a) Nguyên tắc
- Đảm bảo cho máy chủ yếu phát huy tác dụng cao nhất. Đĩ là các máy đào đất như máy đào một gầu cĩ nhiệm vụ hồn thành khâu cơng tác cơ bản là khai thác đất.
- Số lượng các máy và phương tiện vận chuyển trong một dây truyền đồng bộ được xác định bởi năng suất của máy chủ yếu. Số lượng các máy dây chuyền được xác định bởi khối lượng cơng việc và thời hạn hồn thành.
- Việc lựa chọn thành phần của một dây chuyền đồng bộ được tiến hành cho từng cơng trình bằng cách so sánh các phương án theo chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật.
b) Căn cứ để chọn máy đào và vận chuyển
2 - Khối lượng và cường độ thi cơng - Cự ly vận chuyển
- Đặc điểm khai thác ở bãi vật liệu: dày, mỏng, nơng, sâu... - Phân bố chất đất theo chiều dày
Đề xuất phương án:
Dựa vào thiết kế hiện trường thi cơng ta chọn ra các phương án thi cơng đập đất cho cơng trình hồ chứa nước Vạn Hội như sau:
- Phương án 1: Dùng máy đào + ơ tơ + máy ủi + máy đầm. - Phương án 2: Dùng máy cạp + máy ủi + máy đầm.
So sánh lựa chọn phương án:
Xuất phát từ tình hình thực tế thi cơng tại cơng trình đầu mối, cự ly vận chuyển, khối lượng và địa hình của bãi khai thác vật liệu, cường độ thi cơng và khả năng nhân lực của đơn vị thi cơng. Dựa vào các nguyên tắc thi cơng cơ giới đắp đập đầm nén, các căn cứ để chọn máy đào và vận chuyển qua phân tích em đi đến kết luận sau:
- Do khối lượng và cường độ thi cơng đập rất cao.
- Do bãi vật liệu ở xa nên nếu dùng máy cạp thì khơng kinh tế nên ta chọn phương án thứ nhất ( Phương án: Máy đào + ơ tơ + máy ủi + máy đầm ). Vì dùng máy đào kết hợp với ơ tơ vận chuyển với cự ly xa là đạt hiệu quả và khi cần thiết điều động xe máy dễ dàng, đáp ứng với cường độ thi cơng cao.
c) Chọn thiết bị xe máy cho phương án chọn 1. Máy đào:
Căn cứ vào cường độ đào đất của máy ở từng giai đoạn. “ Sử dụng sổ tay chọn máy thi cơng” cịn loại máy đào gầu sấp dẫn động bằng thủy lực do hãng Komatsu PC – 400 của Nhật sản suất cĩ các thơng số kỹ thuật sau:
- Dung tích gầu: q = 1,6 m3. - Bán kính gầu lớn nhất: 12 m - Chiều cao đổ lớn nhất: 7.2m - Chiều rộng mắt xích: 0,60 m - Trọng lượng máy: 30,2 tấn.
- Thời gian một chu kỳ làm việc: tck= 18,5 (s)
2. Phương tiện vận chuyển:
Chọn loại ơtơ là Kmaz -222. các thơng số chính của loại ơtơ này: - Tải trọng của xe: 12 tấn.
- Cơng suất: 180 mã lực
- Kích thước xe: dài 8,19 m, rộng 2,65m, cao 2,76m
- Dung tích thùng xe:
13m33. Máy ủi:
Dùng loại máy ủi D50A – 16 cĩ các thơng số kỹ thuật như sau: - Trọng lượng : 11,65tấn
- Động cơ :
+ Mã hiệu 4D – 130.
+ Cơng suất thiết kế : 110 CV. - Lưỡi ủi :
+ Rộng : 3,72m. + Chiều cao : 0,875m.
4. Máy đầm
Chọn loại máy đầm chấn động Dynapac CA-301 cĩ các thơng số kỹ thuật như sau: + Chiều dài của đầm: 2,2m.
+ Đường kính quả đầm: 1,8m.
