Do an XDDCN thầy đỗ ngọc anh HUMG

§å ¸n m«n häc

Bé m«n XDCT ngÇm &Má

Chương I: Cơ sở dữ liệu phục vụ thiết kế
thi công công trình.
I.1. Yêu cầu thiết kế.
Thiết kế thi công bậc trên đường hầm với các thông số và yêu cầu:
- Đường hầm đào từ cửa hầm theo hướng dốc lên, độ dốc 3‰;
- Hình dạng tiết diện ngang đào của đường hầm: hình vòm tường
thẳng;
- Kích thước: Bán kính vòm R = 5,5m, chiều cao tường H = 7m;
- Khoảng cách từ gương tới cửa hầm L = 400m;
- Phá vỡ đất đá bằng phương pháp khoan nỏ mìn tạo biên, thuốc nổ
P3151(hoặc P113), kíp vi sai phi điện;
- Kết cấu chống tạm trong thi công: neo BTCT kết hợp be tông phun;
- Kết cấu chống cố định: vỏ BTCT liền khối dày 30cm M300;
- Tốc độ đào yêu cầu: v = 90m/tháng;
Yêu cầu nội dung:
a. Lựa chọn sơ đồ công nghệ thi công, thiết bị thi công;
b. Đánh giá mức độ ổn định không chống của đường hầm từ đó làm
cơ sở tổ chức đào và chống tạm, chọn chiều dài tiến gương hợp lý;
c. Thiết kế hộ chiếu, tổ chức thi công khoan nổ mìn phá vỡ đất đá;
d. Tính toán các công tác phục vụ thi công: xúc bốc, vận tải, thông
gió;
e. Tính toán, tổ chức thi công kết cấu chống tạm bằng neo BTCT +
bê tông phun;
g. Lập biểu đồ tổ chức chu kỳ đào - chống tạm, chống cố định;
h. Xây dựng dự toán thi công CTN;
I.2. Điều kiện địa chất khu vực bố trí công trình
Đường hầm đào qua đá có hệ số kiên cố f = 10, chỉ số RMR = 75

Sinh viªn: L¹i H÷u V¨n
k48

1

Líp x©y dùng CTN&Má


§å ¸n m«n häc

Bé m«n XDCT ngÇm &Má

Chương II: Tính toán kết cấu chống giữ
cho công trình ngầm.
II.1. Đánh giá mức độ ổn định không chống cho CTN.
Sau khi đào khoảng trống CTN, tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể mà
khối đá xung quanh khoảng trống có thể ổn định hoặc mất ổn định tức là sẽ
chuyển sang trạng thái phá huỷ, các dịch chuyển đáng kể về phía không
gian khai đào. Mức độ ổn định của khối đá xung quanh khoảng trống ngầm
có liên quan chặt chẽ tới các vấn đề lựa chọn phương pháp thi công, lựa
chọn kết cấu chống, các sơ đồ đào. Vì vậy việc đánh giá mức độ ổn định
khi khai đào công trình ngầm là không thể thiếu được.
Hiện nay có rất nhiều phương pháp đánh giá và dự báo ổn định của
khối đá khi xây dựng CTN. Trên cơ sở mối quan hệ giữa thời gian ổn định
và khẩu độ không chống, Gs.Bieniawski đã xây dựng sơ đồ phân loại khối
đá như trên hình vẽ

Mối liên hệ giữa giá trị RMR với thời gian ổn định
không chống theo Bieniawski

Sinh viªn: L¹i H÷u V¨n
k48

2

Líp x©y dùng CTN&Má


§å ¸n m«n häc

Bé m«n XDCT ngÇm &Má

Theo sơ đồ này ta sẽ xác định được khoảng thời gian kể từ khi khai
đào cho đến khi bắt đầu xuất hiện hiện tượng phá huỷ(hay hoá dẻo) trong
khối đá ở trạng thái không có kết cấu chống. Từ đó ta có thể tính toán lựa
chọn kết cấu chống tạm phù hợp cho CTN. Trong trương hợp thời gian ổn
định không chống của khối đá sau khi khai đào rất lớn thì việc chống tạm là
không cần thiết. Với giá trị RMR = 75 thì thời gian ổn định không chống
vào khoảng (1034105)h tương ứng với khẩu độ không chống là (1544)m.
Vậy đường hầm đào qua khối đá tương đối ổn định và có thời gian ổn định
không cần chống lớn.
II.1.1. Tính áp lực đất đá.
Các kích thước của đường hầm đã cho khi tính toán ta phải cộng
thêm phần kích thước của vỏ chống cố định, vì vậy các kích thước dùng để
tính toán là:
Chiều rộng của đường hầm :
B = 11 + 0,6 = 11,6 (m)
Chiều cao của đường hầm :
h = 12,5 + 0,3 = 12,8 (m)

a. áp lực đất đá nóc công trình ngầm.
áp lực đất đá nóc công trình được tính theo công thức của Gs.M.M.
Prôtôdiacônôv theo điều kiện là công trình đường nằm sâu nên ta có:

2
Pn = .2a.b.γ .1
3

(T)

(2-1)

Trong đó:
γ_ trọng lượng đất đá ở nóc công trình, γ = 2,6 (T/m3);
a_ nửa chiều rộng của vòm cân bằng(m);
b_ chiều cao của vòm cân bằng(m);

b=

a
f

(2-2)

Trong đó:
f_ hệ số ma sát lấy gần đúng bằng hệ số độ kiên cố của đất đá theo
bảng phân loại của Prôtôdiacônôv, f = 10;
Ta có:
 90 o − ϕ 


a = B / 2 + h.tag 
(2-3)
2


Trong đó:
B_ chiều rộng của đường hầm, B = 11(m).
h_ chiều cao của đường hầm, h = 12,8(m).
ω_ góc ma sát trong của đất đá ở nóc hầm,
Sinh viªn: L¹i H÷u V¨n
k48

3

Líp x©y dùng CTN&Má


Đồ án môn học

Bộ môn XDCT ngầm &Mỏ

= arctagf = arctag10 = 84o17
Thay s vo cụng thc (2-3) ta c:

