3.2.1. Xỏc định phạm vi mở múng tràn
Xỏc định phạm vi mở múng chớnh là xỏc định giao tuyến của mỏi đào với mặt đất tự nhiờn tại khu vực vị trớ cụng trỡnh. Ở đõy chỳng ta sử dụng phương phỏp mặt cắt để cú thể xỏc định được giao tuyến của mỏi đào với mặt đất tự nhiờn.
Khi xỏc định được tuyến cụng trỡnh kết hợp với tớnh toỏn thiết kế cụng trỡnh thuỷ cụng ta xỏc định được cao trỡnh đỏy tràn Z đỏy tràn, chiều rộng đỏy tràn Bđỏy tràn. Với hệ số mỏi đào m ta cú thể xỏc định được như sau:
Khi là mỏi đất thỡ: m = 1,5 Khi là mỏi đỏ thỡ: m = 0,5
Độ lưu khụng C phụ thuộc vào việc bố trớ mặt bằng thi cụng và hệ thống tiờu nước mặt. Thụng thường ta chọn C = (1,0 1,5)( )ữ m .
Khi đó biết đầy đủ cỏc thụng số trờn ta tiến hành mỏ múng từ cao trỡnh đỏy múng trở lờn.
Trong phương phỏp này ta thấy được ưu điểm của nú là đơn giản, tớnh toỏn được khối lượng đào múng (đất, đỏ) một cỏch nhanh và khỏ chớnh xỏc.
Trong khi mở múng ta cần chỳ ý tại nhũng vị trớ thay đổi hệ số mỏi đào ta cần phải mở cơ để đảm bảo ổn định cho khối đất đỏ, giảm ỏp lực của mỏi đào và lợi dụng cú thể kết hợp làm đường thi cụng trong quỏ trỡnh thi cụng, bề rộng cơ ta chọn là 1,0m.
Cụng thức để xỏc định chiều rộng hố múnglà: Bmúng = bđỏy tràn + 2C
Trong đú: Bmúng: Chiều rộng hố múng.
bđỏy tràn: Chiều rộng đỏy tràn. bđỏy tràn = 17,0(m) C: Độ lưu khụng, ta chọn C = 1,0(m)
Lỳc đú chiều rộng hố múng sẽ là:
Bmúng = 17,0 + 2.1,0 = 19,0(m)
3.2.2. Thoỏt nước hố múng
Trong quỏ trỡnh thi cụng tràn thỡ việc tiờu nước hố múng là cụng tỏc quan trọng, hố múng thường ở sõu dưới mặt đất. Cú tiờu nước tốt, đảm bảo hố múng khụ rỏo thỡ cụng tỏc khỏc mới tiến hành thuận lợi nhất là cụng tỏc bờ tụng.
Nhiệm vụ của thiết kế tiờu nước hố múng là:
+ Xỏc định lượng nước, cột nước cần tiờu từ đú chọn được cỏc thiết bị tiờu nước trong quỏ trỡnh thi cụng.
+ Bố trớ hệ thống tiờu nước và thiết bị thớch hợp với từng thời kỳ thi cụng.
3.2.2.1. Cỏc phương phỏp tiờu nước hố múng
Vỡ tràn được đặt tại sườn nỳi, vị trớ cao nờn yờu cầu hạ thấp mực nước ngầm nhỏ, hơn nữa lại được mở múng thi cụng trong mựa mưa năm thi cụng thứ nhất cho nờn phương ỏn tiờu nước mặt dựng để tiờu nước hố múng của tràn là phự hợp.
3.2.2.2. Xỏc định lượng nước cần tiờu 3.2.2.2.2. Thời kỳ đầu
Lượng nước cần thỏo gồm nước đọng, nước thấm và nước mưa. Vỡ thời gian thi cụng trong mựa khụ nờn lượng mưa khụng đỏng kể.
Mặt khỏc do địa hỡnh, vị trớ thi cụng tràn đặt khỏ cao, mực nước ngầm thấp nờn lượng nước thấm và nước đọng ớt, đồi dốc nờn nước thoỏt đi nhanh. Vỡ vậy ta chỉ cần làm 2 rónh 30x30cm chạy dọc theo mộp hố múng từ thượng lưu về hạ lưu rồi cho chảy tự do xuống dũng sụng tự nhiờn.
