Bài giảng công trình ngầm - phần thi công vận chuyển đất đá và vật liệu

Bài giảng môn học công trình ngầm- phần thi công-
wWw.CongTrinhNgam.Org
2011
KS Trần Anh Bảo- nhóm CTN- bộ môn XDCTQP- K4
1
Câu 1: Vận chuyển đất đá và vật liệu.
(Trên khu vực gần gơng đào và trong đờng hầm)
- 4 tiết -
Một trong những yếu tố quan trọng có tính chất quyết định năng suát máy
bốc dỡ đất đá là tổ chức vận chuyển đất đá trên khu vực gần gơng đào và trong
đờng hầm, tức là đảm bảo sao cho quá trình bốc dỡ đất đá đợc liên tục, kịp
thời.
1.Vận chuyển trong đờng hầm nằm ngang.
1.1 Các phơng tiện vận chuyển đất đá trong thi công CTN dã chiến.
Đặc điểm củaCTN dã chiến là Khối lợng đất đá cần vận chuyển cũng nh
kích thớc đờng đào nhỏ nên thờng sứ dụng các phơng tiện vận chuyển nh
xe goòng nhỏ, xe cút kít, xe trợt và cả xe cải tiến
Goòng nhỏ có thể tích V
g
< 0,2 m
3
, có thểan xuất tại chỗ. Goòng nhỏ đợc
đẩy tay và di chuyển trên đờng ray hay gỗ lát.
Năng suất vận chuyển đất đá bằng xe goòng khi đẩy tay với thời gian T giờ
đợc xác định theo công thức :
21
.
v
L
v
L

t
TQ
P


( T hay m
3
)
Trong đó:
Q- Trọng tải xe goòng (T hay m
3
).
t Thời gian xúc dỡ ngừng trệ xe goòng theo chu kỳ ,giờ.
L Chiều dài vận chuyển (m).
v
1
- Vận tốc chuyển động của xe có tải (m/ph).v
1
= 30 40 m/ph
v
1
- Vận tốc chuyển động của xe không tải (m/h). v
2
= 60 100 m/ph.
Bài giảng môn học công trình ngầm- phần thi công-
wWw.CongTrinhNgam.Org
2011
KS Trần Anh Bảo- nhóm CTN- bộ môn XDCTQP- K4
2
Khi vận chuyển bằng tời kéo hoặc đầu máy thì vận tốc chuyển động của xe

goòng phụ thuộc vào tính năng kỹ thuật của đầu máy, tời kéo và dung tích
goòng.
Xe trợt sử dụng trong các đờng đào xiên, vận chuyển nhờ tời. Thể tích,
kích thớc của xe phụ thuộc vào tiết diện ngang của đờng đào và lực kéo của
tời.Khi làm việc xe có thể đặt sát vào gơng đào sao cho đất đá có thể rơi trực
tiếp vào xe.
Trong xây dựng CTN dã chiến, đôi khi có thể sử dụng băng tải hoặc gồng
thông thờng.Vật liệu cũng có thể vận chuyển bằng các phơng tiện nh đất đá .
1.2 Các phơng tiện vận chuyển đất đá trong thi công CTN vĩnh cửu.
Khi xây dựng các công trình ngầm vĩnh cửu thờng sử dụng các phơng
tiện vận chuyển có ray nh goòng, băng tải, băng cào trên raynh goòng tự
hành, xe ô tô
Goòng
vận chuyển bằng đầu máy điện, điêden hoặc tời trên ray. Sử dụng
các goòng chế thức sẵn: goòng cố định, goòng trợt,goòng lật (tự đổ).
Thể tích goòng : V
g
= 0,438 m
3
.
Khi chọn goòng cần tính đến thể tích và năng suất của gầu xúc.
- Khi gầu xúc có V = 0,2 m
3
thì thể tích của goòng V
g
<1,5 m
3
.
- Khi gầu xúc có V = 0,3 m
3

