THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP NỔ PHÁ - XÂY DỰNG NỀN MẶT ĐƯỜNG KHI NÂNG CẤP CẢI TẠO VÀ TRONG CÁC TRƯỜNG HỢP ĐẶC BIỆT

Chương 6 : THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP NỔ PHÁ
6.1 Vật liệu nổ
1) Thuốc nổ: là một loại hoá chất không ổn định, dưới tác dụng của năng lượng bên ngoài
(ma sát, va đập, nhiệt lượng, lửa đốt…) dễ phát sinh ra những phản ứng hoá học mạnh đồng thời
giải phóng nhiệt lượng và tạo ra được lượng khí lớn có áp suất cao, gây tác động xung kích và
đẩy ép đối với các vật chất xung quanh làm cho chúng bị phá vỡ. Qúa trình giải phóng năng
lượng như vậy được gọi là nổ phá.
Các loại thuốc nổ: có rất nhiều loại thuốc nổ, thường dùng các loại nổ phá sau:
a) Amônít: là loại thuốc nổ được sử dụng rộng rãi nhất và được sản xuất nhiều nhất trong
công nghiệp thuốc nổ hiện nay. Đó là một loại hỗn hợp thuốc nổ loại nitrat amôn, mầu vàng,
dạng bột mịn, tạo thành do phối hợp NH
4
NO
3
+ Tôlít.
b) Nitrat amôn trộn dầu: là một loại thuốc nổ nitrat amôn mơí phát triển từ những năm 50 trở
lại đây. Nó là hỗn hợp NH
4
NO
3
trộn với dầu hoả. Là loại vật liệu dễ kiếm, phối chế đơn giản, giá
thành rẻ, sử dụng an toàn .
c) Đinamít: có thành phần chính là C
3
H
5
(ONO
2
)
3
và nitrat kali (hoặc nitrat natri ) mầu vàng,

thể dẻo, các thành phần khác còn có bột gỗ và các hợp chất hữu cơ khác …Đinamít là chất nổ
mạnh, có thể nổ cả trong nước.
d) Thuốc đen: là loại thuốc nổ địa phương, là một hỗn hợp được tạo thành
bằng cách trộn nitrat kali (diêm tiêu), lưu huỳnh và than củi theo tỷ lệ nhất định (tốt nhất là 75:10
:15).
2) Vật liệu gây nổ:
Trong nổ phá, để đảm bảo thuốc nổ có thể nổ một cách an toàn, đúng lúc và tin cậy thì phải
nhờ vào vật liệu nổ. Các vật liệu nổ thường dùng gồm có:
a) Dây cháy (hay dây dẫn lửa ): dây có lõi làm bằng thuốc đen, giữa lõi có dây gai, bên ngoài
cuốn chặt bằng giấy phòng nước, ngoài cùng quét một lớp bitum, đường kính dây cháy là 5-
6mm.
b) Kíp mìn: dùng để truyền dẫn nổ cho khối thuốc chủ yếu hoặc cho dây dẫn nổ thông qua
khối thuốc gây nổ nằm trong kíp.
c) Dây nổ: có bề ngoài giống như dây cháy, nhưng lõi lại dùng thuốc nổ mạnh cao cấp, bề
ngoài có màu đỏ hoặc đỏ vàng xen kẽ, dây nổ không cần qua kíp nổ.
6.2 Nguyên lý tính toán thuốc nổ:
1) Tác dụng nổ phá của gói thuốc nổ:
- Gói thuốc nổ là một lượng thuốc nổ nhất định, được đặt bên trong môi chất để chuẩn bị tiến
hành gây nổ.
- Khi khối thuốc nổ nổ bên trong môi chất đồng nhất bán vô hạn ( tương đương với chỗ rất
sâu dưới mặt đất ) thì áp lực tĩnh và sóng xung kích sẽ khuếch tán đều theo bốn phía, làm cho
môi chất xung quanh bị chấn động và phá hoại theo các mức độ khác nhau.
a) Vùng co ép: gần gói thuốc nổ nhất, chịu tác dụng trực tiếp của sức nổ, nếu là loại đất dẻo
thì vùng này có thể bị đẩy ép thành một khoảng trống; nếu là đá cứng sẽ bị vỡ vụn.
b) Vùng nổ tung: nằm ngay sát vùng co ép và vẫn chịu tác dụng nổ rất lớn, ngoài việc làm
cho đất đá bị vở vụn thi nếu gặp mặt thoáng sẽ tung văng các hòn đá vỡ vụn.
c) Vùng nổ om: ở vùng này đất đá không bị tung văng ra ngoài nhưng vẫn có thể làm cho kết
cấu của đá bị phá hoại ở các mức độ khác nhau.
d) Vùng chấn động: sức nổ yếu đến mức chỉ có thể gây ra các hiện tượng chấn động, ngoài
vùng chấn động này thì năng lượng nổ phá gần như hoàn toàn bị tiêu tan.