90 o 84 o17 '
6,44( m)
a = 11,6 / 2 + 12,8.tag
2

Thay s vo cụng thc (2-1) ta c ỏp lc trờn mt một di núc ng
hm l:
2
6,44
Pn = .2.6,44.
.2,6.1 14,38(T )
3
10
ỏp lc núc tỏc dng theo chiu rng ca ng hm l:
pn = Pn/B = 14,38/11,6 = 1,24 (T/m)
tớnh toỏn ta phi nhõn vi h s an ton chn bng 1,2. Khi ú ỏp
lc l:
Pnt = 1,24.1,2 = 1,49 (T/m)
b. ỏp lc t ỏ hụng cụng trỡnh ngm.
ỏp lc t ỏ bờn hụng cụng trỡnh c tớnh theo cụng thc ca
Tximbarevich.
o
2 90

ps1 = .b.tg
(2-4)
2


o
2 90


ps 2 = .( b + h ).tg
(2-5)

2


Thay s vo cụng thc (2-4) ta c:

90 o 84 o17 '
.1 = 0,00415(T / m)
p s1 = 2,6.0,64.tg
2


2

Thay s vo cụng thc (2-5) ta c:

ps2

90 o 84 o17 '
= 0,087(T / m)
= 2,6.( 0,64 + 12,8).tg
2


2

II.2. Tớnh toỏn kt cu chng tm v chng c nh.
Sinh viên: Lại Hữu Văn
k48

4

Lớp xây dựng CTN&Mỏ


§å ¸n m«n häc

Bé m«n XDCT ngÇm &Má

Sau mỗi tiến độ nổ, các mặt lộ của đường hầm có thể được chống
tạm thời ngay hoặc không cần chống tạm. Điều này phụ thuộc vào tính chất
cơ lý của khối đá, thời gian ổn định không chống, điều kiện địa chất thuỷ
văn, địa chất công trình, mức độ nứt nẻ, phong hoá của khối đá, phương
pháp khoan nổ mìn. Trường hợp khối đá có độ ổn định trung bình và lớn có
biểu hiện của sự dịch chuyển hay biến dạng của biên đường hầm là không
lớn thì kết cấu chống tạm có hiệu quả cao nhất là neo và bê tông phun.
Trường hợp khối đá mềm yếu, thời gian ổn định không chống nhỏ, có thể
sập lở ngay vào khoảng trống của CTN thì cần nhanh chóng có biện pháp
gia cố bằng các cỏ chống có khả năng mang tải ngay như các khung thép
hình...
Theo yêu cầu thiết kế sử dụng vỏ chống cố định là bê tông côt thép
liền khối dày 30cm, M300.
Diện tích đào của đường hầm là:

πR 2
S sd = S1 + S 2 =
+ 2 R.H t
2

(2-1)

Trong đó:
S1 _ diện tích phần vòm bán nguyệt, m2
S2 _ diện tích phần tường thẳng, m2
Ht _ chiều cao tường, Ht = 7m
R _ bán kính vòm bản nguyệt, R = 5,5m
Thay số vào công thức (2-1) ta được:

S sd

3,14.5,5 2
=
+ 2.5,5.7 = 124,49(m 2 )
2

II.2.1. Tính neo
a. Chiều dài neo
Chiều dài neo được xác định theo công thức:

la = lk + hh + l z

(2-2)

Trong đó:
lk _ chiều dài phần đuôi neo nhô vào trong lò, giá trị l k được xác định
từ chiều dày chèn,bản dầm tấm đỡ, bu lông, êcu... thông thường
lk = 0,140,25 m
hh _ chiều cao vùng phá huỷ, m
lz _ chiều dài làm việc của neo

lz =

Sinh viªn: L¹i H÷u V¨n
k48

Ra .d a
> 0,5m
400.τ a
5

(2-3)
Líp x©y dùng CTN&Má


§å ¸n m«n häc

Bé m«n XDCT ngÇm &Má

Trong đó:
Ra _ độ bền kéo của thép làm neo, chọn thép A-V có R a = 6400
kG/cm2 .
da _ đường kính cốt neo, chọn loại neo da = 2,5cm.
τa _ độ bền chống trượt của cốt thép và bê tông. Ta có τa = 600T/m2
= 60kG/cm2.
Thay số vào công thức (2-3) ta được:

lz =

6400.2,5
≈ 0,67 m
400.60

Vậy chiều dài neo là:

l a = 0,2 + 0,644 + 0,67 = 1,514(m)
Ta lấy chiều dài neo là la = 1,5 m
b. Khả năng mang tải của neo
- Độ bền cắt của cốt neo bê tông cốt thép dưới tác dụng của lực kéo:

P1 = Ra .Fa

(2-4)

Trong đó:
Ra _ giới hạn độ bền kéo của vật liệu làm neo, Ra = 64000 (T/m2)
Fc _ diện tích mặt cắt ngang của thanh neo ở chỗ bị giảm yếu nhiều
nhất (m2);
2
2
 da 
 0,025 
2
Fc = π   = 3,14.
 ≈ 0,0005(m )
 2 
 2 
Thay số vào công thức (2-4) ta được:

P1 = 64000.0,0005 = 31,42(T )
- Khả nămg mang tải tính theo điều kiện kéo thanh neo ra khỏi chất
dính kết được xác định theo công thức:

P2 = π .d a .τ a .ltt

(2-5)

Trong đó:
da _ đường kính thanh neo, da = 2,5cm = 0,025m
ltt _ chiều sâu tính toán của phần thanh neo trong chất dính kết,
ltt = 1,5 - 0,2 = 1,3m
τa _ độ bền cắt của neo trong chất dính kết(lực dính bám đơn vị),
τa = 600 (T/m2)
Sinh viªn: L¹i H÷u V¨n
k48

6

Líp x©y dùng CTN&Má


§å ¸n m«n häc

Bé m«n XDCT ngÇm &Má

Thay số vào công thức (2-5) ta được:

