NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG VỀ CHẤN ĐỘNG KHI NỔ MÌN VÀ CÁC GIẢI PHÁP NGĂN NGỪA CÁC ẢNH HƯỞNG BẤT LỢI

B GIÁO D C VÀ ÀO T O

TR

NG

B NÔNG NGHI P VÀ PTNT

I H C THU L I

Ph m Th Nam

NGHIÊN C U NH H

NG V CH N

NG KHI N

CÁC GI I PHÁP NG N NG A CÁC NH H

LU N V N TH C S

Hà N i – 2011

MÌN VÀ

NG B T L I


B GIÁO D C VÀ ÀO T O

TR

NG

B NÔNG NGHI P VÀ PTNT

I H C THU L I

Ph m Th Nam

NGHIÊN C U NH H

NG V CH N

NG KHI N

CÁC GI I PHÁP NG N NG A CÁC NH H

MÌN VÀ

NG B T L I

Chuyên ngành: Xây d ng công trình thu
Mã s : 60 - 58 - 40

LU N V N TH C S
Ng

ih

ng d n khoa h c: PGS.TS Bùi V n V nh

Hà N i - 2011


L IC M

N

Lu n v n th c s chuyên ngành xây d ng công trình thu v i đ tài
“Nghiên c u nh h
ng a các nh h

ng v ch n đ ng khi n mìn và các gi i pháp ng n

ng b t l i’’ đ

c hoàn thành v i s quan tâm và giúp đ

t n tình c a quý th y cô giáo trong Khoa công trình, B môn công ngh và
qu n lý xây d ng, cán b tr

ng

i h c thu l i, cùng các đ ng nghi p và

b n bè.
Tác gi xin chân thành c m n quý c quan, quý th y cô, đ ng nghi p
đã t o đi u ki n cho tác gi có c h i đ

c h c t p, trau d i, nâng cao ki n

th c trong su t th i gian v a qua.
c bi t tác gi xin bày t l i c m n chân thành đ n th y giáo Phó
giáo s - Ti n s Bùi V n V nh đã dành nhi u tâm huy t, h t lòng dìu d t,
giúp đ , h

ng d n, t o đi u ki n đ tác gi v

t qua các tr ng i hoàn

thành lu n v n.
Tác gi c ng xin chân thành c m n các đ n v , cá nhân đã cho phép s
d ng tài li u đã công b đ lu n v n này hoàn thành đ

c t t h n.

V i th i gian và trình đ có h n, lu n v n không th tránh kh i nh ng
thi u sót. Kính mong quý th y cô, quý đ ng nghi p và b n bè góp ý xây d ng
đ tác gi có th ti p t c h c t p và nghiên c u hoàn thi n đ tài.
Xin chân thành c m n!
Hà N i, ngày 19 tháng 5 n m 2011
Tác gi

Ph m Th Nam


1
`

M CL C
M

U ........................................................................................................... 7

T
1

T
1

1. Tính c p thi t c a đ tài ............................................................................ 7
T
1

T
1

2. M c đích c a đ tài.................................................................................... 7
T
1

T
1

3. Cách ti p c n và ph
T
1

4. K t qu d ki n đ t đ

T
1

ng pháp nghiên c u ............................................... 8
T
1

c .......................................................................... 8
T
1

5. Nh ng v n đ c n gi i quy t c a lu n v n................................................ 8
T
1

T
1

CH

NG 1: T NG QUAN V

T
1

CÔNG TÁC N

MÌN TRONG XÂY

D NG TH Y L I – TH Y I N ................................................................ 9

T
1

1.1. T ng quan v công tác n mìn ............................................................... 9
T
1

T
1

1.2. Các ph

ng pháp n mìn trong xây d ng th y l i – th y đi n ............. 9

1.2.1. Ph

ng pháp n mìn l nông......................................................... 10

1.2.2. Ph

ng pháp n mìn l sâu ........................................................... 10

T
1

T
1

T
1

T
1

T
1

T
1

1.2.3. N mìn kh i thu c t p trung .......................................................... 12
T
1

T
1

1.2.3.1. Ph

ng pháp n mìn b u ........................................................ 12

1.2.3.2. Ph

ng pháp n mìn bu ng (h m) ......................................... 12

1.2.3.3. Ph

ng pháp n mìn p .......................................................... 13

T

1

T
1

T
1

T
1

T
1

T
1

1.2.4. Ph

ng pháp n mìn vi sai ............................................................ 14

1.2.5. Ph

ng pháp n mìn t o vi n ........................................................ 14

1.2.6. Ph

ng pháp n mìn phân đo n không khí ................................... 15

T

1

T
1

T
1

T
1

T
1

T
1

1.3. Tình hình ng d ng và m t s v n đ liên quan v công ngh n mìn 16
T
1

T
1

1.3.1.
T
1

ng d ng công ngh n mìn ......................................................... 16

1.3.2. Các ph
T
1

T
1

ng pháp n mìn đã đ

trình thu l i - thu đi n

c áp d ng đ thi công các công

Vi t Nam ...................................................... 17
T
1

1.3.2.1. N mìn khai thác đá và đào móng công trình thu l i ........... 17
T
1

H c viên: Ph m Th Nam

T
1

L p cao h c 16C2


2

`

1.3.2.2.

p đ p b ng ph

T
1

ng pháp n mìn đ nh h

ng .................... 19
T
1

1.3.2.3. N mìn đ đào kênh ................................................................ 20
T
1

CH

T
1

NG 2: C S LÝ THUY T V CH N

T
1

NG KHI N MÌN ........ 23

T
1

2.1. M t s khái ni m v lý thuy t n ......................................................... 23
T
1

T
1

2.1.1. Sóng n .......................................................................................... 23
T
1

T
1

2.1.2. Xác đ nh tác đ ng c a sóng n mìn phá đá đ n s

n đ nh c a các

T
1

công trình trong khu v c và vùng lân c n ............................................... 25
T
1

2.1.2.1. Áp l c c a s n ph m kích n .................................................. 26
T