3.2.2.2.3. Thời kỳ thỏo nước thường xuyờn
Thời kỳ này múng tràn xả lũ đó mở xong, lượng nước gồm nước thấm nước mưa và nước thoỏt ra từ khối đào. Lượng nước này khụng lớn nờn ta cú thể đào rónh thoỏt nước dọc theo hố múng, lợi dụng độ dốc cho chảy về hạ lưu cụng trỡnh.
3.2.2.3 . Thiết kế hệ thống tiờu nước
Trong thời kỳ thi cụng, nước mưa, nước thi cụng và nước thấm từ hai bờn hố múng được tập trung vào hai rónh nước ở hai bờn hố múng. Kớch thước mỗi rónh là 30x30 (cm), cỏc rónh nước chạy dọc theo hố múng từ thượng lưu đến hạ lưu lợi dụng độ dốc hố múng để nước trong rónh chảy về hạ lưu.
Phần sườn đồi bờn trờn hố múng tiến hành đào rónh tập trung nước để cắt nước chảy từ trờn cao xuống.
3.2.3 Tớnh khối lượng và cường độ đào múng
Do đỏy tràn cần đặt trờn nền đỏ cứng (đỏ gốc phong húa nhẹ, nứt nẻ trung bỡnh) nờn ta phải búc bỏ lớp sườn tàn tớch (lớp1a) dày từ 2-3m búc bỏ lớp đỏ granớt phong hoỏ mạnh chiều dày (1ữ2)m. Cụng việc chớnh bao gồm: Búc bỏ lớp mặt bề dày trung bỡnh 2(m) và lớp đỏ dày trung bỡnh 2(m).
3.2.3.1 Tớnh toỏn khối lượng đào múng
Khối lượng đào múng được xỏc định theo phương phỏp mặt cắt : - Xỏc định diện tớch Fi của mỗi mặt cắt.
- Diện tớch trung bỡnh giữa hai mặt cắt Ftb. 2 1 + + = i i tb F F F
- Khối lượng đào giữa hai mặt cắt Vi. Vi = Ftb . Li
Li : Khoảng cỏch giữa hai mặt cắt. - Khối lượng đào hố múng V
Bảng 3-1.Bảng tớnh khối lượng đào hố múng
MC Diện tớch Diện tớch trung bỡnh Kc Khối lượng
I-I 75,95 II-II 65,39 70,67 15 1060,05 5400,45 III-III 75,88 70,635 15 1059,525 7833,225 IV-IV 83,58 79,73 15 1195,95 9341,85 V-V 92,48 88,03 19,08 1679,612 12486,43 VI-VI 95,25 93,865 15 1407,975 9950,925 VII-VII 99,58 97,415 19,466 1896,28 12567,54 VIII-VIII 91,26 95,42 17,37 1657,445 7989,071 Tổng 21509,41 98363,56
Vậy: Khối lượng đào đất là 21509,41(m3)và đỏ đào là 98363,56(m3). Nờu và chọn phương ỏn đào múng
Cú thể thực hiện theo cỏc phương ỏn sau:
Phương ỏn I: Mỏy xỳc kết hợp với ụtụ
Phương ỏn II: Mỏy xỳc kết hợp mỏy ủi và ụtụ
Phương ỏn III: Mỏy cạp
Căn cứ vào tỡnh hỡnh thực tế ta cú nhận xột sau:
+Thời gian thi cụng ngắn nờn khụng phự hợp cho thi cụng thủ cụng và phương ỏn I. + Do cần phải vận chuyển đất ra xa hố múng nờn khụng thớch hợp cho mỏy cạp. + Phương ỏn II: cú thờm mỏy ủi nờn sẽ làm việc được ở những nơi mà mỏy xỳc khụng tận dụng được, đồng thời nú trợ giỳp cho cho mỏy xỳc và ụtụ đem lại hiệu quả làm việc cao hơn.
Từ những phận tớch nờu trờn ta chọn phương ỏn II.
