Đồ án Hầm giao thông xuyên qua núi

§å ¸N M¤N HäC THIÕT KÕ Vµ X¢Y DùNG HÇM GIAO TH¤NG QUA NóI PHÇN I: §ÇU BµI §ÇU Sè LIÖU §ÇU BµI Vµ Sö Lý Sè LIÖU. Sè thø tù : n=224.Ta cã 168<n<224, vËy theo h­íng dÉn chän lo¹i hÇm lµ hÇm ®­êng «t« cho 3 làn xe của Áo . Ta l¹i cã n/56=224/56=4 vËy khæ hÇm thiÕt kÕ lµ K12,cao 4,9 m. Ta cã n/8=224/8=28 vËy theo h­êng dÉn ta cã s¬ ®å tr¾c däc hÇm lµ s¬ ®å 8. Ta cã n=224 do ®ã theo h­íng dÉn chiÒu dµi tuyÕn hÇmlµ. L=200+5*n=200+5*224=1320(m) L 2=0.002*(300-n)*L=0.002*(300-224)*1320=200.6(m) L1= L-(L2+LA+LB)=1320-(200.6+224+15)=880.5(m) Chän d¹nh ®Þa chÊt. Ta cã n/20=224/20=11d­ 4 vËy sè hiÖu ®Þa chÊt dïng thiÕt kÕ hÇm lµ sè 4 .Sè hiÖu cô thÓ nh­ trong b¶ng sau. Trong ®ã. +f:Lµ kÝ hiÖu hÖ sè kiªn cè. +g:Lµ dung träng cña ®Êt. +j=arctg(f): Lµ gãc néi ma s¸t cña ®Êt. D¹ng ®Þa chÊt:n=17 D¹ng ®Þa chÊt Líp phñ(m) Líp ®Þa chÊt I Líp ®Þa chÊt II LA(m) LB(m) Lo¹i ®Êt ®¸ f  g(T/m3) Lo¹i ®Êt ®¸ f g(T/m3) 4 224 15 Cát kết cứng chắc 8 2,5 Cát kết mềm 4 2,2 Cã n=224>100 vµ chẵn do ®ã theo h­íng dÉn thiÕt kÕ vµ tÝnh to¸n vá hÇm t­¬ng th¼ng. Khæ hÇm dïng trong thiÕt kÕ (kÝch th­íc cm). 600 75 75 450 350 350 100 750 100 300 300 250 25 25 150 Yªu cÇu néi dung ®å ¸n. Lªn mÆt c¾t däc tuyÕn hÇm, x¸c ®Þnh chiÒu dµi hÇm. ThiÕt kÕ mÆt c¾t vá hÇm vµ mÆt c¾t ngang hÇm. HÇm «t« cã chiÒu dµi L<400(m) th«ng giã tù nhiªn . TÝnh to¸n kÕt cÊu vá hÇm øng víi 1 líp ®Þa chÊt. Yªu cÇu víi thuyÕt minh vµ b¶n vÏ. ThuyÕt minh. Toµn bé néi dung trªn ®­îc thÓ hiÖn trªn thuyÕt minh b»ng s¬ ®å tÝnh to¸n kÌm gi¶i thÝch. C¸c s¬ ®å vÏ trªn giÊy thÓ hiÖn ®óng tØ lÖ, vµ cã kÝch th­íc. PhÇn b¶n vÏ. §è ¸n ®­îc thÓ hiÖn trªn b¶n vÏ A1 trong ®ã bao gåm c¸c néi dung chÝnh sau. Tr¾c däc tuyÕn hÇm tû lÖ ngang 1/2000(1/5000),tû lÖ ®øng 1/1000 (1/500). S¬ ®å mÆt c¾t ngang hÇm tû lÖ 1/50 cã bè trÝ c¸c thiÕt bÞ ,r·nh th«ng giã,tho¸t n­íc ,kÕt cÊu mÆt ®­êng. BiÓu ®å bao (M«men ,l;ùc cÊt )trong kÕt cÊu vá hÇm. C¸c m¨tj c¾t cña s¬ ®å thi c«ng thÓ hiÖn c¸c c«ng t¸c chñ yÕu Mét hé chiÕu khoan næ m×n. Mét hé chiÕu gia cè chèng t¹m . BiÓu ®å chu k× ®µo. PhÇn ii:thiÕt kÕ vµ x©y dùng hÇm Ch­¬ng i:thiÕt kÕ tr¾c däc vµ tr¾c ngang ThiÕt kÕ tr¾c däc,tr¾c ngang tuyÕn hÇm. ThiÕt kÕ tr¾c däc tuyÕn hÇm. c¸c th«ng sè tuyÕn hÇm. TuyÕn hÇm ®i qua hai ®iÓm Avµ B xuyªn qua 1ngän nói gåm 2 líp ®Þa chÊt ,líp 1 lµ líp ®¸ GranÝt vµ líp 2 lµ líp ®¸ Alevr«lÝt t­¬ng ®èi dµy.Kho¶ng c¸ch gi÷a A-B lµ 270m,®iÓm A cã cao ®é tù nhiªn lµ 10m,®iÓm B cã cao ®é tù nhiªn lµ 15m. thiÕt kÕ tr¾c däc. TuyÕn hÇm lµ hÇm ®­êng «t« ,hÇm coa chiÒu dµi 270m(<400m) do ®ã hÇm ®­îc thiÕt kÕ th«ng giã tù nhiªn . Chªnh cao tù nhiªn gi÷a A-B lµ 5m ®é dèc däc tù nhiªn lµ 18,52% . Theo quy ®Þnh ®èi víi ®­êng «t« th× ®é dèc däc tèi thiÓu vµ ®é dèc däc lín nhÊt lµ (th­êng 3,5%). VËy ta thiÕt kÕ dèc däc cña tuyÕn hÇm lµ . ThiÕt kÕ t¾c ngang tuyÕn hÇm. ThiÕt kÕ khu«n trong vá hÇm . Khi chän khu«n trong cña vá hÇm tu©n thñ mét sè nguyªn t¾c sau: H×nh d¹ng trôc vßm ph¶i tr¬n tru, liªn tôc v× trôc vßm gÊp khóc sÏ lµm cho ®êng cong ¸p lùc vµ trôc kÕt cÊu t¸ch ra bÊt lîi. T­êng th¼ng nãi chung cã chiÒu dµy kh«ng ®æi. Trong tr­êng hîp hÇm ®Ó h¹n chÕ ®é lón cã thÓ më réng mãng t­êng. VÒ quan ®iÓm thi c«ng khu«n trong vá hÇm ph¶i chän ®èi xøng. §iÒu nµy ¸p dông cho c¶ nh÷ng trêng hîp hÇm chÞu ¸p lùc xiªn lÖch, n»m trªn s­ên nói. Chän khu«n trong vá hÇm ph¶i cã mét cù ly an toµn. Cù ly nµy tuú lo¹i ®i¹ tÇng cã thÓ chän tõ 15-20cm. Khu«n trong cña vá hÇm cã thÓ ®îc thiÕt kÕ theo nhiÒu ph¬ng ph¸p kh¸c nhau. Víi hÇm t­êng cong (f ≤ 3 ) ta sö dông ph¬ng ph¸p thiÕt kÕ ba t©m, víi hÇm tuêng th¼ng sö dông ph­¬ng ph¸p mét t©m. Chi tiÕt ®­îc thÓ hiÖn trªn b¶n vÏ. ThiÕt kÕ khu«n ngoµi vá hÇm Khu«n ngoµi vá hÇm ®­îc thiÕt kÕ cã thÓ 1,3 hoÆc 5 t©m nh­ khu«n trong. Th«ng th­êng vá hÇm ®­îc chän sao cho ®¶m b¶o chiÒu dµy vá hÇm(®­îc chän theo kinh nghiÖm) t¹i vÞ trÝ ®Ønh vßm t­êng vµ ch©n vßm ,®¶m ®óng h×nh d¹ng kÕt cÊu cña vá hÇm va sao cho thiÕt kiÖm ®­îc vËt liÖu nhÊt. HÖ sè kiªn cè cña c¸c líp ®Þa chÊt ®Òu >2(líp I ®¸ GranÝt f=8, líp II ®¸ Alevr«lÝt f=2.5-3)do ®ã dÊy hÇm kh«ng cÇn lµm vßm ng­îc kÕt cÊu phÇn mÆt ®­êng xe ch¹y vµ ch©n t­êng vá hÇm cã thÓ ®Æt trùc tiÕp lªn nÒn ®¸. Ch­¬ng II:tÝ nh to¸n kÕt cÊu vá hÇm Sè liªô tÝnh to¸n. Ta tiÕn hµnh tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ vá hÇm cho líp ®Þa chÊt II - ®¸ Alevr«lÝt - lµ líp ®Þa chÊt chiÕm phÇn lín trong khu vùc ®Þa chÊt tÝnh to¸n thiÕt kÕ tuyÕn hÇm ®ång thêi ®©y còng lµ líp ®Þa chÊt kÐm nhÊt cã hÖ sè kiªn cè =2.5-3. Sè liÖu tÝnh to¸n cña líp ®Þa chÊt II. HÖ sè kiªn cè : =2,5-3 .TÝnh to¸n lÊy (thiªn vÒ an toµn). Träng l­îng riªng :g= 2,2(T/m3) Gãc néi ma s¸t . - HÖ sè kh¸ng lùc ®µn håi (néi suy theo b¶ng tra ): +Ph¹m vi t­êng :. +Ph¹m vi ®¸y :. HÖ sè ma s¸t : . KÝch th­íc hÇm . ChiÒu cao hÇm : H=716 (cm). ChiÒu réng hÇm : (cm). ChiÒu dµy ®Ønh t­êng :. ChiÒu dµy t­êng hÇm: . ChiÒu dµy mãng: . Bª t«ng vá hÇm . CÊp ®é bÒn : Mac M200. C­êng ®é chÞu nÐn :. C­êng ®é chÞu kÐo :. M«®uyn ®µn håi : . Träng l­îng riªng :. Nguyªn lý tÝnh to¸n. KÕt cÊu vá hÇm ®­îc tÝnh to¸n trªn 1 m dµi däc hÇm. Theo ph­¬ng ngang hÇm ta chia vá hÇm thµnh nh÷ng ®o¹n cã chiÒu dµi b»ng nhau. KÕt cÊu vá hÇm chÞu AL§T th¼ng ®øng vµ ¸p lùc ®Èy ngang cña khèi ®Êt ®¸, träng l­îng b¶n th©n cña kÕt cÊu.T¹i nh÷ng khu vùc kÕt cÊu vë hÇm biÕn d¹ng vµ cã chuyÓn vÞ vÒ ph¸i ®Þa tÇng th× kÕt cÊu chÞu thªm t¸c dông cña kh¸ng lùc ®µn håi cña ®¹i chÊt xung quanh. ViÖc tÝnh to¸n néi lùc kÕt cÊu vá hÇm ®­îc thùc hiÖn b»ng phÇn mÒn tÝnh to¸n kÕt cÊu Sap2000. Khi tÝnh to¸n néi lùc ta m« h×nh hãa kÕt cÊu vá hÇm nh­ sau: C¸c ®o¹n vá hÇm ®­îc chia ®Òu nh­ trªn ®­îc thay thÕ b»ng c¸c thanh cã ®iÓm ®Çu vµ cuèi lµ c¸c ®iÓm ®Çu vµ cuèi cña c¸c ®o¹n chia nh­ trªn.Liªn kÕt gi÷a c¸c ®o¹n lµ liªn kÕt ngµm cøng. C¸c thanh ®­îc m« h×nh hãa th©y thÕ c¸c ®o¹n vá hÇm cã ®Æc tr­ng vËt liÖu vµ mÆt c¾t nh­ cña c¸c ®o¹n vá hÇm nghÜa lµ cã chiÒu réng 1 m däc theo chiÒu dµi hÇm vµ cã chiÒu dµy b»ng víi chiÒu dµy vá hÇm t¹i c¸c mÆt c¾t t­îng øng. T¸c dông cña kh¸ng lùc ®µn håi t¹i nhõng vïng kÕt cÊu vá hÇm cã chuyÓn vÞ vÒ ph¸i ®¹i t©ng thay thÕ víi c¸c gèi ®µn håi.C¸c gèi ®µn håi nµy ®Æt t¹i vÞ trÝ cña c¸c nót chia ®èt vá hÇm . C¸c gèi ®µn håi nµy cã ®é cøng D ®­îc tÝnh o¸n nh­ sau. C¸ gèi ®µn håi nµy cã chiÒu dµi lµ 1 m vµ kÝch th­íc mÆt c¾t cã chiÒu dµi b»ng chiÒu cña ®«t vá hÇn tÝnh to¸n(1m) chiÒu rang b»ng tæng hai nña chiÒu dµi cña 2 thanh vá ®èt hÇm lliÒn kÒ M« ®uyn ®µn håi cña ®Þa tÇng :E=K. Trong ®ã : +K: HÖ sè kh¸ng lùc ®µn håi(lÊy nh­ trªn). +Si:lµ chiÒu dµi cña vë hÇm mµ gèi ®µn håi thay thÕ, lÊy b»ng tæng cña hai nöa chiÒu dµi ®o¹n vá hÇm ë hai bªn cña nót chia ®èt vë hÇm t­¬ng øng. +b: Lµ chiÒu dµi cña ®èt vá hÇm(b=1m). Ta tÝnh to¸n néi lùc vá hÇm theo ph­¬ng ph¸p ®óng dÇn b»ng c¸ch b©n ®Çu ë tÊt c¸c nót ®Òu cã c¸c gèi ®Çn håi vµ tÝnh to¸n néi lùc.Sau khi tÝnh to¸n néi lùc th× c¸c gèi ®Çn håi mµ cã ph¶n lùc gèi ©m th× ta thay thÕ bµng c¸c gèi hÇn håi cã ®é cóng bµng kh«ng vµ tÝnh to¸n l¹i cho tíi khi tÊt c¶ c¸c gèi ®µn håi ®Òu cã ph¶n lùc gèi d­¬ng thi th«i. T¹i vÞ trÝ ch©n vßm th× ta m« h×nh hãa ®iÒu kiÖn biªn nh­ mét ngµn ®µn håi( vÞ trÝ ch©n vßn chØ cã chuyÓn vÞ lón vµ xoay t¹i chç mµ kh«ng cã chuyÓn vÞ ngang).§é cøng cña ngµm ®µn håi t¹i vÞ trÝ ch©n vßm x¸c ®Þnh nh­ sau. Trong ®ã: +Ko: Lµ hÖ ssos kh¸ng ®µn håi cña ®Þa tÇng t¹i ch©n vßm. +Ja:Lµ m« men qu¸n tÝnh cña tiÕt diÖn ch©n vßm: tÝnh to¸n vá hÇm . TÝnh to¸n chia ®èt vá hÇm . Nh­ ®· nãi ë trªn mçi nöa vá hÇm ®­îc chia thµnh 20 ®èt .C«ng viÖc tÝnh to¸n chia ®èt ®­îc thùc hiÖn trªn Autocard. ChiÒu dµi mét nöa trôc vá hÇm lµ . . ChiÒu dµi mçi ®èt hÇm sÏ lµ: Sau khi tiÕn hµnh tÝnh to¸n chia ®èt vá hÇm trªn Autocard ta ®­îc kÕt qu¶ nh­ sau. S¬ ®å chia ®èt mét nöa vá hÇm . B¶ng sè liÖu c¸c ®èt vá hÇm. Tiết diện X(mm) Y(mm) j(do) j(rad) Đốt Chiều dài đốt d(m) 1 0 0 90 1.5708 - 2 0 52.5 90 1.5708 1 524.89 3 0 105 90 1.5708 2 524.89 4 0 157.5 90 1.5708 3 524.89 5 0 210 90 1.5708 4 524.89 6 0 262.5 90 1.5708 5 524.89 7 2 214.8 81.353 1.419881 6 524.89 8 13.5 366 73.275 1.278893 7 524.89 9 32.1 415 65.189 1.137765 8 524.89 10 57.4 461 57.121 0.996952 9 524.89 11 88.9 502.9 49.044 0.855981 10 524.89 12 125.9 540.1 41.559 0.725343 11 524.89 13 166.7 573.1 36.364 0.634673 12 524.89 14 210.3 602.2 31.169 0.544003 13 524.89 15 256.4 627.3 25.974 0.453333 14 524.89 16 304.6 648.1 20.779 0.362663 15 524.89 17 354.5 664.5 15.584 0.271993 16 524.89 18 405.6 676.3 10.39 0.18134 17 524.89 19 457.6 383.4 5.195 0.09067 18 524.89 20 510 685.8 0 0 19 524.89 B¶ng tÝnh to¸n ®é cøng cña c¸c gèi ®µn håi: Tiết diện Đốt Chiều dài đốt d(m) K(T/m2) D(Độcứng của gối) 1 - 3.00E+04 1.58E+06 2 1 52.5 3.00E+04 1.58E+06 3 2 52.5 3.00E+04 1.58E+06 4 3 52.5 3.00E+04 1.58E+06 5 4 52.5 3.00E+04 1.58E+06 6 5 52.5 3.00E+04 1.58E+06 7 6 52.5 3.00E+04 1.58E+06 8 7 52.5 3.00E+04 1.58E+06 9 8 52.5 3.00E+04 1.58E+06 10 9 52.5 3.00E+04 1.58E+06 11 10 52.5 3.00E+04 1.58E+06 12 11 52.5 3.00E+04 1.58E+06 13 12 52.5 3.00E+04 1.58E+06 14 13 52.5 3.00E+04 1.58E+06 15 14 52.5 3.00E+04 1.58E+06 16 15 52.5 3.00E+04 1.58E+06 17 16 52.5 3.00E+04 1.58E+06 18 17 52.5 3.00E+04 1.58E+06 19 18 52.5 3.00E+04 1.58E+06 20 19 52.5 3.00E+04 1.58E+06 Chân vòm 20 52.5 4.00E+04 2.43E+03 X¸c ®Þnh t¶I träng. AL§T th¼ng ®øng. ChiÒu cao vßm ¸p lùc. Ta cã s¬ ®å vßm ¸p lùc nh­ sau. ¸p lùc ®Þa tÇng th¼ng ®øng tiªu chuÈn lµ. ¸p lùc ®Þa tÇng th¼ng ®øng tÝnh to¸n lµ . ¸p lùc ngang ®Þa tÇng (x¸c ®Þnh theo c«ng thøc Cu-Kl«ng). HÖ sè ¸p lùc ngang. ¸p lùc ®Þa tÇng n»m ngang. ¸p lùc ngang t¹i ®¸y mãng. Ap lùc ngang cña ®Þa tÇng ph©n bè d¹ng bËc nhÊt t¸c dông lªn kÕt cÊu vá hÇm .