IV Mựa khụ Tuynel TN2 1230 Xả cạn hồ, thi cụng xong nhà mỏy thủy điện Đổ bờ tụng bản mặt tới cao trỡnh +89,00m Mựa lũTuynel TN2 cựng
Chương 3 Thi cụng hạng mục chớnh tuynel dẫn dũng TN
3.1 Tuyến, vị trớ và nhiệm vụ cụng trỡnh 3.1..1 Tuyến và vị trớ cụng trỡnh
Tuyến dẫn chớnh của cửa tuynel tạo với tuyến tràn gúc 230 và với tuyến đập chớnh một gúc 640 . Cửa vào được bẻ góy một gúc 440 và đi qua hai hố khoan CĐ13 và CĐ16. Đi theo tuyến này tuynel sẽ qua vựng địa chất đỏ cứng sớm hơn và kờnh dẫn vào ngắn hơn nờn khối
lượng đào giảm đỏng kể, điều kiện thi cụng tốt hơn. Tuynel được chia làm 2 đoạn chỗ chuyển tiếp cú bỏn kớnh R = 18m.
3.1..2 Nhiệm vụ của tuynel
- Đảm bảo cấp nước liờn tục cho hạ du, đỏp ứng yờu cầu tưới của hệ thống thuỷ nụng sụng Chu, cấp nước cho thành phố Thanh Hoỏ và cỏc cơ sở cụng nghiệp.
- Dẫn dũng mựa kiệt năm thứ 2, 3 và 4.
- Dẫn dũng mựa lũ năm thứ 2 cựng với đoạn đập đắp dở dài 223m ở cao trỡnh +50 với con lũ p = 5%.
- Dẫn dũng mựa lũ năm thứ 3 cựng đập tràn xả lũ xõy dở ở cao trỡnh +85 với con lũ p= 1% - Xả lũ khai thỏc nếu phương ỏn cải tạo tỏ rừ tớnh kinh tế.
3.1..3 Cỏc loại mặt cắt của tuynel
Nhằm đỏp ứng mục đớch khai thỏc của hầm xả lũ tuynel TN2 được thiết kế với 5 loại mặt cắt ngang khỏc nhau như sau:
1. Mặt cắt ngang loại E
Mặt cắt ngang tuynel hỡnh múng ngựa, rộng 9,00m đoạn tường thẳng cao 4,50m, phần vũm bỏn kớnh R=4,5m. Diện tớch sử dụng A = 71,746 m2
Kết cấu vỏ tuynel bằng bờ tụng cốt thộp dày 50cm.
Vị trớ sử dụng: 40m tuynel đoạn cửa thu (từ lý trỡnh Km 0+55,877 đến lý trỡnh Km 0+95,877) và 38,053m tuynel đoạn của xả nước (từ lý trỡnh Km 0+808,177 đến lý trỡnh Km 0+846,23).
2. Mặt cắt ngang loại C
Phần thõn hầm được sử dụng mặt cắt ngang loại C từ lý trỡnh Km 0+121,377 đến Km 0+794,677. Tuỳ thuộc vào điều kiện địa chất kết cấu vỏ hầm của loại mặt cắt này cú thể được sử dụng là bờ tụng cốt thộp dày 25cm hoặc lớp bờ tụng phun hoàn thiện dày 4cm và được chia làm 2 đoạn như sau:
a. Mặt cắt ngang loại C1
Mặt cắt ngang tuynel hỡnh trũn D = 9m> Diện tớch tiết diện sử dụng A = 63,62m2 Kết cấu vỏ tuynel bằng bờ tụng cốt thộp dày 25cm.
Vị trớ sử dụng: tuynel đoạn xõy dựng nỳt cố định và cỏc đoạn tuynel qua vựng đỏ yếu (đỏ loại III, IV và V). Dự kiến chiều dài tuynel ỏp dụng mặt cắt loại này là 229m
b. Mặt cắt ngang loại C2
Mặt cắt ngang tuynel hỡnh múng ngựa D = 9m. Diện tớch sử dụng thay đổi
Kết cấu vỏ tuynel bằng lớp bờ tụng phun hoàn thiện dày 4cm, bổ xung cho lớp bờ tụng phun .