P2 = 3,14.0,025.600.1,3 = 61,23(T )
- Độ bền của neo được xác định theo điều kiện liên kết giữa thanh
neo với thành lỗ khoan bằng công thức:
P3 = π .d a .τ c .l z

(2-6)

Trong đó:
τc _ ứng suất trượt tương đối của bê tông với thành lỗ khoan, τc =
300 (T/m2)
lz = 1,5 - 0,644 - 0,2 = 0,656(m)
Thay số vào công thức (2-6) ta được:

P3 = 3,14.0,025.300.0,656 = 15,45(T )
Như vậy độ bền của neo là Pa = P3 = 15,45 (T)
c. Mật độ neo
Khoảng cách giữa các neo theo phương dọc và phương ngang của
phần vòm hầm thường được lựa chọn từ các điều kiện: khả năng mang tải
của neo, độ ổn định của đường biên đất đá giữa các neo, điều kiện tạo
thành vòm sập lở.
- Theo khả năng mang tải của neo:

a1 =

Pa
γ .hh

(2-7)

Trong đó:
Pa _ khả năng mang tải của neo, Pa = 15,45 (T)
γ _ dung trọng đất đá, γ = 2,6 (T/m3)
Thay số vào công thức (2-7) ta được:

a1 =

15,45
= 3,04(m)
2,6.0,644

- Theo độ ổn định của đường biên đất đá giữa các neo:

a2 =
Sinh viªn: L¹i H÷u V¨n
k48

la C
.
3 PB

(2-8)
7

Líp x©y dùng CTN&Má


§å ¸n m«n häc

Bé m«n XDCT ngÇm &Má

Trong đó:
C _ hệ số dính kết của đất đá vùng phá huỷ,C = 3.f = 3.10 = 30(T/m)
PB _ tải trọng thẳng đứng tính toán, PB = Pnt = 1,49 (T/m)
Thay số vào công thức (2-8) ta được:

a2 =

1,5 30
.
= 2,24(m)
3 1,49

- Theo điều kiện tạo thành vòm sập lở:

a3 = ln −

PB .K B
(ln + B )
C

(2-9)

Trong đó:
KB _ hệ số phụ thuộc vào độ kiên cố của đất đá f = 10 > 5 nên:
KB = 0,2540,3
B _ chiều rộng công trình khi đào B = 11,6(m)
Thay số vào công thức (2-9) ta được:

1,49.0,3
(1,5 +11,6) = 1,3( m)
30
Như vậy ta sử dụng neo bê tông, cốt thép làm neo là cốt thép loại AV có đường kính 2,5cm, khả năng mang tải là 15,45T. Neo được bố trí cách
nhau 1,3m bố trí theo mạng ô vuông (tức là khoảng cách giữa các hàng
trong một vòng và giữ các vòng với nhau là 1,3m).
a3 = 1,5 −

II.2.2. Tính chiều dày vỏ bê tông phun
Hiện nay bê tông phun được sử dụng khá phổ biến, nhất là trong việc
gia cố, chống giữ công trình ngầm. Với ưu điểm là tạo nên mặt biên công
trình ngầm trơn phẳng, chèn lấp đầy những chỗ lồi lõm trên mặt biên công
trình nên có tác dụng điều chỉnh và phân bố lại ứng suất tập trung trên biên
công trình. Theo Gs.Mostkov thì chiều dày vỏ bê tông phun được tính như
sau:

δ = k .a ' .

PB
m.RP

(2-10)

Trong đó:
k _ hệ số, k = 0,25
a’ _ bước chống khi dùng bê tông phun và neo thì a’ = 1,3m
RP _ giới hạn bền kéo tiêu chuẩn của bê tông phun (t/m3),
Sinh viªn: L¹i H÷u V¨n
k48

8

Líp x©y dùng CTN&Má


§å ¸n m«n häc

Bé m«n XDCT ngÇm &Má

RP = 1,542 lần giới hạn bền kéo tiêu chuẩn của bê tông thường. Với bê tông
M300 thì Rk = 150 (T/m2) suy ra RP = 300 (T/m2).
m _ hệ số làm việc.Khi sử dụng BTP kết hợp với neo thì m = 0,75
Thay số vào công thức (2-10) ta được:

1,49
= 0,0339m = 1,76cm
0,75.300
Ta thấy chiều dày lớp bê tông δ = 1,76 < 3cm. Vậy chiều dày lớp bê tông
tối thiếu lấy theo quy phạm là δ = 3cm.

δ = 0,25.1,3.

II.3. Hộ chiếu chống tạm.
Ta tính toán cho gương bậc trên với kích thước là:
Bán kính vòm:
R = 5,5m.
Chiều cao tườnglà: ht = 3m
- Số lượng neo trên 1 mặt cắt gia cố cho đường hầm:
Nneo = C/1,3 = 23,27/1,3 = 18 neo
(với C là chu vi của bậc trên C = 3,14.5,5 + 3 +3 = 23,27m.)
- Thể tích bê tông phun dùng gia cố 1m dài đường hầm:

 3,14.5,8 2
  3,14.5,77 2

Vbtf = 
+ 2.5,8.3  − 
+ 2.5,77.3 .1

2
2
 


= 0,72(m 3 )
II.4. Hộ chiếu chống cố định.
Chống cố định ta sử dụng bê tông liền khối M300, chiều dày 30cm.
Tính chiều dày móng:
- Phía không có rãnh nước ta lấy bằng 1,5 lần chiều dày tường:
dk = 45 (cm)
- Phía đặt rãnh nước ta lấy bằng 2,5 lần chiều dày tường:
dc = 75 (cm)
Chiều dày móng:
m = 40 (cm)
- Thể tích bê tông đổ vỏ chống cố định cho 1m dài đường hầm:
Sinh viªn: L¹i H÷u V¨n
k48

9

Líp x©y dùng CTN&Má


Đồ án môn học

Bộ môn XDCT ngầm &Mỏ

3,14.5,8 2

3,14.5,5 2

Vbtf =
+ 2.5,8.7
+ 2.5,5.7 + 0,4.1,2.1
2
2




= 134 124,5 + 0,48 = 9,98(m 3 )