§Ó ®¬n gi¶n cho tÝnh to¸n quy vÒ d¹ng ph©n bè ®Òu vãi trÞ sè b»ng trung b×nh céng cña ¸p lùc ngang t¹i ®Ønh vßm vµ ch©n vßm. Ta §®îc nh­ sau. S¬ ®å x¸c ®Þnh AL§T th¼ng ®øng lªn vá hÇm. T¶I träng do träng l­îng vá hÇm. Träng l­îng cña kÕt cÊu vá hÇm x¸c ®Þnh theo kÝch th­íc cña vá hÇm vµ träng l­îng riªng cña vËt liÖu bª t«ng vá hÇm. T¶I träng do träng l­îng b¶n th©n kÕt cÊu vá hÇm ®­îc khai b¸o va tÝnh to¸n b»ng phÇn mÒm Sap2000. tÝnh to¸n vá hÇm . ViÖc tÝnh to¸n néi lùc kÕt cÊu vá hÇm ®­îc thôc hiÖn trong phÇn mÒm Sap 2000.ViÖc tÝnh to¸n néi lùc trong phÇn mÒn bao gåm c¸c c«ng viÖc vµ tr×nh tù nh­ sau. Khai b¸o vµ ®Þnh nghÜa vËt liÖu dïng trong kÕt cÊu. Khai b¸o vµ ®Þnh nghÜa c¸c lo¹i mÆt c¸t dïng trong ph©n tÝch vµ tÝnh to¸n kÕt cÊu bao gåm c¶ viÖc kh¸I b¸o vµ ®Þnh nghÜa c¸c tiÕt diÖn cã mÆt c¾t thay®æi.V× vá hÇm cã chiÒu dµy thay ®æi vµ khi tÝnh to¸n ta chia vá hÇm ra thµnh c¸c ®o¹n nhá nhu ®· tr×nh bµy trong nguyªn lý tÝnh to¸n vá hÇm bªn trªn. TiÕn hµnh m« h×nh hãa kÕt cÊu vá hÇm trong phÇn mÒm Sap 2000 bao gåm; +NhËp c¸c phÇn tö cña kÕt cÊu vá hÇm vµ Sap 2000 tõ AotuCad. +TiÕn hµnh khai b¸o vµ g¸n c¸c m¹t c¾t vµo c¸c phÇn tö . +TiÕn hµnh ®Æt tªn cho c¸c phÇn tö vá(c¸c thanh vá hÇm)vµ c¸c gèi ®µn håi §Þnh nghÜa c¸c ®iÒu kiÖn biªn bao gåm khai b¸o c¸c gèi dµn håi vµ c¸c thanh liªn kÕt hai ®Çu khíp TiÕn hµnh m« h×nh hãa c¸c lo¹i tØa träng t¸c dung kªn kÐt cÊu vá hÇm bao gåm: +Khai b¸o c¸c lo¹i t¶I träng(t¶I träng b¶n th©n ,¸p lùc ®Þa tÇng th¼ng ®øng, ¸p lùc ®¹i tÇng n»m ngang).Vµ khai b¸o c¸c tæ häp t¶I träng dung trong tÝnh to¸n. +§Þnh nghÜa c¸c lo¹i t¶I träng t¸c dông lªn kÕt cÊu. TiÕn hµnh kiÓm tra l¹i qua tr×nh m« h×nh hãa tr­íc khÝ ch¹y ch­¬ng tr×nh. TiÕn hµnh ch¹y ch­êng tr×nh vµ kiÓm tra kÕt qña tÝnh to¸n,thôc hiÖn c«ng t¸c lÆp thay ®æi c¸c ®iÒu kiÖn biªn cho phï hîp vãi d¹ng lµm viÖc thùc tÕ cho ®Ðn khi nhËn ®­îc kÕt qu¶ vãi ®é chÝnh x¸c mong muèn. TiÕn hµnh xuÊt c¸c kÕt qu¶ néi lùc trong kÕt cÊu(biÓu ®å momen, lùc däc vµ c¸c kÕt qu¶ kh¸c) TiÕn hµnh khai b¸o vµ ®Þnh nghÜa c¸c lo¹i vËt liÖu dïng trong tÝnh to¸n. Trong qu¸ tr×nh m« h×nh hãa vµ tÝnh to¸n ta sö dông 3 lo¹i vËt liÖu chÝnh lµ: VËt liÖu bª t«ng lµm vá hÇm .Bª t«ng vá hÇm cã c¸ tÝnh chÊt chÝnh sau: Be t«ng m¸c M200 cã C­êng dé chÞu nÐn: Rn=9(MPa)=90(KG/cm2). C­êng dé chÞu kÐo :Rk=0.75(MP)=7.5 (KG/cm2). M« duyn ®µn håi:Ec=2,4.(T/m2). HÖ sè gi·n në v× nhiÖt lµ: a=0.2. Träng l­îng riªng gc=2.4(T/m3). VËt liÖu cña c¸c gèi ®µn håi chÞu nÐn cã.: Träng l­îng riªng g = 0(T/m3). M« duyn ®µn håi: E=K=3.(t/m2). VËt liÖu cña c¸c gèi ®µn håi chÞu kÐo cã.: Träng l­îng riªng g = 0(T/m3). M« duyn ®µn håi rÊt nhá lÊy b»ng: E=1(T/m2). TiÕn hµnh khai b¸o vµ ®Þnh nghÜa c¸c lo¹i mÆt c¾t dung trong tÝnh to¸n. Vá hÇm ®ù¬c chia thµnh 38 ®o¹n nhá vãi c¸c mÆt c¾t t¹i c¸c vÞ trÝ nh­ sau.Vì vỏ hầm đôi xúng nên ta khai báo các mặt cắt như sau Tiết diện Mặt cắt Đốt Chiều dài đốt d(m) t3(m) t2(m) 1 Chân vòm - 1 0.9 2 Chân vòm 1 0.525 1 0.9 3 Chân vòm 2 0.525 1 0.9 4 Chân vòm 3 0.525 1 0.9 5 Chân vòm 4 0.525 1 0.9 6 Chân vòm 5 0.525 1 0.9 7 MC1 6 0.525 1 0.891 8 MC2 7 0.525 1 0.874 9 MC3 8 0.525 1 0.85 10 MC4 9 0.525 1 0.822 11 MC5 10 0.525 1 0.789 12 MC6 11 0.525 1 0.752 13 MC7 12 0.525 1 0.718 14 MC8 13 0.525 1 0.687 15 MC9 14 0.525 1 0.661 16 MC10 15 0.525 1 0.639 17 MC11 16 0.525 1 0.622 18 MC12 17 0.525 1 0.61 19 MC13 18 0.525 1 0.602 20 Đỉnh vòm 19 0.525 1 0.6 Gối nén Gối nén 1 1 0.525 Gói kéo Gói kéo 1 1 0.525 Ta khai bao c¸c mÆt c¾t cã tiÕt ®æi thay ®æi cho c¸c ®o¹n vá hÇm (thanh)trong ph¹m vi vá hÇm cã tiÕt diÖn thay ®æi. Nh­ sau Tiết diện Mặt cắt thay đổi Tên MC đầu MC cuối 6 T1 Chân vòm MC1 7 T2 MC1 MC2 8 T3 MC2 MC3 9 T4 MC3 MC4 10 T5 MC4 MC5 11 T6 MC5 MC6 12 T7 MC6 MC7 13 T8 MC7 MC8 14 T9 MC8 MC9 15 T10 MC9 MC10 16 T11 MC10 MC11 17 T12 MC11 MC12 18 T13 MC12 MC13 19 T14 MC13 Đỉnh vòm 20 T15 Đỉnh vòm MC13 21 T16 MC13 MC12 22 T17 MC12 MC11 23 T18 MC11 MC10 24 T19 MC10 MC9 25 T20 MC9 MC8 26 T21 MC8 MC7 27 T22 MC7 MC6 28 T23 MC6 MC5 29 T24 MC5 MC4 30 T25 MC4 MC3 31 T26 MC3 MC2 32 T27 MC2 MC1 33 T28 MC1 Chân vòm TiÕn hµnh m« h×nh hãa kÕt cÊu vá hÇm . Sau khi ®· cã m« h×nh kÕt cÊu vá hÇm nhËp vµo tõ Auto CAD ta tiÕn hµnh g¸n c¸c mÆt c¾t cã tiÕt diÖn kh«ng ®æi vµ thay ®æi ®ång thêi tiÕn hµnh ®Æt tªn cho c¸c thanh vá hÇm nhu sau. Tên thanh Tiết diện Mặt cắt thay đổi Đầu Cuối Tên MC đầu MC cuối PT1 1 2 Chân vòm Chân vòm PT2 2 3 Chân vòm Chân vòm PT3 3 4 Chân vòm Chân vòm PT4 4 5 Chân vòm Chân vòm PT5 5 6 Chân vòm Chân vòm PT6 6 7 T1 Chân vòm MC1 PT7 7 8 T2 MC1 MC2 PT8 8 9 T3 MC2 0 PT9 9 10 T4 MC3 0 PT10 10 11 T5 MC4 0 PT11 11 12 T6 MC5 0 PT12 12 13 T7 MC6 0 PT13 13 14 T8 MC7 0 PT14 14 15 T9 MC8 0 PT15 15 16 T10 MC9 0 PT16 16 17 T11 MC10 0 PT17 17 18 T12 MC11 0 PT18 18 19 T13 MC12 0 PT19 19 20 T14 MC13 0 PT20 20 21 T15 0 MC13 PT21 21 22 T16 MC13 MC12 PT22 22 23 T17 MC12 MC11 PT23 23 24 T18 MC11 MC10 PT24 24 25 T19 MC10 MC9 PT25 25 26 T20 MC9 MC8 PT26 26 27 T21 MC8 MC7 PT27 27 28 T22 MC7 MC6 PT28 28 29 T23 MC6 MC5 PT29 