1

T
1

2.1.2.2. Tiêu chu n đánh giá tác đ ng c a tr

ng sóng n ................. 27

T
1

T
1

2.2. Xác đ nh tác đ ng c a sóng n đ n đ b n công trình......................... 31
T
1

T
1

2.2.1. Áp l c sóng xung kích t i m t đi m trong không gian ................. 31
T
1

T
1

2.2.2. Áp l c và v n t c h t môi tr

ng khi n trong đ t đá................... 34

T
1

T
1

2.3. Tính toán các thông s an toàn khi n mìn .......................................... 39
T
1

T
1

2.3.1. Kho ng cách an toàn v sóng xung kích ...................................... 39
T
1

T
1

2.3.2. Kho ng cách an toàn v sóng đ a ch n .......................................... 41
T
1

T
1

2.3.3. Kho ng cách an toàn v s t l ....................................................... 42
T
1

T
1

2.4. Các tr
T
1

ng h p c n thi t ph i gi m ch n đ ng và các bi n pháp ng n

ng a đ gi m thi t h i

m c th p nh t nh m đ t đ

c hi u qu t i u khi

n mìn .......................................................................................................... 43
T
1

2.4.1. Các tr
T
1

ng h p c n thi t ph i gi m ch n đ ng do n mìn............ 43
T
1

2.4.2. Các bi n pháp ng n ng a đ gi m thi t h i

m c đ th p nh t

T
1

nh m đ t đ

c hi u qu t i u khi n mìn .............................................. 43
T
1

2.4.2.1. Ph

ng pháp t o màng ng n sóng đ a ch n ........................... 43

2.4.2.2. Ph

ng pháp dùng hào đ làm gi m đ a ch n ........................ 44

2.4.2.3. Ph

ng pháp dùng l p đá nát v n đ làm gi m đ a ch n ....... 46

T
1

T

1

T
1

T
1

T
1

H c viên: Ph m Th Nam

T
1

L p cao h c 16C2


3
`

2.4.2.4. Ph
T
1

ch n (Ph

ng pháp t o ra khe n t hoàn ch nh đ làm màng ng n đ a
ng pháp n mìn t o vi n) ................................................... 48

T
1

2.4.2.5. Ph
T
1

ng pháp gi m tác d ng đ a ch n c a sóng n b ng n mìn

vi sai ..................................................................................................... 54
T
1

2.4.3. Nh ng nhân t

nh h

T
1

2.4.3.1.
T
1

nh h

ng đ n sóng ch n đ ng khi n mìn .......... 56
T
1

ng c a đ c tính c lý c a đá đ n sóng ch n đ ng khi

n mìn................................................................................................... 56
T
1

2.4.3.2. nh h
T
1

2.4.4. Các ph
T
1

CH

ng c a đ a ch t đ n sóng ch n đ ng khi n mìn ....... 57
T
1

ng pháp n mìn trong thi công đ

ng h m .................... 58
T
1

NG 3: NGHIÊN C U L A CH N GI I PHÁP NG N NG A VÀ

T
1

GI M CH N
N

NG KHI N MÌN THI CÔNG C A VÀO TUYNEL D N

C VÀO NHÀ MÁY TH Y

TRÌNH

U M I H CH A N

I N THU C TI U D
C NGÀN T

ÁN CÔNG

I, T NH HÀ T NH...... 59
T
1

3.1. Gi i thi u v công trình........................................................................ 59
T
1

T
1

3.1.1. Ph m vi công trình và đ c đi m đ a bàn xây d ng ....................... 59
T

1

T
1

3.1.3.

c đi m đ a ch t .......................................................................... 60

3.1.4.

c đi m đ a ch t thu v n ........................................................... 63

T
1

T
1

T
1

T
1

3.1.5. Tóm t t đ c đi m và thông s chính c a công trình l y n
T
1

c s 163

T
1

3.1.6. V trí công trí công trình ................................................................ 65
T
1

T
1

3.2. Nghiên c u, l a ch n gi i pháp ng n ng a và gi m ch n đ ng do n
T
1

mìn khi thi công c a vào tuynel d n n

c vào nhà máy thu đi n (thu c

Ti u d án công trình đ u m i h ch a n

c Ngàn Tr

i, t nh Hà T nh).. 69
T
1

3.2.1. L a ch n gi i pháp khoan n đ ng n ng a và gi m ch n đ ng khi
T
1

thi công c a vào TN1 .............................................................................. 69
T
1

H c viên: Ph m Th Nam

L p cao h c 16C2


4
`

3.2.2. Gi i pháp ng n ng a nh h
T
1

tuynel TN1 d n n

ng ch n đ ng khi thi công c a vào

c vào nhà máy thu đi n b ng ph

ng pháp n mìn

.................................................................................................................. 70
3.2.2.1. Các thông s ph c v tính toán ............................................... 70
T
1

T

1

3.2.2.2. Thi t k khoan - n mìn .......................................................... 70
T
1

T
1

3.2.2.3. Thi công khoan n mìn ........................................................... 81
T
1

T
1

3.3. ánh giá k t qu đ t đ
T
1

CH
T
1

T
1

NG 4: K T LU N VÀ KI N NGH .................................................. 84
T
1

4.1. Nh ng k t qu đ t đ
T
1

4.2. Ph
T
1

c .................................................................... 83

ng h

c c a lu n v n .................................................. 84
T
1

ng ti p t c nghiên c u và ng d ng ................................. 84
T
1

TÀI LI U THAM KH O ............................................................................... 86
T
1

T
1

Ti ng Vi t .................................................................................................... 86
T

1

T
1

Ti ng Nga .................................................................................................... 86
T
1

T
1

H c viên: Ph m Th Nam

L p cao h c 16C2

T
1


5
`

TH NG KÊ CÁC HÌNH NH
Hình 1-1: S đ b trí n mìn l nông khi đào theo b c thang....................... 10
T
1

T
1

Hình 1-2: N mìn l sâu .................................................................................. 11
T
1

