Thiết bị thi công chủ yếu cho đờng hầm dẫn dòng nhà máy thủy điện Huội Quảng bao gồm:
+ Máy khoan hầm : Sanvick DT-820 hai cần sử dụng để khoan lỗ mìn trên gơng và khoan neo.
+ Máy xúc lật hông TORO 400D
+ Xe vận chuyển đất đá: ô tô tự đổ VOLVO-A20 + Máy phun bê tông ALIVA-500
Thông số kỹ thuật của các thiết bị nh sau: a. Máy khoan hầm : Sanvick DT-820
Bảng 3.1.Đặc tính kỹ thuật cuả máy khoan SANDVIK-DT820
Thông số Đơn vị Trị số
Đờng kính lỗ khoan (mm) 45
Chiều sâu khoan (mm) 4660
Trọng lợng (kg) 26250
Cần khoan Cái 2 x TB90
Chiều dài choòng khoan (mm) 6490
Diện tích mặt cắt ngang tối đa (m2) 90
Kích thớc chính
Chiều dài (mm) 14900
Chiều rộng (mm) 3000
Chiều cao (mm) 3600
b. Máy xúc lật hông TORO 400D
Bảng 3.2. Đặc tính kỹ thuật của máy xúc Toro 400D Đặc tính của máy Đơn vị Trị số Năng suất kỹ thuật m3/phút 14
Chiều dài toàn bộ mm 9363
Chiều rộng (Không gầu) mm 2425
Chiều cao đến ca bin mm 2370
Công suất HP 215
Dung tích gầu m3 4,3
c. ô tô tự đổ Volvo-A20
Bảng 3.3. Đặc tính kỹ thuật của ô tô tự đổ Volvo-A20 Đặc tính của máy Đơn vị Số lợng
Tải trọng thiết kế Tấn 20
Công suất lớn nhất kw 140
Chiều dài máy m 10
Chiều cao máy m 3,13
Chiều rộng máy m 2,43 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Dung tích thùng xe m3 15,5
Tốc độ di chuyển km/h 34
Đờng kính lốp m 1,5
d. Máy phun bêtông ALIVA-500
Bảng 3.4. Đặc tính kỹ thuật của máy phun bêtông ALIVA-500. STT Thông số kỹ thuật Đơn vị Số lợng
1 Năng suất phun m3/h 9 ữ 21
2 Cự ly phun ngang (khô/ớt) m 300/400 3 Cự ly phun đứng (khô/ ớt) m 100/30 4 Kích thớc: dài/cao/rộng m 9/2,9/2,4
5 Trọng lợng tấn 15
6 Sử dụng máy ép khí Atlas Copco GA 123-7,5 7 Bán kính quay (vào/ra) m 3,3/7,1 8 Kích thớc hạt cốt liệu lớn mm 4 ữ 6
3.2 Lựa chọn sơ đồ đào, sơ đồ công nghệ thi công.
3.2.1 Lựa chọn sơ đồ đào.
Việc lựa chọn sơ đồ đào hầm toàn gơng hay chia gơng chủ yếu phụ thuộc vào các yếu tố sau:
+ Diện tích và kích thớc của gơng đào: Đờng hầm có diện tích đào theo thiết kế tại mặt cắt thân hầm là 105,8 m3, và tại mặt cắt đoạn chuyển tiếp cửa hầm là 111,4 m3. Đờng hầm thuộc loại công trình ngầm tiết diện lớn ( có diện tích tiết diện ngang
100
≥ m2).
+ Điều kiện đất đá xung quanh công trình ngầm: Đờng hầm đào qua đất đá loại II, có độ cứng là f=10, với khẩu độ là 11 m, thời gian tồi tại ổn định không chống của đờng hầm sau khi khai đào là 1 tuần.