29 30 T24 MC5 MC4 PT30 30 31 T25 MC4 MC3 PT31 31 32 T26 MC3 MC2 PT32 32 33 T27 MC2 MC1 PT33 33 34 T28 MC1 Chân vòm PT34 34 35 Chân vòm Chân vòm PT35 35 36 Chân vòm Chân vòm PT36 36 37 Chân vòm Chân vòm PT37 37 38 Chân vòm Chân vòm PT38 38 39 Chân vòm Chân vòm TiÕn hµnh khai bao c¸c ®iÒu kiÖn. Khai b¸o vµ ®ÞnhnghÜa c¸c ®iÒu kiÖn biªn bao gåm. Khai b¸o c¸c gèi dÇn håi t¹i vÞ trÝ ch©n vßm víi c¸c th«ng sè sau: +M« duyn ®µn håi cña vËt liÖu nÒn t¹i ch©n vßn theo ph­¬ng th¼ng ®ønglµ +M« duyn ®µn håi cña vËt liÖu nÒn t¹i ch©n vßn theo ph­¬ng th¼ng ngang lµ +M« duyn ®µn håi cña v¹t liÖu nÒn t¹i ch©n vßn theo chèng xoay lµ :µ KÕt qu¶ khai b¸o gèi ®µn håi t¹i ch©n vßn nh­ sau: Liªn kÕt t¹i vÞ trÝ ®Çu thanh thay thÕ cho t¸c dông cña ®Þa tÇng lµ liªn kÐt gèi di ®éng do ®ã khi khai b¸o ®iÒu kiÖn biªn t¹i c¸c nót nµy ta chi gi÷ l¹i thµnh phÇn lùc theo ph­¬ng däc truc cßn l¹i ta gi¶ phãng hÕt 2 thµnh phµn cßn lai. KÕt qu¶ khai b¸o c¸c goi di ®äng t¹i c¸c thanh nh­ sau. Gi¶i phãng liªn kÕt ®Çu cßn l¹i cña c¸c thanh thay thÕ cho kh¸ng lùc ®µn håi ®ua c¸c thanh nµy vÒ thanh 2 ®Çu khíp >kÕt qu¶ ta ®­îc nh­ sau: TiÕn hµnh khai bao c¸c lo¹i t¶I träng. Ta tiÕn hµnh ®Þnh nghÜa c¸c lo¹i t¶i träng: +Dead: lµ t¶I träng b¶n th©n kÕt cÊu vá hÇm. +ALTD: Lµ ¸p lùc ®Þa tÇng th¼ng ®øng. +ALN: Lµ ¸p lùc ®Þa tÇng n»m ngang. Khai b¸o c¸c lo¹i tæ hîp träng. +TTCD1: Lµ tæ hîp t¶i träng theo trang TTGHC§I. Trong tæ hîp nµy ta lÊy hÖ hÖ sè t¶i träng cho Dead lµ g=1.2 cßn ALTD vµ ALN lµ g=1 +TTSD: Lµ tæ hîp t¶i träng theo trang TTGHSD. Trong tæ hîp nµy ta lÊy hÖ hÖ sè t¶iträng cho Dead lµ g=1 cßn ALTDlµ g=0.6667 vµ ALN lµ g=0.8333 TiÕn hµnh ®Þnh nghÜa c¸c lo¹i träng. +T¶i träng th¶ng ®øng th× kh¸I b¸o hÖ sè träng l­îng t¸c dông lµ :-1.Sau khi khai b¸o t¶I träng b¶n th©n ta ®­îc kÕt qu¶ nh­ sau. + T¶i träng th¼ng ®øng(ALTD) t¸c dông lªn c¸c thanh n»m trong pham vi phÇn vßm cong cña vá hÇm víi c­êng ®é lµ :-9.146(T/m). Sau khi khai khai b¸o t¶i träng ALTD ta ®­îc kÕt qu¶ nh­ sau. +T¶i träng n»m ngang(ALN) t¸c dông lªn c¸c thanh n»m trong pham vi 1/2 vá hÇm bªn tr¸i víi c­êng ®é lµ :0.6(T/m) vµ lªn c¸c thanh n»m trong pham vi 1/2 vá hÇm bªn ph¶i víi c­êng ®é lµ :-0.6(T/m). Sau khi khai khai b¸o t¶i träng ALN ta ®­îc kÕt qu¶ nh­ sau. TiÕn hµnh ch¹y ch­¬ng tr×nh . Sau khi ®· hoµn thµnh tÊt c¶ c¸c c«ng viÖc khai b¸o ,m« h×nh hâa kÕt cÊu ta tiÕn hµnh ch¹y ch­¬ng tr×nh tÝnh to¸n vµ kiÓn tra kÕt qu¶ tÝnh to¸n néi lùc. Sau khi ch¹y lÇn thø nhÊt kiÓm tra xem ë nhóng khu vÞc vá hÇm cã biÕn d¹ng vÒ phÝa ®Þa tÇng th× thay thª c¸c gèi nÕn t¹i ®ã b»ng c¸c gèi kÐo.Ta tiÕn hµnh lÆp cho tíi khi kÕt qu¶ néi lùc vµ biÕn d¹ng cña kÕt cÊu vá hÇm lµ kh«ng ®æi hoÆc kh¸c nhau kh«ng ®¸ng kÓ th× dõng l¹i. Sau hi ®· ch¹y ch­¬ng tr×nh vµ tiÕn hµnh ch¹y lÆp ®Ðn kÕt qu¶ ta cã ®­îc kÕt qu¶ nh­ sau. S¬ ®å tÝnh to¸n kÕt c©u vá hÇm chän lµm tÝnh to¸n thiÕt kÕ. S¬ ®å c¸c lo¹i mÆt c¾t trong c¸c ph©n tö chän lµm tÝnh to¸n thiÕt kÕ. BiÓu ®å momen uèn trong kÕt cÊu vá hÇm ë TTGHC§I. BiÓu ®å lôc däc trong hÇm ë TTGHC§I. KiÓm tra kh¶ n¨ng chÞu lùc cña kÕt cÊu vá hÇm. Khi kiÓm tra kh¶ n¨ng chÞu lùc cña kÕt cÊu vá hÇm ta tiÕn hµnh kiÓm tra theo 2 tr­êng hîp lµ tiÕt diÖn cña kÕt cÊu vá hÇm chÞu nÐn lÖch t©m bÐ vµ nÐn lÖch t©m lín. NÕu tiÕt diÖn chÞu nÐn lÖch t©m bÐ (®é lÖch t©m e=M/n <0,225.d) th× tiÕt diÖn hÇm ®­îc kiÓm tra theo c«ng thøc . NÕu tiÕt diÖn chÞu nÐn lÖch t©m lín (®é lÖch t©m e=M/n .0,225.d) th× tiÕt diÖn hÇm ®­îc kiÓm tra theo c«ng thøc. Trong ®ã : + Lµ lùc nÐn cña tiÕt diÖn kiÓm tra. + Lµ lùc nÐn giíi h¹n cuat tiÕt diÖn (kh¶ n¨ng chÞu nÐn cña tiÕt diÖn) +m: Lµ hÖ sè ®iÒu kiÖn lµm viÖc (kÓ tíi sù sai lÖch cña s¬ ®å lµm viÖc ). LÊy m=0,9. +:C­êng ®é chÞu nÐn cña bª t«ng vá hÇm . +: C­êng ®é chÞu kÐo cña bª t«ng vá hÇm. + b: Lµ chiÒu réng tÝnh to¸n cña ®«t vá hÇm (b=1m) +d: ChiÒu dµy tiÕt diÖn vá hÇm kiÓm tra. +e: §é lÖch t©m cña tiÕt diÖn vá hÇm . +1,75: Lµ hÖ sè xÐt ®Õn t¨ng kh¶ n¨ng chÞu lùc do biÕn d¹ng dÎo. Sau khi tÝnh to¸n ta cã b¶ng sau. Tiết diện M(Tm) N(T) e(m) d(m) 0,225d (m) Kiểu lệch tâm Rn (T/m2) Rk (T/m2) m Ngh (T) 1 -0.700 -92.163 0.0076 0.9 0.2025 Nhỏ 900 75 0.9 716.91 Đạt 2 -1.569 -90.760 0.0173 0.9 0.2025 Nhỏ 900 75 0.9 702.03 Đạt 3 -2.263 -89.358 0.0253 0.9 0.2025 Nhỏ 900 75 0.9 690.16 Đạt 4 -2.782 -87.955 0.0316 0.9 0.2025 Nhỏ 900 75 0.9 681.13 Đạt 5 0.434 -86.553 0.0050 0.9 0.2025 Nhỏ 900 75 0.9 720.96 Đạt 6 8.849 -85.751 0.1032 0.9 0.2025 Nhỏ 900 75 0.9 593.01 Đạt 7 22.962 -82.242 0.2792 0.891 0.2005 Lớn 900 75 0.9 119.59 Đạt 8 31.663 -77.698 0.4075 0.874 0.1967 Lớn 900 75 0.9 57.43 Không 9 35.159 -72.137 0.4874 0.85 0.1913 Lớn 900 75 0.9 41.14 Không 10 34.307 -65.929 0.5204 0.822 0.1850 Lớn 900 75 0.9 34.70 Không 11 29.984 -59.435 0.5045 0.789 0.1775 Lớn 900 75 0.9 32.86 Không 12 23.053 -53.450 0.4313 0.752 0.1692 Lớn 900 75 0.9 36.39 Không 13 15.034 -48.403 0.3106 0.718 0.1616 Lớn 900 