Chng III: Thit k t chc thi cụng
cụng trỡnh ngm.
III.1. La chn s t chc thi cụng.
Do c tớnh ca thit b thi cụng m ch yu l tm vi ca mỏy
khoan khụng cho phộp ta thi cụng ton tit din (chiu cao ca ng hm
l 12,5m) nờn ta phi chia gng hm thnh hai bc l bc trờn v bc di
vi chiu cao ca mi bc l:
Bc trờn cao 8,5m (vi chiu cao ca vũm l 5,5m v chiu cao
tng l 3,0m).
Bc di cú chiu cao l 4,0m.
Vi din tớch o bc trờn l Sd = 80,49m2 ta chn khong cỏch gi
hai gng thi cụng cỏch nhau 50m m bo trong qỳa trỡnh thi cụng
cụng tỏc 2 gng khụng nh hng ln nhau. Trong iu kin khi ỏ cú
cht lng tt RMR = 75 thỡ bin phỏp gia c tm c thc hin cỏch
gng bc di 20m (nhng cụng tỏc khoan v cm neo cho gng bc
trờn c thc hin cựng vi thi cụng gng bc trờn).
Phng phỏp phỏ v t ỏ õy l phng phỏp khoan n mỡn, c

th l phng phỏp n mỡn to biờn.
III.2. Tớnh toỏn cỏc thụng s khoan n mỡn.
III.2.1. Chn thuc n v phng tin n.
Thuc n s dng l P113 cú kh nng cụng n l p s = 330 vi thụng s k
thut nh trong bng di õy;
Stt
Sinh viên: Lại Hữu Văn
k48

Ch tiờu k thut

10

n v

Thụng s

Lớp xây dựng CTN&Mỏ


§å ¸n m«n häc

Bé m«n XDCT ngÇm &Má

1

Khả năng công nổ, Ps

cm3

330

2

Sức công phá, W

mm

14416

3

Mật độ thuốc nổ, γ

g/cm3

1,141,25

4

Đường kính thỏi thuốc, dt

mm

32

5

Chiều dài thỏi thuốc, lt

mm

2204250

6

Trọng lượng một thỏi thuốc, Gt

gram

200

Phương tiện nổ là kíp vi sai phi điện.
III.2.2. Tính lượng thuốc nổ đơn vị q.
Ta chọn chỉ tiêu thuốc nổ đơn vị theo công thức của
Gs.M.N.Parovski

q = q1.v.e. f c .k d

(kg/m3)

(3-1)

Trong đó:
q1 _ lượng thuốc nổ tiêu chuẩn(kg/m3), tính gần đúng ta có:
q1 = 0,1.f = 0,1.10 = 1 (kg/m3)
fc _ hệ số kể tới cấu trúc của khối đá,đá cấu tạo khối thì
fc = 1,3
e _ hệ số phụ thuộc vào khả năng công nổ của loại thuốc sử dụng

380
≈ 1,152
330
v _ hệ số sức cản, với gương có 1 mặt tự do Sd > 18 m2 ta có:
v = 1,241,5
kd _ hệ số ảnh hưởng của đường kính thỏi thuốc, chọn thỏi thuốc
dt = 32mm thì kd = 1,1.
Thay các thông số vào công thức (3-1) ta được:
q = 1.1,3.1,152.1,3.1,1 = 2,14 (kg/m3)
e=

III.2.3. Đường kính lỗ khoan (dk).
Đường kính của lỗ khoan được lựa chọn phụ thuộc vào đường kính
thỏi thuốc ta sử dụng và khoảng cách giữ thành lỗ khoan và thỏi thuốc như
công thức sau;
dk=db +(4÷8), (mm)
Sinh viªn: L¹i H÷u V¨n
Líp x©y dùng CTN&Má
11
k48


§å ¸n m«n häc

Bé m«n XDCT ngÇm &Má

Trong đó:
dk_ đường kính lỗ khoan, mm
db_ đường kính bao thuốc, mm
(4÷8)_ khoảng hở cho phép để dễ dàng nạp thuốc d k= 32 + 6 = 38

(mm). Vậy ta chọn đường kính lỗ khoan là φ45.
III.2.4. Số lỗ mìn trên gương (N).
1. Số lỗ mìn đột phá.
Ta bô trí các lỗ mìn theo dạng đột phá hình thoi và sử dụng 2 lỗ
khoan trống φ76.D = 107( coi như ta sử dụng một lỗ khoan trống có đường
kính 107mm). Ta tính toán các thông số của vòng đột phá như sau:
Vòng đột phá thứ 1:
a = 1,5D = 1,5.107 = 171

w1 = a 2 = 171. 2 = 242
Vòng đột phá thứ 2:
B1 = w1 = 242

w2 = 1,5w1 2 = 1,5.242. 2 = 513
Vòng đột phá thứ 3: B2 = w2 = 513

w3 = 1,5w2 2 = 1,5.513. 2 = 1088
Ta thấy B3 = 0,513m < Wf = 1m cho nên ta chọn số vòng đột phá là 3 và số
lượng lỗ mìn của cụm đột phá là:
Ndf = 3.4 = 12 (lỗ)
2. Số lỗ mìn biên.

