-1- PHẦN MỞ ĐẦU I TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Ngày nay, khắp nơi giới nhận thức rõ ràng công trình thủy điện nguồn cung cấp lượng vô to lớn cho phát triển quốc gia Đối với đường hầm nhà máy thủy điện qua vùng có địa hình thay đổi đột ngột, địa chất phức tạp ta phải thi công giếng nghiêng Tuy nhiên, công tác thi công giếng nghiêng lại khó khăn lựa chọn biện pháp thiết bị thi công đặc thù địa hình, địa chất xung quanh khu vực xây dựng công trình Đề tài “Nghiên cứu đề suất biện pháp thi công giếng nghiêng ” hoàn toàn cần thiết có ứng dụng thực tế cao công tác thi công tuyến lượng công trình nhà máy thủy điện II MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI Đưa giải pháp thi công giếng nghiêng hợp lý nhằm giảm chi phí đẩy nhanh tiến độ thi công III ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Nghiên cứu, đề suất biện pháp thi công giếng nghiêng công trình thủy điện Đakđrinh phương pháp đào Robin cốp pha trượt IV CÁCH TIẾP CẬN, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ KẾT QUẢ DỰ KIẾN ĐẠT ĐƯỢC Cách tiếp cận Qua môn học chương trình đào tạo Cao học Trường đại học Thủy Lợi Từ tài liệu thiết kế, thi công công trình ngầm điển hình Việt Nam nước mạng Intenet thực tế mà Học viên thi công -2- Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu biện pháp thi công công trình ngầm Nghiên cứu đặc điểm địa hình, địa chất, tổ chức giao thông công trình thủy điện Đakđring Đề suất biện pháp thi công giếng nghiêng phương pháp khoan Robin Kết dự kiến đạt Đưa biện pháp thi công giếng nghiêng cụ thể áp dụng cho công trình thủy điện Đăkđring V NỘI DUNG LUẬN VĂN CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG ĐƯỜNG HẦM 1.1 Các phương pháp xây dựng đường hầm 1.1.1 Phương pháp đào hầm khoan nổ 1.1.2 Phương pháp đào hầm theo phương pháp NATM 1.1.3 Phương pháp đào hầm khiên máy TBM 1.1.4 Phương pháp đánh chìm 1.1.5 Phương pháp đào lấp 1.1.6 Phương pháp kích ép 1.2 Các công tác thi công đường hầm phương pháp khoan nổ 1.2.1 Công tác trắc đạc 1.2.2 Công tác khoan gương nổ mìn 1.2.3 Công tác thông gió 1.2.4 Công tác cấp điện, nước 1.2.5 Công tác bốc xúc vận chuyển đá sau nổ mìn 1.2.6 Gia cố hầm 1.2.7 Công tác thi công vỏ hầm 1.3 Kết luận -3- CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM THI CÔNG ĐƯỜNG HẦM 2.1 Điều kiện địa chất địa chất thủy văn công trình 2.1.1 Điều kiện địa chất công trình 2.1.2 Điều kiện địa chất thủy văn công trình 2.2 Các yêu cầu môi trường xây dựng thi công đường hầm 2.2.1 Yêu cầu nhiệt độ thi công 2.2.2 Yêu cầu thoát nước thi công 2.2.3 Yêu cầu thông gió cấp khí thi công 2.3 Công tác an toàn lao động vệ sinh môi trường thi công đường hầm 2.3.1 An toàn công tác khoan 2.3.2 An toàn công tác nổ mìn 2.3.3 An toàn thiết bị 2.3.4 An toàn công tác cốp pha, cốt thép 2.3.5 An toàn lắp đặt sử dụng điện 2.3.6 An toàn công tác đào xúc vật liệu thủ công 2.3.7 Biện pháp đảm bảo vệ sinh môi trường 2.4 Kết luận CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG GIẾNG NGHIÊNG BẰNG THIẾT BỊ ĐÀO ROBIN VÀ CỐP PHA TRƯỢT 3.1 Các phương pháp thi công giếng nghiêng 3.1.1 Phương pháp