75 0.9 53.15 Đạt 14 7.240 -43.925 0.1648 0.678 0.1526 Lớn 900 75 0.9 174.60 Đạt 15 0.038 -40.094 0.0010 0.661 0.1487 Nhỏ 900 75 0.9 533.86 Đạt 16 -6.260 -36.969 0.1693 0.639 0.1438 Lớn 900 75 0.9 127.95 Đạt 17 -11.402 -34.600 0.3295 0.622 0.1400 Lớn 900 75 0.9 33.72 Không 18 -15.195 -33.021 0.4602 0.61 0.1373 Lớn 900 75 0.9 20.43 Không 19 -17.511 -32.253 0.5429 0.602 0.1355 Lớn 900 75 0.9 16.12 Không 20 -18.286 -32.303 0.5661 0.6 0.1350 Lớn 900 75 0.9 15.21 Không Từ kết quả của bảng kiểm toán tiết diện ta thấy tiết diện vỏ hầm dã thiết kế có các tiết điện không đảm bảo khả năng chịu lực do đó ta phải có các biện pháp điều chỉnh thiết kế để các tiết diện vỏ hầm đủ khả năng chịu lực . Trong thực tế thiết kế và thi công xây dụng hầm có một số các biện pháp chính sau. +Biện pháp thứ nhất: Là tăng khả năng chịu của tiết diện bằng cách tăng cường đọ chịu nén và chịu kéo của bê tong lên hay nói cách khác ta tăng mác bê tông lên. +Biện pháp thứ hai:Tăng chiều dày của kết kết cấu vỏ hầm lên để giảm độ lẹch tâm do mô men uốn gây ra. +Biện pháp thứ ba :Là ta tiến hành thiết kế lại khuôn trong và khuôn ngoài cho kết cấu vỏ hầm. +Biện pháp thứ tư : Là ta tiến hành đặt côt thép vào khu vực có các tiết diện chịu lệch tâm lớn do mô men uốn và khi đó ta tính toán các tiết tiết diện vỏ hầm là một kết cấu bê tông cốt thép chịu uốn chứ không tính toán kiểm tra tiến diện theo tiết diên chịu nến lệch tâm nữa Nhận xét các phương án điều chỉnh thiết kế: +Với phương án 1 là phương án tăng mác bê tông: Ta thấy kết cấu vỏ hầm chỉ có một số các tiết diện chịu lệch tâm lớn là không đẩm bảo khả năng chịu lực còn các tiết diện còn lại thì đảm bảo khả năng chịu lục nên khi ta tiến hành tăng tăng khả nawgn chịu lực của vật liệu vỏ hầm (tăng Mác bê tông vỏ hầm) sẽ gây lãng phí và tốn kếm vật liệu .Cho thấy phương án này không hiệu quả kinh thế không cao. + Với phương án 2 là phương án tăng chiều dày của kết cấu vỏ hầm: Kết cấu vỏ hầm chỉ có một số các tiết diện chịu lệch tâm lớn là không đẩm bảo khả năng chịu lực còn các tiết diện còn lại thì đảm bảo khả năng chịu lục .Khi ta tiến hành tằn chiều dày vỏ hầm dãn tới phải tăng khối lượng bê tông vỏ hầm lên nhiều đồng thời vói đó là tăng tải trọng bản than kết cấu nên khả nawgn cải thiện độ lẹch tâm là không lón .Mặt khác khi tăng chiều dày vỏ hầm sẽ dẫn tới tăng diện tích hang đào làm tăng khối lượng công tác đào phá xúc bốc vận chuyển đất đá .Cho thấy phương án làm tăng khối lượn vật liệu và khối lượng công tác đào phá xúc bốc gây lãng phí không cần thiết nhiều và hiệu quả tăng khả năng chịu lục của tiết diện không cao . + Với phương án 3 là phương án tăng tiến hành tính toán thiết kế lại khuôn trong và khuôn ngoài kết cấu vỏ hầm: Ta thấy phương án này làm phức tạp cho công tác thiết kế làm thay đổi mặt cắt ngang kết cấu vỏ hầm và cũng dẫn tới có khả năng sẽ làm tăng tiết diện hang đào .Ta thấy phương án này có tính khả thi cũn không cao. +Ta thấy với phương án thứ 4: Đó là tiến hành bố trí cốt thếp tại khu vực kết cấu vỏ hầm có đọ lệch tâm lớn và không đảm bảo chịu lực.Với các khu vực không đảm bảo chịu lực ta chỉ cần tiến hành bố trí cốt thép và tính toán kiểm tra tiết diện như tiết diện của kết cấu bê tông cốt thép bình thường .Ta thấy phương án này khá tiết kiệm vất liệu, và tính toán cũng khá đơn giản không máy phức tạp,khối lượng vật liệu bê tông vỏ hầm không thay dổi nhiều và quan trọng nhất là mặt cắt ngang hầm đã chon thiết kế tính toán không bị thay đổi gi cả. Vậy kiến nghị đề xuất biện pháp thiết kế cho các mặt cắt có độ lệch tâm lớn không đảm bảo khả năng chịu lực là tiến hành bố trí cốt thép tại khu vực mà các tiết diện không đảm bảo khả năng chịu lực do có độ lệch tâm lớn và tính toán kiển tra khả năng chịu lực của mặt cắt là mặt cắt của kết cấu bê tông cốt . PhÇn iii:tæ chøc thi c«ng hÇm Chän ph­¬ng ¸n thi c«ng hÇm. Chän ph­¬ng ph¸p thi c«ng hÇm lµ mét kh©u quan träng trong thiÕt kÕ vµ x©y dùng hÇm, quyÕt ®Þnh c¸c biÖn ph¸p kÜ thuËt thi c«ng cã ¶nh h­ëng rÊt lín ®Õn tiÕn ®é c«ng tr×nh, thêi h¹n thi c«ng vµ gi¸ thµnh c«ng tr×nh. Dùa vµo ®Æc ®iÓm ®Þa chÊt cña tuyÕn hÇm lµ:HÇm t­¬ng ®èi ng¾n cã L=270 m gåm 2 líp ®Þa chÊt nh­ sau: +Líp 1 dµi 23 (§¸ GranÝt f=8). +Líp 2 dµi 247 m (§¸ Alevr«lÝt f = 2,5-3).LÊy f=2,5 trong tÝnh to¸n thiÕt kÕ. VËy ta ®Ò xuÊt ph­¬ng ph¸p thi c«ng nh­ sau: +Líp ®¸ GranÝt (23 m) ta ¸p dông ph­¬ng ph¸p ®µo toµn tiÕt diÖn kÕt hîpvíi neo ,víi chiÒu dµi ®o¹n thi c«ng lµ 16.25 m. + Líp ®¸ Alevr«lÝt (247m,f=2,5) ta ¸p dông ph­¬ng ph¸p ®µo bËc thang trªn. Sö dông neo vµ bª t«ng phun ®Î gia cè vµ chèng t¹m, víi chiÒu dµi ®o¹n thi c«ng lµ 241.8m. ThiÕt kÕ khoan næ m×n. X¸c ®Þnh tiÕt diÖn tÝnh to¸n khoan næ m×n. Nh­ trªn ta ®· kiÕn nghÞ biÖn ph¸p dµo hang ®ã vµ biÖn ph¸o ®µo bËc thang trªn.Toµn bé tiÕt diÖn hang ®µo cã chiÒu réng lµ 11,1 m ,vµ chiÒu cao tiÕt diÖn hang ®µo lµ 7,16 m do ®ã ta kiÕn