Sau khi nổ mỡn, vận chuyển xong đất đỏ cần phải tiến hành cụng tỏc chống đỡ đường hầm trước khi tiến hành đào phỏ tiếp chu kỳ sau. Tuy nen được đào trong loại đỏ tốt, hệ số kiờn cố fk = 8 ữ 10, đỏ ớt nứt nẻ vỡ vậy ta sẽ gia cố hầm bằng lớp bờ tụng phun và neo thộp.
1) Chiều dày lớp bờ tụng phun
• Số liệu đó biết: Cụng thức tớnh chiều dày vũm phun: hk = 0,35.a. 1 . . c G k k R Trong đú: a - bước phun trờn hầm, a = 0,4m.
G – ỏp lực tiờu chuẩn thẳng đứng của đỏ tỏc dụng lờn vỏ bờ tụng phun, G = .
k a
f
γ
γ
- trọng lượng riờng của đỏ,γ
= 2,65 T/m3fk - hệ số kiờn cố của đỏ, fk = 8
kc - hệ số điều kiện làm việc, cú lưới thộp kc = 0,65 k1 - hệ số ảnh hưởng của tuổi bờ tụng phun, k1 = 0,3
R - độ bền kộo tiờu chuẩn của bờ tụng phun, cú lưới thộp R = 15 T/m2
• Trỡnh tự tớnh toỏn: - Áp lực đỏ lờn vỏ bờ tụng phun: G = 0, 4.2,65 8 = 0,1325 T/m2 - Độ dày bờ tụng phun: hk = 0,35.0,4. 0,1325 0,65.0,3.15 ≈ 0,030 m
Chọn chiều dày bờ tụng phun hk = 5cm, ta chọn lớn hơn so với tớnh toỏn là để đảm bảo bờ tụng phủ hết hũn đỏ bị nhụ ra.
2) Chọn mỏy phun bờ tụng
Ta chọn mỏy phun bờ tụng là mỏy phun bờ tụng chuyờn dụng AL – 285 của Thụy Điển. Cỏc thụng số kỹ thuật của mỏy AL – 285 như sau:
- Kớch thước B x L x H 1,1 x 2,4 x 1,5 m
- Khối lượng 1,55 T
- Động cơ điện 11 KW
- Cụng suất bơm 9 ữ 25 m3/h
• Tớnh khối lượng bờ tụng phun và thời gian khoan phun cho từng chu kỳ khoan nổ: Ta tớnh toỏn với mặt cắt điển hỡnh là mặt cắt loại C, chiều dài mỗi chu kỳ khoan nổ với mặt cắt loại này là 4m. Khối lượng bờ tụng cho từng chu kỳ khoan nổ là:
V = 26,73.4.0,05 = 5,35 m3
Coi khi làm việc cụng suất bơm trung bỡnh là: Nb = 20 m3/h, như vậy ta cú thời gian khoan phun bờ tụng cho từng chu kỳ khoan nổ là:
t = .60 5,5320 .60
b V
3.5.2. Cụng tỏc lắp đặt neo thộp
• Trường hợp tớnh toỏn: Tớnh toỏn với trường hợp mặt cắt loại C và qua đỏ cú fk = 8.
• Số liệu đó biết:
- Kớch thước khối đào: b = 8,1m; h0 = 8,1m; Ro = h1 = 4,05m. - Chiều sõu lớp phủ núc hầm: H = 60m.
- Chỉ tiờu của đỏ: γ = 2,65 T/m3; fk = 8; C = 2,0 Kg/cm2; φ = 400.
ϕ/2) ϕ/2)
Hỡnh 3.6: Bố trớ neo thộp mặt cắt loại C
- Thụng số của neo: độ tăng an toàn của neo 0,5m; sức chịu tải của 1 neo là Qk = 8T; sức chịu kộo của thộp là ra = 3000 kg/cm2; hệ số an toàn của neo thộp k = 1,5; ứng suất cho phộp của đỏ [σ] = 80 T/m2
• Trỡnh tự tớnh toỏn:
+Xỏc định chiều dài của neo: L
- Áp lực vũm đỏ q coi như phõn bố đều và được tớnh theo cụng thức: q = γ.h
Trong đú:
h - chiều cao của vũm. h = 0 0 2 . (45 ) 2 2. 2. o k k b h tg b f f ϕ + − = = 8,1 2.8,1.0, 466 2.8 + ≈ 0,978 m Vậy ta cú: q = 2,65.0,978 = 2,593 T/m
- Chiều dài của neo được tớnh theo cụng thức của Viện nghiờn cứu Liờn Xụ ( trang 314 – giỏo trỡnh thi cụng tập 1):
Trong đú:
hph - chiều dài lớp đỏ của vựng bị phỏ hoại xung quanh đường hầm được tớnh: hph = R – Ro = Ro.( 0 1 R R − ) Ở đõy: R – bỏn kớnh vựng đỏ bị phỏ hoại; Ro – bỏn kớnh vũm, Ro = 4,05m.