- Khi gói thuốc nổ đặt trong môi chất hữu hạn (có một hay nhiều mặt thoáng), thì do ảnh
hưởng của các vùng tác dụng sẽ có các loại hình thái phá hoại khác nhau. Nếu môi chất đồng
nhất thì tác dụng nổ phá trước hết sẽ nhắm vào các chỗ có lực cản của môi chất là nhỏ nhất, tức
là phát sinh tác dụng trước hết ở các chỗ có khoảng cách từ tâm gói thuốc đến mặt thoáng là nhỏ
nhất, khoảng cách này được gọi là đường kháng nhỏ nhất W.
+ Nổ ngầm: W >R
3
nghĩa là chiều sâu đặt gói thuốc W lớn hơn bán kính nổ om R
3
thì
sau khi nổ, mặt đất không có vết tích bị phá hoại.
+ Nổ om: R
2
< W < R
3
nghĩa là chiều sâu đặt gói thuốc W lớn hơn bán kính nổ om R
3
nhưng nhỏ hơn bán kính nổ tung R
2
thì sau khi nổ, bề mặt môi chất chỉ bị rời rạc và theo
hướng đường kháng nhỏ nhất thì mặt đất bị đẩy trồi lên.
+ Nổ tung: W < R
2
thuốc được chôn sâu ở độ sâu nhỏ hơn bán kính nổ tung R
2
thì sau
khi nổ, một phần đá sẽ tung văng ra ngoài, toàn bề mặt môi chất sẽ hình thành phễu nổ.
Ngưới ta thường dùng chỉ số tác dụng nổ phá n để đặc trưng cho hình dạng của phễu nổ
n =
W

r
Trong đó: r là bán kính phễu nổ, n lớn thì phễu nổ rộng và nông, n nhỏ thì phễu hẹp và
sâu.
 n =1, góc ở đáy phễu là góc vuông, phễu nổ được gọi là phễu nổ tiên chuẩn và
gói thuốc tạo nên phễu như vậy là gói thuốc nổ tung tiêu chuẩn.
 n >1, góc ở đáy phễu là góc tù, phễu nổ gọi là phễu nổ tung mạnh, tương ứng
với gói thuốc nổ tung mạnh.
 n <1, góc đáy phễu là góc nhọn, tương ứng với phễu nổ tung yếu và gói thuốc
nổ tung yếu.
2) Phương pháp tính toán lượng thuốc nổ:
- Công thức tính lượng thuốc nổ cần thiết dựa vào quan hệ bậc nhất giữa lượng thuốc nạp
trong gói thuốc với thể tích đá cần nổ phá.
Q = q.V
Trong đó:
Q : lượng thuốc nạp trong gói thuốc (kg).
V : thể tích đá cần nổ phá bởi gói thuốc Q (m
3
).
q : hệ số tỷ lệ, là lượng thuốc nổ tiêu hao cho một đơn vị thể tích đá cần nổ phá, gọi là
lượng thuốc nổ đơn vị (kg/m
3
).
- Khi nổ tung tiêu chuẩn, r =W :
V =
3
1
.
π
.r
2

.W.W
3
Q =
3
1
π
.r
2
.W.q.W
3
= q
0
.W
3
= e.k.W
3
Trong đó:
q
0
: lượng thuốc nổ đơn vị khi hình thành phễu nổ tung tiêu chuẩn
k : thường lấy bằng trị số q
0
tương ứng với loại thuốc amônít số 2
e : hệ số tính đổi về loại thuốc phụ thuộc năng lực của thuốc nổ
- Khi nổ tung không tiêu chuẩn: công thức tính toán phải đưa vào chỉ số tính chất nổ phá F =
f (x) = (0,4 – 0,6n
3
).
Q =e.k.W
3