3.2.3.2.Tớnh toỏn cường độ thi cụng đào múng
3 ( / ) . dao V Q m ca n t =
Trong đú: - V: Khối lượng đất hoặc đỏ đào (m3). - t: Số ngày thi cụng
+ Đối với đào đất: t = 10 ngày + Đối với đào đỏ: t = 50 ngày
- n: Số ca thi cụng trong ngày, n = 3(ca)
Do tràn xả lũ được thi cụng vào mựa mưa năm thi cụng thứ nhất (5 thỏng) và đến hết mựa khụ năm thi cụng thứ hai ( 7 thỏng), phần múng tràn được mở trong ba thỏng đầu trong mựa mưa năm thi cụng thứ nhất nờn ta chọn t = 60 ngày.
*. Cường độ đào đất phần múng: 3 21509, 41 716,98( / ) . 10.3 dat dat dao V Q m ca n t = = = *. Cường độ đào đỏ phần múng
Theo tài liệu địa hỡnh, từ mặt đất tự nhiờn trở xuống 2(m) là lớp đất phong hoỏ, từ 2(m) trở xuống là phiến đỏ. Chớnh vỡ vậy để đào được phần đỏ này chỳng ta phải sử dụng phương phỏp nổ mỡn.
Do vậy cường độ đào đỏ phần múng sẽ là:
3 98363,5 655,76( / ) . 50.3 da da dao V Q m ca n t = = =
3.2.3.3.Chọn phương án đào móng.
Địa bàn nơi thi cụng cụng trỡnh thuộc vựng miền nỳi dõn cư thưa thớt nờn khụng tận dụng được nguồn lao động tại đõy. Mặt khỏc ở đõy thi cụng với cường độ lớn đường vận chuyển dài, vỡ vậy ta chọn phương ỏn đào múng bằng cơ giới, ta sử dụng mỏy đào 1,6 m3, vận chuyển bằng ụtụ tự đổ 10T, san ủi mặt bằng bằng mỏy ủi 110CV.
Căn cứ vào “Sổ tay chọn mỏy thi cụng – NXBXD2005” của Vũ Văn Lộc chủ biờn ta chọn được loại mỏy cú cỏc thụng số sau.
Mỏy đào: Chọn mỏy đào gầu sấp dẫn động thuỷ lực của hóng SUMITOMO HEAVY IND mó hiệu S-390.
− Dung tớch gầu: 1,6m3. − Trọng lượng:30,7 tấn. − Chiều cao: 3,33m. − Chiều rộng: 3,29m.
− Áp lực lờn đất: 0,75 KG/cm2.
− Vận tốc vũng quay của bàn quay: 4,1 Km/h. − Vận tốc quay di chuyển: 4,2 Km/h
− Cơ cấu di chuyển: Xớch.
− Chiều rộng một bản xớch/khoảng cỏch hai vệ bỏnh xe (m): 0,6/.
− Động cơ:
+ Mó hiệu: RDST04.
+ Cụng suất lý thuyết: 292Cv.
− Thời gian quay trung bỡnh của một chu kỳ: tck = 18,5s. − Loại nhiờn liệu sử dụng: Diezel.
− Định mức tiờu hao nhiờn liệulý thuyết: 44,21 Kg/h.
− Năng suất lý thuyết ở mức độ làm việc trung bỡnh: 122 m3/h. − Thiết bị cụng tỏc: Gầu sấp.
