CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ KĨ THUẬT
2.6. Phân loại chất lượng khối đá xung quanh đường lò và lựa chọn kết cấu chống theo các chỉ tiêu phân loại khối đá
2.5.3. Chỉ tiêu phân loại khối đá theo Barton.N - phương pháp Q
Theo phương pháp này, chỉ tiêu phân loại chất lượng khối đá Q được xác định theo công thức sau:
=
SRF
Q RQD J
J J
Jn ar w
Trong đó:
- RQD: Chỉ tiêu chất lượng khối đá theo Deere.
- Jn: Lượng điểm tiêu chuẩn theo số lượng hệ khe nứt thể hiện trong bảng 4.14.
Bảng 2.19: Bảng xác định lượng điểm tiêu chuẩn theo số lượng hệ khe nứt
TT Đặc điểm phân bố các hệ khe nứt Giá trị Jn
1 Đá còn nguyên khối, không bị nứt nẻ hoặc bị nứt nẻ ít, các
khe nứt vô hướng 0,5 ÷ 1,0
2 Chỉ có một hệ khe nứt 2
3 Khối đá có một hệ khe nứt với một ít khe nứt vô hướng 3
4 Khối đá có hai hệ khe nứt 4
TT Đặc điểm phân bố các hệ khe nứt Giá trị Jn
5 Khối đá có hai hệ khe nứt với một ít khe nứt vô hướng 6
6 Khối đá có ba hệ khe nứt 9
7 Khối đá có ba hệ khe nứt với một ít khe nứt vô hướng 12 8 Khối đá có bốn hệ khe nứt hoặc lớn hơn cộng với hệ khe nứt
vô hướng, nứt nẻ mạnh, phân cắt thành các mảnh nhỏ 12
9 Đá vây quanh thành những mảnh vụn nhỏ 20
10 Khu vực có nhiều đường lò giao nhau Jnx3
11 Khu vực ngã ba, cắt cúp Jnx2
Theo tài liệu khảo sát:
+ XV7-:-9 mức -50, bán xuyên V5 trong đá -50 T.V-:-F305, XV-50 I.B: đoạn lò đào qua lớp đá cát kết thuộc loại khối đá có một hệ khe nứt với một ít khe nứt vô hướng, chọn Jn = 3.
- Jr: Lượng điểm tiêu chuẩn theo đặc điểm khe nứt thể hiện trong bảng 3.15.
Bảng 2.20: Bảng xác định lượng điểm tiêu chuẩn theo đặc điểm khe nứt
TT Đặc điểm bề mặt khe nứt Giá trị Jr
1 Khe không liên tục, mặt tiếp xúc gồ ghề với biên độ lớn, gẫy
khúc, khe nứt khép 4
2 Khe nứt khép, mặt tiếp xúc gồ ghề, uốn lượn không đều 3 3 Khe nứt khép, mặt khe nứt trơn nhẵn, uốn lượn gợn sóng
hoặc phẳng không đều 2
4 Mặt khe nứt trơn, nhẵn, phẳng 1,5
5 Khe nứt nhẵn, phẳng, dễ trượt hoặc trong khe nứt có chứa
chất sét dày ngăn cách các mặt tiếp xúc trực tiếp với nhau 1 6 Khe nứt trơn, phẳng, dễ tách chẻ, lực dính kết theo bề mặt
bằng 0 0,5
+ XV7-:-9 mức -50, bán xuyên V5 trong đá -50 T.V-:-F305, XV-50 I.B: đoạn lò có khe nứt không liên tục, mặt tiếp xúc gồ ghề với biên độ lớn, gẫy khúc, khe nứt khép, chọn Jr = 4
- Ja : Lượng điểm tiêu chuẩn theo mức độ phong hoá, biến đổi của chất lấp nhét trong khe nứt thể hiện trong bảng 2.21.
Bảng 2.21: Bảng xác định lượng điểm chuẩn theo mức độ phong hóa, biến đổi của chất lấp nhét trong hệ khe nứt
TT Đặc điểm biến đổi của khe nứt Giá trị Ja
1
Hai mặt khe nứt tiếp xúc với nhau, trong khe nứt được lấp dày bằng các hạt vật liệu cứng khác, cường độ theo mọi phía như nhau
0,75 2 Trên bề mặt khe nứt còn tươi hoặc chỉ có các vết bám rất
mỏng, thuộc khe nứt khép 1,0
3 Mặt khe nứt bị biến màu nhẹ, vật liệu lấp nhét cứng, thuộc khe
nứt khép 2,0
4 Trên bề mặt khe nứt có lớp phong hoá mỏng, sự ma sát giữa
hai mặt yếu, thuộc khe nứt khép 3,0
5 Trên bề mặt khe nứt có phủ lớp sét mỏng, lớp phong hoá trên
bề mặt dày 1 - 2mm 4,0
6 Thuộc khe nứt mở, trong khe nứt có chất lấp nhét cứng dày
<5mm 6,0
7 Thuộc khe nứt mở, trong khe nứt có lớp sét dày <5mm, mềm,
bị phong hoá 8,0
8
Trong khe nứt có lớp sét mỏng trương nở với chiều dày xấp xỉ 5mm, bề mặt khe nứt bị phong hoá, có hiện tượng nước chẩy trong khe nứt
8,0 - 12,0 9 Khe nứt phát triển dài liên tục, trong khe nứt có lớp sét mềm,
trương nở, có nước chẩy 13,0 - 20,0
+ XV7-:-9 mức -50, bán xuyên V5 trong đá -50 T.V-:-F305, XV-50 I.B: trên bề mặt khe nứt còn tươi hoặc chỉ có các vết bám rất mỏng, thuộc khe nứt khép, chọn Ja = 1
- Jw: Lượng điểm tiêu chuẩn theo yếu tố ảnh hưởng của nước ngầm thể hiện trong bảng 2.22.