đào từ xuống 3.1.2 Phương pháp đào từ lên 3.1.3 Phương pháp hỗn hợp 3.2 Phương pháp đào thiết bị Robin 3.2.1 Cấu tạo chủng loại thiết bị đào Robin 3.2.2 Các công thức tính toán lựa chọn thiết bị 3.2.3 Các bước thi công phương pháp đào Robin 3.3 Phương pháp thi công vỏ giếng nghiêng -4- 3.3.1 Nguyên lý thi công vỏ giếng nghiêng 3.3.2 Thiết kế cốp pha 3.4 Kết luận CHƯƠNG 4: ÁP DỤNG CHO CÔNG TRÌNH THỦY ĐIỆN ĐĂKĐRINH 4.1 Tổng quan công trình thủy điện Đăkđrinh 4.1.1 Vị trí công trình 4.1.2 Nhiệm vụ công trình 4.1.3 Các thông số tuyến lượng 4.2 Tổ chức thi công đào thiết bị robin 4.2.1 Tính toán lựa chọn thiết bị đào dẫn hướng 4.2.2 Công tác đào mở rộng 4.2.3 Công tác gia cố sau đào 4.2.4 Công tác bốc xúc vận chuyển đất đá sau đào 4.3 Tổ chức thi công vỏ giếng nghiêng cốp pha trượt 4.4.1 Công tác cốp pha 4.4.2 Công tác cốt thép 4.4.3 Công tác bê tông 4.5 Kết luận: -5- CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG ĐƯỜNG HẦM 1.1 Các phương pháp xây dựng đường hầm Khi thi công hầm qua vùng địa chất khác người ta có phương pháp đào khác như: - Phương pháp đào hầm khoan nổ - Phương pháp đào hầm theo phương pháp NATM - Phương pháp đào hầm khiên máy TBM - Phương pháp đánh chìm - Phương pháp đào lấp - Phương pháp kích ép 1.1.1 Phương pháp đào hầm khoan nổ Trình tự thi công phương pháp gồm nhiều công đoạn 1.1.1.1 Khoan lỗ mìn Trong đào hầm thường dùng phương pháp nổ mìn lỗ nông Số lượng lỗ mìn khoan phụ thuộc vào độ cứng mức độ nứt nẻ đất đá, chiều sâu lỗ mìn, loại thuốc nổ trọng lượng bao thuốc Chiều sâu lỗ mìn lấy sâu chiều sâu tiến khoang đào α W Lk Hình 1-1: Các dạng nổ mìn lỗ nông -6- 1- Lỗ mìn tạo mặt thoáng 3- Đáy lỗ mìn 5- Lỗ mìn phá 2- Phễu lỗ mìn rãnh tạo - Lỗ mìn sửa mìn viền Trong đó: W: Đường cản ngắn Lk: Bước tiến đường hầm hay chiều dài sau chu kỳ khoan -nổ α: Góc nghiêng lỗ mìn tạo rãnh Trong gương đào đường hầm, lỗ mìn nổ theo trình tự sau: * Trường hợp nổ mìn sửa: - Nổ lỗ mìn tạo rãnh (1) trước - Sau tạo phễu (2) tiến hành nổ 5,4 * Trường hợp nổ mìn viền: - Nổ (4) trước - Sau nổ (1) (5) Thiết bị khoan đường hầm thường dùng loại máy khoan tự di chuyển đặt xe Ví dụ thi công đường hầm dẫn dòng Cửa Đạt sử dụng loại khoan xoay đập, khoan toàn mặt gương đào (D = 9m), thí dụ loại Boomer (Thụy Điển) gồm ba cần khoan lần Máy khoan dùng hỗ trợ công tác cậy đá long rời, rửa đá, đặt đinh thép neo đá vào gương đào Chiều sâu khoan nổ tối đa để nổ theo lý thuyết bán kính Tuynen song cần tính toán nổ thử để định Kinh nghiệm công trình Cửa Đạt (Lk < 4,5m) để giảm nứt nẻ đá xung quanh tuynen, đảm bảo chống thấm tốt giảm vữa 1.1.1.2 Công tác nổ phá Thuốc ammônít N0-1 loại thuốc thường dùng việc đào đường hầm, nén thỏi 36 mm, dài 13,5 cm, trọng lượng 200 gram, khả phá vỡ mạnh, yếu chút loại chứa 62% dinamit (hệ số hao hụt 1,07 so với loại ammônít N0-1) Ammônít N0-6 thường áp dụng cho loại đá cứng trung bình Nổ mìn tạo mặt phẳng: Phần mặt cắt đường hầm nổ cho khối lượng sót lại so với thiết kế theo chu vi nhỏ Khối lượng lại -7- nổ sau kích nổ mìn phá nhờ lỗ mìn bổ sung có đường kính nhỏ hơn, khoan theo đường viền mặt cắt, song song với