nghÞ chän: ChiÒu cao cña bËc thang ®µo d­íi lµ:3m . ChiÒu cao cña bËc thang ®µo trªn lµ :4,16m Víi chiÒu cao cña bËc thang trªn vµ duois nh­ trªn th× ta thÊy diÖn tÝch tiÕt diÖn hang ®µo cña bËc thang trªn vµ ®­í lµ xÊp xØ nhau .Ta cã s¬ ®å tiÕt diÖn hang ®µo b¹c thang nh­ sau. Ta tiÕn hµnh tÝnh to¸n thiÕt kÕ khoan næ m×n cho tiÕt diÖn cña phÇn g­¬ng ®µo cña bËc thang trªn.PhÇn hang ®µo tÝnh to¸m khoan næ m×n lµ phÇn bªn trªn kh«ng g¹ch chÐo trong h×nh d­íi. KiÕn nghÞ lùa chän thiÕt bi thi c«ng . TiÕt diÖn phÇn bËc thang trªn cã chiÒu réng yªu cÇu lµ 11,1m, chiÒu cao yªu cÇu lµ 4,16m do ®ã kiÕn nghÞ thiÕt bÞ thi c«ng khoan næ m×n lµ: Khoan g­¬ng b»ng 1 m¸y khoan hÇm Boomer 322(do h·ng Alascopco cña Thuþ §iÓn s¶n xuÊt) cã bè trÝ 2 m« ®un khoan .§ång thêi kiÕn nghÞ chän 2 bóa khoan neo lµ bóa khoan h¬i Ðp gi¸ ®ì co rót do Liªn X« s¶n xuÊt. Vµ vËn chuyÓn b»ng « t«. Xóc bèc b»ng m¸y xóc d¹ng PHb kh«ng gÇu d¹ng tay v¬ do Liªn X« x¶n xuÊt . B­íc ®µo vµ chiÒu s©u khoan næ m×n. ChiÒu s©u khoan lç m×n ®­îc x¸c ®Þnh trªn c¸c c¬ së lµ : §iÒu kiÖn æn ®Þnh cña nãc hang ®µo,thêi gian cña chu k× thi c«ng,n¨ng lùc cña thiÕt bÞ khoan . Theo n¨ng lùc cña m¸y khoan ( m¸y Boomer 322) th× chiÒu s©u khoan ngËp cÇn cña m,¸y khoan lµ Theo ®iÒu kiÖn æn ®Þnh cña nãc hang ®µo th× víi hÖ sè kiªn cè cña ®¸ lµ ta cã gi¸ trÞ b­íc ®µo lµ m .HÖ sè sö dông lç m×n h=0,9 th× chiÒu s©u khoan lç m×n lµ Khi thi c«ng dïng m¸y khoan Boomer 352 lµ lo¹i m¸y khoan nÆng (m¸y cã tæng träng l­îng lµ 27tÊn) vµ tiÕn hµnh xóc bèc lµ b»ng c¬ giíi ,tø thùc tÕ thi c«ng hÇm th× víi ®iÒu kiÖn nµy th× chiÒu s©u lç khoan hîp lÝ lµ . VËy s¬ bé ta kiÕn nghÞ chän chiÒu s©u khoan cña lç m×n lµ . Ph­¬ng ph¸p næ m×n. Thi c«ng khoan næ m×n theo ph­¬ng ph¸p næ m×n t¹o biªn vi sai sö dông kÝp næ ®iÖn . B­íc ®µo lµ. Sö dông d¹ng ®ét ph¸ vµ nªm ®øng .Cã diÖn tÝch thiÕt kÕ cña hang lµ . Cã vµ do ®ã sè l­îng lç m×n ®ét ph¸ lµ 4-6 lç.KiÕn nghÞ chän sè l­îng lç m×n ®ét ph¸ lµ 6 lç. §ång thêi tõ f=2,5 tra b¶ng ta ®­îc kho¶ng c¸ch c¸c lç ®ét ph¸ theo ph­¬ng ®øng lµ: . C¸c lç ®ét ph¸ khoan s©u h¬n mÆt ph¼ng c¸c lç m×n ph¸,biªn vµ ®¸y 1 kho¶ng lµ(0,1-0.15)l0 : 25(cm)=0,25(m). Chän kho¶ng c¸ch c¸c lç ®ét ph¸ t¹i ®¸y c¸c lç m×n lµ:20 cm=0,2m. Chän gãc nghiªng cóa c¸c lç ®ét ph¸ lµ: .Tõ ®ã ta cã ®­îc kho¶ng c¸ch c¸c lç ®ét ph¸ trªn g­¬ng ®µo lµ . ChiÒu dµi lç ®ét pha cã tÝnh tíi gãc nhgiªng: tÝnh to¸n vµ bè trÝ lç m×n trªn g­¬ng ®µo. G­¬ng ®µo tÝnh to¸n: tÝnh to¸n sè l­îng lç m×n. Næ m×n t¹o biªn nªn sè l­îng lç m×n cÇn thiÕt ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau. Trong ®ã: :lµ chu vi hang ®µo theo ®­êng biªn thiÕt kÕ kh«ng kÓ ®¸y( P0= 15,14 m). : Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c lç m×n biªn, víi ®¸ toµn khèi cã f =2,5 chän m. : ChiÒu réng ®¸y hang ®µo, =11,1 m. : Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c lç m×n ®¸y, chän : Lµ diÖn tÝch nh©n trong tiÕt diÖn ngang cña hang ®µo ®­îc x¸c ®Þnh th«ng qua gi¸ trÞ ®­êng kh¸ng nhá nhÊt cña lç m×n biªn Víi m :Lµ hÖ sè phô thuéc lµ hÖ sè kiªn cè(f=2.5 ®¸ lµ ®¸ mÒm) nªn m=0,8-0,9 LÊy m=0,9 ta ®­îc . Chän vµ c¸c lç ®¸y bè trÝ c¸ch ®¸y hang 0,15(m).Ta ®­îc . +d: Lµ ®­êng kÝnh cña thái thuèc næ( d =36 mm = 3,6 (cm)). : Lµ l­îng tiªu hao thuèc næ ®¬n vÞ x¸c ®Þnh cho lo¹i thuèc næ Am«nit N0 6 .Tra b¶ng ta ®­îc.(v× diÖn tÝch hang §µo xÊp xØ 35,3465m2 nªn m=1). : HÖ sè lÊp ®Çy lç m×n( tra b¶ng theo hÖ sè kiªn cè f=2,5) ta ®­îc : Lµ ®é chÆt cña thuèc næ ,x¸c ®Þnh víi Am«nÝt . : Lµ hÖ sè lµm chÆt trong qu¸ tr×nh n¹p ,víi Am«nit b¸nh . Do ®ã sè l­îng lç m×n ë g­¬ng lµ. Trong ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt: f=2,5 ta cã thÓ chän kho¶ng c¸ch tõ hµng lç m×n biªn tíi hµng lç m×n ph¸ liÒn kÒ nh­ sau: Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c hµng lç m×n ph¸ : Trong ®ã K1 vµ W lµ c¸c hÖ sè x¸c ®Þnh theo b¶ng chon ®­îc lµ: +K2 = 1. + W=1,2(m). Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c lç m×n ph¸ trong mét hµng: Trong ®ã K1 vµ W lµ c¸c hÖ sè x¸c ®Þnh theo b¶ng chon ®­îc lµ: +K2 = 1. + W=1,2(m). Tõ sè l­îng lç m×n tÝnh ®­îc vµ thùc tÕ bè trÝ trªn g­¬ng ®µo ta bè trÝ nh­ sau . + 4 lç m×n ®ét ph¸ c¸ch nhau a=0.6m,b=1,7 m. +15 lç m×n ph¸ (cã ®­êng kh¸n W=1,2 m). +23 lç m×n biªn c¸c lç c¸ch nhau 0,65 m. + 11 lç m×n ®¸y c¸c lç c¸ch nhau 0,9 m. VËy tæng sè l­îng lç m×n bè trÝ lµ :53 lç S¬ ®å bè trÝ lç m×n nh­ sau. tÝnh to¸n x¸c ®Þnh l­îng tiªu hao thuèc næ. Tõ l­îng tiªu hao thuèc næ ®¬n vÞ ta s¬ bé x¸c ®Þnh khèi l­îng thuèc næ cho mét chu k× ®µo lµ. Víi c¸c lç m×n biªn dïng kÕt cÊu n¹p c¸ch ®o¹n gåm 6 thái thuèc næ Am«nit N0 20 ®­êng kÝnh nhá (träng l­îng 5x100=500 g) vµ hai thái thuèc næ Am«nit N0 6 ®­êng kÝnh 3,6cm (träng l­îng 2x200=400 g) ë ®¸y . Do ®ã träng l­îng thuèc næ cho 1 lç m×n biªn lµ 0,9Kg víi mËt ®é 0,36Kg/m. Tæng träng l­îng thuèc næ cho 33 lç m×n biªn lµ: Trong ®ã: +1: Lµ 2 tho¶i thuèc næ Amonit N6. +2: Lµ thuèc næ måi. +3: Lµ thuèc næ Amonit N20. +4: Lµ thanh nøa dïng ®Ó buéc c¸c tho¶i thuèc næ tõ bªn ngoµi. +5:Lµ nót m×n phÝa ®Çu lç m×n(Lµ hçn hîp c¸t vµ sÐt víi tû lÖ 1:3 ,®é Èm tõ 18%-20%) L­îng thuèc næ trung b×nh cho mét lç m×n lo¹i kh¸c lµ: L­îng thuèc næ cho mét lç m×n ®ét ph¸ lÊy lín h¬n lç m×n ph¸ 15% do ®ã l­îng thuèc næ cho 1 lç ®ét ph¸ lµ: VËy tæng träng l­îng thuèc næ cho c¸c lç m×n ®ét ph¸ lµ: L­îng thuèc næ cho 1 lç m×n ph¸ vµ lç m×n ®¸y lµ : Tæng träng l­îng thuèc næ cho c¸c lç ph¸ lµ : Tæng träng l­îng thuèc næ cho c¸c lç ®¸y lµ : Víi träng l­îng mét thái thuèc næ lµ 0.2kg, ta tÝnh ®­îc l­îng thuèc næ thùc tÕ nh­ sau: Lç m×n ph¸: +Cho mét lç m×n: 6thái Amonit No6, träng l­îng 6.0,2=1,2(kg). +Tæng l­îng thuèc næ: 1,2.15 = 18(kg). Lç m×n ®ét ph¸: +Cho mét lç m×n: 6 thái Amonit No1, träng l­îng 4.0,2=1,2(kg). +Tæng l­îng thuèc næ: 4.1,2=4,8(kg). Lç m×n ®¸y: +Cho mét lç m×n: 6 thái Amonit No1, träng l­îng 6.0.2=1,2(kg). +Tæng l­îng thuèc næ: 11.1,2=13,2(kg). VËy tæng hîp l­îng thuèc næ cho 1 chu kú ®µo lµ : Trong ®ã bao gåm: +Amonit No1: 4,8+13.2=18 (kg)(cho lç ®ét ph¸ vµ lç ®¸y). +Amonit No6: 1,2.15+2.0,2.23=27,2( kg)(cho lç ph¸). +Amonit No20: 0,5.23=11,5(kg)(cho lç m×n biªn). TÊt c¶ c¸c th«ng sè næ m×n cßn l¹i vµ ®Æc ®iÓm cña c¸c lç m×n ®­îc ®­a vµo hai b¶ng d­íi ®©y: B¶ng 1: B¶ng c¸c chØ tiªu c¬ b¶n STT ChØ tiªu §¬n vÞ ®o Sè l­îng 1 TiÕt diÖn g­¬ng m2 35.3465 2 B­íc ®µo m 2.25 3 ThÓ tÝch ®¸ næ m3 79.5296 4 ChiÒu s©u khoan m 2.5 5 Tæng chiÒu dµi c¸c lç khoan m 133.9 6 HÖ sè sö dông lç m×n 0,9 7 Sè lç m×n Lç 53 8 Khèi l­îng thuèc næ Kg 56.7 9 Sè l­îng kÝp næ ®iÖn KÝp 53 10 ChiÒu dµi d©y næ cho c¸c lç m×n t¹o biªn m 51.75 11 L­îng tiªu hao thuèc næ ®¬n vÞ thùc tÕ Kg/m3 0.713 12 L­îng tiªu hao kÝp næ ®¬n vÞ KÝp/m3 0.66644 13 L­îng tiªu hao d©y næ ®¬n vÞ m/m3 0.651 14 Chi phÝ mÐt khoan ®¬n vÞ m/m3 1.684 B¶ng 2: B¶ng ®Æc ®iÓm c¸c lç m×n STT Sè thø tù cña lç m×n Møc ®é vi chËm (miligi©y) ChiÒu dµi lç khoan (m) Sè l­îng lç(lç) Khèi l­îng thuèc næ cho 1 lç (kg) Tæng khèi l­îng thuèc næ (Kg) I 1-4 0 2.85 4 1.2 4.8 II 5-19 25 2,5 15 1.2 18 III 20-42 50 2,505 23 0.9 20.7 IV 43-53 75 2,5 11 1.2 13.2 tÝnh to¸n xóc bèc vËn chuyÕn ®Êt ®¸. ThiÕt bÞ xóc bèc vËn chuyÕn. TiÕt diÖn bËc thang trªn cña hÇm cã tiÕt diÖn lín , bÒ réng hang B=11.1( m) ,do ®ã ta chän mét m¸y xóc tay v¬ PHb -+4 (do Nga s¶n xuÊt) cã c¸c ®Æc tr­ng kü thuËt sau: +KÝch th­íc hang ®µo tèi thiÓu: Réng 4m, cao 3m. +N¨ng suÊt kü thuËt: 6m3/ph. +DiÖn xóc bèc: 2,7 m. +KÝch th­íc: Dµi:10(m). Réng :2,7(m). Cao : 2(m). Träng l­îng :34(tÊn). +KÝch th­íc ®Êt ®¸ lín nhÊt cã thÓ xóc bèc:500(mm). §Êt ®¸ ®­îc vËn chuyÓn ra ngoµi b»ng xe « t« tù ®æ lo¹i MAZ-503(do Nga s¶n xuÊt). Cã dung tÝch thïng xe lµ :.KÝch th­íc cña xe MAZ: +Dµi:5,92(m). + Réng :2,5 (m). +Cao:2,7(m). +B¸n kÝnh quay vßng xe :7,5(m) X¸C §ÞNH N¡NG XUÊT XóC Bè C VËN CHUYÓN. N¨ng suÊt thùc tÕ cña 1 m¸y. Víi: +j : HÖ sè sö dông m¸y, lÊy j = 0,85. + t1 : Thêi gian ®æi xe « t«, t1 =0.025(h)=1,5 (ph). +t3 : Thêi gian mÊt m¸t t3 = 0,02( h/m3 )=1,2(ph). +V1 :Dung tÝch thïng xe « t« V1 =4 (m3). +h1 – HÖ sè xóc ®Çy xe « t«, h1=0,95 +k – HÖ sè t¬i cña ®Êt ®¸, víi f = 2,5 th× k=1,8. + N¨ng suÊt kÜ thuËt cña m¸y, víi m¸y xóc PHb - 4 th× : 6(m3®¸ t¬i/ph)= 360( m3®¸ t¬i/h)=360/k=360/1,8=200(m3®¸ chÆt/h). VËy n¨ng suÊt xóc bèc thùc tÕ cña 1 xe PHb - 4 lµ: N¨ng suÊt xóc bèc trung b×nh cho 1 ca lµm viÖc lµ . Trong ®ã Lµ hÖ sè kÓ ®Õn thêi gian chÕt trong ca lµm viÖc thùc hiªn c«ng viÖc xóc bèc j1 =(0,65 – 0,75). Chän j1 =0,7. Do ®ã thêi gian xóc bèc vËn chuyÓn lµ : Trong ®ã : +n: Sè m¸y xóc :n=1. +: Thêi gian chuÈn bÞ vµ kÕt thóc, t* = 0,75h. +V : thÓ tÝch ®Êt ®¸ cÇn xóc chuyÓn ra ngoµi hÇm sau 1 chu k× ®µo ë tr¹ng th¸i t¬i. Víi + m : hÖ sè ®µo v­ît , m = 1,05. +K: HÖ sè t¬i(k=1,8). + S: diÖn tÝch tiÕt diÖn hÇm, S=35.3465 (m2). +W: b­íc ®µo, W=2,25 (m). VËy thÓ tÝch ®Êt ®¸ cÇn chuyÓn ra ngoµi hÇm sau 1 chu k× ®µo ë tr¹ng th¸i t¬i lµ: VËy thêi gian cho c«ng t¸c xóc bèc vµ vËn chuyÓn lµ : Sè xe « t« cÇn thiÕt(tÝnh to¸n lùa chän sao cho m¸y xuc ho¹t ®éng liªn tôc) vµ ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau. Trong ®ã : + Lµ thêi gian quay vßng cña xe. Víi . +L:Lµ cù li vËn chuyÓn (chiÒu dµi ®­êng ch¹y) tõ g­¬ng ®µo dÕn b·i ®æ ®Êt.