+ Khả năng làm việc của thiết bị (chủ yếu là thiết bị khoan): Máy khoan SANDVIK-DT820 có chiều cao khoan tối đa là 8,420 m, trong khi đó chiều cao của đờng hầm là 10,8 -:- 11,06 m, do đó máy khoan không thể khoan trên toàn tiết diện. Từ những điều kiện trên ta lựa chọn sơ đồ đào chia gơng theo sơ đồ sau:
Hình 3.1. Sơ đồ chia gơng phần thân hầm Tỷ lệ 1:100
Vì nổ mìn gơng bậc dới đơn giản và hiệu quả nổ mìn cao hơn gơng bậc trên do khối đá có 2 mặt tự do. Theo kinh nghiệm gơng bậc trên thờng là toàn bộ phần vòm hầm và gơng dới là phần tờng và nền hầm. Tuy nhiên do thiết kế bố trí neo mạng trên toàn bộ vòm hầm nên việc chia gơng nh trên sẽ khiến cho công tác khoan và lắp đặt các neo ở chân vòm khó khăn và phức tạp. Vì vậy ta chọn sơ đồ thi công g- ơng bậc trên nh trên hình 3.1 với gơng bậc trên đào sâu hơn mức chân vòm là 0,5 m.
+ Diện tích gơng bậc trên là Sđ = 52,667 m2, + Diện tích gơng dới là Sđ’ = 52,949 m2
3.2.2 Lựa chọn sơ đồ công nghệ thi công.
- Đờng hầm dẫn dòng thi công nhà máy thủy điện Huội Quảng có chiều dài không lớn (243,18 m), đào trong đá cứng loại II, III và không có hầm phụ hay ngách thi
công, do đó ta chọn sơ đồ công nghệ thi công nối tiếp toàn phần: Đào gia cố tạm g- ơng bậc trên đến hết chiều dài đờng hầm sau đó đào gơng bậc dới. Sau khi đào và gia cố tạm hoàn thiện trên suốt chiều dài hầm thì tiến hành lắp dựng cốp pha và đổ bê tông kết cấu vỏ hầm.
3.3 Thiết kế thi công gơng trên đờng hầm. 3.4.1 Thiết kế hộ chiếu khoan nổ mìn.
- Phơng pháp đào hầm bằng khoan nổ mìn đã xuất hiện từ rất sơm và trải quan thời gian dài phát triển. Hiện nay có rất nhiều phơng pháp thiết kế hộ chiếu khoan nổ mìn khác nhau nhng phơng pháp nổ mìn tạo biên đang đợc áp dụng phổ biến và tỏ ra khá hiệu quả khi khai đào các đờng hầm trong đất đá cứng do u điểm:
+ Tạo ra đờng biên phẳng nhẵn gần đúng với biên thiết kế, nên tiết kiệm đợc chi phí căn tẩy biên hầm, giảm chi phí bê tông bù do phá thừa.
+ Giảm chấn động đến khối đá mà đờng hầm đào qua, tăng hiệu quả và tiết kiệm chi phí gia cố đờng hầm.
+ Phơng pháp nổ mìn tạo biên nếu kết hợp với các lỗ khoan trống với kích thớc lớn tạo mặt thoáng phụ tăng đợc hệ số sử dụng lỗ mìn, tiết kiệm chi phí và đẩy nhanh tốc độ đào hầm.
a. Loại thuốc nổ
Chọn thuốc nổ Power magum 3151 do sức công nổ lớn và tính chịu nớc cao. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Bảng 3.6 Thông số kỹ thuật của thuốc nổ PM 3151:
Thông số Ký hiệu Đơn vị Trị số Đờng kính thỏi thuốc db mm 32 Chiều dài thỏi thuốc l mm 200 Trọng lợng 1 thỏi G1 kg 0,198
Sức công nổ p cm3 380
Mật độ thỏi thuốc γ g/cm3 1,23
b.Thiết bị nổ:
Để điều khiển thời gian vi sai giữa các hàng mìn khi nổ thì ta dùng kíp phi điện, đây là loại kíp hiện nay đang sử dụng rộng rãi, với u điểm là đấu ghép dễ dàng, thời gian vi sai chính xác và nó đã đợc sử dụng hiệu quả.
Thiết bị nổ gồm có:
* Kíp nổ EXEL MS: bao gồm một kíp nổ phi điện, một đoạn dây tín hiệu EXEL và
một móc nối ’J’. Đặc tính kỹ thuật:
- Dây tín hiệu EXEL: màu hồng - Đờng kính ngoài: 3 mm - Độ bền kéo tối thiểu: 45 kgF
- Độ dài tiêu chuẩn (m): 3,6; 4,9; 6,1; 9...