T
1

Hình 1-3: S đ n mìn b u ............................................................................ 12
T
1

T
1

Hình 1-4: S đ b trí n mìn bu ng .............................................................. 13
T
1

T
1

Hình 1-5: S đ b trí n mìn p phá đá m côi ............................................ 13
T
1

T
1

Hình 1-6: S đ c u t o n mìn t o vi n ........................................................ 15

T
1

Hình 2-1: Các giai đo n t
T
1

T
1

ng tác thu c n trong đ t đá ............................... 25
T
1

Hình 2-2: S đ áp l c n trên không ............................................................. 33
T
1

T
1

Hình 2-3: S đ tính toán m c đ gi m ch n c a hào .................................... 44
T
1

T
1

Hình 2-4: S đ màng ng n sóng đ a ch n c u t o b i m t ti p xúc gi a l p
T

1

đá nát v n và kh i đá nguyên th .................................................................... 47
T
1

Hình 2-5: S đ tác d ng t
T
1

ng h khi n các l mìn t o vi n ...................... 50
T
1

Hình 3-1: V trí công trình h ch a n
T
1

c Ngàn Tr

i.................................... 65
T
1

Hình 3-2: M t b ng b trí c a vào tuy n tuynel TN1..................................... 65
T
1

T
1

Hình 3-3: C t d c tuy n tuynel TN1 ............................................................... 65
T
1

T
1

Hình 3-4: M t c t tính toán khoan n mìn ...................................................... 71
T
1

T
1

Hình 3-5: B trí các l mìn v i g

ng đào b c trên ....................................... 78

Hình 3-6: B trí các l mìn v i g

ng đào b c d

T
1

T
1

T

1

i ...................................... 80
T
1

Hình 3-7: B trí các l mìn cho toàn m t c t .................................................. 80
T
1

T
1

Hình 3-8: C u t o bao thu c n vi n .............................................................. 82
T
1

H c viên: Ph m Th Nam

T
1

L p cao h c 16C2


6
`

TH NG KÊ CÁC B NG BI U
B ng 2-1: Tr s K n và K p ghi cho m t vài lo i đ t đá ................................... 36

T
1

R

R

R

R

T
1

B ng 2-2: S ph thu c vào đ sâu đ t thu c (H) c a h s F ....................... 37
T
1

T
1

B ng 2-3: S ph thu c c a p, K và v n t c truy n âm trong các lo i đ t đá 38
T
1

T
1

B ng 2-4: Tr s c a h s K B dùng đ tính toán kho ng cách an toàn theo tác
T

1

R

R

d ng c a sóng xung kích ................................................................................. 40
T
1

B ng 2-5: B ng xác đ nh giá tr c a h s α ................................................... 41
T
1

T
1

B ng 2-6: B ng xác đ nh giá tr c a h s K c ................................................. 41
T
1

R

R1
T

B ng 3-1: Ch tiêu c a các l p đ t n n và đ i phong hoá hoàn toàn.............. 62
T
1

T
1

B ng 3-2: Các thông s c b n c a h m tuy nel s 1 ..................................... 64
T
1

T
1

B ng 3-3:

chính xác tính toán m t đ n p thu c n c a l mìn vi n........ 72

B ng 3-4:

chính xác tính toán kho ng cách c a 2 l mìn vi n k nhau.... 73

T
1

T
1

T
1

T
1

B ng 3-5:

c tính g

ng đào b c trên .......................................................... 77

B ng 3-6:

c tính g

ng đào b c d

T
1

T
1

H c viên: Ph m Th Nam

T
1

i ......................................................... 79
T
1

L p cao h c 16C2

7
`

M
Tên đ tài “Nghiên c u nh h

pháp ng n ng a các nh h

U
ng v ch n đ ng khi n mìn và các gi i

ng b t l i’’

1. Tính c p thi t c a đ tài
Hi n nay, vi c ng d ng công ngh n mìn thi công công trình thu l i
v i quy mô v a và l n
đi m v

t tr i so v i các bi n pháp thi công khác, đ c bi t là đ y nhanh ti n

đ thi công và ít b nh h
đang đ

Vi t Nam c ng nh trên th gi i đã th hi n các u
ng b i đi u ki n th i ti t. Công ngh n mìn đã và

c ng d ng r t r ng rãi. Tuy nhiên, các y u t tiêu c c do n mìn là

không tránh kh i nh gây nh h

ng đ n công trình lân c n, đ c bi t là ch n

đ ng do n mìn.
nh h

ng c a ch n đ ng do n mìn có th k đ n khi n mìn khai thác

đá làm r n n t nhà dân g n khu v c n . N mìn thi công công trình thu đi n
làm nh h

ng t i các công trình khác, ví d nh n mìn

công trình thu

đi n N m Toóng ngày 25/12/2010 đã gây s t l đ t, đá vùi l p 1 trong 3 t
máy c a thu đi n S Phán 2 (t nh Lào Cai) và nh h

ng t i môi tr

ng. N

mìn thi công kênh thoát l thu c d án D án Fomosa (t nh Hà T nh) đã gây
nh h

ng đ n hàng tr m h dân và làm r n n t ít nh t 9 ngôi nhà dân v.v...