Đại lượng R/Ro tra theo biểu đồ của giỏo sư Taxốp (giỏo trỡnh thi cụng tập 1 - trang 314).
Với 20 0,126
. 2,65.60
C H
γ = = và tgφ = tg400 = 0,84 tra trờn biểu đồ ta được 0
R
R = 1,4. Thay số vào cụng thức ta được:
hph = Ro.( 0 1 R R − ) = 4,05.(1,4 – 1) = 1,62 (m) Từ đú tớnh được: L1≥ 1,25.1,62 = 2,025 m.
Chiều dài của neo: L = L1 + 0,5 = 2,025 + 0,5 = 2,525 m. Chọn L = 2,6 (m). +Bước của neo: a
- Theo điều kiện tạo vũm: a1≤ L1 - 1 1 .( ). 4. . q b L b h [ ]σ + ⇒ a1≤ 1,62 - 2,593.(8,1 1,62).8,14.4,05.80+ = 1,46 (m). - Theo độ ổn định của đỏ giữa cỏc neo:
a2≤ 1. 3
L C
q ⇒ a2≤ 1,62. 20
3 2,593 = 1,50 (m). - Theo độ bền gắn chặt của neo:
Qk≥ k.q.a2⇒ a3≤ Q.k 1,5.2,5938
k q = = 1,43 (m). So sỏnh: a3 < a1 < a2⇒ Chọn bước của neo a = 1,4 (m).
+Đường kớnh neo: d Ta cú: Qk = 2 . . 4 a d r π ⇒ d = 4. . k a Q r π Thay số ta được: d = 4 4.8 3,1416.3.10 = 0,0184 (m)
Chọn neo bờ tụng cốt thộp loại thộp xoắn AIII, φ20; L = 2,6 (m); a = 1,4 (m). Số neo đỏ cần gia cố cho mỗi chu kỳ đào là 12 x 3 = 36 chiếc.
• Thời gian khoan và lắp đặt neo thộp:
Cụng tỏc khoan neo thộp được thực hiện với cựng mỏy khoan lỗ mỡn Boomer 352. Sau khi khoan lỗ, đặt thộp vào rồi tiến hành gắn miệng lỗ khoan.Vữa xi măng được phụt vào thụng ống phụt, khụng khớ thoỏt ra qua lỗ thoỏt khớ. Theo kinh nghiệm thi cụng trờn cụng
trường Cửa Đạt, thời gian khoan và lắp đặt hoàn chỉnh 1 neo thộp là 5 phỳt; vậy thời gian
lắp đặt xong neo thộp trong một chu kỳ là: 5 x 36 = 180 phỳt.
3.6. CễNG TÁC THễNG GIể TRONG QUÁ TRèNH THI CễNG ĐƯỜNG HẦM HẦM
Ngày nay khi cụng nghệ thi cụng phỏt triển mạnh, trong quỏ trỡnh thi cụng người ta đó quan tõm nhiều hơn đến vấn đề sức khoẻ của người lao động. Với đường hầm ngoài vấn đề an toàn nổ mỡn, cụng tỏc thụng giú cũng cú vai trũ rất quan trọng. Nú cú tỏc dụng tiờu hết hơi độc và bụi bẩn sau khi nổ mỡn và cả trong thời gian thi cụng; mặt khỏc nú cũn cú tỏc dụng thay đổi nhiệt độ và khụng khớ trong hầm, qua đú bảo vệ sức khoẻ cho người lao động, tạo mụi trường làm việc tốt giỳp tăng năng suất lao động. Cụng tỏc thụng giú được tiến hành ngay sau khi nổ mỡn xong trong mỗi chu kỳ nổ mỡn. Cụng tỏc thụng giú trong thi cụng tuy nen TN2 được tiến hành bằng phương phỏp thụng giú nhõn tạo theo kiểu thổi giú vào, thực hiện bằng cỏch dựng mỏy bơm thổi giú vào đường hầm thụng qua đường ống dẫn. Thời gian cho mỗi lần thụng giú là 15 phỳt.
