Giáo trình Xây dựng công trình ngầm 1: Phần 2 - Trường ĐH Công nghiệp Quảng Ninh

Phần 2 của giáo trình "Xây dựng công trình ngầm 1" tiếp tục cung cấp cho học viên những nội dung về: thi công công trình ngầm tiết diện nhỏ; thi công công trình ngầm trong đất đá rắn đồng nhất; đào các hầm trạm và ngã ba; đào hầm trong đất đá mềm đồng nhất;... Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Xây dựng công trình ngầm 1: Phần 2 - Trường ĐH Công nghiệp Quảng Ninh Chương 3 THI CÔNG CÔNG TRÌNH NGẦM TIẾT DIỆN NHỎ3.1. Thi công công trình ngầm trong đất đá rắn đồng nhất3.1.1. Khái niệm Hiện nay để thi công công trình ngầm người ta sử dụng hai sơ đồ đào là đàotoàn gương và đào chia gương. Việc lựa chọn sơ đồ đào toàn gương hay đào chiagương phải dựa vào các yếu tố như: Điều kiện địa chất, tính chất cơ lý của đất đá,trang thiết bị phục vụ cho thi công hiện có (máy khoan, dàn khoan, máy xúc vàphương tiện vận tải) và diện tích tiết diện ngang công trình ngầm. Phương pháp đào toàn gương Trong trường hợp, nếu gương hầm đào vào đất đá rắn cứng, không bị nứt nẻ,phay phá, trang thiết bị đáp ứng được điều kiện thi công thì người ta có thể tiếnhành đào gương toàn tiết diện. Ưu điểm  Không gây ra những biến đổi cơ học nhiều lần trong khối đá  Không gian thi công rộng có thể cơ giới hoá ở mức độ cao so với chia gương.  Không đòi hỏi sự phối hợp thi công giữa các công đoạn với nhau, giữa cácđiểm công tác với nhau, do vậy công tác tổ chức đơn giản. Nhược điểm  Khả năng xảy ra rủi ro cao nếu trong khối đá có sự biến động địa chất, nếutrong khối đá có hố nước, một lớp đất đá sụt.  Thời gian tiến hành các công việc như cạy om, nạp mìn ... nhiều. Phương pháp đào chia gương Trong trường hợp đất đá nứt nẻ, có khả năng sụt lở và diện tích tiết diện sửdụng của công trình lớn hơn 15 m2, trang thiết bị không đáp ứng được điều kiện thicông, thì người ta có thể đào theo phương pháp chia gương (chia bậc thang). Đốivới phương pháp bậc thang, nếu gương hầm có chiều rộng lớn thì người ta sẽ phânchia gương theo chiều rộng (hình 3.1a), còn nếu gương hầm có chiều cao lớn thì 109người ta sẽ phân chia gương theo chiều cao (hình 3.1b), phần gương vượt trướcthường lấy bằng 40% diện tích tiết diện của toàn gương. Ưu điểm  Khi điều kiện địa chất thay đổi trong quá trình đào ta có thể thay đổi sơ đồ đào.  Thời gian thực hiện các công việc phụ nhỏ.  Tạo ra nhiều bề mặt tự do làm khả năng nổ mìn tốt, giảm lượng thuốc nổ. Nhược điểm  Sơ đồ tổ chức phức tạp hơn.  Làm cho biến đổi cơ học trong khối đá xẩy ra nhiều lần làm tơi rời khối đá. a) b) Hình 2.1. Sơ đồ phân chia gương theo dạng bậc thang H - Chiều cao công trình ngầm; B - Chiều rộng công trình ngầm  Phải bố trí đường vận tải ở cả phần trên và phần dưới. Hiện nay, phương tiện phá vỡ đất đá rắn cứng chủ yếu tại nước ta là phươngpháp khoan nổ mìn. Ngoài ra người ta còn sử dụng máy đào hầm để có thể phá vỡđược đất đá có độ kiên cố f  Đất đá nổ ra phải đồng đều, bảo đảm đúng cỡ hạt cho máy xúc và không bịvăng ra quá xa;  Tăng được hệ số sử dụng lỗ mìn (η) và giảm được hệ số thừa tiết diện (μ) saukhi nổ mìn;  Giảm được chấn động do nổ mìn gây ra ảnh hưởng xầu tới khối đá baoquanh công trình ngầm, đảm bảo độ ổn định cao nhất cho công trình ngầm. Để đạt được các yêu cầu nêu trên, cần phải tính toán lựa chọn chuẩn xác cácthông số khoan nổ mìn như: Loại thuốc nổ và phương tiện gây nổ ; chỉ tiêu thuốcnổ; số lượng lỗ mìn; chiều sâu lỗ mìn và sơ đồ bố trí lỗ mìn trên gương.3.1.2.1. Thuốc nổ và phương tiện gây nổ Thuốc nổ dùng trong xây dựng công trình ngầm và mỏ được phân chia rathành hai nhóm là nhóm thuốc nổ không an toàn và nhóm thuốc nổ an toàn. Nhómthuốc nổ không an toàn được sử dụng tại những khu vực không nguy hiểm về khí vàbụi nổ, còn nhóm thuốc nổ an toàn được áp dụng tại những vị trí có nguy hiểm vềkhí hoặc bụi nổ. Những năm vừa qua, công tác phá vỡ đất đá bằng khoan nổ mìn khi đào cáccông trình ngầm trong khối đá rắn cứng người ta thường sử dụng loại thuốc nổ P113hoặc thuốc nổ P3151. Các loại thuốc nổ đang được sử dụng trong xây dựng công trình ngầm và mỏcó thể tham khảo trên bảng 3.1. Để kích nổ lượng thuốc nổ trong các lỗ mìn, người ta có thể sử dụng kíp nổthường với dây cháy chậm, kíp nổ điện, kíp nổ phi điện và dây nổ để truyền sóngkích nổ. Tại những nơi không có khí và bụi nổ cho phép sử dụng kíp nổ thường vớidây cháy chậm (hiện nay ít sử dụng). Hiện nay trong xây dựng công trình ngầmngười ta sử dụng chủ yếu loại kíp nổ điện. Các loại kíp điện thể hiện trên bảng 3.2. So với kíp nổ tức thời, kíp nổ mìn vi sai có những ưu điểm:  Giảm được chi phí thuốc nổ xuống từ 10% 20% so với nổ mìn tức thời docó khả năng sử dụng tốt hơn năng lượng nổ;  Tăng mức độ đập vỡ đá do tăng được thời gian tác dụng của nổ mìn;  Giảm tác dụng địa chấn và tạo ra đường biên hầm tốt hơn; 111  Tăng hệ số sử dụng lỗ mìn (η) lên 10%15%;  Có khả năng giảm sự hình thành các tảng đá treo trong gương hầm, giảm từ10% ...