trục đường hầm, khoảng cách lỗ 20 cm Các lỗ mìn nạp thuốc theo trình tự: Một lỗ nạp thuốc, lỗ không nạp thuốc, sau lặp lại Loại thuốc có tính phá yếu so với loại thuốc nổ phá Đối với đường hầm Cửa Đạt gây nổ kíp nổ điện vi sai (nổ mìn tạo rãnh trước, sau nổ phá cuối nổ mìn sửa) Trường hợp cấp vi sai có kíp nổ ứng với 10ms, 20ms, 35ms Nếu cần cấp (lỗ mìn phá nhiều, nổ đợt) có kíp nổ ứng với 10ms, 20ms, 35ms, 50ms Sử dụng lỗ mìn sửa theo chu vi mặt cắt đường hầm nhằm hạn chế tối đa nứt nẻ nổ mìn Quy mô lần nổ (ứng cấp vi sai với khối lượng thuốc nổ lớn nhất) cần phải nhỏ lượng thuốc nổ cho phép để vận tốc sóng xung kích bé tốc độ lay động hạt đá, tránh gây ảnh hưởng đến vật chống đỡ chất lượng đá xung quanh hầm 1.1.2 Phương pháp NATM Việc áp dụng chống neo thép kết hợp với bê tông phun lưới thép cho phép hạn chế biến dạng khối đất đá xung quanh hầm sau đào hầm liên kết khối đá lại với cách có hiệu quả, làm cho đất đá xung quanh hầm trở thành phần kết cấu chống đỡ hầm Trên lý thuyết kỹ sư người Áo nghiên cứu đưa phương pháp xây dựng hầm Áo NATM (New Austrian Tunnelling Method) * Nguyên tắc phương pháp xây dựng hầm NATM: Về lý thuyết kết cấu hầm tổ hợp đá núi vỏ hầm, hầm chống đỡ chủ yếu khối đất đá xung quanh Đây khái niệm phương pháp NATM Kỹ sư hầm phải biết vận dụng khái niệm vào công tác đào hầm Hệ thống chống đỡ hầm nên áp dụng hạn chế mang tính hỗ trợ hiệu ứng tự ổn định khối đá -8- Theo phương pháp NATM, điều quan trọng phải trì cường độ nguyên thủy khối đá Cách chống đỡ truyền thống gỗ vòm thép giúp ngăn ngừa biến dạng khối đá xung quanh hầm Bê tông phải phun sau đào để ngăn biến dạng khối đá cách hữu hiệu Theo công nghệ thi công hầm truyền thống, có khoảng trống hệ thống chống đỡ khối đá Khối đá xung quanh chống đỡ thông qua điểm tiếp xúc nên có xu hướng biến dạng vào phía đường hầm nhằm lấp đầy khoảng trống nói Sự rời rạc (biến dạng) khối đá có xu hướng phát triển đến độ sâu h tính từ tường hầm Theo phương pháp NATM, sử dụng bêtông phun trực tiếp bám chặt với bề mặt khối đá quanh đường hầm nên ngăn không cho khối đá biến dạng Biến dạng khối đá phải ngăn chặn hợp lý việc khối đá rời rạc làm cho cường độ bị giảm Cường độ khối đá, phụ thuộc chủ yếu vào lực ma sát phân khối đá, giảm xuống ma sát giảm Nguyên tắc áp dụng chủ yếu đá cứng Đối với đá mềm, chẳng hạn lớp đá trầm tích sau Kỷ Đệ Tam đến Kỷ Đệ Tứ, đặc tính chúng phụ thuộc vào lực dính góc nội ma sát Khối đá phải giữ điều kiện ứng suất nén ba trục Cường độ khối đá chịu ứng suất nén đơn trục hai trục thấp cường độ điều kiện ba trục Cường độ chịu nén khối đá điều kiện nén nhiều trục cao khối đá điều kiện nén trục Sau đào hầm, vách hầm trạng thái nở hông hệ thống chống đỡ lắp đặt Để trì trạng thái ứng suất nén ba trục ổn định khối đá, vách hầm phải phủ kín bêtông phun Biến dạng khối đá phải ngăn chặn hợp lý Phải thiết lập hệ thống chống đỡ để ngăn chặn giãn nở (tơi) nguy đổ sập khối đá Nếu hệ thống chống đỡ thiết lập cách thích hợp chất lượng việc đào hầm tăng đồng thời đảm bảo hiệu kinh tế -9- Nếu biến dạng cho phép vượt giới hạn, vùng biến dạng dẻo quanh hầm phát triển