Vị trớ sử dụng: tuynel chớnh qua vựng đỏ tốt (đỏ loại I và II). Dự kiến chiều dài tuynel ỏp dụng cho mặt cắt loại này là 433,23m.
Mặt cắt ngang tuynel đoạn chuyển tiếp giữa thỏp điều tiết sang tuynel chớnh (mặt cắt ngang loại C1), cấu tạo mặt cắt ngang thay đổi, chiều rộng B = 9m, phần tường thẳng đứng biến đổi đều từ h = 9m vị trớ tiếp giỏp với thỏp điều ỏp đến dạng hỡnh trũn tại vị trớ tiếp giỏp với tuynel chớnh. Diện tớch tiết diện sử dụng thay đổi đều từ A=81m2 đền 63,62m2.
Kết cấu vỏ tuynel bằng bờ tụng cốt thộp dày thay đổi từ 50cm đến 150m.
Vị trớ sử dụng: 13,5m tuynel đoạn từ thỏp điều ỏp đến tuynel chớnh (lý trỡnh Km 0+107,877 đến lý trỡnh Km 0+121,377).
4. Mặt cắt ngang loại D
Mặt cắt ngang tuynel đoạn chuyển tiếp giữa tuynel chớnh (mặt cắt C1) sang tuynel đoạn cửa xả (mặt cắt ngang loai E), thay đổi từ mặt cắt trũn R = 4,15m sang mặt cắt hỡnh múng ngựa phần vũm R = 4,5m, chiều rộng B = 9m, h = 4,5m. Diện tớch tiết diện sử dụng thay đổi đều từ A = 63,62m2 đến 71,746m2.
Kết cấu vỏ tuynel bằng bờ tụng cốt thộp dày 50cm.
Vị trớ sử dụng: 13,5m tuynel chuyển tiếp với tuynel cửa xả lũ (lý trỡnh 0+794,677 đến lý trỡnh 0+808,177).
3.1..4 Địa chất của khu vực tuynel đi qua (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Quả nỳi tuynel đi qua được tạo thành từ 2 loại đỏ cú tờn là đỏ granit và đỏ phiến thạch anh xờrixit. Dựa theo cỏch phõn loại của Bieniawski ta chia ra làm 5 loại đỏ từ loại I đến loại V.
Cỏc tham số phõn loại khối đỏ theo Bieniawski RMR = I1 + I2 + I3 + I4 + I5 + I6
Tham số Trị số (điểm) 1 Độ bền của đỏ Trị số nộn điểm ISRM (1972) >8MN/m2 3-8MN/m2 2-3MN/m2 1-2MN/m2 sử dụng độ bền Ở phạm vi này nộn Độ bền nộn 100- 50- 10-25, 3-10, 1-
I1 15 12 7 4 2 1 02 2 Trị số RQD (theo Deere,1963) 90-100% 75-90% 50-75% 25-50% <25% I2 20 17 13 8 3 3 Khoảng cỏch khe nứt >3m 1-3m 0,3-1m 50-300mm <50mm I3 30 20 10 5 4 Trạng thỏi nứt bề mặt rất nhỏm khụng xuyờn suốt khụng chất bề mặt nhỏm, cứng, độ mở <1mm bề mặt nhỏm nhẹ, mềm, độ mở 1mm bề mặt nhẵn trơn, độ mở 1-5mm, cú lấp nhột, khe chất lấp nhột mềm, độ mở >5mm, khe nứt xuyờn suốt I4 25 20 12 6 0 5 I5 10 7 4 0 6 I6 đường hầm 0 -2 -5 -10 -12 nền múng 0 -2 -7 -25 mỏi dốc 0 -5 -25 -60 Cỏc nhúm khối đỏ RMR = I1+I2+… 81-100 61-80 41-60 21-40 <20 Nhúm I II III IV V
Mụ tả rất tốt tốt tương đối tốt xấu rất xấu
3.2 Cụng tỏc thi cụng 3.2..1 Cụng tỏc đào hầm
Tuynel TN2 cú chiều dài tương đối lớn( 789,283m), chiều ngang trung bỡnh (9,5-10m), trong điều kiện tương đối tốt. Vỡ vậy để thi cụng thuận tiện, tuynel sẽ được tiến hành đào đồng thời từ 2 cửa bằng phương phỏp khoan nổ mỡn.