thì thể tích của goòng V
g
=1,5 m
3
.
- Khi gầu xúc có V = 0,4 m
3
thì thể tích của goòng V
g
> 2 m
3
.
Đờng ray
sử dụng trong công trình ngầm với cự ly ray 600750 mm.
Khoảng cách nhỏ nhất giữa 2 trục là 1200 mm - đối với cự ly ray 600 mm.
Khoảng cách nhỏ nhất giữa 2 trục là 1500 mm - đối với cự ly ray 750 mm.
Ray có trọng lợng 11, 15, 18, và 24 kg/m.
Ray đợc đặt trên tà vẹt gỗ , sắt hoặc BTCT
Bài giảng môn học công trình ngầm- phần thi công-
wWw.CongTrinhNgam.Org
2011
KS Trần Anh Bảo- nhóm CTN- bộ môn XDCTQP- K4
3
Để vận chuyển các máy bốc dỡ vào sát gơng đào cần cần đặt các đờng
ray tạm thời, sau đó thay bằng các đờng ray cố định.
Phơng pháp chuyển đổi goòng có ảnh hởng lớn đến năng suất bốc dỡ và
vận chuyển đất đá .
Trong các đờng đào đặt 1 đờng ray thì 60100 m bố trí một đoạn tránh.
Chiều dài đoạn tránh từ 20 30 m. Khi đờng đào có tiết diện lớn có thể bố trí 2
đờng ray (một đờng đi và một đờng về).Tại các đờng rẽ, tránh bố trí các ghi

chuyển goòng .
Khi chuyển từng goòng một coa thể sử dụng ghi con lăn (hình VIII-
56).Trong đờng đào có một đờng ray với khâu độ đến 3,5 m có thể sử dụng
ghi ốp trên khung tháp di động (hình VIII- 57c).Ghi chuyển động nhờ đầu máy
điện kéo ,tời kéo hoặc bằng các máy bốc dỡ sau mỗi đoạn từ 15 20 m hầm
đào.Chiều dài đoạn trành 20 30 m dảm bảo tránh cả đoàn tàu.
Câu 2. Các công tác bổ trợ trong thi công
công trình ngầm.
(2 tiết)
Khi thi công công công trình ngầm cần tiến hành các công tác phụ sau:
thông gió, chiếu sáng, thoát nớc v v
1.Thông gió.
Trong thi công công trình ngầm cần có tỷ lệ thành phần không khí theo yêu
cầu để bảo đảm sức khoẻ cho con ngời nâng cao năng suất lao động. Yêu cầu
đối với thành phần không khí là : lợng oxi 20%, khí CO
2
0,5%, nhiệt độ
25
o
C
Bài giảng môn học công trình ngầm- phần thi công-
wWw.CongTrinhNgam.Org
2011
KS Trần Anh Bảo- nhóm CTN- bộ môn XDCTQP- K4
4
Lợng không khí cần thiết để thông gió gơng là xác định theo số ngời lớn
nhất đồng thời làm việc trên gơng và theo lợng thuốc nổ chi phí cho một lần
nổ.
Trong thi công công trình ngầm sử dụng các phơng pháp thông gió sau:
Phơng pháp hút.

Phơng pháp đẩy.
Phơng pháp hỗn hợp.
1.1 Phơng pháp hút.
Phơng pháp này đợc sử dụng rộng rãi vào mùa nóng. Lợng không khí
cần thiết để thông gió sau khi nổ mìn đối với đờng đào ngang có thể xác định
theo công thức sau:


phmLSQ
t
Q
TN
/
8,7
3
3
2

Đối với giếng đứng:

./.13,0
3
3
2
phm
S
H
Q
t
S

Q
TN

Trong đó:
L, H chiều dài, chiều sâu tới gơng đào, (m).
t thời gian thông gió, (phút).
Q
TN
lợng chi phí thuốc nổ cho một lần nổ, (kg).
S diện tích gơng đào, (m
2
).
Nhợc điểm:
- Không khí bẩn chuyển động theo toàn bộ chiều dài hầm.
- Không sử dụng đợc vào mùa lạnh .
1.2.Phơng pháp đẩy.
Bài giảng môn học công trình ngầm- phần thi công-
wWw.CongTrinhNgam.Org
2011
KS Trần Anh Bảo- nhóm CTN- bộ môn XDCTQP- K4
5
Sử dụng chủ yếu vào mùa lạnh , trong các đờng đào ngang có chiều dài
không lớn .

phmQSQ
t
Q
TNTN
/)75(.
6

3

Ưu điểm: có thể tiến hành công tác ngay khi bắt đầu thông gió cách gơng
đào 25 30 m.
Nhựoc điểm: không khí sạch bị nhiễm bẩn khi thổi từ ngoài dọc theo hầm
vào gơng lò.
1.2 Phơng pháp hỗn hợp.
Sử dụng trong các đờng đào dài, khi ống dẫn gió không bảo đảm đa
không khí sạch vào tận gơng đào.


phmLSQ
t
Q
TN
/.
8,7
3
3
2

Khi L
n
< 50 m.
Trong đó: L
n
Khoảng cách từ gơng đào tới đuôi ống hút.
Khi L
n
50 m thì :