Bảng 3.7 Thời gian vi sai tiêu chuẩn của kíp vi sai phi điện
Số vi sai 0 1 2 3 4
Thời gian vi sai (ms) 0 25 50 75 100
Số vi sai 5 6 7 8 9
Thời gian vi sai (ms) 125 150 175 200 250
* Dây nổ PowerplexTM5:
- Màu vàng phủ sáp với 2 dải đen. - Độ bền kéo tối thiểu: 90 kgF.
- Tốc độ truyền nổ: 6,5 ữ 7,0 Km/s. - Đờng kính: 3,8 mm.
Bảng 3.8. Đặc tính kỹ thuật của máy nổ mìn KVP-1/100 M.
TT Đặc tính kỹ thuật Đơn vị Số lợng
1 Nguồn nạp - ắc quy
2 Điện thế V 650
3 Số lợng kíp đấu nối tiếp lớn nhất kíp 100
4 Điện trở mạch lớn nhất Ω 380
5 Trọng lợng máy kg 2
c. Đ ờng kính lỗ khoan .
Đờng kính lỗ khoan dk trớc tiên phụ thuộc đờng kính bao thuốc dt và khả năng dễ nạp thuốc vào trong lỗ khoan. Tỷ số dk/dt có ảnh hởng tới mật độ nạp thuốc và do đó ảnh hởng tới hiệu quả nổ phá, theo kinh nghiệm thì đờng kính lỗ khoan thờng là 42 mm hay 45 mm.
Do đờng kính cần khoan của máy khoan SANDVIK-DT820 là 45mm, do đó chọn đờng kính lỗ mìn là 45 mm.
d. L ợng thuốc nổ đơn vị . (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Theo N.M.Pakrôvski:
q=q1.fd.v.e.kd ;Kg/m3 . Trong đó:
q1 -lợng thuốc nổ tiêu chuẩn q1= 0,1*f = 1,1kg; f = 11 là hệ số kiên cố của đá
fd - hệ số kể đến cấu trúc của đất đá trong gơng, với đất đá trên gơng có nứt nẻ nhỏ, phân lớp, fd=1,4
v - hệ số nén ép của đất đá với hầm tiết diện lớn( Sđ > 18m2), v = 1,2 e - là hệ số khả năng công nổ e=380/Pd=380/380=1;
kd là hệ số kể đến ảnh hởng của đờng kính thỏi thuốc, kd = 32/db = 1 Thay số vào ta đợc:
q = 1,1.1,4.1,2.1.1 = 1,848 q = 1,85 kg/m3
e. Chiều sâu lỗ khoan
Chiều sâu trung bình của lỗ khoan đợc tính theo công thức sau: Ltb = η . n . T T . Vth ck , m Trong đó:
Vth: vận tốc đào lò theo yêu cầu, Vth = 90 m/tháng.
Tck: thời gian hoàn thành một chu kỳ đào lò, Tck = 24 giờ T: số thời gian làm việc trong một ngày, T = 24 giờ
n: số ngày làm việc trong một tháng, n = 26 ngày η: hệ số sử dụng lỗ mìn, η = 0,95 ⇒ Ltb = 4m 95 0 26 24 24 90 = , . . . f. Tổng số lỗ mìn trên g ơng
Tính theo N.M.Pakrôvski về khoan nổ mìn tạo biên.
Nc = Ndp + Np + Nn + Nb ; lỗ ( 1.2 ) Nc – Tổng số lỗ mìn trên gơng
Ndp, Np,Nn, Nb - Là số lỗ mìn đột phá, phá phụ, tạo nền và tạo biên
- Số lỗ mìn tạo biên: Nb 1 b b P N b = + ; lỗ 49
Trong đó:
bb – khoảng cách giữa các lỗ mìn biên. bb phụ thuộc hê số kiên cố của đất đá, với f = 11, bb = 0,5 m
P - là chu vi đờng biên thiết kế gơng trên của hầm, không kể chiều rộng nền. P = π(Rđ −0,15) 2.0,5+
Với: Rđ – bán kính vòm tiết diện đào, Rđ = 5,5 m P = 3,14.(5,5 0,15) 2.0,5 17,8− + = m
Nb = 17,8 1 36,6 37
0,5 + = = lỗ
- Tổng số lỗ mìn của nhóm đột phá, phá, nền
Số lỗ mìn của nhóm này đợc xác định theo công thức: Nrpn = rpn b b d N . S . q γ γ − , lỗ Trong đó: q – chỉ tiêu thuốc nổ, q = 1,85kg/m3. Sđ - tiết diện đào, Sđ = 52,667 m2. Nb – số lỗ mìn biên, Nb = 37 lỗ.