Vi c nghiên c u v ch n đ ng do n mìn là r t c n thi t và mang tính
c p bách. Nh m đ a ra các bi n pháp ng n ng a và gi m thi u các nh h

ng

b t l i do ch n đ ng đ n các h ng m c công trình và các công trình lân c n.
2. M c đích c a đ tài
a) Nghiên c u ch n đ ng trong các tr

ng h p n mìn khác nhau, t đó

tìm ra các gi i pháp nâng cao hi u qu n mìn trong xây d ng th y l i – th y
đi n và ng n ng a các nh h

ng b t l i do ch n đ ng khi n mìn gây ravà áp

d ng c th khi n mìn trong thi công c a vào tuynel d n n

c vào nhà máy

H c viên: Ph m Th Nam

L p cao h c 16C2


8
`

thu đi n thu c Ti u d án công trình đ u m i h ch a n

c Ngàn Tr

i, t nh

Hà T nh.
b)

ng d ng k t qu nghiên c u cho các công trình t

3. Cách ti p c n và ph

ng t .

ng pháp nghiên c u

Thu th p, phân tích và t ng h p tài li u, nghiên c u lý thuy t v ch n
đ ng khi n mìn và đ a ra gi i pháp ng n ng a nh m gi m t i đa nh h

ng

c a nó t i công trình xây d ng và các công trình lân c n khác.
4. K t qu d ki n đ t đ
a)

c

a ra bi n pháp ng n ng a đ gi m thi u nh h

khi n mìn nh m đ m b o ch t l

ng c a ch n đ ng

ng thi công công trình và gi m thi t h i

cho công trình lân c n.
b) Áp d ng c th nghiên c u v ch n đ ng do n mìn khi thi công c a
vào tuynel d n n
m i h ch a n

c vào nhà máy thu đi n thu c Ti u d án công trình đ u
c Ngàn Tr

i, t nh Hà T nh, t đó đ a ra các gi i pháp n

phá h p lý.
5. Nh ng v n đ c n gi i quy t c a lu n v n
Nghiên c u v ch n đ ng khi ng d ng công ngh n mìn đ thi công
công trình thu l i - thu đi n

Vi t Nam nh m đ a ra các gi i pháp ng n

ng a t i đa các thi t h i v v t ch t và con ng
mìn thi công c a vào tuynel d n n
án công trình đ u m i h ch a n

H c viên: Ph m Th Nam

i và áp d ng c th khi n

c vào nhà máy thu đi n thu c Ti u d

c Ngàn Tr

i, t nh Hà T nh.

L p cao h c 16C2


9
`

CH

NG 1: T NG QUAN V CÔNG TÁC N

MÌN TRONG XÂY

D NG TH Y L I – TH Y I N
1.1. T ng quan v công tác n mìn
Trong xây d ng th y l i, n mìn đã đ

c nghiên c u ng d ng đ khai

thác v t li u, đào móng công trình, đào kênh, đ p đ p, ch n dòng, đào các
đ

ng h m th y công, phá d k t c u c v.v.. và đã kh ng đ nh đ

vi t c a nó trong th c t mà các thi công c gi i không đáp ng đ
n
đ

c tính u
c.

c ta, vi c ng d ng n mìn đ đào h móng công trình th y l i đã

c phát tri n và đ t nhi u ti n b trong nh ng n m g n đây. Tuy nhiên, t

th c t

ng d ng n mìn t i nhi u công trình

n

c ta đã b c l nh ng đi m

còn y u kém v trình đ hi u bi t k thu t n mìn đào móng công trình, n
mìn đ nh h

ng, v công tác qu n lý k thu t t i hi n tr

ng vv….

i u đó

đã d n đ n nh ng h u qu x u đ i v i các công trình xây d ng nh gây ra
nh ng v t n t

đáy và mái h móng, làm bóc l p x t l h móng, làm r n

n t, gây nh h

ng đ n s ch u l c k t c u đ i v i các công trình lân c n, làm

sai hình d ng và kích th

c h móng, làm m t an toàn trong thi công, gây tr

ng i và làm ch m tr ti n đ thi công, làm t ng giá thành công trình.
Do v y, vi c nghiên c u ng d ng n mìn cho các h ng m c khác nhau
trong xây d ng các công trình th y l i – th y đi n nh đào h móng công
trình, n mìn đ nh h

ng, b o v biên mái đào v.v… sao cho đ t đ

c các ch

tiêu kinh t k thu t cao là yêu c u r t quan tr ng và c n thi t hi n nay.
1.2. Các ph

ng pháp n mìn trong xây d ng th y l i – th y đi n

Trong xây d ng th y l i

n

c ta, đ đào h móng công trình ho c khai

thác đá làm v t li u xây d ng, đào đ
ph

ng h m,… Ng

i ta đã s d ng nhi u

ng pháp n mìn khác nhau tùy theo yêu c u c a n mìn, tính ch t và quy

mô c a công trình, kh n ng cung c p thi t b ,... Các ph
H c viên: Ph m Th Nam

ng pháp c b n đã
L p cao h c 16C2


10
`

áp d ng nh ph

ng pháp n mìn l nông, n mìn l sâu, n mìn vi sai, n

mìn kh i thu c t p trung, n mìn t o vi n tr
1.2.1. Ph
Ph

c,...

ng pháp n mìn l nông
ng pháp này s d ng bao thu c đ

c n p trong l khoan có đ

ng

kính d k ≤ 75cm và chi u sâu l khoan L k ≤ 5m.
R

R

R

u đi m c a ph

R

ng pháp: Ph

ng pháp n mìn l nông đ

c dùng

r ng rãi khi đào đá l thiên và đào ng m đ khai thác v t li u, đào h móng
công trình trong n n đá, đào đ
B ng ph

ng h m, đào l p b o v , phá đá quá c ...

ng pháp này, cho phép chúng ta có th đào nh ng h sâu v i đ

chính xác cao, kh i đá

ngoài ph m vi thi t k ít b h h i (Hình 1-1).