./.
112
3
phmSQ
t
Q
TN

Tính theo số ngời lớn nhất đồng thời làm việc trên gơng đào Q
n
xác định
theo công thức :
Q
n
= 6. n. z , (m
3
/ph).
Trong đó :
n số ngời lớn nhất đồng thời làm việc trên gơng đào.
z hệ số dự trữ, z = 1,3 1,5.
Trong thiết kế lấy lợng không khí lớn nhất trong hai trờng hợp trên, đồng
thời phải kiểm tra theo tốc độ chuyển động cho phép của nó trong đờng hầm.
Khi tính toán thực tế cũng cần phải kể đến tổn hao không khí dọc đờng
ống , xác định theo giáo trình thông hơi.
Bài giảng môn học công trình ngầm- phần thi công-
wWw.CongTrinhNgam.Org
2011
KS Trần Anh Bảo- nhóm CTN- bộ môn XDCTQP- K4
6

Thiết bị thông gió:
quạt và ống dẫn gió.
Trong thông gió khi thi công công trình ngầm chủ yếu dùng quạt ly tâm và
quạt trục. Trong xây dựng các công trình ngầm lâu dài chủ yếu sử dụng quạt
trục,( xem PL- 8).
ống đãn gió chế tạo từ kim loại, cao su, nhựa tổng hợp ống kim loại đợc
sử dụng rrộng rãi nhất với đờng kính 500600 mm,chiều dài mỗi ống 2,53 m.
2.Chiếu sáng.
Trong thi công công trình ngầm phải sử dụng chiếu sáng nhân tạo. Chiếu
sáng tốt sẻ đảm bảo an toàn, tăng năng suất lao động từ 15 20%.
Các loại đèn thờng sử dụng: đèn đất, đèn dầu, đèn điện.
Trong xây dựng công trình ngầm dã chiến thờng sử dụng đèn đất và một
số loại đèn dầu nh măngxông
Hiện nay sử dụng phổ biến các loại đèn xách tay chạy pin hoặc ác quy của
Nga ,Trung Quốc và có cả loại do Việt Nam sản xuất.
Đèn LSK- 10U của Liên Xô cũ, Trọng lợng 3,5 kg, hiệu điện thế 2,5 V, sử
dụng liên tục đợc 10 tiếng.
Đèn LAU- 4, trọng lợng 4,3 kg, hiệu điện thế 2,5 V, sử dụng liên tục đợc
10 tiếng.
Nếu sử dụng các đèn điện với các trạm điện di động thì quy định chiếu sáng
cũng giống nh các quy định trong các công trình ngầm lâu dài.
Trong các công trình ngầm lâu dài sử dụng chiếu sáng bằng đèn từ các
nguồn điện cố định hay các trạm điện di dộng.Có thể thực hiện theo quy định
nh sau:
- Công trình ngầm có chiều cao lớn hơn 2,5 m cho phép U=127; 220 V.
- Công trình ngầm có chiều cao nhỏ hơn 2,5 m cho phép U 36 V.
- Trên gơng đào ẩm ớt và các nơi làm việc, U không đợc lớn hơn 12V.
- Tất cả các bóng, dây dẫn tạm thời, U cũng không đợc lớn hơn 12V.
Quy định về chiếu sáng tham khảo bảng VIII.36.

Bài giảng môn học công trình ngầm- phần thi công-
wWw.CongTrinhNgam.Org
2011
KS Trần Anh Bảo- nhóm CTN- bộ môn XDCTQP- K4
7
Đối với trờng hợp đào các giếng đứng , dùng dây dẫn điện treo trên cáp và
bóng đèn có công suất lớn hơn 40 W.Khoảng cách giữa các bóng từ 3 4 m.
Trên gơng đào có thể xác định số lợng bóng sao cho 1 m
2
có ít nhất 20w.
Tropng trờng hợp mất điện cần có các loại đèn dự trữ chạy bằng ác quy
nh: SGX- 1, SGX 3,
3.Thoát nớc.

Thoát nớc mặt.
Bố trí các rãnh thoát nớc mặt cách lối ra vào từ 5 10 m và tạo các góc
nghiêng thoát nớc hay sử dụng các mái che ma.