Nb =

P − Bt
+1
b

(lỗ)

(3-2)

Trong đó:
P _ chu vi của đường bố trí các lỗ mìn biên, do đặc tính kỹ
thuật của máy khoan mà ta không thể khoan sát được vào đường biên thiết
kế nên ta phải khoan cách biên thiết kế một khoảng là 0,15m do đó ta có:
P = (10,07 +3,0).2 + 5,35.3,14 = 44,199 (m)
b _ khoảng cách giữa các lỗ mìn biên, khi nổ mìn vi sai b = S
= 0,65m (với S là khoảng cách giữa các lỗ biên được xác định ở bên dưới).
Thay số vào công thức (3-2) ta có:

Nb =

Sinh viªn: L¹i H÷u V¨n
k48

44,199 − 10,07
+ 1 = 54
Líp x©y dùng CTN&Má
0,65 12


§å ¸n m«n häc

Bé m«n XDCT ngÇm &Má

(lỗ)
Ta xácđịnh các thông số của các lỗ mìn biên như sau;
+ Mật độ nạp:
Q = Q f.d2 = 90.0,0452 = 0,2 (kg/m), do mật độ nạp

nhỏ nên lấy bằng 0,25 (kg/m)
+ Khoảng cách lỗ biên:
S = Sf.d = 15.0,045 = 0,675 (m)
+ Đường cản:
B = Bf.S = 0,675.1,2 = 0,81 (m)
Diện tích phần đất đá được phá ra bởi nhóm lỗ mìn tạo biên:

S b = w( P − C.w) , m 2
Trong đó:
P _ chu của đường hầm không kể nền, m
W_ khoảng cách từ vòng phá đầu tiên tới biên thiết kế.
W =Wb + 0,15 = 0,81 + 0,15 = 0,96 m
C _ hệ số phụ thuộc hình dạng đường lò và giá trị W, C = 1,489
Ta có:
S b = 0,96( 33,499 − 1,489.0,96 ) = 30,79(m 2 )
3. Số lỗ mìn phá.
Số lỗ mìn phá được xác định theo công thức sau:

Nf =
Trong đó:

Sf
k1.k 2 .W

Sf _ diện tích vùng đất đá được phá bởi các lỗ mìn phá, m2
Sf = 80,49 - 1,0882 – 34,129 = 45,18 (m2)
W _đường cản của các lỗ mìn phá phụ thuộc vào S và f ta lấy
W= 1m
k1, k2 _ hệ số phụ thuộc vào hệ số kiên cố của đất đá. Lấy cho tất
cả các vòng mìn ta chọn k1 = k2 = 0,9

Thay số ta được:

Nf =
Sinh viªn: L¹i H÷u V¨n
k48

45,18
≈ 56
0,9.0,9.1
13

(lỗ)
Líp x©y dùng CTN&Má


§å ¸n m«n häc

Bé m«n XDCT ngÇm &Má

Như vậy tổng số lỗ mìn là:
N = 54 + 12 + 56 = 122 (lỗ)
III.2.5. Chiều sâu lỗ mìn (l)
Tính theo tốc độ đào yêu cầu:

l=

Vth .Tck
90.24
=
= 4,07 ≈ 4,0(m)

T ( 25 ÷ 30)η 24.26.0,85

Trong đó:
T _ thời gian làm việc của đội thợ một ngày đêm, T = 24 (h).
26 _ số ngày làm việc trong một tháng.
Tck _ thời gian làm việc của một chu kỳ lấy bằng 1 ngày làm việc.
η _ hệ số sử dụng lỗ mìn.
Vậy chiều sâu của lỗ mìn là 4,0m.
III.2.6. Tính toán lượng thuốc nổ.
1. Lượng thuốc nạp cho các lỗ mìn đột phá.
a. Vòng đột phá thứ nhất:
Ta sử dụng 2 lỗ khoan trống với đường kính của mỗi lỗ là φ =
76mm coi như ta sử dụng một lỗ khoan trống có đường kính D = 107mm.
+ Lượng nạp trên 1m dài lỗ khoan:
3

D
C 2 
γ = 1,67.10   . C −  (kg/m)
2
D 
−3

Trong đó:
C _ khoảng cách từ tâm lỗ khoan nạp thuốc đến tâm lỗ khoan
trống
C = 1,5.D = 1,5.107 = 171 mm
D _ đường kính lỗ khoan trống

D = φ . n = 76. 2 = 107(mm)

3

107 
 171  2 
−3
γ = 1,67.10 
 .171 −
 = 196,225.10 .2,02 = 0,4(kg / m)
2 
 107  
−3

+ Chiều dài nạp thuốc
H = L - h = 4,0 - 0,171 = 3,829 (m)
+ Khối lượng thuốc nạp cho vòng đột phá 1 là
Q1 = 0,4.4.3,829 = 6,13 (kg)
Sinh viªn: L¹i H÷u V¨n
k48

14

Líp x©y dùng CTN&Má


§å ¸n m«n häc

Bé m«n XDCT ngÇm &Má

+ Số thỏi thuốc dùng cho mỗi lỗ mìn vòng đột phá thứ nhất:
n1 = 6,13/4.0,4 = 3,83≈ 4 (thỏi)

b. Vòng đột phá thứ 2:
+ Lượng nạp trên 1m dài lỗ khoan:
Ta có B1 = w = 242 mm do vậy ta lấy γ = 0,35(kg/m)
+ Chiều dài nạp thuốc:
H = L - 0,5B = 4,0 - 0,5.0,242 = 3,88 (m)
+Khối lượng thuốc nạp cho vòng đột phá thứ 2
Q2 = 4.0,35.3,88 = 5,43 (kg)
+Số thỏi thuốc dùng cho mỗi lỗ mìn vòng đột phá thứ 2
n2 = 5,43/4.0,35 = 3,88 ≈ 4(thỏi)
c. Vòng đột phá thứ 3
+Lượng nạp trên 1m dài lỗ khoan:
B2 = w = 513 mm do vậy ta lấy γ = 0,58 (kg/m)
+Chiều dài nạp thuốc:
H = L - 0,5B = 4,0 - 0,5.0,513 = 3,74 (m)
+Khối lượng thuốc nạp cho vòng đột phá thứ 2:
Q3 = 4.0,58.3,74 = 8,68(kg)
+ Số thỏi thuốc dùng cho mỗi lỗ mìn vòng đột phá thứ 3:
n3 = 8,68/4.0,4 = 5,43 ≈5,5 (thỏi)
Như vậy tổng lượng thuốc cần dùng cho các lỗ mìn đột phá là:
Q = (n1 + n2 + n3).4.0,4 = (4,0 + 4,0 + 5,5).4.0,4 = 21,6(kg)
2. Lượng thuốc nạp cho các lỗ mìn phá.
+ Ta lấy mật độ nạp của các lỗ mìn phá bằng với mật độ nạp của các
lỗ mìn vòng đột phá thứ 3 nghĩa là:
γf = 0,58 (kg/m)
+ Chiều dài nạp thuốc:
H = L - 0,5B = 4,0 - 0,5.0,513 = 3,74(m)
+ Khối lượng thuốc nạp cho mỗi lỗ mìn phá:
Q = 3,74.0,58 = 2,17(kg)
+ Số thỏi thuốc dùng cho mỗi lỗ mìn phá:
n = 2,17/0,4 = 5,43 ≈ 5,5(thỏi)