.F
3) Các nhân tố ảnh hưởng đến hiệu quả nổ phá: (SGK)
6.3 Các phương pháp nổ phá
1) Phương pháp lỗ mìn:
- Cách tiến hành: khoan vào đá cần nổ phá các lỗ đặt thuốc nổ có đường kính ≤ 30 cm, sau
đó nạp thuốc (thuốc gói thành các thỏi dài) và lấp lỗ, rồi tiến hành gây nổ. Tuỳ theo đường kính
và độ sâu, lỗ mìn chia làm hai loại là lỗ nông và lỗ sâu.
a) Nổ phá lỗ nông: đường kính 25- 50mm, chiều sâu ≤ 5m, tạo lỗ bằng cách khoan hơi ép
hoặc dùng nhân công để đào.
- Nhược điểm:
+ Do đường kính lỗ nhỏ lượng thuốc nạp ít nên lượng đá nổ phá của mỗi lỗ mìn
không quá 10m
3
.
+ Khi khối lượng đá lớn thì phải khoan nhiều lỗ, năng suất không cao.
- Ưu điểm:
+ Không đòi hỏi các thiết bị khoan phức tạp, thao tác thi công đơn giản.
+ Anh hưởng chấn động tới xung quanh nhỏ.
- Phạm vi áp dụng: sử dụng rộng rãi cho nền đường đào nông, đào hào rãnh, tu sữa taluy, sữa
sang mặt bằng, phá vỡ các hòn đá mồ côi, đào hầm đặt thuốc nổ…
- Lưu ý:
+ Khi chọn vị trí của lỗ mìn phải dựa vào điều kiện địa hình, địa chất tại chỗ. Độ sâu của
lỗ mìn thường không vượt quá phạm vi đào để tránh nổ phá quá lớn.
+ Nếu có một mặt thoáng thì hướng của lỗ mìn nên giao cắt với mặt thoáng một góc 30 -
60
0
.
+ Nếu nổ phá thành từng hàng phải dùng phương pháp nổ cùng lúc. Khoảng cách giữa
các lỗ mìn cùng hàng lấy bằng (0,8 ÷2)W. Nếu dùng nhiều hàng thì phải bố trí xen kẽ kiểu
hoa mai và khoảng cách giữa các hàng là 0,86a.

- Lượng thuốc nạp không cần tính toán mà lấy theo kinh nghiệm và phải khống chế chiều dài
nạp thuốc bằng (
2
1
÷
3
1
) chiều dài lỗ mìn. Trong trường hợp đặc biệt cho phép lấy >
2
1
nhưng
không vượt quá
3
2
chiều dài lỗ mìn.
b) Nổ phá lỗ sâu: đường kính ≥ 75mm, chiều sâu >5m, tạo lỗ phải dùng máy khoan đục lỗ
ngầm hoặc máy khoan lỗ.
- Nhược điểm:
+ Đòi hỏi phải có máy khoan vừa và lớn, công tác chuẩn bị phức tạp.
+ Sau khi nổ phá có 10 – 15% đá tương đối lớn cần phải nổ phá lần 2 để làm nhỏ.
- Ưu điểm: năng suất cao, lượng đá phá được một lần lớn, tốc độ thi công nhanh, hiệu quả
của nổ phá dễ khống chế và sử dụng tương đối an toàn.
- Để tăng hiệu quả nổ phá và tiện cho thao tác của máy khoan trước hết cần tạo bậc trên mặt
đất.
W
1
=( 20 – 40 )d đường kháng ở đáy bậc.
d đường kính lỗ khoan phụ thuộc khối lượng cần nổ phá.
a = ( 0,7 – 1,2 )W
min