Hỡnh 3.7: Thụng giú đường hầm
3.6.1. Xỏc định lượng khụng khớ mới cần thổi vào đường hầm
3.6.1.1. Yờu cầu khụng khớ cho cỏc loại
Đối với việc thi cụng đường hầm người ta thường yờu cầu cỏc loại chớnh sau đõy: - Khụng khớ cho cụng nhõn làm việc đảm bảo cường độ lao động : Q1.
- Khụng khớ bự lại việc thiếu O2 do nồng độ CO2 lớn : Q2.
- Khụng khớ để pha loóng khớ chỏy nổ tự nhiờn (CH4), CH4 quỏ 1% trong khụng khớ dễ gõy chỏy nổ cần pha loóng : Q3.
- Khụng khớ pha loóng khớ độc do nổ mỡn : Q4.
- Khụng khớ để pha loóng khớ độc do động cơ điờzen thải ra : Q5. - Khụng khớ để pha loóng bụi hoặc hỳt bụi : Q6.
- Khụng khớ cấp đảm bảo tốc độ giú trung bỡnh tối thiểu trong đường hầm : Q7.
- Khụng khớ dựng trong một số trường hợp khỏc như khi nhiệt độ của hầm tăng lờn, độ ẩm thay đổi hay pha loóng khớ cú mựi vị (axờtilen)…
Đối với đường hầm dẫn dũng TN2 Q2, Q3, Q6 nhỏ khụng đỏng kể vỡ vậy ta chỉ tớnh đến cỏc giỏ trị Q1, Q4, Q5, Q7. Lượng khụng khớ cần thiết chọn giỏ trị lớn nhất trong 3 giỏ trị Q4, Q5, Q7 và cộng thờm với Q1.
Dự kiến chọn sơ đồ bố trớ cỏc mỏy quạt cỏch đều nhau khoảng 600m, ống thụng giú loại nhựa mềm, đặt cỏch gương đào 10 m nhằm trỏnh bị hư hỏng do nổ mỡn gõy ra.
3.6.1.2. Tớnh toỏn 1) Tớnh Q1 :
Q1 = q.n (m3/phỳt) Trong đú:
n - số lượng cụng nhõn lớn nhất cựng làm việc trong hầm, lấy sơ bộ n = 10 người. q - lượng khụng khớ cần thiết cho một cụng nhõn trong một phỳt, q = 2 ữ 3 m3/phỳt.
Thay số vào cụng thức ta được:
Q1 = 3.10 = 30 m3/phỳt
2) Tớnh Q4 :
Cú nhiều cỏch tớnh Q4, ta tớnh toỏn với cỏc cỏch khỏc nhau rồi chọn giỏ trị lớn nhất trong cỏc giỏ trị tớnh được. • Tớnh theo cụng thức của cụng ty Nhật: Q4 = P. .K 1 t α (m3/phỳt) Trong đú:
P - lượng khớ độc CO được sản sinh bởi 1 kg thuốc nổ, P = 0,1 m3.
α - mức nồng độ pha loóng để đạt được của khớ CO, α = 50.10-6. K - hệ số làm việc của bộ phận thụng giú, K = 0,4.
Thay số vào cụng thức ta được: Q4 = 6
0,1 1
.0, 4.
50.10− 15 = 53,33 (m3/phỳt)
• Tớnh theo cụng thức kinh nghiệm trong giỏo trỡnh “Thụng giú” - GS.TS Vũ Trọng Hồng.
Q4 = 5Ab
t (m3/phỳt)
Trong đú:
b - lượng CO được sản sinh bởi 1 kg thuốc nổ, b = 0,1 m3. Thay số vào cụng thức ta được:
Q4 = 5.372,8.0,1
15 = 12,43 (m3/phỳt)
• Tớnh theo cụng thức của Romanov:
Q4 = 100. 100.54,5
15
S
• Tớnh theo cụng thức kinh nghiệm của Andrờa:
Q4 = 0,5N + 0,104A = 0,5.10 + 0,104.372,8 = 43,8 (m3/phỳt) Trong đú:
N - số lượng cụng nhõn trong đường hầm, N = 10 người.