+ Khối lượng thuốc nạp thực tế cho mỗi lỗ mìn phá:
Q = 5,5.0,4 = 2,2(kg)
Vậy lượng thuốc cần dùng cho các lỗ mìn phá là:
Qf = n.32.0,4 = 5,5.56.0,4 = 123,2(kg)
3. Lượng thuốc nạp cho các lỗ mìn biên.
+ Lượng thuốc nổ cần dùng cho mỗi lỗ mìn tạo biên xác định như
sau:
Sinh viªn: L¹i H÷u V¨n
k48

15

Líp x©y dùng CTN&Má


§å ¸n m«n häc

Bé m«n XDCT ngÇm &Má

Q = γb.L = 0,25.4,0 = 1,0 (kg)
+ Số thỏi thuốc cần dùng cho mỗi lỗ mìn tạo biên là:
nb = 1,0/0,4 = 2,5(thỏi)
+ Lượng thuốc nổ thực tế dùng cho các lỗ mìn tạo biên là:
Qb = 2,5.54.0,4 = 54(kg)
Tổng lượng thuốc nổ cần dùng cho một chu kỳ đào là:
Q = Qđf + Qf + Qb = 21,6 + 123,2 + 54 = 198,8(kg)
III.2.7. Hộ chiếu khoan nổ mìn.
1. Bảng lý lịch lỗ mìn.

Thứ tự lỗ

mìn

Chiều sâu
lỗ mìn
(m)

Lượng
thuốc nạp
cho một
lỗ (kg)

1-4

4,0

5-8

Góc nghiêng lỗ (độ)
Chiếu
bằng

Chiếu
cạnh

Chiều dài
nạp bua
(m)

1,53

90

90

0,17

1

4,0

1,36

90

90

0,12

2

9 - 12

4,0

2,17

90

90

0,26

3

13 - 68

4,0

2,01

90

90

0,26

4

69 - 122

4,0

1,0

90

90

0

5

Thứ tự nổ

2. Kết cấu lỗ mìn.

Sinh viªn: L¹i H÷u V¨n
k48

16

Líp x©y dùng CTN&Má


§å ¸n m«n häc

Bé m«n XDCT ngÇm &Má

3. Sơ đồ bố trí lỗ mìn trên gương.

Sinh viªn: L¹i H÷u V¨n
k48

17

Líp x©y dùng CTN&Má


§å ¸n m«n häc

Bé m«n XDCT ngÇm &Má

III.3. Thông gió và đưa gương vào trạng thái an toàn.
III.3.1. Sơ đồ thông gió.
Trong quá trình thi công ta chọn sơ đồ thông gió đẩy vì đường hầm
được thi công với một đường hầm độc đạo. ở đây ta dùng sơ đồ thông gió
đẩy kết hợp với quạt cục bộ đặt ở cửa hầm ống gió sử dụng là ống gió
mềm.
III.3.2. Tính kượng gió cần thiết đưa vào gương.
1. Theo điều kiện số người làm việc lớn nhất tại gương.
Qng = 6.n.k (m3/phút)

(3-3)

Trong đó:
n _ số người làm việc đồng thời lớn nhất, n = 20 người
k _ hệ số dự trữ, k = 1,5
Thay số vào công thức (3-3) ta được:
Qng = 6.20.1,5 = 180 (m3/phút)
2. Theo lượng thuốc nổ đồng thời lớn nhất.

Qtn = 7,8.

S sd 3
. qtn .l 2
t

(m3/phút)

(3- 4)

Trong đó:
Sinh viªn: L¹i H÷u V¨n
k48

18

Líp x©y dùng CTN&Má


§å ¸n m«n häc

Bé m«n XDCT ngÇm &Má

l _ chiều dài đường lò cần thông gió, l = 400m.
S _ diện tích gương hầm khi đào, Sd = 80,49 (m2)
t _ thời gian thông gió, t = 30 phút
qtn _ chi phí thuốc nổ cho 1 m2 gương đào, kg
qtn = Q/Sđ = 198,8/80,49 = 2,46 (kg)
Thay số vào công (3- 4) thức ta được:
80,49 3
Qtn = 7,8.
. 2,46.400 2 = 1533,68 (m3/phút)
30
Vậy lượng khí cần phải đưa vào thông gió là:
Qg = Qmax = Qk = 1533,68 (m3/phút) = 25,56 (m3/s)
2. Kiểm tra tốc độ gió.
vg = Qg/Ssd = 25,56/80,49 = 0,32 (m/s)
Ta thấy vmin = 0,15 < vg = 0,32 < vmax = 4. Vậy lượng gió đưa vào gương
thoả mãn điều kiện làm việc.

III.3.3. Chọn ống gió, tính năng suất và hạ áp quạt.
1. Chọn ống gió.
Vì sơ đồ thông gió là thông gió đẩy nên ta chọn loại ống gió là ống
gió mềm. Đường kính ống gió: d ô = 1,2m, chiều dài mỗi đoạn ống gió l ô =
20 m
2. Tính năng suất quạt.
Qq = p.Qg (m3/phút)
(3- 5)
Trong đó:
p _ hệ số tổn thất gió qua đường ống
2
1

L
p =  .k .d o . . R + 1
(3- 6)
ld
3

Trong đó:
k _ hệ số nối chặt đường ống, mối trung bình k = 0,003
do _ đường kính ống gió, do = 1,2 m
L _ chiều dài đường lò, L = 400 m
ld _ chiều dài một đoạn ống, ld = 20 m
R_ sức cản khí động học của đường ống

R = 0,05.4 = 0,2

(3-13)