là khoảng cách giữa các lỗ mìn.
W
2
khoảng cách giữa các hàng, lấy bằng W
1
.
b khoảng cách từ mép trên của bậc cấp đến miệng lỗ khoan phía trước tính từ W
1
, h,
ß, .
- Lượng thuốc nổ: Q = e.k.W.H.a
W =W
1
đối với lỗ mìn có một hàng hoặc hàng đầu tiên.
W =W
2
đối với lỗ mìn ở hàng sau.
2) Phương pháp nổ mìn bầu:
- Cách tiến hành: dùng một lượng thuốc nhỏ để mở rộng đáy của lỗ mìn thành một bầu nạp
thuốc hình cầu, sau đó nạp thuốc vào bầu, nhờ lượng thuốc nạp tập trung nên tăng cường được
khả năng nổ phá. Mỗi một bầu thuốc nạp 5 – 8 kg thuốc nổ và khối lượng đất đá mỗi bầu thuốc
có thể nổ phá được từ hàng chục đến hàng trăm m
3
, đá nổ ra phần lớn là đá tảng to.
- Phạm vi áp dụng: thích hợp ở đất cứng, đá cứng, với những đoạn đường mà mặt đất có độ
dốc lớn.
- Khối lượng thuốc nạp: Q =e.k.W
3
.
- Đối với phương pháp nổ mìn bầu thì công tác tạo bầu là chủ yếu nhất.Phải chờ cho nhiệt độ

trong bầu giảm xuống dưới 40
0
mới tiến hành lần nổ tiếp theo.
3) Phương pháp hầm thuốc:
- Cách tiến hành: đầu tiên dùng mìn nhỏ để đào các đường hầm (hầm ngang hoặc giếng
thẳng đứng) và hầm thuốc (chiều dài mỗi cạnh thường không nhỏ hơn 1m). Sau đó bố trí thuốc
nổ từ vài trăm cân đến vài tấn, vài chục tấn và tiến hành nổ phá.
- Ưu điểm: năng suất cao, khối lượng nổ phá rất lớn rút ngắn được thời gian thi công.
- Nhược điểm: do khói lượng thuốc nổ lớn nên sau khi nổ phá dễ gây mất ổn định đối với
sườn dốc, đào đường hầm và hầm thuốc khó khăn, sau khi nổ phá đá quá cỡ tương đối nhiều.
- Phạm vi áp dụng: nơi tập trung khối lượng lớn, địa hình hiểm yếu hoặc những đoạn yêu
cầu thi công nhanh; không nên dùng ở nơi đá phong hoá mạnh, các đoạn đường có điều kiện địa
chất, thuỷ văn xấu.
- Tuỳ thuộc vào tính chất của hầm thuốc mà có các cách nổ phá như sau:
a) Nổ văng xa: là loại nổ tung áp dụng cho trường hợp mặt cắt đào hoàn toàn trong điều kiện
địa hình, địa chất bằng phẳng hoặc độ dốc ngang < 30
0
.Tỷ lệ văng xa 80%, chỉ số nổ n =1,5 -
2,2.
Cách nổ này phải sử dụng nhiều thuốc, ảnh hưởng tương đối lớn đến độ ổn định của taluy nền
đường nên ít sử dụng trong công trình đường bộ.
b) Nổ tung: áp dụng cho nền đào hoàn toàn độ dốc ngang 30 -70
0
, hiệu quả nổ phá ở trường
hợp này tốt hơn sovơí trên địa hình bằng phẳng nên giảm được khối lượng thuốc nổ. Tỷ lệ tung
văng 60%, chỉ số nổ n =1,0 -1,5.
c) Nổ tung sụp: áp dụng cho nền nửa đào độ dốc ngang >30
0
, đất đá bên trên sụp lở xuống có
góc mái đống đá lớn hơn góc nghỉ tự nhiên khiến cho chúng tiếp tục trượt lở xuống phía dưới

nền đường nhờ đó tăng hiệu quả nổ phá.Tỷ lệ văng sụp là 45 -85%.
Để trên mặt đỉnh và taluy nền đường không bị tác dụng phá hoại khi nổ phá thì phải đặt khối
thuốc trong hầm cách mặt đỉnh và mặt taluy một khoảng cách nhất định nghĩa là phải giữ lại một
tầng bảo hộ, chiều dày tầng bảo hộ tính theo công thức :
đ = 0,062
3
.
∆
Q
µ
đ : bề dày tầng bảo hộ để lại (m).
Q : lượng thuốc nạp trong khối thuốc (kg).
∆ : mật độ thuốc nổ (g/cm
3
).
ì: hệ số ép co của đá
- Lượng thuốc nạp: Q =e.k.W
3
.Ư(E).f ()
E: hệ số tung (%).
Ư(E): hàm số của tỷ lệ tung.
(%) : độ dốc của mặt đất tự nhiên.
f(): hệ số tung sụp, tra bảng.
- Tính bán kính phá hoại phía dưới: R = W.
2
1 n+
W : đường kháng nhỏ nhất
n = (
3
)().51,0