Thoát nớc ngầm.
Trớc hết phải xác định nguồn và lu lợng. Biện pháp tốt nhất là ngăn
chặn sự xuất hiện của nớc ngầm bằng cách làm khô các vùng đất xung quanh
công trình. Trong đờng thông có thể bbố trí các rãnh thoát về phía cửa ra
vào,chiều rộng rãnh 0,3 o,4 m, sâu 0,4 0,7 m, độ dốc lớn hơn 3%.
Trên gơng đào có thể sử dụng các hố ga hoặc các rãnh thoát nớc. Có thể
sử dụng các loại máy bơm hơi ép NV- 3.1 M, Bơm điện NAG hoặc một số loại
máy bơm khác sản xuất đợc ở trong nớc.
Trong giếng đứng có lu lợng nớc 6 m
3
/hthì có thể sử dụng thùng
nângđể vận chuyển nớc kết hợp với các loại bơm điện hoặc hơi ép loại nhẹ đặt

tại gơng đào.Khi lu lợng nớc ngầm lớn hơn 6 m
3
/h, H<40 m thì sử dụng các
loại bơm có công suất lớn đặt tại gơng đào nh PPK- 30- 12. Khi H>40 m sử
dụng sơ đồ bơm 1 bậc với các máy bơm treo đứng nh PP- 50- 12, VP 2Nếu
chiều sâu đến gơng đào lớn hơn áp lực bơm thì phải sử dụng sơ đồ bơm 2 bậc.
Trờc lúc nổ mìn phải nâng máy bơm lên cách gơng đào 20 30 m.
4.chống bụi cho ctn.
Bụi trong không khí ngầm gây ra hàng loạt các bệnh nghề nghiệp cho công nhân
,phổ biến hơn cả là bện xilico. Đặc biệt công tác khoan nguồn tạo bụi lớn nhất.
3 Phơng pháp chống bụi khi thi công công tác khoan :Dùng nớc để khử
bụi,khử bụi bằng hỗn hợp không khí và chất lỏng; tách bụi bằng phơng pháp
khô
Khử bụi bằng thủy lực là pp phổ biến nhất.Bằng cách dùng nớc để rửa đáy
lỗ khoan và hoàn tan bụi trong thời gian khoan
Trong đất dễ ớt khi khoan nổ mìn phổ biến hơn cả là dùng hệ tách bụi (hh
nớc và kkhí).Hỗn hợp đc chế tạo bằng các kim phun
Việc tách bụi khô sử dụng chủ yếu khi khoan ở những vùng đóng băng vĩnh
cửu. Đất đá bị đập nát khi khoan và bụi sẽ đợc hút ra một kênh trong cần khoan
vào thiết bị tách bụi.
Bài giảng môn học công trình ngầm- phần thi công-
wWw.CongTrinhNgam.Org
2011
KS Trần Anh Bảo- nhóm CTN- bộ môn XDCTQP- K4
8
Câu 3 . Chống tạm, thi công vỏ hầm nguyên khối, bê
tông bơm, bê tông phun.
1. Chống tạm.
Chống tạm là một quá trình ngăn ngừa sụt lở đất đá, bảo vệ con ngời và
thiết bị trong thi công đến giai đoạn xây dựng vỏ công trình. Xây dựng công

trình ngầm trong đất đá cứng, đồng nhất, không nứt nẻ rất thuận lợi không cần
chống tạm. Nhng thực tế xây dựng công trình ngầm không thể tránh khỏi
những đoạn đất đá bị phong hoá nứt nẻ, nớc ngầm xuất hiện hoặc những vùng
đất đá mềm rờidễ gây sụt nở đòi hỏi phải tiến hành chống tạm trong khi đào
công trình.
Các biện pháp chống tạm:
Kết cấu chống đỡ bằng vật liệu gỗ, kim loại và bê tông cốt thép.
Kết cấu neo.
Gia cố lớp đất đá xung quanh.
Chống tạm phải đảm bảo yêu cầu đơn giản, chịu lực tốt, dễ thi công và tốc độ
nhanh. Chống tạm phải đợc tiến hành ngay sau khi đào, giữa khung chống
và vách hầm phải đợc lèn chặt.
1.1 Xác định tải trọng lên kết cấu chống tạm.
Tải trọng tác dụng lên khung chống là áp lực đất đá. Việc xác định nó có thể
vận dụng hai giả thiết chính là thuyết tạo vòm của Prôtôđiakônốp hoặc cột đất
đá tuỳ thuộc vào chiều sâu và điều kiện địa chất cụ thể.
Đối với hang dẫn đơn
, khi f
kp
4 thì áp lực đất đá chỉ tính thành phần thẳng
đứng Q theo công thức sau: