Thạc Sĩ Nghiên cứu sự hình thành vòm áp lực do nổ mìn và biện pháp chỗng đỡ, áp dụng cho hầm dẫn nước thủy đ

MỤC LỤC
27T CHƯƠNG 1 27T 3
27T ĐẶC ĐIỂM THI CÔNG ĐƯỜNG HẦM BẰNG PHƯƠNG PHÁP NỔ MÌN. 27T . 3
27T 1.1. 27T 27T Tổng quan phương pháp thi công đường hầm. 27T . 3
27T 1.2. 27T 27T Đặc điểm đào đường hầm bằng phương pháp nổ mìn. 27T . 11
27T 1.2.1. 27T 27T Phương pháp đào toàn mặt cắt. 27T . 11
27T 1.2.2. 27T 27T Phương pháp mở một phần mặt cắt rồi hạ bậc. 27T 11
27T 1.2.3. 27T 27T Phương pháp đào phân đoạn – NATM 27T . 12
27T 1.2.4. 27T 27T Trình tự đào. 27T 13
27T 1.3. 27T 27T Ảnh hưởng của nổ mìn đến chất lượng khối đá xung quanh. 27T . 14
27T 1.3.1. 27T 27T Lý luận cơ bản về nổ phá. 27T . 14
27T 1.3.2. 27T 27T Tác dụng của mặt thoáng đối với nổ phá – sự hình thành phễu nổ. 27T . 15
27T 1.4. 27T 27T Kết luận. 27T 18
27T CHƯƠNG 2 27T 19
27T SỰ HÌNH THÀNH VÒM ĐÁ NỨT NẺ DO NỔ MÌN GÂY RA. 27T . 19
27T 2.1. 27T 27T Nguyên lý cơ bản về nổ mìn. 27T 19
27T 2.1.1. 27T 27T Lý thuyết về sóng nổ. 27T 19
27T 2.1.2. 27T 27T Sóng nổ xung kích theo quan điểm thủy khí động học 27T . 19
27T 2.1.3. 27T 27T Sự hình thành sóng nổ địa chấn theo quan điểm lý thuyết đàn hồi. 27T . 22
27T 2.2. 27T 27T Sóng xung kích và sóng phản xạ do nổ mìn gây ra. 27T 23
27T 2.3. 27T 27T Tác dụng phá hoại của sóng xung kích đến môi trường đá xung
quanh. 27T 24
27T 2.3.1. 27T 27T Phân loại sóng: 27T 25
27T 2.3.2. 27T 27T Phá vỡ đất đá. 27T 30
27T 2.4. 27T 27T Kết luận. 27T 38
27T CHƯƠNG 3 27T 39
27T XÁC ĐỊNH VÒM ÁP LỰC DO NỔ MÌN LÊN KẾT CẤU CHỐNG ĐỠ VÀ
PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN. 27T . 39
27T 3.1. 27T 27T Sự hình thành vòm áp lực trong quá trình đào đường hầm. 27T 39
27T 3.2. 27T 27T Các biện pháp gia cố trong quá trình đào. 27T . 40
27T 3.2.1. Treo (neo, phun bê tông) . 43
27T 3.2.2. 27T 27T Khung chống (bằng gỗ hoặc bê tông cốt thép). 27T 43
27T 3.3. 27T 27T Đặc điểm gia cố kết cấu khung. 27T 43
27T 3.3.1. 27T 27T Kết cấu kiểu khung gỗ hình đa giác. 27T . 43
27T 3.3.2. 27T 27T Kết cấu khung kiểu vòm thép. 27T 44
27T 3.4. 27T 27T Xác định áp lực do đất đá tác dụng lên khung chống đỡ. 27T . 45
27T 3.4.1. 27T 27T Khi chưa xét đến tác dụng nổ mìn. 27T . 45
27T 3.4.2. 27T 27T Khi chỉ xét đến tác dụng nổ mìn. 27T 48
27T 3.4.3. 27T 27T Sơ đồ tính toán. 27T . 51
27T 3.5. 27T 27T Sử dụng phần mềm để giải bài toán. 27T . 52
27T 3.5.1. 27T 27T Khái niệm. 27T . 52
27T 3.5.2. 27T 27T Các mô hình tính. 27T 53
27T 3.5.3. 27T 27T Các dạng phần tử 27T . 53
27T 3.6. 27T 27T Kết luận. 27T 59
27T CHƯƠNG 4 27T 60
27T ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN VÀ BIỆN PHÁP CHỐNG ĐỠ CHO
ĐƯỜNG HẦM THỦY ĐIỆN SÔNG CÔN 2 27T . 60
27T 4.1. 27T 27T Giới thiệu công trình. 27T 60
27T 4.1.1. 27T 27T Vị trí công trình. 27T 60
27T 4.1.2. 27T 27T Nhiệm vụ của công trình. 27T 60
27T 4.1.3. 27T 27T Thông số của công trình. 27T . 61
27T 4.1.4. 27T 27T Bố trí tuyến năng lượng công trình thuỷ điện Sông Côn 2. 27T 64
27T 4.2. 27T 27T Kết quả tính toán. 27T 65
27T 4.2.1. 27T 27T Các tài liệu đầu vào. 27T 65
27T 4.2.2. 27T 27T Tính toán. 27T 67
27T 4.3. 27T 27T Tính toán kết cấu chống đỡ bằng phần mềm SAP2000. 27T . 74
27T 4.4. 27T 27T Kết luận. 27T 84
27T 4.5. 27T 27T Một số nhận xét thực tế tại công trường Thủy điện Sông Côn 2, tỉnh
Quảng Nam. 27T . 84
27T 4.5.1. 27T 27T Chọn tuyến hầm: 27T . 84
27T 4.5.2. 27T 27T Thiết kế thủy công hầm. 27T 84
27T 4.5.3. 27T 27T Tổ chức thi công hầm. 27T . 85
27T 4.5.4. 27T 27T Mô tả sự cố sụt nóc ngách hầm số 2. 27T 85
27T KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 27T . 89
27T TÀI LIỆU THAM KHẢO. 27T 90


DANH MỤC BẢNG BIỂU
27T Bảng 2-1: Hệ số K R N R , K R P R trong công thức (2-8), (2-9). 27T . 29
27T Bảng 3-1 – Trị số Ka 27T . 47
27T Bảng 3-2. Trị số của ε. 27T 49
27T Bảng 3-4. Trị số của Kđ. 27T . 50
27T Bảng 3-5. Hệ số lệch tải. 27T . 51
27T Bảng 4.1: Thông số kỹ thuật công trình 27T 61
27T Bảng 4.2: Các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất đá 27T 67
27T Bảng 4.3. Chỉ tiêu cơ lý 2 mặt cắt đại diện tính toán 27T 68
27T Bảng 4.4. Kết quả tính áp lực phân bố đều tác dụng lên 1m hầm 27T 75
27T Bảng 4.5. Bảng tính toán thép khung chống: 27T 83


DANH MỤC HÌNH VẼ
27T Hình 1.1: Đường hầm thuỷ điện Buôn Kuốp – tỉnh Đăk Lắc 27T . 7
27T Hình 1.2: Đường hầm thuỷ điện Đại Ninh – tỉnh Lâm Đồng 27T . 8
27T Hình 1.3: Đường hầm giao thông qua đèo Hải Vân – tỉnh Thừa Thiên Huế 27T 8
27T Hình 1.4: Đường hầm thuỷ điện A Vương – tỉnh Quảng Nam. 27T 9
27T Hình 1.5: Đường hầm thuỷ điện Bản Vẽ – tỉnh Nghệ An. 27T 9
27T Hình 1.6: Đường hầm thuỷ điện A Lưới – tỉnh Thừa Thiên Huế. 27T 10
27T Hình 1.7: Đường hầm thuỷ điện Hủa Na – tỉnh Nghệ An. 27T . 10
27T Hinh 1.8. Đào đường hầm trên toàn bộ mặt cắt. 27T . 11
27T Hinh 1.9. Đào mở một phần mặt cắt rồi hạ bậc. 27T . 12
27T Hình 1.10: Sơ đồ tác dụng của nổ phá 27T 14
27T Hình 1.11. Sơ đồ các vùng phá hoại của đất đá khi nổ có một mặt thoáng. 27T . 16
27T Hình 1.12. Sơ đồ phễu nổ. 27T . 17
27T Hình 2.1: Sơ đồ nổ trên không và các mặt gián đoạn. 27T 20
27T Hình 2.2: Sự thay đổi của áp lực phía sau đầu sóng xung kích 27T 21
27T Hình 2.3. Áp lực của sóng nổ theo thời gian. 27T 22
27T Hình 2.4a: Sự yếu dần của sóng khi lan truyền ra xa. 27T . 23
27T Hình 2.4b: Sự yếu dần của sóng khi lan truyền ra xa. 27T 23
27T Hình 2.5. Minh họa sóng cầu và sóng phẳng. 27T . 26
27T Hình 2.6. Đồ thị biên độ của sóng nổ theo thời gian. 27T . 28
27T Hình 2.7. Các vùng ảnh hưởng khi nổ mìn. 27T 29
27T Hình 2.8. Sơ đồ phá vỡ đất đá đồng chất xung quanh lượng thuốc nổ. 27T 30
27T Hình 2.9. Sơ đồ tạo thành sóng phản xạ ở mặt thoáng. 27T 33
27T Hình 2.10: Sơ đồ xác định các thông số của sóng ứng suất 27T 34
27T trong đất đá khi nổ lượng thuốc. 27T . 34
27T Hình 2.11: Sơ đồ trị số ứng suất khi nổ lượng thuốc trong đất đá nứt nẻ. 27T 35
27T Hình 2.12. Sơ đồ phản xạ của sóng chấn động từ mặt thoáng 27T 36
27T Hình 3.1: Thanh neo phổ thông dính kết bằng vữa xi măng cát. 27T 41

27T Hình 3.2. Hình ảnh sau khi phun bê tông tại hầm dẫn nước Sông Côn 2 27T . 43
27T Hình 3.3: Dây chuyền công nghệ phun khô, phun ẩm. 27T . 43
27T Hình 3.4: Kết cấu kiểu khung gỗ hình đa giác 27T 44
27T Hình 3.5: Kết cấu khung kiểu vòm thép 27T . 45
27T Hình 3.6. Khung chống kiểu vòm thép tại hầm dẫn thủy điện Nậm Mu. 27T . 45
27T Hình 3.7: Sơ đồ tính toán áp lực đất đá do hình thành vòm cân bằng. 27T . 46
27T Hình 3.8: Sơ đồ tính toán áp lực đất đá của riêng nổ mìn. 27T 48
27T Hình 3.9a: Sơ đồ tính toán áp lực đất đá tác dụng lên kết cấu chống đỡ sau khi nổ
mìn. 27T 51
27T - Nếu coi gần đúng các lực tác dụng lên kết cấu chống đỡ là áp lực đều thì ta có sơ
đồ: 27T 52
27T Hình 3.9b: Sơ đồ lực phân bố đều tác dụng lên kết cấu chống đỡ sau khi nổ mìn. 27T 52
27T Hình 3.10a: Phần tử thanh 2 nút Hình 3.10b: Phần tử thanh 3 nút 27T 54
27T Hình 3.11a: Phần tử dầm 2 nút Hình 3.11b: Phần tử dầm 3 nút 27T 54
27T Hình 3.12 - Sơ đồ chịu lực tổng quát của phần tử. 27T 56
27T Hình 3.13 - Sơ đồ giải bài toán theo phương pháp PTHH. 27T 58
27T Hình 4.1- Sơ đồ áp lực lên kết cấu chống đỡ. 27T . 68
27T Hình 4.3- Sơ đồ áp lực đều lên kết cấu chống đỡ. 27T 71
27T Hình 4.4- Sơ đồ áp lực lên kết cấu chống đỡ. 27T . 72
27T Hình 4.5- Sơ đồ áp lực đều lên kết cấu chống đỡ. 27T 73
27T Hình 4.6 – Mô phỏng tổ hợp tải trọng lên khung chống Mặt cắt 1: 27T . 75
27T Mặt cắt 1: 27T . 76
27T Hình 4.7. Chuyển vị khung chống 27T 76
27T Hình 4.8. Mô men M33 27T . 77
27T Hình 4.9. Lực dọc N 27T 78
27T HÌnh 4.10. Chuyển vị khung chống 27T 79
27T Hình 4.11. Mô men M33 27T . 80
27T Hình 4.12. Lực dọc N 27T 81
27T Hình 4.13. Tác giả (bên trái) cùng đồng nghiệp khi tham gia giám sát 27T 86
27T thi công đường hầm dẫn nước Sông Côn 2. 27T 86
27T Hình 4.14. Hàn khung thép tại công trường 27T 87
27T Hình 4.15. Đào và gia cố tạm bằng thép I16. 27T 87
27T Hình 4.16. Một đoạn hầm sau khi đã gia cố tạm. 27T . 88