Thay số vào công thức (3- 6) ta được:
2
400
1

p =  .0,003.1,2.
. 0,2 + 1 = 1,022
20
3

Sinh viªn: L¹i H÷u V¨n
k48

19

Líp x©y dùng CTN&Má


Đồ án môn học

Bộ môn XDCT ngầm &Mỏ

Thay s vo cụng thc (3- 5) ta cú:
Qq = 1,022.1533,68 = 1567,42 (m3/phỳt) = 26,12 (m3/s)
3.Tớnh h ỏp qut.
hq = ht + h (mmH20)
(3-7)
Trong ú:
ht _ h ỏp tnh c xỏc nh bng cụng thc:
ht = R.Qq.Qg = 0,2.25,56.26,12 = 133,53(mmH20)

h _ h ỏp ng c xỏc nh bng cụng thc:

v 2 . k
hd =
2. g

(3- 8)

Trong ú:
v _ tc giú thoỏt khi ng
v = Qg/Sụ = 4.25,56/3,14.1,22 = 22,61 (m/s)
k _ trng lng riờng ca khụng khớ, k = 1,2 kg/m3
g _ gia tc trong trng, g = 9,81 m/s2
Thay s vo cụng thc (3- 8) ta cú:

22,612.1,2
hd =
= 31,27 (mmH20)
2.9,81
Thay s vo (3- 7) ta cú:
hq = 133,53 + 31,27 = 164,8(mmH20)
T õy ta chn c qut
nh bng c tớnh di õy:
Bng c tớnh k thut ca qut ly tõm BOD - 16
Cỏc ch tiờu
ng kớnh u ra (mm)
Tc quay (vũng/phỳt)
Nng sut cc tiu (m3/s)
Nng sut cc i (m3/s)
ỏp lc cc tiu (Pa)

ỏp lc cc i (Pa)
H s hiu dng ca qut
Cụng sut ng c qut, kW

III.3.4. a gng vo trng thỏi an ton.
Sinh viên: Lại Hữu Văn
k48

20

Lớp xây dựng CTN&Mỏ


§å ¸n m«n häc

Bé m«n XDCT ngÇm &Má

Sau khi nổ mìn gương hầm được thông gió tích cực trong 30 phút.
Thì ta tiến hành đưa gương vào trạng thái an toàn. Trước hết đội trưởng cán
bộ kỹ thuật và thợ nổ mìn cùng nhau vào gương quan sát và đánh giá kết
quả nổ mìn, phát hiện và sử lý mìn câm nếu có.
Ngoài ra ta phải tiến hành kiểm tra đánh giá tình trạng đất đá ở nóc,
hông, gương hầm. Các tảng đá om, đá treo, đá mỏi phải được chọc xuống
hết. Các viên đá trên kết cấu chống phải được gạt xuống.
Chỉ khi hoàn thành các công tác trên gương hầm mới được coi là an
toàn và mới được chính thức đưa thợ vào làm việc ở gương hầm.
III.4. Xúc bốc và vận chuyển.
Để xúc bốc và vận chuyển đất đá nổ mìn ta sử dụng máy xúc volvo
dung tích 2,3m3 và vận chuyển đất đá bằng ô tô tự đổ dung tích 10m3. Ta
xác định năng suất của chúng như sau:

1. Năng suất của máy xúc.
Năng suất của máy xúc được xác định bằng công thức:

Q=

V
T

Trong đó:

T = ω(T1 + T2 + T3)
ω _ hệ số dự trữ thời gian sự cố máy, ω = 1,141,15
T1 _ thời gian chuẩn bị.
T3 _ thời gian kết thúc (đưa máy và ra)
T2 _ thời gian thực sự xúc bốc đất đá
T2 = T2’ + T2’’
T2’ _ thời gian bốc đất đá không cần công nhân phá đá quá cỡ

T2' =

α .V .t.ko α .v.tt .ko
+
ϕ g .q
ϕv .v

α _ % đất đá bốc bằng máy không cần phá đá quá cỡ.
V _ thể tích đất đá cần xúc sau khi khoan nổ mìn.
t _ thời gian một chu kỳ xúc của máy xúc, phút.
ko _ hệ số nở rời.
ωg _ hệ số xúc đầy gàu.

q _ thể tích gàu xúc.
ωv _ hệ số đầy goòng.
v _ thể tích goòng.
T2’’ _ thời gian bốc đất đá phải gom đá quá cỡ.
Sinh viªn: L¹i H÷u V¨n
k48

21

Líp x©y dùng CTN&Má


§å ¸n m«n häc

Bé m«n XDCT ngÇm &Má

tt _ thời gian trao đổi của thiết bị vận tải mà máy xúc phải ngừng
hoạt động.
(1 − α ).v
T2'' =
.p
n
n _ số công nhân xúc đất đá.
p _ số lao động cần thiết để xúc thủ công 1m3, người - phút.
Số chuyến xe cần vận chuyển hết đất đá nổ ra trong một chu kỳ là:

n1 =

Tkip − Tck − Tnc

(chuyến/kíp)

Tchuyen .1,15

Tkíp _ thời gian làm việc 1 kíp (360’).
Tck _ thời gian chuẩn kết (30’).
Tnc _ thời gian ngừng nghỉ do yêu cầu cá nhân.
Tchuyến _ thời gian hoàn thành một chuyến xe.
Tchuyến = Thầm + Thở + Tđổ + Tquayđầu + Tlùi + Tra + Txúc

Tham =

2 Lt
vh

vh = 6 (km/h)

Tho =

2 Ln
vn

vh = 12 (km/h)
Tđổ _ thời gian đổ.
Tqđầu _ thời gian quay đầu xe sau khi đổ tải.
Tlùi _ thời gian lùi từ ngách quay xe đến vị trí xúc.
Txúc _ thời gian xúc đầy xe.
Tra _ thời gian chạy từ vị trí xúc đến ngách quay xe.
1,15 _ hệ số dự trữ.
Số xe cần để hoạt động liên tục:

nxe =

Tchuyen
Tlui + Txuc + Tra

III.5. Thi công kết cấu chống.
Sinh viªn: L¹i H÷u V¨n
k48

22

Líp x©y dùng CTN&Má


Đồ án môn học

Bộ môn XDCT ngầm &Mỏ

III.5.1. Thi cụng kt cu chng tm.
Do ta phi thi cụng ng hm theo phng phỏp chia bc gng
nờn cụng tỏc chng tm c thc hin nh sau:
+ Cỏc l khoan cm neo c khoan nh trong h chiu chng tm.
+ Sau khi thi cụng xong gng bc di c khong 5 chu k thỡ ta
tin hnh phun bờ tụng cho ton b ng hm.
m bo cht lng ca v bờ tụng phun thỡ gng chng tm
luụn cỏch gng thi cụng mt khong 20m. Trỡnh t chi tit ca qỳa trỡnh
thi cụng kt cu chng tm c trỡnh by trong h chiu chng tm.
III.5.2. Thi cụng kt cu chng c nh.
V chng c nh c thi cụng sau khi ta chng tm sut chiu di

ng hm. Ta tin hnh o múng c hai bờn hụng cụng trỡnh sau ú tin
hnh t ct thộp lp vỏn khuụn bờ tụng cho phn múng v tng sau
khi bờ tụng phn tng v múng t c cng yờu cu thỡ ta tin hnh
lp vỏn khuụn bờ tụng cho phn vũm. Khi bờ tụng thỡ cn phi lu ý
l phi u c hai bờn v mi lp cú chiu dy 40cm thỡ ta dng li
m cht. Trong quỏ trỡnh bờ tụng ta phi chỳ ý phi t cỏc ng sau
ny ta bm bờ tụng lp y cho phn v sau tng v bm bờ tụng lp y
phn co ngút phn vũm.
Khi bờ tụng ta cn chỳ ý:
+ Trong qỳa trỡnh bờ tụng tc dõng cao ca bờ tụng khụng
c vt qỳa 2m/h.
+ Vic m c thc hin trong sut quỏ trỡnh bờ tụng.
+ Phi dựng va xi mng bụi trn h thng ng bờ tụng trc khi
.
+ Phi bờ tụng u c hai bờn cỏnh vũm trỏnh s lch tõm
vũm.
+ C lờn cao 0,3m thỡ ta tin hnh dựng m dựi m bờ tụng khi
bờ tụng qua v trớ lp m mt thỡ dựng m mt m bờ tụng.
+ Ta phi theo dừi thng xuyờn quỏ trỡnh bờ tụng nu cú s c ta
phi dng ngay quỏ trỡnh bờ tụng.
Tỏch cp pha: do ng hm c thi cụng trong t ỏ n nh nờn
khi cng bờ tụng t c 70% cng thit k thỡ ta tin hnh thỏo
cp pha.
Cụng tỏc bo dng bờ tụng: bờ tụng c bo dng ngay sau khi
ta tỏch cp pha cụng tỏc gi m cho bờ tụng c thc hin trong 7 ngy,
cụng tỏc bo dng c thc hin bng cỏch phun nc lờn b mt bờ
tụng 24h u tiờn ta ti 8 ln 3h mt ln mi ln 15phỳt.
III.5.3. Cụng tỏc cp thoỏt nc, chiu sỏng v cung cp nng lng.
Sinh viên: Lại Hữu Văn
k48

23

Lớp xây dựng CTN&Mỏ


Đồ án môn học

Bộ môn XDCT ngầm &Mỏ

1. Cụng tỏc cp v thoỏt nc.
Nc trong ng hm do 2 ngun l nc t nhiờn cú trong t
ỏ v ngun nc sinh ra do cỏc thit b mỏy múc thi ra. Do ng hm
o dc lờn 3%o nờn ta cú th thoỏt nc bng cỏch o rónh nc cho
chy vo mt h tp trung sau ú dựng bm thoỏt ra ngoi ca hm.
Nc phc v cho thi cụng bao gm nc dựng cho mỏy khoan
ra l khoan v nc dp bi sau khi n mỡn chng bi trong qỳa trỡnh
xỳc bc vn chuyn t ỏ. Tu thuc vo a hỡnh v ngun nc t nhiờn
m ta cú th xõy b cha hoc s lý nc t nhiờn sau ú s dng cho qỳa
trỡnh thi cụng.
2. Cụng tỏc chiu sỏng.
Ngun in cung cp phc v cho quỏ trỡnh thi cụng bao gm in
thp sỏng v in cung cp cho cỏc mỏy múc thit b thi cụng chỳng c
cung cp vi 2 ngun c lp nhau.
chiu sỏng cho ng hm ta dựng cỏc búng ốn si t cụng
suõt 60W treo cỏch nhau 10m hai bờn ng hm. chiu sỏng cho
gng thi cụng thỡ ta dựng cỏc búng ốn cú cụng sut ln vỡ õy tp trung
rt nhiu cụng vic v ũi hi phi cú ỏnh sỏng phc v cho quỏ trỡnh thi
cụng.
3. Cung cp nng lng.

Nng lng phc v cho quỏ trỡnh thi cụng ch yu l nng lng
in v khớ nộn m bo quỏ trỡnh cung cp nng lng liờn tc v n
nh thỡ ta phi tin hnh xõy dng cỏc trm bin ỏp v trm khớ nộn.
4. Cụng tỏc treo ng giú v dp bi.
khụng phỏt sinh bi trong quỏ trỡnh xỳc thỡ sau khi thụng giú v
chc om xong thỡ ta tin hnh ti nc sau ú mi xỳc t ỏ. ng giú
c treo bờn hụng ca cụng trỡnh bi nhng múc thộp c khoan v cm
vo tng ca ng hm cỏc ng giú c ni vi nhau bi cỏc kp
chuyờn dng.

Sinh viên: Lại Hữu Văn
k48

24

Lớp xây dựng CTN&Mỏ


§å ¸n m«n häc

Bé m«n XDCT ngÇm &Má

Chương IV: Tổ chức thi công cho đường hầm.

Sinh viªn: L¹i H÷u V¨n
k48

25

Líp x©y dùng CTN&Má