b
γ – chi phí lợng thuốc nổ nạp trung bình trên một mét dài của lỗ mìn biên, Với f = 11, γb = 0,4 kg/m
rpn
γ - lợng nạp trung bình/1m dài lỗ mìn rạch, phá, nền, γrpn phụ thuộc đờng kính thỏi thuốc, Với db = 32 mm , γrpn = 0,62 => Nrpn = 1,85.52,667 37.0,4 133,28 0,62 − = lỗ. Chọn Nrpn = 134 lỗ. g. Bố trí các nhóm lỗ mìn trên g ơng + Nhóm các lỗ đột phá.
- Chọn sơ đồ đột phá hủy, kết hợp với 3 lỗ khoan trống φ110mm tại trung tâm g- ơng.
- Số lỗ mìn đột phá Nr = 18 lỗ với hệ số nạp mìn ap = 0,7 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Các lỗ mìn nhóm đột phá đợc khoan vuông góc với gơng hầm và khoan sâu thêm 0,2 mét do đó chiều dài một lỗ mìn là 4,2 mét.
- Do các lỗ mìn đột phá cần nạp nặng hơn các lỗ mìn phá và nền, do đó, lấy lợng nạp trung bình trong một lỗ khoan đột phá γ đp = 0,65 kg/m, khối lợng nạp trong 1 lỗ khoan qđp = 4,2.0,65 = 2,73 kg, tơng đơng với 14 thỏi thuốc trong một lỗ khoan, nạp liên tục với chiều dài nạp thuốc 2,8 m; hệ số nạp mìn 0,67.
- Khối lợng thuốc nạp trong các lỗ mìn nhóm đột phá: Qđp = 18x2,73 = 49,14 kg
25 0 25 0 400 250 250 40 0 25 0 25 0 Hình 3.2 Sơ đồ bố trí nhóm đột phá Tỷ lệ 1:20 + Nhóm các lỗ mìn phá:
- Tổng số lỗ mìn phá là 116 lỗ đợc khoan vuông góc với mặt gơng hầm với chiều dài 4,0 mét.
- Lợng nạp trung bình trong một lỗ mìn phá γ đp = 0,62 kg/m, khối lợng nạp trong 1 lỗ khoan qp = 4.0,62 = 2,48 kg, tơng đơng với 12,5 thỏi thuốc trong một lỗ khoan, nạp liên tục với chiều dài nạp thuốc 2,5 m; hệ số nạp mìn 0,625.
- Khối lợng thuốc nạp trong các lỗ mìn nhóm phá: Qp = 116 . 2,48 = 287,68kg
+ Nhóm các lỗ mìn biên:
- Do đất đá trớc gơng có hệ số kiên cố f = 11, do đó để đảm bảo đất đá nổ ra đúng kích thớc theo biên thiết kế thì nhóm các lỗ mìn biên đợc khoan nghiêng 1 góc từ 850 ữ 870, hớng cắm vào biên thiết kế và đáy lỗ khoan cách biên thiết kế 5- 15 cm.
- Lợng nạp trung bình trong một lỗ mìn biên γ b = 0,4 kg/m, khối lợng nạp trong 1 lỗ khoan qp = 4.0,4 = 1,6 kg, tơng đơng với 8 thỏi thuốc trong một lỗ khoan, nạp phân đoạn, các thỏi thuốc cách nhau 15cm, truyền nổ bằng dây nổ. Chiều dài các thỏi thuốc 1,6 m; hệ số nạp mìn 0,4
- Tổng khối lợng thuốc nạp trong các lỗ mìn nhóm biên: Qb = 37.1,6 = 59,2 kg
Cấu trúc các nhóm lỗ mìn đợc thể hiện trên hình 3.3
Hình 3.3. Cấu trúc các nhóm lỗ mìn Tỷ lệ 1:20
Hình 3.4 Sơ đồ đấu kíp Tỷ lệ 1:10
h. Tính toán l ợng thuốc .