55
α
f
E
+
- Tính bán kính phá hoại phía trên: R’ = W.
2
'..1 nA
α
+
A : hệ số sụp lở.
’ : độ dốc ngang của mặt đất tại chỗ lân cận với phễu sụp lỡ.
- Khoảng cách giữa các hầm thuốc:
+ Nổ tung văng: a =
)1(
2
+n
W
W
: trị số trung bình các đường kháng nhỏ nhất của hai khối thuốc gần nhau.
+ Nổ tung trên sườn dốc: a =
W
.
3
F
+ Nổ tung sụp hay nổ om: a =(1÷1,3)
W
6.4 kỹ thuật an toàn (SGK)
Chương 7: XÂY DỰNG NỀN MẶT ĐƯỜNG KHI NÂNG CẤP CẢI TẠO VÀ
TRONG CÁC TRƯỜNG HỢP ĐẶC BIỆT

7.1 Trường hợp nâng cấp cải tạo
- Cải tạo nền đường là công tác đưa đường lên cấp kỹ thuật cao hơn dẫn tới phải xây dựng đường
theo các tiêu chuẩn mới.
- Khi nâng cấp cải tạo nên làm đường mới bên cạnh đường cũ hoặc đi theo một hướng mới và sử
dụng đường cũ phục vụ giao thông địa phương. Tuy nhiên trong nhiều trường hợp tuyến nâng cấp
cải tạo trùng với tuyến cũ và sử dụng một phần nền đường và mặt đường của tuyến cũ.
1) Mở rộng nền đường:
- Mở rộng nền đường là trường hợp thường gặp nhất trong nâng cấp cải tạo đường. Tuỳ theo
cấp đường cần nâng cấp mà chiều rộng của nền đường sẽ được mở rộng thêm 2 - 7m.
a) Nền đắp:
* Tim tuyến mới trùng với tim tuyến cũ: có thể mở rộng về hai bên, để quy định việc
mở rộng này cần kết hợp xem xét biện pháp thi công và đặc điểm của máy làm đất.
* Khi chiều rộng mở thêm nhỏ hơn để thi công được bằng máy thì phải mở rộng về
một bên và khi đó phải dịch tim đường về vị trí mới.
Trên các đoạn nền đường đắp cao, để đảm bảo an toàn cho xe máy thi công chiều rộng phần
mở thêm không nhỏ hơn 3 – 4m.
* Trường hợp chiều rộng mở thêm nhỏ hơn 1,5 – 2m thì phải tăng lên đến 2 – 3m để
đảm bảo có thể mở rộng bằng máy, chiều rộng nền đường sẽ tăng so với tiêu chuẩn. Do đó
để chiều rộng chỉ tăng lên một trị số nhỏ so với tiêu chuẩn thì phải đào một phần nền đường
cũ và sau đó đánh cấp để xe máy thi công có thể làm việc thuận tiện.
b) Nền đào:
Để đảm bảo đủ diện thi công thì hợp lý nhất là mở rộng về một phía. Trước tiên đào
bỏ lớp đất hữu cơ ở mái taluy, sau đó đào đất ở mái taluy để đắp và đầm chặt rãnh biên.
Khi mở rộng nền đường phải đảm bảo cho phần mở rộng cùng chịu lực với nền
đường cũ thành một kết cấu thống nhất, do đó tốt nhất nên dùng cùng một loại đất với nền
cũ.
Cũng như khi làm đường mới trong thời gian xây dựng phải đảm bảo tốt công tác
thoát nước.
Để đảm bảo an toàn giao thông trên đường khi mở rộng về hai bên, trước tiên phải
mở rộng một bên trước rồi mới mở rộng phần bên kia.