+ Kích thước đáy chân cừu: (10 x13)cm. + Chiều dài chân cừu: 15 cm.
+ tổng số chân cừu: 150 cái. + Lực đầm: P = 30 ( kg/cm2 ). + Cơ cấu di chuyển bánh hơi.
3.2.5.1. Tính số lượng máy đào và ơ tơ
Với dây chuyền thi cơng đã chọn, dựa vào ĐMXDCB 1242, ta xác định được các thơng số về định mức hao phí cho từng loại thiết bị như sau:
Bảng 3-10. Định mức hao phí cho từng loại thiết bị (Đơn vị tính 100m3) Mã hiệu Cự ly Đất cấp Thành phần hao phí Đơn vị Giá trị AB.2414
AB.4144 ≤ 1000 III Máy đào≤ 1,6 m3 Ca 0,202
Máy ủi 110 CV Ca 0,045 Ơ tơ 12 Tấn Ca 0,770 AB.6312 γ≤ 1,8 T/m3 Máy đầm 16T Ca 0,289 Máy ủi 110CV Ca 0,145
Năng suất các loại xe máy - Năng suất Máy đào:
Πđào = 0,202100 =495 (m3/ca) - Năng suất Ơ tơ : 130
0,77 100
Πoto = = (m3/ca)
a) Số lượng máy đào
Ta cĩ: dao dao dao Q n kΠ = ∗ (3-14) Trong đĩ:
nđào : Số lượng máy đào trong thời đoạn thi cơng Qđào : Cường độ thi cơng (m3/ngày đêm)
Πđào : Năng suất máy đào trong 1 ca máy (1ca = 7 giờ). K : Số ca làm việc trong 1 ngày đêm (k = 2ca).
b) Số lượng Ơ tơ
- Số ơ tơ phối hợp với một máy đào:
oto dao oto Π Π n = (3-15) Trong đĩ:
nơ tơ : Số lượng ơ tơ vận chuyển đất
Πđào : Năng suất máy đào trong thời đoạn thi cơng.
Πơtơ : Năng suất ơ tơ được xác định theo định mức cơ bản.
⇒ nơ tơ = 495 4 130 ≈ (xe) - Tổng số ơ tơ làm việc trên cơng trường:
∑nơtơ = nđào x nơtơ
Số ơ tơ dự trữ thường chọn thêm (20-30)% nữa.
Dựa vào các cơng thức trên ta tính được số lượng ơ tơ máy đào theo bảng sau: Bảng 3-11. Thống kê ơtơ, máy đào.
Đợt Cường độ đào (m3/ngđ) số ngày thi cơng Cự ly (km)
Máy đào Ơ tơ
Loại Số lượnglàm việc Số lượngdự trữ Loại Số lượnglàm việc lượngSố dự trữ
I 2500,579 112 1÷1,2 Komatsu PC–400 3 1 Kmaz -222 12 3 II 2466,856 120 1÷1,2 - nt - 3 1 - nt - 12 3 III 1805,166 140 2,5 - nt - 2 1 - nt - 8 2 IV 2142,425 102 2,5 - nt - 3 1 - nt - 12 3
Do xe tự đổ chỉ cĩ thể làm việc 2 ca trong một ngày đêm. Để đảm bảo cho tất cả các
máy đào làm việc trong 2 ca thì tổng số lượng xe ơ tơ cần là:
T a K N 1,5N N= ∋ = 18 xe (3-16) Trong đĩ:
Na: Số lượng xe phục vụ cho 1 máy đào = 4 xe. N∋ : Số lượng máy đào làm việc trong 2 ca.
KT : Hệ số đảm bảo kỹ thuật của trạm sửa chữa ơ tơ (0,67÷0,7) Từ đây ta sẽ tính được số xe ơ tơ cho mỗi giai đoạn thi cơng.
Vậy số máy đào, ơ tơ cần dùng cho các giai đoạn đào được tính theo bảng (3-11)
c) Kiểm tra sự phân phối xe máy
- Kiểm tra hệ số phối hợp m.