Chi phí thuốc nổ cần thiết(Qct) cho 1 chu kỳ đào.
Q = q.Lk.Sđ
= 1,87.4.52,667 = 393,95 kg
Chi phí thuốc nổ thực tế bố trí trong lỗ khoan cho một chu kỳ đào.
Q = Qđp + Qp + Qb = 49,14 +287,68+59,2 = 396,02kg
So sánh với lợng thuốc nổ cần thiết Qct đã tính toán ở trên thì lợng thuốc nổ thực tế trên là phù hợp.
i. Bảng lý lịch lỗ mìn gơng trên.
Bảng 3.10: Bảng lý lịch lỗ mìn gơng trên
j. Bảng tổng hợp các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật khoan nổ mìn gơng trên.
Bảng 3.10: Bảng tổng hợp
các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật khoan nổ mìn gơng trên
3.4.2 Thi công khoan lỗ mìn gơng trên.
Trớc khi khoan các lỗ khoan ta sử dụng máy kinh vĩ, tia laze để xác định chiều cao và hớng của đờng hầm sau đó định vị tâm của đờng hầm, định vị các lỗ khoan trên gơng và phân bố các vòng khoan, các lỗ khoan và vòng biên đợc đánh dấu bằng sơn khác màu và sơn sáng màu. Để tránh nhầm lẫn và giảm thời gian khoan ta đánh dấu vị trí theo từng vòng lỗ mìn.
*Khối lợng công tác khoan lỗ mìn,
Vk = Nđp . Lđp + (Np + Nb + Ntr).Lk (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
= 18.4,2 + (98 + 37 + 3).4,0 = 627,6 m Trong đó:
Nđp_tổng số lỗ mìn đột phá gơng trên, Nm = 18 lỗ Lđp_chiều dài trung bình một lỗ mìn đột phá, Lm= 4,2 m
Np – số lợng lỗ mìn phá gơng trên, Np = 98 lỗ Nb – số lợng lỗ khoan nhóm tạo biên, Nb = 37 lỗ Ntr – số lợng lỗ khoan trống, Ntr = 3 lỗ
Lk – chiều dài trung bình của lỗ khoan, Lk = 4,0 m
3.4.2 Thiết kê thông gió.
- Đặc điểm của công tác thông gió: Thông gió cục bộ cho gơng hầm cụt sau khi nổ mìn nhằm đa gơng vào trạng thái an toàn. Công tác thông gió nhằm đảm bảo cho không khí trên gơng hầm và trên suốt chiều dài đờng hầm có thành phầm tỷ lệ theo quy định: O2≥20%, CH4≤ 1%, CO2≤0,5%, CO≤ 0,0016 %.
- Chọn ống gió mềm bằng vải chuyên dụng có đờng kính Φ1200, ống gió đợc treo trên nóc hầm. quạt đặt cách cửa hầm 10m, đầu ống gió đặt cách gơng L1=10 ữ 15 m. 2 1 1 2 ống gió Quạt gió Đuờng gió bẩn Đuờng gió sạch 10 ữ15 m > 10 m
Hình 3.2. Sơ đồ thông gió Tỷ lệ 1:5000
a. Tính toán lợng gió cần thiết
- Tính toán lợng gió cần thiết theo số ngời lớn nhất trên gơng.
Q1 = 6 . N .kn (m3/phút) (3.12) Trong đó:
N_số lợng công nhân việc đông nhất ở trong gơng n =14 k _hệ số dự trữ bền khi có thêm ngời đột xuất: k = 1,5
Đờng gió sạch Đờng gió bẩn
6 m3/ phút _định mức gió sạch cho một công nhân Thay số: Q1 = 6.14.1,5 = 126 m3/ phút
=> Q1 = 2,1 m3/s
- Theo điều kiện tổng công suất các thiết bị sử dụng động cơ Diezen hoạt động