Η<=5m

Bua
D<=75mm
Thuèc næ

Hình 1-1: S đ b trí n mìn l nông khi đào theo b c thang
Nh

c đi m c a ph

ng pháp: N l nông giá thành cao do t n nhân

công, t n thi t b gây n , hi u qu n phá và n ng su t c a xe máy b c xúc
th p, t c đ khoan n và b c xúc ch m.
1.2.2. Ph
Ph

ng pháp n mìn l sâu
ng pháp này s

d ng bao thu c có đ

75mm, đ sâu l khoan L k > 5m. Trong th c t ng
R

R

khoan sâu L k = 15 ÷ 25m; đ
R

th

R

ng là th ng đ ng. Tr

ng kính l khoan d k >
R

i ta có th dùng các l

ng kính d k = 105 ÷ 250mm và ph
R

R

R

ng l khoan

ng h p c n thi t có th dùng l khoan nghiêng

ho c n m ngang (xem Hình 1-2).
H c viên: Ph m Th Nam

L p cao h c 16C2


11

`

3

1

m
D>75m
2
1

b)

H

a)

2

Η>5m

D>75mm

c)

H

1

Η>5m

D>75mm

3

H

Η>5m

3

Hình 1-2: N mìn l sâu
a. L khoan đ ng n p thu c li n khít, l p bua thông th

ng

b. L khoan đ ng, n p thu c phân đo n không khí
c. L khoan xiên, l p bua có l u đo n không khí
1. Thu c n
u đi m c a ph

2. Không khí 3. Bua

ng pháp:

- Giá thành r h n so v i n mìn l nông do các chi phí v khoan, thu c
n , thi t b gây n và nhân công th p h n.
- Thích h p h n v i vi c c gi i hoá khâu b c xúc và v n chuy n đá,
nh t là đ i v i các lo i xe máy l n.
Nh

c đi m c a ph

ng pháp:

- C n có thi t b khoan l n.
- C đá do n phá l n, nhi u đá quá c .
- Kh n ng gây ch n đ ng, n t n l n. Trong tr

ng h p c n thi t ph i

ch a l i l p b o v có chi u dày l n và vi c bóc b l p đá t ng b o v sau
này t

ng đ i ch m và t n kém.
Trong xây d ng thu l i - thu đi n hi n nay, ph

sâu đã đ
làm đ

ng pháp n mìn l

c dùng r t ph bi n đ đào kênh, đào h móng, khai thác v t li u,

ng và đào các công trình ng m có kích th

H c viên: Ph m Th Nam

c l n.

L p cao h c 16C2


12
`

1.2.3. N mìn kh i thu c t p trung
1.2.3.1. Ph

ng pháp n mìn b u

Th c ch t c a ph
đ

c t o ra

ng pháp này là n bao thu c t p trung n p trong b u

đáy h khoan (Hình 1-3).

W
Thuèc næ

Thuèc næ

W

W
Thuèc næ

W

a)

b)

c)

Hình 1-3: S đ n mìn b u
a. N mìn b u
u đi m c a ph
l

b. N mìn b u ki u đ t tre
ng pháp: Ph

ng l n thu c n , đ m b o phá đ

c. N mìn b u đ c l p

ng pháp này có th n đ

c m t kh i

c nhi u đ t đá. Vì v y gi m đ

c công

tác khoan, t ng nhanh t c đ thi công.
Nh

c đi m c a ph

ng pháp:

á n ra có kích th

c không đ u, có

nhi u đá quá c , k thu t t o b u ph c t p, bán kính vùng n t n t o ra khi n
phá l n h n so v i các ph
tr

ng h p đ

ng pháp này đ

c dùng trong

ng c n chân t ng l n, đá n ra không c n đ u.

1.2.3.2. Ph
Ph

ng pháp khác. Ph

ng pháp n mìn bu ng (h m)

ng pháp này s d ng bao thu c t p trung và th

ng có kh i l

ng

l n t vài t n đ n hàng ngàn t n.

H c viên: Ph m Th Nam

L p cao h c 16C2


13
`

1

W
3

W

3

2

a)

b)

Hình 1-4: S đ b trí n mìn bu ng

a. Khi n p thu c b ng gi ng đ ng b. Khi n p thu c b ng gi ng ngang
1. Gi ng đ ng
u đi m c u ph

2. Gi ng ngang
ng pháp: Ph

3. Thu c n

ng pháp n mìn bu ng có th n phá

m t kh i đá l n, gi m nh công tác khoan và có th làm đ t đá v ng đi m t c
ly nh t đ nh khi c n thi t.
Nh

c đi m c a ph

ng pháp: Sinh ra nhi u đá quá c , m t khác bán

kính vùng n t n r t l n, gây ch n đ ng m nh.
Hi n nay n mìn bu ng đ
làm đ

ng, n mìn đ nh h

1.2.3.3. Ph

ng đ p đ p, đào kênh,...

ng pháp n mìn p

N mìn p th
v . Ph

c dùng nhi u trong vi c phá t i đ t đá khi

ng dùng bao thu c t p trung đ t

ng pháp này ch y u đ

ngoài kh i đá c n phá

c dùng đ phá đá m côi, đá quá c .
3
2

1

4

Hình 1-5: S đ b trí n mìn p phá đá m côi
1. Thu c n
H c viên: Ph m Th Nam

2. Dây cháy ch m 3.

t đ p ph

4. á m côi
L p cao h c 16C2

14
`

1.2.4. Ph

ng pháp n mìn vi sai

Th c ch t c a ph

ng pháp này là các bao thu c đ

c gây n l n l

t

sau m t kho ng th i gian nh t đ nh (tính b ng mili giây). Nh v y hi u qu
n phá t ng lên do bao thu c n tr

c t o thêm m t thoáng cho bao thu c n

sau làm t ng thêm dao đ ng đàn h i c a bao thu c n tr

c. M t khác còn

gây s l ch pha sóng ch n đ ng do n t o ra, làm gi m biên đ sóng ch n
đ ng t c là làm gi m tác h i c a chúng.
u đi m c a ph
t đá đ

-

c đ p v nhi u h n, l

- Có th dùng l
và t ng l

ng pháp:
ng đá quá c gi m đi đáng k .

i l khoan th a h n do đó gi m đ

c só mét dài khoan

ng thu c n c n dùng.