− Bỏn kớnh đào lớn nhất: 12m. − Trọng lượng làm việc 38,8 tấn
ễtụ: Tra sổ tay tra cứu mỏy thi cụng ta chọn loại ụ tụ tự đổ loại ℜM3-238 cú cỏc thụng số kỹ thuật như sau :
− Trọng tải 10 tấn . − Động cơ: ℜM3-238 − Cụng suất : 270 mó lực
− Số trục xe: 3
− Số trục chủ động: 3 − Bỏn kớnh lỏi vũng: 3(m)
− Khoảng cỏch giữa hai trục xe: 4,79 (m) − Khoảng cỏch giữa hai bỏnh trước: 1,95 (m) − Khoảng cỏch giữa hai bỏnh sau: 1,92 (m) − Tốc độ lớn nhất: 47 (km/h)
− Khe hở mặt đất khi chở nặng: 290(mm) − Dung tớch thựng: 8(m3)
− Trọng lượng xe: 11,33(tấn) . Mỏy ủi: Chọn loại KOMATSU cụng suất 110CV
− Mó hiệu D65A – 8
− Chiều rộng lưỡi ủi 3,97 m − Áp lực lờn đỏ 62,8 Kpa
− Hệ thống điều khiển : thuỷ lực
− Kớch thước bao : dài x rộng x cao = 5,13 x 2,39 x 3,02 m − Khối lượng : 15890 Kg
3.2.3.4.Tớnh toỏn số xe mỏy theo phương ỏn chọn :
Số mỏy đào cần thiết cho cỏc giai đoạn thi cụng . Áp dụng cụng thức:
dào dào dào N Q n = Trong đú:
- nđào: Số mỏy đào cần thiết cho giai đoạn thi cụng. - Nđàođỏ: Năng suất thực tế của mỏy đào đỏ (m3/ca) - Qđàođỏ: Cường độ đào đỏ (m3/ca)
- Nđàođất: Năng suất thực tế của mỏy đào đất (m3/ca) - Qđàođất: Cường độ đào đất (m3/ca)
Tra định mức dự toỏn xõy dựng cụng trỡnh của bộ xõy dựng do nhà xuất bản xõy dựng ban hành 29/7/2005 ta cú:
Mó hiệu Cụng tỏc xõy lắp Thành phần hao phớ Đơn vị
Cấp đất
III
AB.25333 Đào múng bằng mỏy đào< 1,6m3 -Mỏy đào < 1,6 m3 -Mỏy ủi < 110CV Ca Ca 0,242 AB.52131 Đào xỳc đỏ sau nổ mỡn lờn phương tiện vận chuyển bằng mỏy đào<1,6m3 -Mỏy đào < 1,6m3 -Mỏy ủi < 110CV Ca Ca 0,41
Năng suất thực tế của mỏy đào : Nđàođỏ = 100
0, 41= 243,9 m 3/ca
Nđàođất= 100
0, 242= 413,22 m 3/ca Số ụtụ cần thiết cho giai đoạn thi cụng là:
nụtụ = oto dao dao N N n . . Trong đú:
-nụtụ : Số ụtụ thi cụng trong giai đoạn -Nụtụ: Năng suất thực tế của ụtụ
Ở đõy ta thấy rằng quóng đường vận chuyển là L = 1,5(Km). Tra định mức dự toỏn ta cú :
Mó hiệu Cụng tỏc xõy lắp Thành phần hao phớ Đơn vị Cấp đất III AB.41433 Vận chuyển đất bằng ụ tụ tự đổ - ễ tụ 10 tấn Ca 0,84
phạm vi < 1000m
AB.53431 Vận chuyển đỏ bằng ụtụ tự đổ phạm vi < 1000m
- ễ tụ 10 tấn Ca 1,38
Ứng với đoạn đường vận chuyển tiếp theo L< 2(Km)
Mó hiệu Cụng tỏc xõy lắp Thành phần hao phớ Đơn vị Cấp đất III AB.42133 Vận chuyển đất bằng ụ tụ tự đổ tiếp
cự ly < 2Km
- ễ tụ 10 tấn Ca 0.38
AB.54131 Vận chuyển đỏ bằng ụ tụ tự đổ tiếp cự ly < 2Km
- ễ tụ 10 tấn Ca 0,651
Năng suất thực tế của ụtụ:Nụtụđất = 100
0,84 0,5.0,38+ = 97,08 m3/ca. Nụtụđỏ= 100 1,38 0,5.0,651+ =58,63m3/ca Chọn số mỏy ủi: ui dao dao ui N K N n n . . 3 =
Tra định mức dự toỏn cho cụng tỏc xỳc đỏ sau nổ mỡn lờn phương tiện vận chuyển hoặc đổ bờn cạnh ta cú:
Mó hiệu: AB.52131 Thỡ năng suất thực tế của mỏy ủi là: 100 769, 23 0,13 ui da N = = m3/ca Với K3 là hệ số tổn thất K3 = 1,04
Bảng 3-2 : Bảng tớnh toỏn xe mỏy cho cụng tỏc thi cụng hố múng
Sử dụng Dự trữ Sử dụng Dự trữ Sử dụng Dự trữ
Đất 716,98 2 1 9 2 2 1
Đỏ 655,76 3 1 12 4 1 1
3.2.3.5 Kiểm tra sự phối hợp của xe mỏy
- Điều kiện 1:
Kiểm tra năng suất ưu tiờn cho mỏy chủ đạo: Năng suất tổng cộng của tất cả cỏc ụtụ phục vụ cho 1 mỏy đào phải lớn hơn năng suất của 1 mỏy đào để đảm bảo mỏy đào phỏt huy hết năng suất.