Bảng 2.22: Bảng xác định lượng điểm chuẩn theo yếu tố ảnh hưởng của nước ngầm
TT Đặc điểm của nước khe nứt Giá trị Jw
1 Đường lò khô hoặc chỉ xuất hiện lộ nước tại một vài vị trí với lưu
lượng nhỏ Q < 5 l/phút, áp lực nước P < 1 kg/cm2 1,0 2 Lượng nước chẩy vào cục bộ, chất lấp nhét rửa trôi toàn phần,
áp lực nước P = 1 - 2,5 kg/cm2 0,66
3 Đường lò có nước chảy vào với diện rộng, khe nứt không có chất
lấp nhét rửa, áp lực nước P = 2,5 - 10,0 kg/cm2 0,5 4 Đường lò có nước chảy vào với gần hết, khe nứt rửa trôi hoàn 0,33
TT Đặc điểm của nước khe nứt Giá trị Jw
toàn, áp lực nước P = 2,5 - 10,0 kg/cm2
5 Đường lò có nước chảy vào mạnh ngay sau khi đào, sau đó
giảm dần theo thời gian, áp lực nước P > 10,0 kg/cm2 0,2 - 0,1 6 Đường lò có nước chảy vào cực mạnh, áp lực nước P > 10,0
kg/cm2, đábị phong hoá mục nát 0,1 - 0,05
Các đường lò đào trong lớp cát kết và bột kết khô ráo, chọn Jw=1,0.
- SRF: Lượng điểm tiêu chuẩn theo yếu tố giảm ứng suất thể hiện trong bảng 2.23
Bảng 2.23: Bảng xác định lượng điểm chuẩn theo yếu tố giảm ứng suất TT Khối đá khá tốt, các vấn đề liên quan đến
trường ứng suất khối đá Giá trị SRF 1 Trường ứng suất thấp; gần mặt đất; các khe nứt mở 2,5 2 Trường ứng suất trung bình; các điều kiện ứng suất khá tốt 1,0 3
Trường ứng suất lớn; cấu trúc khối đá rất chặt, khít (thông thường có các điều kiện ổn định tốt; có thể các điều kiện ổn định tại vị trí thành - mặt khe nứt … không tốt lắm.
0,5-:-2 4 Khả năng phân tách lớp, phân phiến trung bình; mức độ vỡ
vụn trung bình trong khối đá sau thời gian lớn hơn 1 giờ. 5-:-50 5
Khả năng phân tách lớp, phân phiến và hiện tương nổ đá (phá hủy động học) chỉ sau thời gian rất ngắn (một vài phút) trong khối đá.
50-:-200
6
Hiện tượng nổ đá (phá hủy động học) mạnh và hiện tượng động học biến dạng với mức độ trung bình xảy ra trong khối đá.
200-:-400 Từ bảng 4.19, lựa chọn giá trị SRF như sau:
+ XV7-:-9 mức -50, bán xuyên V5 trong đá -50 T.V-:-F305, XV-50 I.B: SRF = 13 Các giá trị của các tham số trên sẽ xác định được chỉ tiêu Q. Trên cơ sở đó, có thể đánh giá, phân loại chất lượng khối đá theo chỉ tiêu Q thể hiện trong bảng 2.24 dưới đây.
Bảng 2.24: Bảng phân loại chất lượng khối đá theo chỉ tiêu Q
STT Q Chất lượng khối đá Phân loại
1 1000 - 400 Đặc biệt tốt I
2 400 - 100 Cực tốt II
3 100 - 40 Rất tốt III
4 40 - 10 Tốt IV
5 10 - 4 Trung bình V
6 4 - 1 Xấu VI
7 1 - 0,1 Rất xấu VII
8 0,1 - 0,01 Cực xấu VIII
9 0,01 - 0,001 Đặc biệt xấu IX
Thay số vào công thức, xác định được lượng điểm tiêu chuẩn Q của các đường lò như sau:
+ XV7-:-9 mức -50, bán xuyên V5 trong đá -50 T.V-:-F305, XV-50 I.B: Q=
5,6-:-6,4 (Với RQD=55%-:-62%; Jn=3; Jr=4; Ja=1; Jw =1;SRF= 13).
Trên cơ sở phân loại kết cấu chống của Grimmstad và Barton năm 1993 (hình 2.25), kết hợp với giá trị Q tính được cho thấy rằng: đoạn lò nằm trong vùng (4), tức là cần sử dụng "neo hệ thống với bê tông phun dày 40-:-100mm" để chống giữ.
1: Không chống 5: Bê tông phun sợi thép dày 50-:-90mm với neo 2: Neo điểm 6: Bê tông phun sợi thép dày 90-:-120mm với neo
3: Neo hệ thống 7: Bê tông phun sợi thép dày 120-:-150mm với neo
4: Neo hệ thống với bê tông 8: Bê tông phun sợi thép dày >150mm với neo Phun dày 40-:-100mm 9: Bê tông liền khối
Hình 2.25. Phân loại kết cấu chống của Grimmstad và Barton năm 1993 Chỉ số “Chỉ tiêu đào chống ESR” đặc trưng cho mức độ không ổn định của các chủng loại công trình ngầm, công trình xây dựng dân dụng-công nghiệp khác nhau trong thời gian thi công. Với “các đường hầm giao thông đường bộ có mặt cắt ngang nhỏ; các đường hầm đường sắt, cửa vào các đường hầm” nên chọn ESR
=1,3.