* Thi cụng từ cửa lấy nước:
- Cụng tỏc khoan nổ mỡn được chia làm 2 bậc ( bậc trờn và bậc dưới), đỉnh của bậc dưới cú cao độ +3m so với mặt đường tuynel hoàn thiện
- Từ cửa lấy nước, ta tiến hành đào bậc trờn từ cửa tuynel cho đến hết phần mặt cắt loại B - Tiến hành đào bậc dưới cho đến hết phần tuynel đó đào bậc trờn.
- Tiến hành đào bậc trờn cửa đoạn tuynel mặt cắt loại C. * Thi cụng từ cửa xả nước:
- Tiến hành đào bậc dưới cho đến phần tuynel đó đào bậc trờn. - Tiến hành đào bậc trờn cửa đoạn tuynel mặt cắt loại C. - Khi đó thụng ta tiến hành đào phần dưới mặt cắt loại C.
Tuỳ thuộc vào từng loại đất đỏ, bước đào của mỗi chu kỳ sẽ thay đổi như sau: - Đỏ loại I Bước đào L = 4m
- Đỏ loại II Bước đào L = 4m - Đỏ loại III Bước đào L = 3m - Đỏ loại IV Bước đào L = 2,4m - Đỏ loại V Bước đào L = 1m
3.2..2 Cụng tỏc an toàn trong thi cụng
Trong thi cụng Tuynel cụng tỏc an toàn nghiệm ngặt.
Tuynel được thi cụng bằng phương phỏp khoan nổ mỡn và phải tuõn thủ nghiờm ngặt cỏc nguyờn tắc an toàn lao động.
- Cụng nhõn thi cụng ở trờn tầng cao phải cú dõy an toàn. - Nạp, nổ mỡn theo đỳng hộ chiếu nổ.
- Người khụng cú nhiệm vụ khụng được vào khu vực nạp, nổ mỡn.
- Cỏn bộ, cụng nhõn khụng được phộp mang cỏc vật liệu dễ chỏy, nổ vào khu vực đang nạp mỡn.
- Khi đang tiến hành nạp, nổ mỡn phải ngừng mọi cụng việc đầu nối điện, hàn điện khu vực nạp nổ mỡn.
- Đặc biệt khi khoảng cỏch gương đào từ hai phớa gần nhau, mọi thụng tin từ hai phỏi phải được thụng suốt và chỉ được nổ mỡn khi người và thiết bị ở cả hai phớa đó được đưa tới vị trớ an toàn.
- Trước khi tiến hành xỳc chuyển đất đỏ phải tiến hành chọc om vũm tuynel kỹ lưỡng.
3.3 Tớnh toỏn cỏc thụng số nổ phỏ
Như ta đó biết tuynel dẫn dũng cú 5 loại mặt cắt trong đồ ỏn này chỉ yờu cầu tớnh cho 1 mặt cắt đại diện. Ở đõy tụi chọn loại mặt cắt C2 (D = 9,5m và diện tớch A = 70,88m2) đi qua đỏ loại I (hệ số độ cứng f = 8ữ10). Mặt cắt C2 được chia làm 2 phần, phần trờn cao 6m và phần dưới
cao 3m. Cỏc kớch thước cụ thể xem ở hỡnh vẽ đớnh kốm.
3.3..1 Chọn thuốc nổ và cỏch gõy nổ
Ta sử dụng loại thuốc nổ PM3151 cú cỏc thụng số sau: Sức cụng phỏ : V = 325 cm3.
Mật độ thuốc nổ : ∆ = 1,125g/cm3
Đường kớnh thỏi thuốc d = 32mm (đường kớnh lỗ khoan d = 45mm) Gõy nổ bằng kớp điện và dõy nổ theo phương phỏp mạng hỗn hợp. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
3.3..2 Tớnh lượng thuốc nổ cho gương đào
a. Tớnh cho gương đào trờn
Khối lượng thuốc nổ tổng cộng nạp vào cỏc lỗ khoan cần thiết để phỏ vỡ hoàn toàn mặt gương đào được tớnh theo cụng thức sau:
Q = q0SLk Trong đú:
q0 :Lượng hao thuốc đơn vị dựng phỏ vỡ 1 m3 đỏ Đại lượng này cú nhiều cỏch tớnh khỏc nhau.
Theo cụng thức của Viện nghiờn cứu Khoa học Giao thụng thành phố MNHCK (Liờn Xụ) q0 = CKeψω S f + 2 3 , 0 (kg/m3) Trong đú:
f : hệ số kiờn cố của đỏ, đỏ loại I lấy f = 10 C : hệ số ảnh hưởng đường kớnh bao thuốc
+ khi d = 32mm thỡ C = 1,1 + khi d = 45mm thỡ C = 0,9 K : hệ số xột ảnh hưởng chiều sõu lỗ mỡn với f =10 thỡ K = 0,7
e : hệ số phụ thuộc loại thuốc nổ e =
360 325 360V = = 0,9
ψ = 0,51 45 32 4 / . . 4 / . . 2 2 2 2 = = = D d D l d l t t π π
ω : hệ số xột ảnh hưởng cỏc vết nứt kiến tạo của đỏ
+ Khi đỏ liền khối ω = 1,1ữ1,15
+ Khi đỏ nứt nẻ ớt ω = 0,9ữ1,0
+ Khi đỏ nứt nẻ nhiều ω = 0,75ữ0,85
S - Diện tớch mặt gương đào
Ta tiến hành đào bậc trờn nờn S = 50,35 m2 Lk- chiều sõu lỗ khoan ( m)
Lk = 14 14 , 3 35 , 50 = π S = 4 m Chọn Lk = 4(m)
Để đạt hiệu quả nổ phỏ cao ta tiến hành khoan 3 lỗ φ105 ở giữa mắt cắt (vị trớ cụ thể xem
trờn bản vẽ), khu vực xung quanh cỏc lỗ khoan này thực hiện nổ đột phỏ (lỗ mỡn rónh), tỏc dụng tạo mặt thoỏng.
Ngoài khu vực nổ đột phỏ tiến hành nổ phỏ với cỏc lỗ mỡn phỏ tỏ dụng chủ yếu là phỏ đỏ. Đem số lỗ mỡn phỏ cần đó thiết tớnh toỏn bố trớ đều trờn gương đào.
Khu vực ngoài cựng sỏt biờn đào dựng cỏc lỗ mỡn sửa φ 45, đỏy lỗ mỡn nghiờng ra phớa
ngoài mắt cắt.
Với lỗ φ45 ta tớnh được tổng lượng thuốc nổ như sau:
q0 = .1,1.0,77.0,9.0,51.1,15 35 , 50 2 10 3 , 0 + = 0,76 (kg/m3) Q = 50,35.4.0,76 = 152,1( kg) b. Tớnh cho gương đào dưới với S = 23,27m2
Tớnh toỏn tương tự như gương đào trờn ta được:
q0 = .1,1.0,77.0,9.0,51.1,15 27 , 23 2 10 3 , 0 + = 0,84 (kg/m3) Q = 23,27.4.0,84 = 77,9( kg) 3.3..3 Tớnh số lượng lỗ khoan
a. Tớnh cho gương đào trờn
Theo cụng thức kinh nghiệm của B.M.Mụxtcốp như sau: N = K S
Trong đú : (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
K- hệ số phụ thuộc vào độ cứng của đỏ Với f = 8 - 10 thỡ k =10
N = 10. 50,35 = 80 (lỗ) b. Tớnh cho gương đào dưới
N = 10. 23,27 = 48,23 (lỗ)
Trờn đõy chỉ là cụng thức kinh nghiệm số lỗ mỡn sẽ được chớnh xỏc sau khi bố trớ cỏc lỗ mỡn trờn gương đào.
3.3..4 Tớnh khoảng cỏch cỏc lỗ khoan trong gương đào
Khoảng cỏch giữa 2 lỗ mỡn trong cựng 1 hàng: a = (0,8 – 1,5).W
Khoảng cỏch giữa 2 hàng mỡn gần nhau: B = W (khi nổ vi sai)
Trong đú :
W: đường cản ngắn nhất được tớnh theo cụng thức: W = 47KTd
γ
e
∆
Trong đú :
KT : hệ số xột đến điều kiện địa chất, chọn KT = 0,9 với đỏ liền khối; Kt=1,1 với đỏ nứt nẻ, cỏc tầng nằm ngang.
d : đường kớnh bao thuốc ( d = 32mm ) ∆ : mật độ thuốc nổ trong bao thuốc(kg/dm3) e : hệ số được tớnh e =
360
V
= 0,9
γ : Khối lượng riờng đất đỏ cần nổ phỏ (γ = 2,64 T/m3)
Thay số vào ta cú : W = 47.1.0,032 65 , 2 125 , 1 . 9 , 0 = 0,93( m) Ta chọn: a = 1080 (mm) b = 930(mm) 3.3..5 Cụng tỏc phõn đoạn và lấp bua lỗ mỡn
Nổ mỡn phõn đoạn khụng khớ mang lại hiệu quả tốt hơn, đỏ nổ ra đều đặn hơn và rất ớt đỏ quỏ cỡ. Do đú năng lượng nổ được phõn bố đều hơn. Mặt khỏc cột khụng khớ làm tăng thời gian của ỏp suất nổ, giảm trị số ỏp suất nổ cực đại trong lỗ khoan và tập trung năng lượng nổ về phớa dưới mặt thoỏng. Nhờ vậy vừa giảm được phần năng lượng dựng để phỏ quỏ nỏt vụn phần đỏ ở lõn cận khối thuốc lại vừa tập trung thờm được năng lượng cho việc đập vỡ đất đỏ.
Miệng lỗ mỡn được lấp bua bởi đất sột
Cỏc kớch thước cụ thể được thể trờn bản vẽ hộ chiếu nổ mỡn
Dựng phương phỏp nổ mỡn vi sai với khoảng thời gian ∆t = 25‰ sec, phương phỏp gõy nổ bằng kớp điện.
3.4 Cụng tỏc khoan đào
3.4..1 Chọn loại mỏy khoan
Chọn mỏy khoan hầm Boomer 352 của Thụy Điển cú cỏc thụng số sau : + Chiều cao 2400 mm + Chiều rộng 2500 mm + Chiều dài 13800 mm + đường kớnh lỗ khoan φ45 + Chiều dài cần 4915 mm + Độ mở rộng lớn nhất của cần dẫn hướng 1800 mm + Cụng suất đầu bỳa khoan 15 KW
3.4 Cụng tỏc moi xỳc và vận chuyển đất đỏ 3.5..1 Chọn mỏy xỳc
Chọn mỏy xỳc L120C của hóng Volvo - Thuỵ Điển, mỏy cú cỏc thụng số kỹ thuật sau: + Dung tớch gầu 3 m3
+ Thời gian nõng 7s + Thời gian hạ 4s + Thời gian lật 2,5s (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
3.5..2 Chọn ụtụ vận chuyển
Chọn xe tải tự đổ DAEWOO K4D6A, xe cú cỏc thụng số sau: + Chiều dài 7700 mm
+ Chiều rộng 2490 mm + Chiều cao 3070 mm + Dung tớch chở 10m3
+ Trọng tải cho phộp 15 tấn
3.6 Cụng tỏc chống đỡ
Sau khi nổ mỡn, bốc xỳc và kiểm tra xử lý mỡn cõm ta tiến hành cụng tỏc chống đỡ và gia cố hầm. Kết cấu chống đỡ cú nhiều loại khỏc nhau tuỳ thuộc vào điều kiện địa chất nơi hầm đi qua, cú 5 loại kết cấu tương ứng với cấp đỏ.
3.6..1 Cỏc loại kết cấu chống đỡ a. Kết cấu chống đỡ loại I
Do đỏ tươi nguyờn khối ớt nứt nẻ, biến dạng đỏ rất nhỏ khụng đỏng kể nờn ta chỉ phun bờ tụng dày 5 cm.