nụtụ .Nụtụ ≥ nđào .Nđào
Bảng 3.3. Kiểm tra điều kiện xe mỏy Điều kiện 1
nụtụ. Nụtụ nđào.Nđào
1164,96 704,7
Vậy điều kiện 1 thoả món. - Điều kiện 2:
Kiểm tra sự phối hợp về mặt khối lượng. Chọn ụtụ kết hợp với mỏy đào thoả món yờu cầu sao cho sự phối hợp của đổ đất của mỏy đào vào xe hợp lý. Điều kiện này được kiểm nghiệm qua hệ số m = 4 ữ 7
m = H tn p K q K Q . . . γ Trong đú : - m : Số gầu để đổ đầy 1 ụtụ - Q : Tải trọng của ụtụ Q = 10(Tấn)
- Kp : Hệ số tơi xốp . Với đất Kp = 1,2 và với đỏ Kp = 1,4
- γtn: Dung trọng tự nhiờn .Với đất lấy γtn=1,65(T/m3), đỏ lấy γtn= 2,0(T/m3)
- q : Dung tớch của gầu xỳc q = 1,6 m3. - KH: Hệ số đấy gầu với KH = 0,8
Với vật liệu đất m = 10.1, 2
1,6.1,65.0,8= 5,68 Với vật liệu đỏ m = 10.1, 4
1,6.2.0.8= 5,47
Vậy điều kiện 2 thoả món yờu cầu. Chọn số gầu xỳc đầy ụtụ là m=6 - Điều kiện 3:
Kiểm tra sự phối hợp giữa ụtụ và 1 mỏy đào .Cần đảm bảo số lượng ụtụ phục vụ cho 1 mỏy đào thoả món điều kiện mỏy đào làm việc liờn tục. Trong thời gian 1 ụtụ chở đầy trờn đường tới vị trớ đổ và trở lại vị trớ lấy vật liệu thỡ ụtụ khỏc được mỏy đào đổ đầy. (nụtụ – 1).Tđào V L . 2 ≥ +tđổ + tđợi Trong đú :
-nụtụ : Số ụtụ kết hợp với 1 mỏy đào. Khi đào đất nụtụ = maydao
oto
N
N = 4,25 lấy nụtụ =5,
khi đào đỏ nụtụ = maydao
oto
N
N = 4,006 lấy nụtụ= 4
- L : Chiều dài trung bỡnh quóng đường vận chuyển L = 1,5 Km - V : Vận tốc trung bỡnh của ụtụ V = 25Km/h ( 7m / s)
- tđổ : Thời gian đổ của ụtụ tđổ =30s
- tđợi : Thời gian chờ đợi vào vị trớ đổ tđợi = 60s - Tđào: Thời gian xỳc đầy 1 ụtụ Tđào = mđào .TCK + t’ - t’: Thời gian ụtụ lựi vào vị trớ lấy vật liệu t’ = 45s
- mđào: Số gàu xỳc đầy ụtụ mđào = 6.
- TCK : Thời gian 1 chu kỳ làm việc của mỏy đào TCK = 60s - Như vậy ta cú : (nụtụ – 1).Tđào = (5 – 1) . (6. 60 +45) = 12150s
- 2.L
V + tđổ + tđợi = 2.1500
7 + 30 + 60 = 518,57s Vậy điều kiện 3 thoả món.
Kết luận:
Kiểm tra ba điều kiện phối hợp xe mỏy, ta thấy đều thoả món. Vậy việc lựa chọn số xe mỏy phục vụ đào múng là hợp lý.
Để cho việc thi cụng đảm bảo sự liờn tục và tiến độ cũng như đảm bảo về mặt kỹ thuật ta nờn bố trớ xe dự trữ như bảng tớnh toón xe mỏy.