khe nứt xuất “Ngăn chặn biến dạng” nghĩa giảm thiểu tối đa biến dạng xung quanh hầm biến dạng xảy đào hầm tránh khỏi, ví dụ biến dạng đàn hồi biến dạng nổ mìn Vì thế, giới hạn biến dạng cho phép cần đề ứng loại hệ thống chống đỡ cập nhật từ kết đo đạc quan trắc Địa kỹ thuật Hệ thống chống đỡ phải lắp đặt kịp thời Lắp đặt hệ thống chống đỡ sớm hay muộn đem lại kết bất lợi Hệ thống chống đỡ không mềm hay cứng Các hệ thống chống đỡ cần có độ mềm dẻo thích hợp để trì cường độ khối đá Nếu hệ thống chống đỡ lắp đặt sớm, áp lực tác dụng lên kết cấu chống đỡ cao Mặt khác áp lực tiếp tục tăng lên lắp đặt hệ thống chống đỡ chậm Hệ thống chống đỡ lắp đặt lúc có khả giảm tải trọng đến nhỏ Nếu hệ thống chống đỡ cứng đắt, mềm khối đá biến dạng nhiều, tải trọng tác dụng lên hệ thống chống đỡ cao Tải trọng tác động lên hệ thống chống đỡ giảm đến nhỏ hệ thống chống đỡ có độ mềm dẻo thích hợp Để đánh giá thời gian thích hợp lắp đặt hệ thống chống đỡ, cần nghiên cứu khảo sát đặc tính biến dạng phụ thuộc thời gian khối đá Không dựa vào công tác thí nghiệm phòng mà phải tiến hành đo đạc biến dạng đường hầm để đánh giá thời gian thích hợp lắp đặt kết cấu chống đỡ Thời gian tự đứng vững vách hầm, tốc độ biến dạng loại đá nhân tố quan trọng để tính toán thời gian chống đỡ vách đào khối đá Đối với phương pháp NATM, công việc thiếu đo đạc quan trắc, để đo biến dạng khối đá xung quanh hầm nhằm bổ sung kết cấu chống đỡ cần khoan sâu vào đá xung quanh gương hầm đặt tensơ Còn kiểm tra kích thước gương hầm có đồng quy hay đo cần dùng máy trắc địa - 10 - Những nhân tố nhắc đến xác định từ kết đo đạc quan trắc tính toán mang tính thống kê dựa kết việc đo đạc quan trắc có ích cho việc dự đoán biến dạng bước đào hầm Nếu biến dạng tơi khối đá dự đoán lớn, bề mặt hầm đào phải phun bê tông kín che Kết cấu chống đỡ gỗ thép tiếp xúc với bề mặt tường hầm điểm chèn Vì thế, đất đá điểm tiếp xúc không chống đỡ nên biến dạng tơi khối đá phát triển Trong trường hợp hệ thống chống đỡ (ban đầu) cần phải gia cường, thép, khung chống thép neo đá nên sử dụng Không nên tăng chiều dày lớp bê tông vỏ hầm làm giảm diện tích tiết diện khai thác hầm Thời gian phương pháp thi công vỏ hầm định dựa kết quan trắc thiết bị Thông thường lớp bê tông vỏ hầm thi công sau biến dạng hầm ổn định Nếu biến dạng có xu hướng gia tăng, cần kiểm tra kỹ nguyên nhân Trong trường hợp này, lớp bê tông vỏ hầm phải thiết kế đủ cường độ chống lại áp lực khối đá tác dụng lên Về mặt lý thuyết, cấu trúc hầm giống ống hình trụ dày gồm hệ thống chống đỡ vỏ hầm với môi trường đất đá xung quanh Các cấu trúc hợp lại với làm cho hầm tự ổn định Hệ thống chống đỡ truyền thống gồm phần vòm trụ đỡ, khối đá xung quanh xem tải trọng tác dụng lên hầm Theo lý thuyết NATM, hầm xem cấu trúc hỗn hợp gồm khối đá, hệ thống chống đỡ vỏ hầm Việc cấu tạo mặt cắt hầm kín vòm ngược tạo nên đường ống hình trụ cần thiết cấu trúc chịu ứng suất đá cao Hành vi (trạng thái) khối đá phụ thuộc vào tiến trình đào hầm lắp đặt hệ thống chống đỡ kết cấu hầm kín hình thành Mômen uốn bất lợi xuất khu vực tiếp giáp phần vòm hầm tường (bench) - 117 - loại