(chän L=1(Km)). + Vc :vËn tèc trung b×nh xe ch¹y(Vc=20Km/h). +Lµ thêi gian ®æ ®Êt ®¸ (chän . +: Lµ thêi gian xóc bèc ®æ ®µy «t«. Víi . +n¨ng xuÊt kÜ thuËt cña m¸y xóc ( +HÖ sè ®iÒu kiÖn xóc bèc( chän . +V1:lµ thÓ tÝch thïng xe(V1=3m3). Lµ thêi gian quay xe ë g­¬ng (0,015-0,03) chän VËy ta cã . V× sö dông 1 m¸y xóc do ®ã sè xe «t« chon lµ :8( xe). tÝnh to¸n gia cè chèng t¹m(neo +bªt«ng phun). C«ng nghÖ v× chèng liªn hîp . Hang ®µo theo ph­¬ng ph¸p ®µo bËc thang trªn ®­îc gia cè b»ng v× chèng liªn hîp ( neo vµ bªt«ng phun) .C«ng nghª gia cè b»ng neo vµ bªt«ng phun nh­ sau.Líp bªt«ng ®Çu tiªn phun trùc tiÕp lªn v¸ch hang ngay sau khi næ m×n vµ th«ng giã .tiÕp rheo ®ã tiÕn hµnh khoan vµ l¾p ®Æt c¸c neo BTCT theo ph­¬ng b¸n kÝnh.Líp bª t«ng phun thø 2 dµy10cm phun ë ®o¹n c¸ch g­¬ng 10-12 m.Trong tr­êng hîp xuÊt hiÖn vÕt nøt trong bª t«ng phun thi ta gia cè thªm ë ®Çu neo mét l­íi thÐp cã d­êng kÝnh thÐp lµ d=6mm vµ tiÕn hµnh phun bªt«ng mét lÇn n÷a . Lo¹i neo sö dông lµ neo BTCT thi c«ng b»ng ph­¬ng ph¸p ®ãng, dïng cèt thÐp AII Æ20 vµ v÷a xi m¨ng c¸t. Lç khoan cã ®­êng kÝnh 45mm nh»m liªn th«ng sö dông m¸y khoan ®· dïng ®Ó khoan lç m×n. Tr×nh tù thi c«ng nh­ sau . +Khoan lç b»ng m¸y khoan. +B¬m v÷a xi m¨ng c¸t vµo trong lç khoan. +Khi ®· b¬m v÷a ®­îc 2/3 chiÒu s©u lç khoan th× tiÕn hµnh ®ãng cèt thÐp. tÝnh to¸n neo BTCT. ChiÒu dµi neo ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: Trong ®ã: +: ChiÒu dµi ngµm neo(phÇn neo v­ît ra ngoµi vïng ph¸ ho¹i): Víi: =2700KG/cm2 ) :lµ c­êng ®é cña thÐp neo. lµ ®­êng kÝnh cèt thÐp. lµ lùc ma s¸t gi÷a bª t«ng vµ cèt thÐp gai AII. VËy. LÊy . : ChiÒu dµi th©n neo lÊy b»ng chiÒu s©u vßm ph¸ ho¹i: LÊy . +: ChiÒu dµi neo ®Ó b¾t bul«ng(l¸y =0,1(m). VËy chiÒu dµi neo lµ. KiÓm tra neo theo ®iÒu kiÖn chèng tr­ît(kÐo tôt). §iÒu kiÖn lµ: Trong ®ã: +: Kh¶ n¨ng chÞu lùc cña cèt thÐp neo. Víi : Lµ ®­êng kÝnh cèt thÐp(2,0 cm). +: Lùc ma s¸t gi÷a bª t«ng vµ v¸ch lç khoan: Víi: +db : §­êng kÝnh lç khoan, db= 4,5cm. : Lùc ma s¸t ®¬n vÞ gi÷a bª t«ng vµ v¸ch ®¸, b»ng 35Kg/cm2. Thay sè vµo ta cã. Ta thÊy: ). VËy neo ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn chèng tr­ît gi÷a bª t«ng vµ v¸ch lç khoan. tÝnh to¸n bè trÝ neo. Kho¶ng c¸ch a gi÷a c¸c neo theo ph­¬ng ngang vµ ph­¬ng däc hÇm ®­îc x¸c ®Þnh theo 3 ®iÒu kiÖn lµ. §iÒu kiÖn t¹o thµnh vßm ¸p lùc(vßm ®¸). Sù æn ®Þnh cña ®Êt ®¸ gi÷a c¸c neo . Søc chÞu t¶i cña neo. Theo ®iÒu kiÖn t¹o thµnh vßm ®¸. Kho¶ng c¸ch c¸c neo lµ. Trong ®ã: + +: HÖ sè phô thuéc h×nh d¹ng hang vµ ®é æn ®Þnh cña ®Êt ®¸ (f = 2,5 chän +q: c­êng ®é cña ¸p lùc th¼ng ®øng tÝnh to¸n cña ®Þa tÇng(q=9.146 T/m2). + :ChiÒu réng hang ®µo Bo = 11,1 m +c: Lùc dÝnh cña ®Êt ®¸ trong vïng ph¸ ho¹i. Thay sè vµo ta cã. Theo sù æn ®Þnh cña ®Êt ®¸ gi÷a c¸c neo Kho¶ng c¸ch c¸c neo lµ. Theo søc chÞu t¶i cña neo. Kho¶ng c¸ch c¸c neo lµ. Trong ®ã : +g: Lµ dung träng cña ®Êt ®¸(g=2,2(t/m3). +:ChiÒu cao vßm ph¸ ho¹i( +: Søc chÞu t¶i cña neo (. VËy ta ®­îc . Kho¶ng c¸ch c¸c neo . Ta cã b­íc ®µo W=2,25(m).VËy ta chän a=1,1(m).Bè trÝ so le (h×nh thoi).Mçi mÆt c¾t bè trÝ 14 neo BTCT. LËp biÓu ®å chu k× ®µo. X¸c ®Þnh thêi gian cho 1 chu k×. Thêi gian cho 1 chu kú ®µo T lµ tæng thêi gian cÇn thiÕt ®Ó thùc hiÖn tÊt c¶ c¸c c«ng ®o¹n cña chu kú: Ta lÇn l­ît tÝnh to¸n thêi gian cho c¸c c«ng ®o¹n. C«ng ®o¹n chuÈn bÞ bao gåm ®o ®¹c, ®¸nh dÊu vÞ trÝ c¸c lç khoan, chuÈn bÞ c¸c m¸y mãc thiÕt bÞ, lÊy trung b×nh. . Thêi gian cho c«ng t¸c khoan lç m×n.va ®­îc tÝnh nh­ sau. Trong ®ã: : lµ tæng chiÒu dµi c¸c lç khoan.( + :sè mÐt dµi lç mµ khung khoan khoan ®­îc trong 1 giê (m/h) Víi. + n: sè m¸y khoan ®Æt trªn xe khoan , n=2 +: hÖ sè lµm viÖc ®ång thêi cña m¸y khoan, + hÖ sè tin cËy cña thiÕt bÞ khoan, lÊy + : Thêi gian cña c¸c c«ng viÖc phô (khoan måi, rót cÇn, chuyÓn sang c¸c lç khoan kh¸c, v.v..) tÝnh cho 1m dµi lç khoan (LÊy åt=1,4 (phót/m). + : Tèc ®é khoan thuÇn tuý cña m¸y khoan, víi m¸y khoan bY-1 vµ f =2,5 th× lÊy: (m/phót). VËy . VËy thêi gian cho c«ng t¸c khoan lç m×n lµ: Thêi gian cho c«ng t¸c n¹p thuèc vµo lç m×n x¸c ®Þnh nh­ sau. Trong ®ã: +N: Tæng sè lç m×n, N= 53 lç. + : thêi gian n¹p thuèc trung b×nh 1 lç m×n ( +n: sè c«ng nh©n ®ång n¹p m×n, n =2( ng­êi). +tm: thêi gian nèi m¹ch c¸c kÝp víi nhau kÕt hîp víi kiÓm tra ®iÖn trë (lÊy 0.2 (h)). VËy thêi gian cho c«ng t¸c n¹p thuèc vµ ®èt m×n lµ: Thêi gian cho th«ng giã (gåm c¶ thêi gian næ m×n ,th«ng giã ,thêi gian an toµn) Th­êng thêi gian nµy lµ . C«ng t¸c chèng t¹m ( bao gåm khoan, l¾p ®Æt neo vµ phun bª t«ng). +Thêi gian khoan neo.B­íc ®µo lµ 2,25m mµ kho¶ng c¸ch c¸c neo lµ 1,1 m ,®ång thêi trªn 1 mÆt ph¼ng neo ta ®· bè trÝ 14 neo .Do ®ã trong 1 chu k× ph¶i khoan 28 neo ,chiÒu s©u cña c¸c lç khoan neo lµ 3,35( m) .Sö dung 2 m¸y khoan neo lo¹i PT-45 cã n¨ng suÊt khoan neo lµ VËy thêi gian khoan neo lµ . + Thêi gian l¾p ®Æt neo: Trong ®ã: +=2 lµ sè hµng neo. +(h/ng­êi) :lµ thêi gian cÇn thiÕt ®Ó l¾p 1 hµng neo. +n=4 lµ sè c«ng nh©n l¾p neo. +Thêi gian phun bª t«ng. C«ng ®o¹n phun bª t«ng ®­îc thùc hiÖn bëi 4 c«ng nh©n, trong thêi gian lµ Tæng thêi gian cho c«ng t¸c chèng t¹m: Thêi gian xóc bçc vËn chuyÓn(®· x¸c ®Þnh ë trªn) Ta cã . Thêi gian cho c¸c c«ng t¸c kh¸c nh­ di chuyÓn thiÕt bÞ ra khái g­¬ng ®µo ra khái g­¬ng ®µo, dän söa v¸ch hang vµ g­¬ng ®µo,chon lµ . VËy tæng thêi gian cho 1 chu kú ®µo lµ: lËp biÓu ®å chu k× ®µo. Do yªu cÇu tæ chøc thi c«ng hîp lý, mét chu kú ®µo 18h ®­îc chia lµm 3kÝp lµm viÖc, mçi kÝp 6h. BiÓu ®å chu k× ®µo nh­ sau.