- Có th v ng t p trung đ t đá thành t ng đ ng ho c thành t ng lu ng
b ng cách dùng các s đ n vi sai có hình th c khác nhau. Do đó, làm t ng
hi u qu c a máy b c xúc, gi m công tác d n d p hi n tr

ng, gi m tác d ng

đ a ch n, cho phép ta dùng v n có quy mô l n h n đ t ng t c đ thi công.
1.2.5. Ph

ng pháp n mìn t o vi n

c đi m và n i dung c a ph
đào ng

ng pháp này là d c theo biên mái c a h

i ta khoan các l song song v i nhau.

ng kính l th

= 60 ÷ 85mm. Kho ng cách gi a 2 l mìn li n nhau th
0,9m. Thu c n trong l khoan đ

ng dùng d k
R

R

ng l y b ng 0,5 ÷

c n p theo hình th c phân đo n không khí,

bao g m các th i thu c thông th

ng có đ

ng kính 28 ÷ 32mm n p cách

nhau 10 ÷ 30cm (xem Hình 1-6). Sau khi n s t o thành m t rãnh h p đi qua
t t c các l khoan. á

trong ph m vi rãnh này b nát v n có tác d ng ng n

c n sóng n đ b o v kh i đá

ngoài ph m vi kh i đào. Sau khi b c xúc đ t

đá đã đ

ng pháp n mìn khác trong ph m vi c n đào,

c đ p v b ng các ph

mái h đào khá nh n, ph ng theo đúng đ
H c viên: Ph m Th Nam

ng vi n thi t k .
L p cao h c 16C2


15
`

C¾t A-A
A
A

3

4

2

2
3
1

Hình 1-6: S đ c u t o n mìn t o vi n
1. L khoan
1.2.6. Ph

2. Dây n

3. Th i thu c

4. Thanh g

ng pháp n mìn phân đo n không khí

N mìn phân đo n là thay đ i c u t o l

ng thu c liên t c trong l

khoan thành hai hay nhi u đo n thu c, gi a các đo n thu c đ
b i môi tr

ng đ t, n

c ng n cách

c ho c không khí. N u phân chia các đo n thu c b ng

cách đ l i kho ng không khí còn g i là ph

khí . M c đích c a ph

ng pháp n mìn l u c t không

ng pháp này là làm cho n ng l

ng thu c n đ

c

phân b đ ng đ u h n trong đ t đá, áp l c đ u song gi m, đ ng th i t ng
đ

c th i gian tác d ng n , do đó gi m đ

c tác d ng nghi n v n đ t đá,

gi m tác d ng đ a ch n, t ng m c đ đ p v và c i thi n đ
h t c a đ ng đá đ . Ph
1940 t đó đ n nay đ

ng pháp n mìn phân đo n đã đ

c s d ng t n m

c dùng r ng rãi trong các ngành công nghi p, th y l i.

s d ng n ng l
nhi u l

c thành ph n c

ng nham th ch

ng thu c n đ

c tri t đ , kh c ph c hi n t

ng có

v trí g n thu c n b nát v n và có nhi u đá t ng

v trí xa thu c n khi n mìn v i bao thu c liên t c, nhi u tác gi đã đ a ra
gi i pháp thay đ i c u t o c a bao thu c n đ phân b l i n ng l
và đã đ t đ

ng n phá

c hi u qu t t trong vi c đi u khi n m c đ đ p v đá do n

mìn.

H c viên: Ph m Th Nam

L p cao h c 16C2


16
`

Th c nghi m đã xác đ nh l

n p phân đo n n u có kh i l

ng thu c n p t p trung so v i l

ng thu c

ng nh nhau khi n k t qu đo dao đ ng ch n

đ ng khi n trong các lo i đá cát k t, alevrolit, granit, riolit… Trong vùng bán
kính quy đ i t 3,0 ÷ 350m/kg. K t qu đo cho th y, khi n l
đo n không khí t c đ d ch chuy n g n l
l

ng thu c cao h n so v i khi n

ng thu c liên t c. Ch s t t dao đ ng c ng cao h n, xa l

đ d ch chuy n g n nhau h n và

ng thu c phân
ng thu c thì t c

kho ng cách 15 ÷ 40m/kg1/3, th c t dao
P

P

đ ng đ a ch n b ng nhau. Ra xa n a thì t c đ chuy n d ch khi n l

thu c phân đo n không khí tr nên nh h n so v i khi n l

ng

ng thu c liên

t c.
u đi m c a ph

ng pháp:

N mìn phân đo n không khí mang l i hi u qu t t h n, đá n ra đ u đ n h n
và r t ít đá quá c , n ng l

ng n đ

c phân b đ u h n, t ng th i gian c a

áp su t n , gi m tr s áp su t n c c đ i trong l khoan và t p trung n ng
l

ng n v phía d

i m t thoáng làm t ng kh n ng phá v đ t đá.

1.3. Tình hình ng d ng và m t s v n đ liên quan v công ngh n mìn
1.3.1.

ng d ng công ngh n mìn

Trong xây d ng th y l i - th y đi n, n mìn đã đ

c nghiên c u ng

d ng đ khai thác v t li u, đào móng công trình, đào kênh, đ p đ p, ch n
dòng, đào các đ
đ nh đ

ng h m th y công, phá d các k t c u c ,… và đã kh ng

c tính u vi t c a nó trong th c t mà các ph

gi i không đáp ng đ

ng pháp thi công c

c.

L ch s phát tri n c a n mìn có liên quan ch t ch v i nh ng thành t u
v nghiên c u lý thuy t n , công nghi p ch t o thu c n , các ph

ng ti n

gây n , k thu t khoan và nghiên c u ng d ng n mìn trong nhi u l nh v c

H c viên: Ph m Th Nam

L p cao h c 16C2

17
`

nh khai thác m , xây d ng các công trình dân d ng và công nghi p, giao
thông, th y l i,…
Cùng v i s phát tri n m nh m c a ngành công nghi p hóa ch t m ,
vi c nghiên c u ng d ng thu c n đ ph c v các ngành công ngh êp khác
c ng đ t đ
d