Từ cỏc kết quả tớnh toỏn trờn, chọn giỏ trị lớn nhất ta cú: Q4 = 363,33 m3/phỳt.
3) Tớnh Q5 :
Q5 = H.q.α (m3/phỳt) Trong đú:
H - tổng cụng suất của cỏc mỏy đồng thời làm cụng tỏc xỳc chuyển. Với 1 mỏy xỳc H1 = 141 kw.
Với 5 ụtụ 10 tấn H2 = 108.5 = 540 kw.
⇒ H = 141 + 540 = 681 kw.
q - hệ số lưu lượng thụng giú cho 1 kw cụng suất, q = 3 m3/phỳt.
α - hệ số vận hành thiết bị thụng giú α = 0,4 . Thay số vào cụng thức ta được:
Q5 = 681.3.0,4 = 817,2 m3/phỳt.
4) Tớnh Q7 :
Q7 = vmin.S (m3/phỳt) Trong đú:
vmin - tốc độ giú trung bỡnh tối thiểu trong hầm, vmin = 0,25 m/s = 15 m/phỳt. Thay số vào cụng thức ta được:
Q7 = 15.54,5 = 817,5 m3/phỳt Xột Q4 = 363,33 < Q5 = 817,2 < Q7 = 817,5 m3/phỳt.
Vậy chọn lượng khớ cần thổi vào hầm để pha loóng khớ độc và đảm bảo điều kiện sức khoẻ cho cụng nhõn là: Q = Q1 + Q7 = 30 + 817,5 = 847,5 m3/phỳt.
3.6.2. Xỏc định kớch thước ống thụng giú
Theo kinh nghiệm chọn kớch thước quạt φ800, ống thụng giú φ1000, loại ống sử dụng là ống nhựa mềm.
3.6.3. Tớnh ỏp lực thổi
• Yờu cầu tốc độ giú trong ống :
v = 2 847,5 1,0 3,14. .60 4 ong Q S = = 18,0 (m/s).
Xột thấy tốc độ để bụi lay động tối thiểu là 17m/s ; cú v = 18m/s > 17m/s ⇒ với tốc độ
này cú thể thổi được bụi.
• Tớnh tổn thất ỏp lực trong ống : hd = . . . 2 0,025.600 1, 2. .182 2 1, 0 2.9,81 L v D g γ λ = = 297,25 (mm Hg).
Trong đú :
λ - hệ số tổn thất ỏp lực trong ống, ống nhựa λ = 0,025. L - chiều dài ống thụng giú, L = 600 m.
γ - khối lượng riờng của khụng khớ, γ = 1,2 kg/m3.
• Tớnh tổn thất ỏp lực cửa vào, cửa ra:
hb = . . 2 1,03. 1, 2 .182 2g v 2.9,81
γ
ε = = 20,41 (mm Hg).
Trong đú: ε - hệ số tổn thất ỏp lực ở cửa vào + cửa ra; ε = 0,03 + 1 = 1,03. Vậy ta cú tổng tổn thất là : h = hd + hb = 297,25 + 20,41 = 317,66 (mm Hg).
3.6.4. Tớnh tỉ lệ rũ rỉ khụng khớ
Tỉ lệ rũ rỉ khụng khớ được tớnh theo cụng thức sau: m = . 0,015.600
100 100
L
β = = 0,09.
Trong đú: β - tỉ lệ rũ rỉ cho 100 m3, với ống mềm β = 0,015.
3.6.5. Tớnh khối lượng khụng khớ mới và ỏp lực cần thiết cho quạt
Khối lượng khụng khớ mới và ỏp lực cần thiết cho quạt khi kể đến rũ rỉ là: Qf = 847,5 1 1 0,09 Q m = − − = 931,3 (m3/phỳt). hf = 317,66 1 1 0,09 h m = − − = 349,1 (mm Hg).
3.6.6. Tớnh toỏn cụng suất mỏy quạt và cụng suất động cơ
• Cụng suất mỏy quạt được tớnh theo cụng thức sau: Nquạt = 60.102.. 931,3.349,160.102.0,9
q Q h
η = = 59 (kw). Trong đú:
Q,h - khối lượng khụng khớ và ỏp lực cần thiết cho quạt.
