1 K2 K1 K2 0.8 0.9 0.8 0.8 0.8 0.8 0.75 0.8 0.75 0.75 0.9 0.9 0.85 0.9 0.8 0.85 0.75 0.8 1 0.9 0.85 1 0.9 0.8 0.9 a1  K1  w , a2  K  w Bảng 5-9 Đường khánh nhỏ Diên tích hang đào Nhỏ( k = Pc :năng suất xúc bốc thực tế tổ hợp Ơtơ -máy xúc Px= 126 m3/h t* : thời gian cho công tác chuẩn bị kết thúc, t* =0,5 h lấy t7=5.5(h) 7.1.5  Thời gian chống tạm vách hang đào Thời gian cho công tác khoan neo: t8 Cứ bước đào W=3,3 m ta tiến hành khoan hàng neo so le, tổng số neo cần khoan cho bước đào là: n =15x2+16 = 46(neo) Tổng chiều dài lỗ khoan neo cho bước đào là: N=46x3.34= 153.64 (m)  Tổng thời gian khoan neo là: T8 =Lk/Q0 = 153.64/44,29 = 3.46(h) Lấy t8=3.5h  Thời gian lắp đặt neo: - t9= 4h  Thời gian phun bê tông chống tạm t10 = tcb+tph = 30 ph = 0,5h, chọn t10 = 0,5 h tcb Thời gian chuẩn bị mặt để phun tph Thời gian phun bê tơng 101 10ph ĐỒ ÁN MƠN HỌC THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG HẦM GIAO THÔNG t ph  60 F hph kc k0 Pkt kt r  60  77.896  0.11.11.25  20( ph) 56  0.8  0.69 = 0,4 (h) F=3,3x23.605 = 77.896 m2 7.1.6  Diện tích phun cần phun bê tơng hph=0,1m Chiều dày lớp bê tông phun r=0,69 Hệ số bê tơng Pkt= 56 m3/h Năng suất kĩ thuật máy phun kc=1,1 Hệ số xét đến PP đào hang kt=0.8 Hệ số sử dụng thời gian ko=1,25 Hệ số xét đến lượng bê tông rơi vãi Thời gian thực công tác phụ Thời gian cho công tác đưa thiết bị khỏi gương & lắp đặt đường ống t11 = 0,5 h 102 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG HẦM GIAO THÔNG Hình 7.1-1 Biểu đồ chu kì đào 103 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG HẦM GIAO THÔNG TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lê Văn Thưởng, Nguyễn Tiến Cường (1981), Cơ sở thiết kế cơng trình ngầm, Hà Nội – Giáo trình [2] Nguyễn Thế Phùng, Nguyễn Ngọc Tuấn (2000), Hà Nội – Giáo trình [3] Nguyễn Thế Phùng (2010), Thi cơng hầm, Hà Nội – Giáo trình [4] Nguyễn Thế Phùng, Nguyễn Quốc Hùng (1998), Thiết kế hầm giao thơng, Hà Nội – Giáo trình 104