c nhi u thành t u nh : dùng thu c n đen đ phá các t ng đá

i lòng sông cho t u bè đi l i đã đ

XVI, phá các lô c t

c ng

Buđapet n m 1489 và

i Nga ng d ng

Kazan n m 1552, đào lò

n m 1672,… N m 1861 công ngh n mìn đã đ
Alp , n m 1952

ti n hành n v ng xa

ng n

c

c ng d ng đ đào h m

Liên Xô (c ) đã b t đ u áp d ng ph

sai làm t ng qui mô và ch t l

gi a th k

ng pháp n mìn vi

các m l thiên. N m 1952 ÷ 1953 đã

vùng Ant n - T pcanski v i 1600 t n thu c n làm

chuy n d ch h n m t tri u mét kh i đ t đá. N m 1966 ÷ 1968 đã ng d ng
ph

ng pháp n mìn đ nh h

ng đ đ p đ p trên sông Anmátchimca và sông

Vakh ,…
T th k XX cho đ n nay, h u h t trên các công tr
l i

ng xây d ng th y

Vi t Nam đã ng d ng công ngh n mìn đ khai thác v t li u đá nh :

công trình H ch a Thác Bà (t nh Yên Bái), Th y đi n Hoà Bình (t nh Hoà
Bình), Sông Quao (t nh Bình Thu n), Th y đi n S n La (t nh S n La), C a
t (t nh Thanh Hóa),...
1.3.2. Các ph

ng pháp n mìn đã đ

thu l i - thu đi n

c áp d ng đ thi công các công trình

Vi t Nam

1.3.2.1. N mìn khai thác đá và đào móng công trình thu l i
c đi m c a n mìn khai thác đá là yêu c u s n tr ng 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
H c viên: Ph m Th Nam

L p cao h c 16C2


18
`

tho mãn yêu c u c p ph i c a đ p đá đ hay kè đá ng n dòng. Tr
n mìn theo ph

ng h p

ng án khoan n c t t ng (khoan n theo t ng t ng khai thác)

thì còn yêu c u sau khi n mìn không đ
và b o v mái t ng. M t khác, kích th
v i đi u ki n c a máy xúc.

đ tđ

c sinh ra hi n t

ng l u chân t ng

c c a đ ng đá n ra còn ph i phù h p
c các yêu c u nói trên ng

đi u khi n tác d ng n phá b ng các ph

i ta th

ng

ng pháp n mìn hi n đ i nh n

mìn vi sai, thay đ i c u t o c a kh i thu c n , n phá trong môi tr

ng ch u

nén,...
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 có nh ng đ c đi m riêng là ph i t o ra hình
kh i thu c theo kích th
đ m b o cho đá

c c a móng công trình đã xác đ nh đ ng th i ph i

đáy và mái c a h móng không b phá ho i đ đ m b o n

đ nh v ch u l c và v th m cho công trình lâu dài. M t khác, công tác khoan
n th

ng thi công đ ng th i v i m t s h ng m c công trình khác. Vì v y,

dùng ph

ng pháp khoan n mìn đ đào móng còn có nh ng yêu c u đ c bi t

là đ m b o an toàn cho công trình xây d ng va công trình lân c n.
Khi đào h móng công trình ng
l nông ho c k t h p c 2 ph

i ta th

ng dùng ph

ng pháp n mìn

ng pháp n mìn l nông và l sâu.

nâng

cao hi u qu kinh t - k thu t c n áp d ng các bi n 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, đào móng công trình thu l i b ng ph

mìn đã mang l i hi u qu t t

ng pháp n

nhi u công trình nh : Nhà máy thu đi n Hà

Thành, móng tràn V R ng, C m S n, Núi C c, c ng và tràn K G , Yên
L p, thu đi n Hoà Bình,...Song c ng có m t s công trình khi áp d ng
ph

ng pháp n mìn đ đào móng công trình đã mang l i k t qu không t t

nh : Khi đào móng tràn sông Quao – Bình Thu n, k t qu mái đá c a h
H c viên: Ph m Th Nam

L p cao h c 16C2


19
`

móng b l i lõm không đèu, nhi u ch b đào quá ph m vi thi t k , không
hình thành đ

c các c mái thi t k ,... Nguyên nhân gây ra m t c và h ng

mái là do gi i pháp thi t k và thi công đ

c l a ch n áp d ng không thích

h p và thi u chính xác, vi c l a ch n ph

ng án “n mìn không n p thu c”

v i D k = 40mm và kho ng cách gi a các l khoan a = 95cm là không ý
R

R

ngh a “t o vi n”. Bên c nh đó đ n v thi công còn có nh ng sai sót trong khâu
giám sát thi u ch t ch và không k p th i, s d ng s đ thi t k m u mà
không có tính toán, đi u ch nh cho phù h p v i m i đ t n , ho c có ch
không ch a l i t ng b o v

mái h móng.

Qua th c t n mìn khai thác và đào móng công trình thu l i có th rút
ra m t s v n đ c n l u ý sau đây:
Công tác n mìn khai thác ho c đào móng đá 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 t ng. Riêng t ng trên cùng còn liên quan đ n

công tác bóc ph . Vì v y, đ tránh vi c di chuy n máy nhi u l n nên có
kho ng cách th i gian gi a 2 đ t n dài và t o ra hi n tr

ng xúc chuy n

r ng.
i v i nh ng v n có quy mô l n ngoài các v n đ nêu trên còn ph i
xét t i m t v n đ vô cùng quan tr ng là ph i đ m b o an toàn cho mái và đáy
h móng công trình ho c các công trình lân c n.
ta c n ph i nghiên c u tác đ ng nh h
p đ p b ng ph

1.3.2.2.
Ph

ng c a sóng n gây ra.

ng pháp n mìn đ nh h

ng pháp n mìn đ nh h

gi i quy t t t v n đ này

ng đ

ng

c áp d ng trong th c t xây d ng

công trình thu công. Khi xây d ng các đ u m i công trình thu l i

núi, xu t phát t lý thuy t n và đ c tr ng c a n mìn đ nh h
áp d ng ph

ng pháp n mìn đ nh h

H c viên: Ph m Th Nam

vùng

ng cho phép

ng vào công tác xây d ng đ p đ t đá.
L p cao h c 16C2


20
`

Kinh nghi m tích lu đ

t ng c

c trong công tác n mìn cho th y rò kh n ng

ng không h n ch kh i l

công nghi p thông th

ng n mìn ngay c khi s d ng các ch t n

ng,... Nh ng ch t n đã đ

c dùng trong công tác l

thiên là m t nhóm bao g m nhi u lo i v t li u có tính n ng công phá t t, an
toàn khi s d ng và giá thành t
Các ph

ng đ i r .

