NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG CỦA SÓNG NỔ MÌN KHI ĐÀO HỐ MÓNG NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN NẬM GIÊ ( LAI CHÂU) ĐẾN SỰ ỔN ĐỊNH CỦA CÁC CÔNG TRÌNH XUNG QUANH
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.85 MB, 108 trang )
B
GIÁO D C VÀ ÀO T O
TR
B
NG
NÔNG NGHI P VÀ PHÁT TRI N NÔNG THÔN
I H C THU L I
THÁI MINH HOÀNG
NGHIÊN C U TÁC
NG C A SÓNG N MÌN KHI ÀO
H MÓNG NHÀ MÁY TH Y I N N M GIÊ (LAI CHÂU)
NS
N NH C A CÁC CÔNG TRÌNH XUNG QUANH
LU N V N TH C S K THU T
Hà N i, 2010
B
GIÁO D C VÀ ÀO T O
TR
B
NG
NÔNG NGHI P VÀ PHÁT TRI N NÔNG THÔN
I H C THU L I
THÁI MINH HOÀNG
NGHIÊN C U TÁC
NG C A SÓNG N MÌN KHI ÀO
H MÓNG NHÀ MÁY TH Y I N N M GIÊ (LAI CHÂU)
NS
N NH C A CÁC CÔNG TRÌNH XUNG QUANH
Chuyên ngành:
Công trình th y
Mã s :
60 - 58 - 40
LU N V N TH C S K THU T
ih
Ng
ng d n khoa h c:
PGS.TS BÙI V N V NH
Hà N i, 2010
Lu n v n Th c s k thu t
Chuyên ngành: Xây d ng công trình th y
2
M CL C
U
Danh m c
M
Trang
U …………………………………………………………………………………..….
1 - Tính c p thi t c a
5
tài ……………………………………………...…………....
5
2 - M c đích và ph m vi nghiên c u ……………………………………………….
6
2.1 - M c đích …………………………………………...............................................
6
2.2 - Ph m vi nghiên c u ………………………………………………………...
6
3 - Ph
ng pháp nghiên c u ……………………………………………….…………..
6
4 - Nh ng v n đ c n gi i quy t c a lu n v n ……………….……….………...
7
5 - N i dung chính c a Lu n v n …………………………………………………....
7
CH
NG 1 - T NG QUAN V
TÌNH HÌNH NGHIÊN C U
VÀ
NG D NG CÔNG NGH
N
C ………………………………………………………………………………………….
8
1.1 - T NG QUAN V CÔNG NGH N MÌN ……………………….……
8
1.1.1 - Khái quát v công ngh n mìn …………………………………….
8
1.1.2 - Các ph
ng pháp n mìn …………………………………….………..
9
1.1.2.1 - Theo đ
ng kính l khoan ………………………………………....
10
1.1.2.2 - Theo ph
ng pháp đi u ch nh m c đ đ p v đ t đá ….
13
1.1.2.3 - Theo đ i t
1.2 - TÌNH HÌNH
N
ng c n phá v
MÌN TRONG VÀ NGOÀI
……………………………………...…
NG D NG VÀ M T S
V N
22
LIÊN
QUAN …………………………………………………………………………………………..
21
1.2.1 - N mìn khai thác đá ……………………………………………………..
21
1.2.2 - N mìn đào móng công trình th y l i ……………….….………..
21
1.2.3 - N mìn đ nh h
22
1.2.4 - M t s
ng đ p đ p ………………………….........................
ng d ng khác ………………………………………...……….
23
1.2.5 - Nh ng v n đ t n t i ………………..…………………………...……...
23
Thái Minh Hoàng
Cao h c 16C1
Lu n v n Th c s k thu t
NG 2 - C
CH
Chuyên ngành: Xây d ng công trình th y
3
S
LÝ THUY T V
SÓNG N
KHI N
MÌN PHÁ Á ……………………………………………….....…………………………...
25
2.1 – M T S KHÁI NI M V LÝ THUY T N
………………..............
25
………………………..………………………..................................
25
2.1.2 - Sóng n xung kích ….……………………………………….…………..
25
2.1.3 - S hình thành sóng n đ a ch n ………………………….…………
28
2.1.4 - Phân lo i sóng …………………………………………………………….
29
2.1.5 - V n t c lan truy n sóng ………………………………………..……...
31
2.1.6 - Chu k và t n s
31
2.1.1 - Sóng n
2.2 -
NH H
…………………………………………………………
NG C A M T THOÁNG T I SÓNG N
A
CH N …………………………………………………………………………………………..
2.3 - TÍNH TOÁN XÁC
N
MÌN PHÁ
Á
NS
NH TÁC
N
NG C A SÓNG N
37
KHI
NH C A CÁC CÔNG TRÌNH
TRONG KHU V C VÀ VÙNG LÂN C N ……………………………...……
2.3.1 - Quy lu t tác d ng c a v n trong môi tr
2.3.1.1 - Áp l c c a s n ph m kích n
39
ng đ t đá ……..
39
……………………………………..
40
2.3.1.2 - Tiêu chu n đánh giá tác đ ng c a tr
ng sóng n
……...
42
2.3.2 - Tính toán xác đ nh tác đ ng c a sóng n đ n đ b n công
trình ……………………………………………................................................................
45
2.3.2.1 - Áp l c sóng xung kích t i m t đi m trong không gian …
45
2.3.2.2 - Áp l c và v n t c h t môi tr
ng khi n trong đ t đá ….
48
2.3.3 – Thi t k n mìn đào móng công trình ...........................................
52
2.3.3 - Các ch tiêu n đ nh c a công trình …………………….................
57
2.3.3.1 - V n t c gi i h n ………………………………………………………..
57
2.3.3.2 - Áp l c c a sóng n cho phép………………………………………
58
2.3.3.3 - Kho ng cách an toàn v sóng n đ a ch n ………………….
58
2.3.3.4 - Kho ng cách an toàn v sóng xung kích ……………………..
60
Thái Minh Hoàng
Cao h c 16C1
Lu n v n Th c s k thu t
Chuyên ngành: Xây d ng công trình th y
4
Các ví d tính toán ………………………………………………………………….
2.4 - CÁC BI N PHÁP NG N NG A
SÓNG N
NH H
62
NG C A
……………………………………………….........................................................
65
2.4.1 - Ph
ng pháp n mìn vi sai …………………………………………...
66
2.4.2 - Ph
ng pháp t o màng ng n sóng đ a ch n ……………...……
73
2.4.3 - Ph
ng pháp n mìn t o vi n ……………………………………….
80
CH
NG 3 - NGHIÊN C U L A CH N GI I PHÁP N
MÌN
ÀO H
NH M
MÓNG NHÀ MÁY TH Y
M B O
N
I N N M GIÊ
NH C A TOÀ NHÀ 5 T NG -
KHU QU N LÝ DI TÍCH S N
NG T NH LAI CHÂU ………...
82
3.1 - GI I THI U V CÔNG TRÌNH …………………………………….……...
82
3.1.1 - V trí công trình ………………………………………...............................
82
3.1.2 - Quy mô công trình ……………………………………………...………..
82
3.1.3 - Mô t s đ công trình và s đ bài toán ………………….……
84
3.2 - NGHIÊN C U L A CH N GI I PHÁP N
MÓNG NHÀ MÁY TH Y
MÌN
I N N M GIÊ NH M
ÀO H
M B O
AN TOÀN CHO TOÀ NHÀ 5 T NG ……………………………………………
87
3.2.1 - Bài toán đ t ra ……………………………………………..………………
87
3.2.1.1 - Các s đ n mìn d ki n ………………………………………….
88
3.2.1.2 - Bi n pháp ng n ng a tác đ ng c a sóng n
….……………
96
3.2.2 - Ch n gi i pháp n mìn ……………………………………...………….
98
3.3 - ÁNH GIÁ K T QU
C ………………………..……………
100
………………………………………..………………
101
K t lu n ………………………………………………………………………………...
101
Ki n ngh
102
K T LU N VÀ KI N NGH
Thái Minh Hoàng
T
………………………………………………………………………………
Cao h c 16C1
Lu n v n Th c s k thu t
Chuyên ngành: Xây d ng công trình th y
5
PH N M
U
1 - Tính c p thi t c a đ tài:
Trong công tác thi công các công trình th y l i - th y đi n, vi c ng
d ng công ngh n mìn đào phá đá h móng công trình đang đ
c ng d ng
ngày càng r ng rãi. Th c t cho th y ph
ng pháp thi
công tiên ti n, có th t ng nhanh đ
ng pháp n mìn là ph
c t c đ thi công, gi m nh , ti t ki m s c
lao đ ng, gi m b t vi c s d ng máy móc, thi t b , công c đ thi công.
Tuy nhiên trong quá trình ng d ng công ngh này t i m t s công
trình đã đ x y ra không ít v n đ b t c p.
i n hình có th nêu lên m t s
công trình đã và đang ng d ng công ngh n mìn thi công làm nh h
ng
đ n các công trình trong khu v c và vùng lân c n, ví d :
- D án th y đi n B o L c t nh Lâm
công đã cho n mìn đào phá đá làm n t t
ng (cu i n m 2006), đ n v thi
ng và tr n nhà 2, 3 t ng kiên c .
V t n t dài t hàng ch c cm đ n hàng mét;
- Công trình nhà máy nhi t đi n Nông S n – Qu ng Nam (n m 2007),
khi n mìn thi công đã làm nh h
n
ng đ n nhà c a c a dân và làm v b ch a
c công c ng c a khu v c dân c ;
- Tháng 4/2009, UBND t nh Ngh An cho phép Công ty TNHH Hi p
Hòa n mìn phá đá h đ cao t i rú M
t
u l y m t b ng xây d ng đã làm n t
ng, tr n và d m kh i nhà l p h c 3 t ng c a Tr
ng ti u h c xã H ng
o, h y n H ng Nguyên v.v…
ng d ng công ngh n mìn có th gây ra nh ng tác đ ng đ n s
n
đ nh c a công trình trong khu v c và vùng lân c n. Vì v y, đ i v i t ng công
trình c th và đi u ki n đ a ch t đ a hình khu v c, khi ng d ng công ngh n
mìn ph i tính toán xác đ nh đ
c tác đ ng c a sóng n , ng v i t ng ph
ng
án n phá nh m tránh gây m t n đ nh công trình khác, h n ch thi t h i v tài
Thái Minh Hoàng
Cao h c 16C1
Lu n v n Th c s k thu t
Chuyên ngành: Xây d ng công trình th y
6
s n c a nhân dân và công c ng là m t yêu c u v a có tính khoa h c, v a có
tính th c ti n
n
c ta hi n nay.
Nghiên c u c s lý thuy t v sóng n khi n mìn đào h móng nhà
máy th y đi n N m Giê, đánh giá xác đ nh tác đ ng c a nó đ n s
c a tòa nhà 5 t ng - Khu qu n lý di tích S n
thi t. Trên c s đó c n đ a ra đ
b ođ
cs
c ph
n đ nh
ng t nh Lai Châu là r t c n
ng án thi t k n mìn nh m đ m
n đ nh c a tòa nhà và đ m b o đ
c ti n đ thi công nhà máy
th y đi n.
2 - M c đích và ph m vi nghiên c u:
2.1- M c đích nghiên c u
T vi c s u t m, t ng h p t các công trình nghiên c u, các báo cáo
khoa h c, tài li u v công tác n mìn và c s lý lu n v nh ng tác đ ng c a
sóng n
mìn phá đá đ n đ b n c a k t c u công trình. Trên c s t ng h p
các k t qu nghiên c
đ
đ xu t đ
c gi i pháp n mìn, tính toán xác đ nh
c tác đ ng c a sóng n khi n mìn phá đá nh m đ m b o s
n đ nh c a
các công trình trong khu v c và vùng lân c n. T đó ng d ng k t qu nghiên
c u cho t ng công trình c th .
2.2 - Ph m vi nghiên c u
Lu n v n t p trung nghiên c u xác đ nh nh h
mìn đào h móng nhà máy th y đi n N m Giê đ n s
t ng - Khu qu n lý di tích S n
3 - Ph
ng c a sóng n khi n
n đ nh c a tòa nhà 5
ng t nh Lai Châu.
ng pháp nghiên c u
S u t m, t ng h p t các công trình nghiên c u, các báo cáo khoa h c
k t h p v i t ng k t kinh nghi m th c t và m t s k t qu
n
ng d ng n mìn
c ta.
Nghiên c u c s lý lu n v
nh h
ng c a sóng n khi n mìn phá đá
thu c ph m vi đ tài
Thái Minh Hoàng
Cao h c 16C1
Lu n v n Th c s k thu t
Chuyên ngành: Xây d ng công trình th y
7
Phân tích, đánh giá và ki n ngh các ph
ng pháp tính toán các thông
s tác đ ng c a sóng n khi n mìn đ n đ b n k t c u nh m b o v các công
trình xung quanh.
4 - Nh ng v n đ c n gi i quy t c a Lu n v n
Nghiên c u c s lý lu n v nh ng tác đ ng c a sóng n khi n mìn
phá đá đ n đ b n c a k t c u công trình lân c n.
xu t đ
c gi i pháp n mìn, tính toán xác đ nh đ
sóng n khi n mìn phá đá nh m đ m b o s
c tác đ ng c a
n đ nh c a các công trình trong
khu v c và vùng lân c n.
Xác đ nh nh h
ng c a sóng n khi n mìn đào h móng nhà máy
th y đi n N m Giê đ n s
n mìn và tính toán đ
n đ nh c a tòa nhà 5 t ng. T đó ch n gi i pháp
c các thông s n mìn phù h p ng v i các bi n pháp
ng n ng a tác đ ng c a sóng n .
5 - C u trúc c a lu n v n
Lu n v n g m 102 trang (ph n m đ u, 3 ch
Ch
ng, k t lu n và ph l c)
ng 1 - T ng quan v tình hình nghiên c u và ng d ng công ngh
n mìn trong và ngoài n
c
Ch
ng 2 - C s lý thuy t v sóng n khi n mìn phá đá
Ch
ng 3 - Nghiên c u l a ch n gi i pháp n mìn đào h móng nhà
máy th y đi n N m Giê nh m đ m b o n đ nh c a toà nhà 5 t ng - Khu qu n
lý di tích S n
ng t nh Lai Châu
K t lu n và ki n ngh
Thái Minh Hoàng
Cao h c 16C1
Lu n v n Th c s k thu t
Chuyên ngành: Xây d ng công trình th y
8
CH
NG 1
T NG QUAN V TÌNH HÌNH NGHIÊN C U VÀ
CÔNG NGH N
1.1 - T NG QUAN V CÔNG NGH N
NG D NG
MÌN
MÌN
1.1.1 - Khái quát v công ngh n mìn
Thu c n đen là h n h p g m Nitrakali + b t than + l u hu nh đã đ
con ng
c
i s d ng t cách đây hàng nghìn n m nh m ph c v các m c đích
n nay, nhi u lo i thu c n m nh đã đ
khác nhau.
c tìm ki m và phát minh
thay th thu c n đen.
Tính t n m 1864, nhà hoá h c ng
i Nga Zinhin l n đ u tiên đã sáng
ch ra thu c n Nitrôglyxêrin và c ng s c a ông là Pêtrusev đã nghiên c u ra
thu c n
inamit v i thành ph n 75% Nitrôglyxêrin + 25% Cácbonat magiê.
n kho ng n m 1862 k s Anphret Nôben ng
i Thu
i n đã ti p t c
hoàn thi n lo i thu c n này. N m 1867 hai nhà hoá h c Th y
i n tên là
Onxen và Nocbin đã phát minh ra Nit ratamôn, ngu n nguyên li u ch y u
t o ra thuóc n Amônit, m t lo i thu c n có nhi u u vi t và đ
c s d ng
cho t i ngày nay.
đi u khi n và kh ng ch thu c n , ng
i ta đã ch t o ra các
ph ong ti n gây n nh m i l a đi n, dây cháy ch m (1831) và dây n (1879)
vv…
áp ng nhu c u c a s phát tri n n n công nghi p c a các n
lo t lo i thu c n và ph
ng ti n gây n đã đ
c, hàng
c tìm ki m, ch t o và s n
su t.
N m 1884 ng
Nitrôtamôn +12%
ng
i Pháp đã s n su t thu c n Amônit có thành ph n 85%
imitronaphtalin + 3% Trinitrônaphtalin.
n n m 1954
i M phát minh ra thu c n Anfo và phát tri n nhanh chóng ra toàn th
Thái Minh Hoàng
Cao h c 16C1
Lu n v n Th c s k thu t
Chuyên ngành: Xây d ng công trình th y
9
gi i. Lo i thu c n này có thành ph n g m 94% Nitratamon h t x p hình c u,
đ
ng kính t 1 - 3mm + 56% d u Diezen.
Vào n m 1960 ng
i M ti p t c cho ra đ i lo i thu c n ng m n
có tên là Watergel. Lo i thu c n này có ch a 20% n
c và ch t t o keo làm
đông đ c thành ph n các ch t ôxy hoá và các ch t cháy.
có t tr ng cao, kh n ng công n l n, ch u n
này ch t t trong l khoan có đ
c
ây là lo i thu c n
c t t. Tuy nhiên lo i thu c
ng kính l n h n 80mm, tính n đ nh không
cao, giá thành đ t.
N m 1978 thu c n Nh t
ng l n đ u tiên đ
c s n su t t i M .
ây
là lo i thu c n có nhi u u đi m nh t do có t tr ng l n (1,25 – 1,3), kh
n ng công n cao (330 – 340cm3), có kh n ng ch u n
c t i 72 gi , n thích
h p v i m i lo i đ t đá và n t t trong l khoan có đ
ng kính t 32mm tr
lên vv… nhung nó c ng có nh
c đi m là công ngh ch t o ph c t p và v n
đ u t s n su t r t l n.
Song song v i ti n b khoa h c và nhu c u phát tri n c a các ngành
công nghi p, các lo i thu c n và các ph ki n t
ng ng l n l
t đã đ
c
phát minh, ch t o đ ph c v n mìn trong các ngành khai thác m , xây
d ng, thu l i, giao thông vv….
thu c n công nghi p và các ph
1.1.2 - Các ph
Vi t Nam c ng đã s n su t đ
ng ti n n .
ng pháp n mìn
Vi c phân lo i các ph
ng pháp n mìn có ý ngh a quan tr ng trong
vi c tính toán l a ch n lo i thu c n , ph
ng ti n n , ch tiêu thu c n , s đ
n , quy mô công tác n mìn v.v…sao cho m i ph
ng pháp n mìn thích h p
v i các đi u ki n đ a hình, đ a ch t, an toàn cho các đ i t
ng c n b o v và
mang l i hi u qu kinh t cao. Qua t ng k t nghiên c u, các ph
mìn đ
c nhi u lo i
ng pháp n
c phân lo i theo các y u t sau:
Thái Minh Hoàng
Cao h c 16C1
Lu n v n Th c s k thu t
Chuyên ngành: Xây d ng công trình th y
10
1.1.2.1 - Phân lo i theo đ
ng kính l khoan
ng kính l mìn là m t y u t quan tr ng, quy t đ nh đ n hi u qu
n phá và ch t l
các ph
ng đ p v đ t đá sau khi n , theo đ
ng kính l khoan có
ng pháp sau:
a) N mìn l khoan nh
Ph
ng pháp này đ
khai đào các đ
c s d ng khi kh i l
ng công tác không l n, khi
ng h m thu công, đào móng công trình khai thác v t li u
xây d ng, phá đá qúa c vv…
ng kính l khoan không l n h n 60mm và
chi u sâu đ n 5m (hình 1.1).
Hình 1.1 - S đ và các thông s
H - Chi u cao t ng, m
L lk - Chi u sâu l khoan, m
I kt - Chi u sâu khoan thêm, m
W-
R
R
R
R
ng kháng chân t ng, m
b – kho ng cách gi a các l khoan
u đi m c a ph
ng pháp n mìn này là thi công đ n gi n, đ t đá phá
v nh , có kh n ng áp d ng trong m i đi u ki n đ a hình và đ a ch t ph c
t p, tính c đ ng cao v.v… Ph
ng pháp này cho phép đào nh ng h đào v i
đ chính xác cao, tác đ ng h u xung nh , đ t đá ngoài ph m vi h đào ít b h
h i. L khoan có th b trí th ng đ ng, xiên hay n m ngang. Nh
ph
ng pháp này là kh i l
Thái Minh Hoàng
c đi m c a
ng khoan l n, giá thành cao, t n nhi u nhân
Cao h c 16C1
Lu n v n Th c s k thu t
Chuyên ngành: Xây d ng công trình th y
11
công, t c đ khoan n và xúc b c ch m, trong nhi u tr
ng h p không đ m
b o ti n đ thi công.
b) N mìn l khoan l n
ây là ph
ng pháp n mìn ch y u trong khai thác đá, đào móng công
trình, đào kênh, làm đ òng, đào các đ
vv…Theo ph
ng h m thu công có kích th
ng pháp này thì trên t ng khai thác các l khoan đ
cl n
c phân b
t m t đ n nhi u hàng v i m ng khoan là ô vuông hay tam giác đ u. Các l
khoan có đ òng kính l n h n 60mm và chi u sâu l n h n 2m.
Hình1.2 - S đ và các thông s
H - Chi u cao t ng, m;
L k - Chi u sâu l khoan, m;
L b - Chi u dài bua, m;
L kt - Chi u sâu khoan thêm, m;
R
R
R
W-
R
R
ng kháng chân t ng, m;
c - Kho ng cách an toàn, m;
d-
R
α - Góc nghiêng s
n t ng, đ
ng kính l khoan, m;
Vi c xác đ nh các thông s n mìn d a vào tính ch t c lý c a đ t đá,
ph
ng pháp n mìn và kích th
u đi m c a ph
c c c đá n ra theo yêu c u.
ng pháp n mìn l khoan l n là hi u qu n phá cao,
cho phép c gi i hoá cao các khâu xúc b c, v n t i nên đ y nhanh t c đ thi
công. Tuy nhiên ph
ng pháp này c ng có nh
c đi m là c n thi t b khoan
l n, v n đ u t cao, gây ch n đ ng m nh, đ an toàn không cao và gây ô
nhi m môi tr
Thái Minh Hoàng
ng.
Cao h c 16C1
Lu n v n Th c s k thu t
1.1.2.2 - Theo ph
Ng
Chuyên ngành: Xây d ng công trình th y
12
ng pháp đi u ch nh m c đ đ p v đ t đá
i ta nghiên c u ra nhi u ph
ng pháp n mìn khác nhau nh m
đi u ch nh m c đ đ p v đ t đá và phù h p v i t ng đi u ki n đ a hình, đ a
ch t c a t ng n phá. Tóm t t m t s ph
ng pháp nh sau:
a) N mìn t ng cao
B n ch t c a ph
ng pháp này các l khoan l n đ
hai hay ba t ng r i cho n vi sai t o rãnh. L
rãnh th
c khoan xuyên qua
ng thu c trong các l khoan t o
ng l y l n h n các l khoan còn l i t 20% - 25%. Th c t cho th y
r ng khi chi u cao t ng t ng t 15- 75m, th i gian tác d ng n trong đ t đá
t ng 5- 6 l n do đó t ng đáng k công n đ đ p v đ t đá. Ph
ng pháp n
này có hi u qu trong đ t đá c đ n c p I – III (đ t đá c ng trung bình và
m m). Khi n trong đ t đá c ng có đ kh i trung bình và l n thì không có
hi u qu .
b) N mìn trong môi tr
B n ch t c a ph
ng nén
ng pháp này là n các l
ng thu c trong đi u ki n
không có m t t do, ngh a là m t t do c a kh i n b ph b i m t th tích
nh t đ nh đ t đá b phá v
hàng khoan v i s l
đ t n tr
c.
ng hàng nh h n 4.
ti n hành n , ng
i ta khoan các
i v i đ t đá n t n m nh có f = 8
– 14, h p lý là s đ vi sai rãnh d c ho c rãnh ngang.
Ph
ng pháp n trong môi tr
ng n n có u đi m là gi m t c đ s lan
n , t ng n ng su t thi t b , t ng m c đ đ p v đ t đá, đi u ch nh đ
c thông
s c a đ ng đá n , t o ra đi u ki n làm vi c đ c l p c a các thi t b khoan,
xúc b c, v n t i vv…
c) N mìn l
ng thu c n phân đo n (l u c t không khí)
Các nghiên c u lý thuy t th c ti n cho th y cùng m t thông s khoan
n và ch tiêu thu c n , n phân đo n l
l
ng đ p v h n so v i l
Thái Minh Hoàng
ng thu c có kh n ng c i thi n ch t
ng thu c n liên t c do vùng đ p v đi u ch nh
Cao h c 16C1
Lu n v n Th c s k thu t
đ
Chuyên ngành: Xây d ng công trình th y
13
c t ng lên. Thông th
ng l
ng thu c n đ
c phân vào ph n khó n nh t
trong đ t đá không đ ng nh t. M i ph n c a l
ng thu c trong l mìn đ
c
kh i n b ng m t ngòi n riêng ho c b ng dây n đ đ m b o s kích n
n
đ nh. Có th n đ ng lo t ho c n vi sai các l
kíp th
ng thu c trong l nh các lo i
ng, kíp n vi sai, r le vi sai hay các ngòi n vi sai phi đi n. V t li u
dùng đ phân đo n có th là bua, n
c, không khí. Theo nh ng s li u c a
Vi n s N.V.Mennhic p và Ti n s L.N Martrencoo thì n mìn phân đo n
không khí có kh n ng c i thi n ch t l
ng đ p v đ t đá t t h n.
Nhìn chung, n mìn phân đo n có u đi m là hi u qu đ p v cao h n
nh ng có nh
c đi m là thi công ph c t p, khó c gi i hoá ph n n p mìn và
gi m n ng su t lao đ ng c a nhân công.
d) N mìn l
ng thu c n dài liên t c, n t c th i
Theo ph
ng pháp này l khoan đ
thu c n và ph n trên n p bua mìn. Các l
b ng các kíp n t c thòi. Ph
gi n, nh ng có nh
c chia làm hào, ph n d
ng thu c đ
i n p
c kh i n đ ng lo t
ng pháp n này có u đi m là thi công đ n
c đi m là ch t l
ng đ p v đ t không đ u, t l đá quá
c l n, gây ch n đ ng m nh.
e) N mìn vi sai
N mìn vi sai là n th t t ng l
ng thu c ho c t ng nhóm l
ng
thu c v i kho ng th i gian dãn cách r t nh tính b ng ph n ngàn dây (µs).
So v i ph
ng pháp n t c th i, ph
ng pháp n vi sai đ c bi t có hi u
qu trong đ t đá t đ khó n trung bình đ n r t khó n .
Ph
1951
ng pháp n vi sai đ
Nga và b t đ u s d ng
c ng d ng t n m 1945
M , 1949
Vi t Nam 1962. Hi n nay nó đ
Anh,
c s d ng
r t r ng rãi. N mìn vi sai r t có hi u qu vì nó đ p v đ t đá đ ng đ u h n,
gi m đá quá v n và đá quá c , gi m đ
khoan đ
c ch tiêu thu c n , m ng l
il
c m r ng gi m tác d ng ch n đ ng, đá v ng và sóng đ p không
khí.
Thái Minh Hoàng
Cao h c 16C1
Lu n v n Th c s k thu t
14
Chuyên ngành: Xây d ng công trình th y
V b n ch t quá trình phá v khi n mìn vi sai có r t nhi u tác gi
nghiên c u, có nhi u quan đi m xung quanh v n đ này, nh ng chung quy các
tác gi đ u th ng nh y 3 y u t c b n sau đây t o nên 3 tác d ng tích c c c a
n mìn vi sai:
- S giao thoa c a tr
ng ng su t do các l
ng thu c n liên ti p t o ra
- S t o thành m t t do ph
- S va đ p gi a các c c đá bay khi t c đ và h
ng chuy n đ ng khác
nhau.
có s giao thoa thì th i gian vi sai gi a các l
ng thu c n là nh
nh t (kho ng 5µs) và đ t o ra m t t do ph thì th i gian vi sai k n h n (t
vài ch c đ n vài tr m µs). Tác d ng va đ p ph ch y u ph thu c vào s đ
vi sai.
Hi u qu vi sai ph thu c r t nhi u vào vi c ch n th i gian vi sai s đ
vi sai phù h p.
Theo quan đi m giao thoa sóng ng su t thì hi n t
ng giao thoa sóng
ng su t ch x y ra trong tr òng h p các ph n t đ t đ c a đ t n tr
đ t n sau trùng h
và c
ng, lúc đ các giá tr v chuy n d ch, tr ng thía ng suát
ng đ phá v t ng lên.
Xét hai l
ng thu c n Q 1 , Q 2 đ t cách m t t do m t kho ng là a.
R
ng thu c n Q 1 , n tr
L
c và
R
R
R
R
R
c, sóng ng su t nén (t i) truy n t tâm l
thu c Q 1 đ n m t t do, sau đ ph n x tr l i. Sóng ph n x c a l
R
R
th t Q1 gi ng nh sóng t i c a l
R
R
m t phân cách.
∆t =
ng thu c
ng thu c o Q 1 ’ đ t đ i di n v i Q 1 qua
R
R
có s giao thoa ng su t thì đi u khi n l
th i đi m khi sóng ph n x c a l
ng
R
R
ng thu c Q 2 n
R
R
ng thu c Q 1 đi qua nó.
R
a 2 + 4w 2
vd
R
(1.1)
Trong đó:
w:
ng c n nh nh t
v d : T c đ sóng d c trong đ t đá, m/s.
R
R
Thái Minh Hoàng
Cao h c 16C1
Lu n v n Th c s k thu t
Chuyên ngành: Xây d ng công trình th y
15
Theo quan đi m t o m t t do ph : Khi n l
do ph cho l
ng thu c n sau.
t đá do l
ng thu c s t o ra m t t
ng thu c n sau đ m nh n s d
dàng b phá v do xu t hi n sóng ph n x kéo t m t t do ph và do s d ch
chuy n trùng h
ng thu n l i. M c đ phá v t ng lên t l v i s m t t do.
Theo tính toán và th c nghi m thì th i gian giãn cách th
ng thay đ i
t 15 ÷ 35 ho c tính theo công th c:
T = k.w
(1.2)
V i k là h s ph thu c vào h s đ c ng đ t đá (đá r t c ng k = 3, đá
c ng k = 4, đá c ng v a k = 5, đá m m k = 6).
Các s đ n vi sai r t đa d ng. Trong th c t , ng
qua hàng, đ
i ta th
ng n vi sai
ng chéo, qua hàng qua l , nêm thang d ng sóng vv…(hình 1.3).
Hình 1.3 - Các s đ vi sai
a - Qua hàng
c-
Thái Minh Hoàng
ng chéo
b - Qua hàng qua l
d - Nêm thang d n sóng
Cao h c 16C1
Lu n v n Th c s k thu t
Chuyên ngành: Xây d ng công trình th y
16
Hình 1.4 - S đ xác đ nh th i gian vi sai đ có s giao thoa sóng ng su t
1 - Sóng nén(t i)
2 - Sóng kéo(ph n x )
a - Kho ng cách gi a các l
Q1 - L
R
R
ng thu c n tr
ng thu c;
c;
ng c n nh nh t,
wQ2 - L
R
ng thu c n sau
R
f) N mìn vi sai trong l khoan
B n ch t c a ph
ng pháp này là n l n l
t t ng l
ng thu c đã phân
đo n trong l khoan. S đ n s khác nhau khi trình t kh i n t d
hay t trên xu ng. Ph
ng ti n đ gây n các l
i lên
ng thu c là nh các kíp đi n
vi sai ho c r le vi sai k t h p v i dây n (hình 1.5).
Khi ti n hành n vi sai trong l khoan s t ng đ
n nên c i thi n đ
c ch t l
c th i gian tác d ng
ng đ p v đ t đá và n u n vi sai t d
i lên thì
k t qu phá v chân t ng t t h n và m c đ đ p v t ng lên. Tuy nhiên
ph
ng pháp này thi công r t ph c t p và không có kh n ng c gi i hoá [1 ],
[4].
Thái Minh Hoàng
Cao h c 16C1
Lu n v n Th c s k thu t
Chuyên ngành: Xây d ng công trình th y
17
Hình 1.5 - S đ n vi sai trong l khoan
a - S d ng kíp vi sai;
1 - Kíp t c th i;
2 - Kíp vi sai;
b - S d ng r le vi sai
3 - Dây n ;
4,5 - M i n ;
7 - R le vi sai;
8 - Kíp kh i n .
6-
ng cách ly đây
n
g) N mìn đôi l khoan g n nhau
B n ch t c a ph
ng pháp này là n đ ng th i, hai hay ba l khoan
phân b cách nhau (3 ÷ 5) l n đ
m tl
ng kính l khoan. Chúng có tác d ng nh
ng thu c ph ng và truy n vào đ t đá sóng ng su t ph ng. Khi truy n
trong đ t đá, sóng này gi m t l ngh ch v i kho ng cách mà không gi m t l
ngh ch v i bình ph
hoà n ng l
l
ng kho ng cách nh l
ng thu c đ n đ c. Do đó đã bão
ng n l n h n và đ p v m nh h n, đ u đ n h n
ng thu c. Th
ng thì đôi l khoan g n nhau đ
v trí xa
c khoan trong t t c bãi n
b ng máy khoan có th khoan đ ng th i hai l .
K t qu th c t đã xác đ nh r ng v i m c đ đ p v yêu c u và đ u đ n
thi khi n hai l khoan g n nhau, th tích đ t đá đ
Thái Minh Hoàng
c phá v t ng lên.
iv i
Cao h c 16C1
Lu n v n Th c s k thu t
Chuyên ngành: Xây d ng công trình th y
18
đôi l khoan g n nhau, tr s w đ
c tính nh đ i v i m t l khoan có s c
ch a 2P:
2P
qt
w=
(m)
(1.3)
Trong đó:
q t : Ch tiêu thu c n tính toán, kg/m3;
R
R
P
P
P: S c ch a thu c n c a 1m l khoan, kg/m.
h) N mìn túi (h c)
B n ch t c a ph ong pháp n này là phía đáy l khoan dùng m t l
thu c nh và cho n tr
nh m ch a h t l
c đ m r ng đáy l thành hình d ng m t cái túi
ng thu c yêu c u ho c t ng l
khoan.Th tích c a túi c n phù h p v i kh i l
Ph
ng pháp n này đ
m tl
c th c hi n khi đ
c công tác khoan, t ng đ
ng thu c n
trong l
ng thu c n theo tính toán.
n kháng chân t ng quá l n, đ n
ng thu c đ n đ c ho c n hàng lo t. Ph
là gi m đ
ng
ng pháp n này có
đi m
c quy mô n phá. Song nó có nh
c
đi m là đ tin c y kém, khó t o ra th tích và v trí c a túi chính xác, khi n
sinh ra nhi u đá quá c , vùng g n l
vùng xa l
ng thu c đ t đá b nghi n nát m nh,
ng thu c đ t đá b phá v thành nh ng kh i quá l n
i) N mìn s d ng l khoan trung gian
B n ch t c a ph
nó, ng
(th
ng pháp này là gi a các l khoan chính và bên c nh
i ta khoan các l khoan ph có chi u sâu và đ
ng là 60 – 100mm). Nh các l
đ t đá đ
ng kính nh h n
ng thu c ph này mà ch t l
c c i thi n h n (hình 1.6). Ph
ng pháp này có nh
ng đ p v
c đi m là chi
phí cho công tác khoan cao, ph c t p khó s d ng hai lo i máy khoan.vv…
Thái Minh Hoàng
Cao h c 16C1
Lu n v n Th c s k thu t
Chuyên ngành: Xây d ng công trình th y
19
Hình 1.6 - S đ chu n b n t ng khi s d ng l khoan trung gian
1 – L khoan chính;
2 – L khoan trung gian.
k) N mìn bu ng
Trong tr
ng h p cho phép ho c c n phá m t kh i l
v ng xa theo m t c ly nào đó, ng
ph
ng pháp này ng
ng đ t đá l n,
i ta ti n hành n mìn b
ng. Theo
i ta ti n hành đào gi ng đ ng hay lò b ng đ n v trí c n
đ t thu c s đ o h m đ ch a m t l
ng thu c n theo tính toán. Vi c xác
đ nh các thông s khi n mìn bu ng có th tham kh o [1], [18].
l) N mìn k t h p
kh c ph c nh ng nh
c đi m c a m i ph
png pháp n đ ng th i
t ng hi u qu phá v và m c đ đ p v , trong th c t ng
d ng các ph
- Ph
i ta th
ng s
ng pháp n mìn k t h p sau:
ng pháp n mìn vi sai v i n phân đo n l
ng thu c;
- N vi sai trong l mìn v i các s đ n vi sai trên m t t ng vv..
1.1.2.3 – Phân lo i theo đ i t
C n c vào đ i t
ng c n phá v
ng c n phá v có các ph
ng pháp n mìn sau:
a) N mìn trên t ng
Bao g m các ph
ng pháp n mìn
các m c 1.1.2.1; 1.1.2.2.
b) N mìn phá đá quá c
Thái Minh Hoàng
Cao h c 16C1
Lu n v n Th c s k thu t
Chuyên ngành: Xây d ng công trình th y
20
Khi ti n hành n mìn l khoan l n, n mìn bu ng ho c lý do k thu t
nào đó d n đ n ch t l
ng đ p v đ t đá kém và gây nhi u đá quá c .
ti n
hành phá đá quá c (phá n l n 2).
c) N mìn t o vi n
Ph
đ
ng pháp này làm gi m tác đ ng phá hu theo h
c s d ng r ng rãi trong xây d ng thu l i nh m gi
mái đ p…có hai ph
- Ph
ng mong mu n,
n đ nh mái kênh,
ng pháp n mìn t o biên:
ng pháp n t o khe ban đ u: Theo ph
ng pháp này thì ng
ti n hành theo l khoan nh ng l khoan nghiêng g n nhau, có đ
i ta
ng kính
trung bình (60 ÷ 100mm) theo biên thi t k c a h đào và ti n hành cho n
các l mìn biên tr
t
c. Khi n đ ng th i các l mìn g n nhau, có tác d ng
ng h c a sóng ng su t kép ti p truy n mà s hình thành khe n t gi a các
l mìn biên đ
c x y ra trong m t ph ng ch a các l tr c khoan.
M t khác do tác d ng c a áp su t h i n phá,
đ y đ đã x y ra s tách kh i đá theo đ
K t qu là t o nên khe n t tr
khe n t ch a phát tri n
ng biên này và m r ng khe n t đó.
c, liên t c d c theo m t ch a các l tr c t o
biên, nó có tác d ng ng n sóng đ a ch n khi n t i kh i đá, t o ra đ
c biên
gi i kh đào theo ý mong mu n.
- Ph
ng pháp n t o vi n sau: Theo ph
ng pháp này, đ t đá đ
phá v t ngoài vào đ n biên thi t k , ngh a là các l mìn biên đ
các l mìn phá. Các l mìn biên đ
c
c n sau
c t o b i nh ng giây thu c phân đo n.
Kho ng cách gi a chúng có th l y t (4,5 ÷ 9) l n đ
ng kính l khoan.
Các thông s khi n mìn t o vi n có th tham kh o [2], [8].
d) N mìn đào hào
c đi m c a ph
ng pháp này là s d ng kh i thu c n hình dài đ
n p liên t c trong hào nh . Ph
đ đào kênh, m
Thái Minh Hoàng
c
ng pháp này ng d ng nhi u trong thu l i
ng. Nó có u đi m là thi công đ n gi n, cho phéo c gi i
Cao h c 16C1
Lu n v n Th c s k thu t
Chuyên ngành: Xây d ng công trình th y
21
hoá toàn b công tác n , hi u qu phá n cao song có nh
c đi m là gây m t
an toàn và b i nhi u.
1.2 - TÌNH HÌNH
V N
NG D NG CÔNG NGH
N
MÌN VÀ M T S
LIÊN QUAN
Trong nh ng n m g n đây vi c ng d ng n ng l
ng n phá đá trong
xây d ng nói chung và trong xây d ng thu l i nói riêng r t phát tri n. Vi c
thi công các công trình th y l i b ng ph
th m t s ph
ng pháp n mìn có th áp d ng c
ng pháp sau.
1.2.1 - N mìn khai thác đá
c đi m c a n mìn khai thác đá là yêu c u c a đá sau khi n ph i có
thành ph n c p ph i phù h p v i kh n ng làm vi c c a các công c b c xúc,
v n chuy n các thi t b , c a các tr m nghi n sàng. N u là khai thác đá cho
đ p đá đ , kè đá ng n dòng thì thành ph n c p ph i đá sau n mìn ph i tho
mãn yêu c u c a đ p đá đ hay kè đá ng n dòng. M t khác kích th
cc a
đ ng đá n ra còn ph i phù h p v i đi u ki n c a máy xúc.
c các
yêu c u nói trên ng
i ta th
đ tđ
ng đi u khi n tác d ng n phá b ng các ph
ng
pháp n mìn hi n đ i nh n mìn vi sai; thay đ i c u t o c a các kh i thu c
n , n phá trong môi tr
ng ch u nén.
1.2.2 - N mìn đào móng công trình th y l i
N mìn đào móng các công trình thu l i v c b n c ng gi ng nh n
mìn khai thác. Song chúng còn nh ng đ c đi m riêng là ph i t o ra hình kh i
đào theo kích th
đá
c c a móng công trình đã xác đ nh đ ng th i ph i đ m b o
đáy và mái c a h móng không b phá ho i. M t khác chúng ph i thi
công đ ng th i v i m t s h ng m c công trình khác. Vì v y vi c dùng bi n
pháp khoan n đ đào móng c ng có nh ng yêu c u đ c bi t khác n khai
thác, làm đ
ng, san m t b ng.
Thái Minh Hoàng
Cao h c 16C1
Lu n v n Th c s k thu t
đào móng ng
ho c k t h p c hai ph
Chuyên ngành: Xây d ng công trình th y
22
i ta th
ng dùng ph
ng pháp n mìn l khoan l n
ng pháp n mìn l khoan l n và nh k t h p ph
ng
pháp n mìn hi n đ i nh n vi sai, n t o vi n ho c n phân đo n không khí.
Th c t
Vi t Nam vi c đào móng công trình thu l i b ng ph
pháp n mìn đã đem l i hi u qu t t
ng
m t s công trình nh nhà máy thu
đi n Hoà Bình, Tr An, Ialy vv…
1.2.3 - N mìn đ nh h
Ph
ng
ng pháp n mìn đã đ
đ u m i công trình thu l i
áp d ng ph
c áp d ng trong xây d ng các công trình
các vùng núi. Trong tr
ng pháp n mìn đ nh h
Thí nghi m n mìn đ nh h
ng h p cho phép có th
ng vào công tác xây d ng đ p đ t đá.
ng đ u tiên vào n m 1929
M khi xây
d ng đ p đá đ cao 36,6m trên dòng sông Kôlôrađô, t i v rí có vách g n nh
là d ng đ ng, đáy sông ph m t l p bùn cát dày 25m. Mìn đ
trong các s
cđ t
m t
n d c c a khe cao h n đ cao c a đ nh thi t k c a đ p và đã
làm s p l thành khe xu ng sông.
kh i ba zan l n. M t đ p đ
ng đá đ
c t o thành, ph n l n là các
c s a theo thi t k b ng c gi i thông th
ng
công tr òng đá l thiên và chuy n đá đ n v trí thi công.
Vi c đ m nén và c các bi n pháp và ch ng th m n
ti n hành. Dòng th m t ng c
c
ng qua thân đ p có đ cao đ n 20m đã gây s t
mái h l u đ p và phá v nhanh chóng khi công trình ch a đ
Liên Xô c , vi c dùng mìn đ nh h
các đê quai đ
c đã không đ
c th c hi n trên h th ng t
c hoàn thành.
ng đ ch n các dòng, xây d ng
i Tasken (n m 1942), các đ p
trên sông M sowte (n m 1948) và sông Buađ zasaie (n m 1948). Các l n n
này kh i l
b ng ph
ng không l n và đ
c ti n hành
đ t hoàng th và đát pha sét
ng pháp n các bao thu c t p trung.
Nh ng thành t u ch y u đ t trong l nh v c này là k t qu xây d ng
đ p ch ng dòng bùn đá AnmAlinxca và đ p đá đ u m i thu l i Bâiphzinxki.
Thái Minh Hoàng
Cao h c 16C1
Lu n v n Th c s k thu t
23
đây ti n hành các l n n đ nh h
Chuyên ngành: Xây d ng công trình th y
ng v i th tích, kh i l
ng bao thu c
khác nhau, m c đ c a các nhi m v phái gi i quy t trong quá trình thi công
c ng khác nhau.
trong tr
dòng bùn đá, cao 90m
ng h p thú nh t đ m b o xây d ng đ p ch ng
tr
ng h p th hai xây d ng đ p ch n n
60m. Vi c th c hi n thành công các công vi c trên công tr
kh n ng dùng n mìn đ nh h
c cao
ng đã kh ng đ nh
ng đ xây d ng các đ p kh i có kh i lu ng
m t vài tri u mét kh i [16].
1.2.4 - M t s
ng d ng khác
Trong nh ng n m g n đây ng
i ta đã và đang nghiên c u và áp d ng
công ngh n mìn đ thi công kênh d n, n phá đê quai, làm đ
ng đi qua
đ m l y, v.v…
1.2.5 - Nh ng v n đ t n t i
S d ng công ngh n mìn trong xây d ng c b n nói chung và trong
xây d ng thu l i nói riêng là m t ph
đi m n i b t đã đ
ng pháp thi công tiên ti n có nhi u
c th c t ki m nghi m và ch ng minh. Nghiên c u ng
d ng n mìn trong xây d ng thu l i ngày càng đ
c phát tri n đ thi công
đào h móng công trình, đào kênh, khai thác đá làm v t li u, đào đ
thu công và đ t đ
ng h m
c nhi u ti n b .
Công tác n mìn khai thác ho c đào móng các công trình c n thi t ph i
có s ph i h p nh p nhàng gi a các khâu: Khoan, n mìn, xúc chuy n, x lý
đá quá c ,và d n d p m t b ng. Quy mô v n l n do đó ph i đ m b o các
đi u ki n an toàn cho móng công trình và các công trình lân c n. M t khác
th i gian khoan không nên kéo dài đ tránh gây khó kh n cho vi c b o qu n
l khoan và đ m b o ch t l
ng l khoan. Do v y c n ph i xác đ nh m t cách
h p lý v th i gian b trí thi công cho t ng công v êc, xác đ nh ph m vi đ t
n và chi u dài kho nh đào, quy mô v n thích h p, v.v…
Thái Minh Hoàng
Cao h c 16C1
Lu n v n Th c s k thu t
24
Chuyên ngành: Xây d ng công trình th y
Tuy nhiên, công tác n mìn trong xây d ng thu l i
n
c ta còn
giai đo n đ u, các k t qu nghiên c u và th c nghi m còn nhi u h n ch , vi c
t ng k t th c ti n công tác n mìn
ch a đ
các công trình thu l i, thu đi n l n
c quan tâm, nh t là v nh ng tác đ ng b t l i c a n mìn đ i v i các
công trình trong khu v c và vùng lân c n. Các tài li u h
toán các thông s n mìn và các nh h
ng d n vi c tính
ng c a n mìn đ i v i công trình
xung quanh còn ch a chi ti t và ch a đáp ng đ
c đòi h i c a th c ti n s n
su t đ m b o an toàn.
Thái Minh Hoàng
Cao h c 16C1