Theo cơng thức (8-13) GTTC tập 1 trang 158. p tn H Q K m qγ K ∗ = ∗ ∗ (3-17) Trong đĩ: m : Số gầu xúc đầy ơ tơ.
Q = 12Tấn : Tải trọng của ơ tơ.
γtn = 1,60T/m3 : Dung trọng của đất tự nhiên ở bãi vật liệu. q = 1,6m3 : dung tích gầu của máy đào.
Kp = 1,2 : Hệ số tơi xốp . KH = 0,9 : Hệ số đầy gầu. Thay số vào cơng thức ta tìm được m.
12 1,2 m 6, 25 1,6 1,6 0,9 ∗ = = ∗ ∗
Với m = 6,25 nằm trong khoảng (5÷7) đảm bảo năng suất cao nhất của máy đào.
- Kiểm tra về điều kiện ưu tiên cho máy chủ đạo.
nơtơ *Πơtơ≥ nđaị * Πđào
⇒ 4 130 1 495∗ ≥ ∗ ⇒ 520 > 495
Vậy qua kiểm tra các điều kiện ta thấy thỏa mãn điều kiện về phối hợp xe máy.
3.2.5.2. Tính số lượng máy san đầm a) Tính số lượng máy ủi
Căn cứ vào điều kiện thi cơng, căn cứ vào cấp đất, tra định mức dự tốn ta được năng suất thực tế của máy ủi: Πủi = 0,145100 = 689,7 (m3/ca).
Số máy ủi cần thiết cho giai đoạn thi cơng là:
ui 3 dao dao ui k .Π Π n n = (3-18) (k3 = 1,04) : Hệ số tổn thất do vận chuyển.
b) Tính số lượng máy đầm
Căn cứ vào cấp đất, tra định mức dự tốn ta được năng suất thực tế của máy đầm là: Πđầm = 0,289100 =346 (m3/ca)
Số máy đầm cần thiết cho các giai đoạn thi cơng là: dao dao dam 3 dam nΠ n k .Π = (3-19)
Từ các cơng thức trên ta tính được số lượng máy ủi, máy đầm cho các đợt thi cơng như trong bảng (3-12).
Bảng 3-12. Thống kê máy ủi, máy đầm.
Đợt Cường độđào (m3/ngđ) số ngày thi cơng Cự ly (km)
Máy ủi Máy đầm
Loại Số lượng làm việc Số lượng dự trữ Loại Số lượng làm việc Số lượng dự trữ I 2500,579 112 0,225 D50A- 16 3 1 Dynapac CA-301 5 2 II 2466,856 120 0,22 - nt - 3 1 - nt - 5 2 III 1805,166 140 0,44 - nt - 2 1 - nt - 3 1 IV 2142,425 102 0,56 - nt - 3 1 - nt - 5 2
c) Thiết kế khoang đào
Thiết kế khoang đào nhằm giúp cho cơng tác đào đất được thuận tiện và nhịp nhàng
tránh tình trạng chồng chéo chờ đợi khi đào xong một khoang đào cũng như đang trong quá
trình đào. Việc bố trí khoang đào phụ thuộc vào việc bố trí phối hợp giữa xe vận chuyển và
máy đào mà ta cĩ hai loại như sau:
- Khoang đào cùng hướng. - Khoang đào bên.
Đối với khoang đào cùng hướng thì xe vận chuyển khơng cĩ đường riêng trong khoang đào. Lúc này xe vận chuyển và máy đào cùng ở trên một mặt bằng, trong những trường hợp đặc biệt như đào rãnh tiên phong thì xe vận chuyển đứng cao hơn mặt máy đứng. Đối với khoang đào bên thì xe vận chuyển cĩ đường riêng đi song song với đường đi của máy đào và đặt ngang ở máy đào đứng (gọi là khoang đào bên kiểu bằng) hoặc đặt cao hơn mặt máy đứng (gọi là khoang đào bên kiểu bậc thang).
Dựa vào bãi vật liệu và cường độ thi cơng của đập nên ta chọn hình thức khoang đào bên kiểu bằng để ơ tơ vận chuyển ra vào bãi vật liệu lấy đất được dễ dàng , thuận tiện.
3.2.6. Tổ chức thi cơng mặt đập
Cơng tác mặt đập là khâu chủ yếu của thi cơng đập đất đầm nén. Nội dung cơng tác mặt đập gồm các phần việc sau.
- Dọn nền và sử lý nền.
- Vận chuyển và rải đất trên mặt đập. - Xử lý độ ẩm trước hoặc sau khi rải đất - Đầm đất.
- Sửa mái và làm bảo vệ mái.
3.2.6.1. Cơng tác dọn nền đập
Là một khâu mở đầu cho việc thi cơng đập đất, cơng tác dọn nền đập bao gồm các cơng việc sau:
1. Dọn sạch các cây cối, gạch đá, bĩc phong hĩa đến độ sâu thiết kế bằng máy ủi hoặc bằng máy cạp và đẩy về phía thượng lưu hoặc hạ lưu của đập. Nếu chưa kịp đắp ngay thì sau khi dọn sạch nền thơng thường chừa lại một lớp bảo vệ chỉ dọn đi lúc đắp đập.
2. Lấp các hố khoan thí nghiệm, các giếng thăm dị bằng đất đắp đập.
3. Làm cơng tác tiêu nước mặt và nước ngầm chảy vào hố mĩng. Biện pháp bơm khơ hố mĩng đơn giản cĩ thể áp dụng là đào chân khay đê quai thượng lưu cát qua tầng cuội sỏi để cắt dịng nước ngầm, ngăn khơng cho thấm vào hố mĩng.
4. Xử lý các chỗ nối tiếp, bộ phân sườn núi ở hai bên bờ, tiếp giáp với tường tâm hoặc tường răng với nền theo đúng thiết kế.
Sau khi đã làm xong cơng tác dọn nền đập phải làm biên bản nghiệm thu nền, trong đĩ đánh dấu các cao trình địa hình kèm theo mặt cắt ngang, điều kiện địa chất, các đặc trưng địa chất cơng trình của nền, các số liệu về nước ngầm và các số liệu cần thiết của thiết kế, sau đĩ mới cho phép đổ đất đắp đập.
3.2.6.2. Cơng tác trên mặt đập
Nội dung cơng tác trên mặt đập gồm 3 phần việc chính là rải, san và đầm. Ngồi ra cịn một số cơng tác khác như xây rãnh thốt nước, lát mái thượng lưu và trồng cỏ, muốn cho 3 phần việc này khơng chồng chéo lên nhau và để tăng tốc độ thi cơng, chúng ta phải dùng phương pháp thi cơng theo phương pháp dây chuyền để hồn thành các cơng việc đĩ.
Đối với đập đất Vạn Hội cơng tác trên mặt đập ta tiến hành thi cơng như sau:
Gia cố mái thượng lưu ưu tiên làm trước và phải đảm bảo luơn luơn vượt trước mực nước thượng lưu, biện pháp thi cơng chủ yếu bằng thủ cơng. Mái hạ lưu trồng cỏ, xây rãnh thốt nước thi cơng trước mùa mưa lũ để tránh xĩi lở mái.
Phương pháp tổ chức theo dây chuyền trên mặt đập tức là chia mặt đập thành từng đoạn, trên mỗi đoạn phải hồn thành 1 phần việc và các phần việc sẽ tiến hành đồng thời theo thứ tự rải, san, đầm.