ng pháp n mìn hi n đ i đã cho phép ti n hành n t ng bao

thu c riêng theo m t trình t c n thi t v i kho ng th i gian gi a các l n n t
hàng ch c mili giây đ n m t vài giây.
V n đ đ c bi t đ

c đ t ra là khi áp d ng ph

d ng các công trình thu l i ph i s d ng m t l

ng pháp n mìn đ xây
ng thu c n l n, thì sóng

ch n đ ng do n mìn có th gây ra tác d ng phá ho i đ n môi tr

ng và

nh ng công trình lân c n m t cách nghiêm tr ng. Trong hàng lo t tr

ng h p

tác d ng đ a ch n c a n mìn có tác d ng c a quy mô v n cho phép và
trong m t s tr

ng h p có th lo i b kh n ng dùng mìn.

tránh nh ng

tác h i c a sóng ch n đ ng do n mìn gây ra ta c n ph i nghiên c u, tính toán
nh h

ng c a sóng ch n đ ng nh m đ m b o an toàn cho môi tr

ng và các

công trình lân c n.
1.3.2.3. N mìn đ đào kênh
Trong h th ng các công trình thu l i ngoài vi c xây d ng các công
trình đ u m i nh : đ p dâng n

c, tr m b m, c ng l y n

vi c xây d ng các h th ng kênh t
v y vi c ch n ph

c thì chi phí cho

i, tiêu c ng chi m ph n không nh . Do

ng án thi công c ng là m t v n đ c n ph i l u ý. Trong

nh ng n m g n đây ng

i ta đã nghiên c u và áp d ng ph

kênh d n b ng cách dùng n ng l

ng pháp thi công

ng thu c n đã đem l i hi u qu t

kh quan. Khi n mìn đào kênh trong đ t th t, đ t sét tính th m n
kênh gi m đi r t nhi u.
H c viên: Ph m Th Nam

ng đ i

c c a đáy

i v i đ t pha cát và cát, tác d ng nén ép c a n
L p cao h c 16C2


21
`

không có hi u qu , tính th m n
Trong tr

c c a đáy kênh h u nh không thay đ i.

ng h p n trong n n đá tuy có t o ra vùng n t n nh ng n u ph n

đ t đá bên ngoài v n t t thì v n không nh h
kênh.

c c a đáy

i u đó c n l u ý khi ta xác đ nh cao trình và v trí các bao thu c đ

không gây h h i lòng kênh nh t là gây tr
Vi c s d ng n ng l
đã th hi n đ
ph c đ

ng tính th m n

t c a ph n mái.

ng thu c n vào thi công các công trình thu l i

c nh ng u đi m c b n nh : rút ng n th i gian thi công, kh c

c nh h

ng c a th i ti t, gi m b t các công vi c n ng nh c, gi m

giá thành công trình,...
Ngoài nh ng u đi m trên, vi c áp d ng các ph

ng pháp n mìn trong

thi công c ng còn có nh ng h n ch nh t đ nh. Khi đào phá đ t đá b ng n ng
l

ng n s t o nên sóng đ a ch n gây ra m t s tác đ ng nh h

t t đ n các công trình lân c n. Cho nên khi áp d ng ph

ng không

ng pháp n mìn

trong thi công các công trình thu l i, ngoài yêu c u nâng cao hi u qu c a n
phá thì vi c gi m nh h

ng b t l i c a sóng đ a ch n do n mìn đ i v i công

trình lân c n là m t v n đ c n đ

c quan tâm nghiên c u gi i quy t.

Cho đ n nay, đã có nhi u tác gi nghiên c u nh ng ch n đ ng do n mìn
đ n kh i đá. Khó kh n ch y u khi xác đ nh gi i h n vùng phá ho i và m c
đ phá ho i c a đá là không có nh ng ph

ng pháp đ n gi n, đ chính xác.

Công th c g n đúng v ph m vi các vùng phá ho i đ t đá do n mìn đ u xu t
phát t gi thi t cho r ng: khi n kh i thu c thì n ng l

toàn b cho môi tr

ng sinh ra s truy n

ng xung quanh và gây nên s tác đ ng đ i v i chúng.

Bi n d ng c a môi tr

ng đá tr

c khi phá ho i t ng d n theo quy lu t đ

th ng và khi đá b phá ho i thì không ph c h i l i đ

ng

c. Ph m vi các vùng

phá ho i, n t n c a nham th ch khi n mìn ph thu c vào các đ c tính c lý
c a kh i đá và ph

ng án n mìn.

H c viên: Ph m Th Nam

L p cao h c 16C2


22
`

Do v y, vi c nghiên c u ng d ng n mìn cho các h ng m c khác nhau

trong xây d ng công trình th y l i – th y đi n nh đào h móng công trình,
n mìn đ nh h

ng, b o v biên mái đào,... sao cho đ t đ

c các ch tiêu kinh

t k thu t cao là yêu c u r t quan tr ng và c n thi t hi n nay.
Hi u qu trong công tác n mìn trong xây d ng th y l i – th y đi n ph
thu c vào r t nhi u y u t , trong đó “Tác đ ng c a sóng ch n đ ng’’ là m t
nhân t h t s c quan tr ng. Trong ph m vi c a lu n v n này tác gi ch gi i
h n nghiên c u v

nh h

ng c a sóng ch n đ ng trong các tr

ng h p n

phá khác nhau, ng d ng th c t cho công tác n mìn thi công tuynel d n
n

c vào nhà máy thu đi n thu c Ti u d án công trình đ u m i h ch a

n

c Ngàn Tr

i, t nh Hà T nh.

H c viên: Ph m Th Nam

L p cao h c 16C2