ηq - hiệu suất quạt, ηq = 0,9.
• Cụng suất động cơ được tớnh theo cụng thức sau: Nđc = . 59 .1,05 0,95 q td N K η = = 65,2 (kw).
Dựa vào Qf = 931,3 m3/phỳt; hf = 349,1 mmHg và điều kiện cung ứng thiết bị ta chọn quạt PILIOFAN-AS-800D do cụng ty Phương Linh sản xuất với cụng suất quạt 1200m3/phỳt, đường kớnh quạt 800mm, ỏp lực khụng khớ 385 mmHg.
3.6.7. Kiểm tra tốc độ giú trong hầm
Tốc độ giú trong hầm thực tế là: Vh = 1200 54,5.60 q Q S = = 0,37 m/s.
Tốc độ giú trong hầm nằm trong khoảng cho phộp (0,25 ữ 6) m/s.
3.6.8. Bố trớ hệ thống thụng giú
Đường hầm dài 822m, cú 2 cửa vào gương hầm, tại mỗi cửa của tuy nen TN2 đặt
một mỏy quạt thổi vào trong hầm, đặt ngoài gương hầm 20m. Ta cú kết quả tổng hợp số
mỏy và chiều dài ống như sau:
• Cửa vào A: đặt một mỏy quạt φ800, đường ống dài 410 + 20 – 10 = 420m.
• Cửa vào B: đặt một mỏy quạt φ800, đường ống dài 412 + 20 – 10 = 422m.
Như vậy tổng cộng cú: 2 mỏy quạt φ800, Q = 1200 m3/phỳt, cụng suất 59 x 2 = 118 kw. Ống thụng giú mềm φ1000, cú chiều dài là 842m. Quạt đặt ngoài cửa hầm, cỏch cửa hầm 20m. Cụng suất động cơ điện cho quạt là 65,2 kw.
Sơ hoạ bố trớ quạt và ống thụng giú như sau:
Hỡnh 3.8: Sơ hoạ bố trớ quạt và ống thụng giú
3.7. CÁC CễNG TÁC PHỤ TRỢ KHÁC3.7.1. Thoỏt nước 3.7.1. Thoỏt nước
Tuy nen TN2 được xõy dựng trong tầng đỏ thấm ớt, hệ số thấm nhỏ K = 1,1.10-6
m/s. Theo kinh nghiệm ta sử dụng mương tự chảy cú độ rộng đỏy 0,5m; sõu 0,4m để thoỏt nước. Đối với đoạn hầm từ cửa thu nước cần bố trớ thờm cỏc hố thu nước để tập trung nước sau đú dựng mỏy bơm bơm hỳt đi. Bố trớ cỏc hố thu nước B x L x H = 0,7 x 07 x 1m và khoảng cỏch giữa cỏc hố liền kề là 30m.
3.7.2. Ánh sỏng
Dọc đường hầm và mặt cụng tỏc được bố trớ thiết bị chiếu sỏng để đảm bảo đủ ỏnh sỏng trong đường hầm, giỳp việc thi cụng được thuận lợi an toàn và đạt năng suất cao. Hệ thống chiếu sỏng được lắp theo kinh nghiệm trong giỏo trỡnh thi cụng tập 1 (trang 321): dựng ỏnh sỏng với hiệu điện thế 24V, búng đốn cú cường độ chiếu sỏng 150W, độ treo cao 5m, khoảng cỏch búng đốn 6cm.
3.7.3. Kiểm tra an toàn
Cụng tỏc nổ mỡn cần tuõn thủ cỏc điều kiện về an toàn như:
- Cụng nhõn làm việc trong hầm phải cú trang bị bảo hộ lao động theo quy định. - Cụng nhõn làm việc trờn cao phải cú dõy an toàn.
- Trong quỏ trỡnh nạp nổ mỡn khụng được dựng cỏc thiết bị sử dụng điện và phải ngắt nguồn điện quanh khu vực nổ mỡn.
- Trước khi tiến hành nổ mỡn phải tiến hành sơ tỏn người, mỏy múc thiết bị về vị trớ an toàn.
- Bố trớ cỏc trạm gỏc an toàn.
- Khi gần đến điểm thụng hầm cần phải thụng bỏo cho hai bờn được biết trước khi tiến