Trước tiên ta tiến hành phân đoạn thi cơng trên mặt đập. Nguyên tắc phân đoạn là diện tích mỗi đoạn cơng tác phải bằng nhau và phải đủ để đội máy và đội cơng tác phát huy hết tác dụng, trong cùng một thời gian đã định mỗi đội đều phải hồn thành nhiệm vụ trên mỗi đọan cơng tác. diện tích mỗi đoạn cơng tác quyết định bởi cường độ vận chuyển đất lên đập và độ dày rải đất của mỗi lớp.
a) Xác định số đoạn cơng tác trên mặt đập
Số đoạn cơng tác trên mặt đập tính cho các cao trình của các giai đoạn đắp đập được tính như sau: - Ở cao trình ∇32P m mặt đập ta cĩ: + Chiều dài mặt đập là: 265 m + Bề rộng mặt đập là: 106 m + Diện tích mặt đập ở cao trình∇32P m là: Fmd = 28090 m2 + Diện tích rải: H Q F m r = (3-20) Trong đĩ: Fr - Diện tích rải đầm (m2) H - Chiều dày rải đất (m) Qm - Năng xuất máy (m3/ca)
tk 3 tn dao dao m γ K γ π n Q = (3-21) Trong đĩ:
n : Số lượng máy đào
πđào : Năng suất máy đào = 495 (m3/ca)
γtn = 1,60 T/m3 : dung trọng tự nhiên của đất ở bãi vật liệu γtk = 1,77 T/m3: Dung trọng thiết kế của đập.
K3 = 1.04 là hệ số tổn thất do vận chuyển ⇒ m 3 495 1,6 Q 1,04 1,77 ∗ ∗ = ∗ = 1290,7 (m3/ca). Thay số vào cơng thức (3-20) ta tính được Fr
r 1290,7 F 0,3 = = 4302 (m2) Số dải : mc = md 280904302 7 r F F = ≈ (dải)
Diện tích thực mỗi dải : Ftt = md 280907
c F m = = 4012,9 (m2) Cường độ tính tốn : Qtt = Ftt * H = 4012,9 * 0,3 = 1203,9 (m3/ca). Cường độ khống chế: n.T V Q dap kc = (3-22) Trong đĩ :
Vđắp = 264306 m3 : khối lượng đắp yêu cầu của giai đoạn thiết kế T = 120 ngày : số ngày thi cơng của giai đoạn.
n = 2 ca : Số ca làm việc trong ngày. kc 264306 Q 1101,3 2 120 = = ∗ (m3/ca). So sánh ta thấy điều kiện chọn xe máy hợp lý:
Qkc = 1101,3 m3/ca < Qtt = 1203,9 m3/ca < Qm = 1290,7 m3/ca
Như vậy ứng với cao trình ∇37m thì số đoạn cơng tác mc = 9 đảm bảo cường độ đắp đập.
- Tương tự như vậy thì ta cĩ số liệu tính tốn cho các cao trình của các giai đoạn thi cơng:
Bảng 3-13. Số đoạn cơng tác trên mặt đập cho các giai đoạn
Fmd Qm Fr mc Ftt Qtt Vđắp T n Qkc 32T 23850 1290,7 4302 6 3975 1192,5 250058 112 2 1116,3 32P 28090 1290,7 4302 7 4012,9 1203,9 264306 120 2 1101,3 37 38069,5 860,5 2868 14 2719,3 815,8 225646 140 2 805,9 40 26130 1290,7 4302 7 3732,9 1119,9 195114 102 2 956,4
Ta thấy tất cả các giai đoạn tính tốn đều cĩ mtt > 3 và Qkc < Qtt < Qm nên chọn số đoạn cơng tác trên mặt đập là hợp lý.
b) Tổ chức dây chuyền thi cơng trên mặt đập
Sau khi đã chia mặt đập ra làm các đoạn ta bắt đầu chia nĩ thành 3 khu (gồm cĩ đổ, san, đầm) cĩ diện tích bằng nhau với ba khâu đổ san đầm phải tương đương nhau năng suất khâu sau nên bố trí lớn hơn khâu trước.
Hình 3-13. Minh họa bố trí thi cơng dây chuyền trên mặt đập.
Phân chia các diện tích rải đất và dây chuyền trên mặt đập phải đáp ứng các vấn đề chủ yếu sau:
+ Các dải song song với tim đập.
+ Tốc độ nâng cao mặt đập nếu nhanh hơn thiết kế quy định thì phải cĩ luận chứng bảo đảm chất lượng và được chủ đầu tư đồng ý.
+ Phải đắp đập theo mặt cắt phịng lún.