vật liệu không ăn mòn cốt thép, không phá huỷ bê tông có mác với bê tông kết cấu Việc liên kết cốt thép lắp dựng cần thực yêu cầu sau: Mối nối buộc, nối hàn < 50% số lượng thép tiết diện Trong trường hợp, góc đai thép với thép chịu lực phải buộc hàn đính 100% * Nghiệm thu cốt thép Khi nhận vật liệu tiến hành nghiệm thu để loại thép không đảm bảo qui cách chất lượng Khi đặt xong cốt thép vào ván khuôn trước đổ bê tông cần tiến hành nghiệm thu công tác cốt thép Sản phẩm cốt thép cắt uốn phù hợp với hình dáng quy cách theo thiết kế Được kiểm tra theo lô với sai số cho phép không vượt số quy định qui phạm Thép gia công nguội uốn máy Hồ sơ nghiệm thu cốt thép bao gồm: Bản vẽ thiết kế (ghi thay đổi cốt thép trình thi công), kết kiểm tra mẫu thử chất lượng mối hàn, chất lượng gia công cốt thép, biên nghiệm thu kỹ thuật 4.3.3 Công tác bê tông Trước đổ bê tông, bê tông thiết kế thí nghiệm cấp phối thành phần bê tông, sử dụng vật liệu, kích cỡ cốt liệu, độ sụt bê tông tương ứng với loại kết cấu có kể tới tổn thất độ sụt thời gian lưu giữ vận chuyển bê tông Bê tông chuyển từ trạm trộn 60m3/h đến vị trí miệng giếng nghiêng cao trình +175 xe ô tô mix 6m3, vận chuyển vào khoảnh đổ máy bơm bê tông 50m3/h kết hợp thủ công Công tác đầm thực đầm dùi D50, D70 theo yêu cầu kỹ thuật thủ công Công nhân đứng sàn thao tác neo cố định vào khung cốp pha vách giếng Việc đổ bê tông đảm bảo không làm sai lệch vị trí cốt thép, vị trí cốp pha chiều dày lớp bảo vệ bê tông Trong trình đổ có sai lêch dừng - 118 - sửa chữa kịp thời Để tránh phân tầng, chiều cao rơi tự hỗn hợp bê tông không vượt 1,5m, lớn chiều cao vòi voi có thiết bị rung động Bê tông đầm kỹ tới vữa xi măng lên bề mặt không bọt khí Bê tông sau đầm đảm bảo không rỗ Trong trình đổ bê tông, thường xuyên giám sát chất lượng, không đổ thêm nước vào hỗn hợp bê tông trộn Để đảm bảo lớp bê tông bảo vệ thép, đúc cục kê vữa bê tông xi măng cát có mác với bê tông kết cấu kích thước chiều dày lớp bảo vệ để kê thép Trước đổ bê tông kiểm tra lập biên nghiệm thu nội dung sau: - Công tác chuẩn bị đặt cốt thép, phận chôn ngầm - Độ xác công tác dựng lắp ván khuôn cốt thép, ốp, đà giáo, giằng chống độ vững giằng néo chống đỡ chịu tải trọng động việc đổ bê tông gây - Ván khuôn, cốt thép chi tiết đặt sẵn làm rác, bùn, bụi, cạo gỉ trước đổ hỗn hợp bê tông Trong trình đổ bê tông phải theo dõi bơm bê tông để vữa lên ván khuôn không gây lực xô nghiêng Có biện pháp bịt kín khe ván khuôn để tránh nước xi măng, vừa đổ bê tông vừa gõ nhẹ phía để vữa xuống đều, không sinh khe rỗng kết hợp với đầm dùi, đầm mặt * Bảo dưỡng bê tông, xử lý khuyết tật hoàn thiện bề mặt bê tông Tiến hành công tác bảo dưỡng bê tông sau bê tông vừa đổ xong Các biện pháp bảo dưỡng, trình tự thời gian bảo dưỡng, công tác kiểm tra, trình tự thời gian tháo, dỡ ván khuôn… nghiêm thu trước thực Sau bê tông đổ xong, tiến hành bảo dưỡng bê tông theo điều kiện kỹ thuật áp dụng cho công trình tiêu chuẩn TCVN 5592-1991 Thời gian bảo dưỡng phụ thuộc vào thời tiết Trong thời gian bảo dưỡng bê tông chống tác động học rung động, lực xung kích, tải trọng tác động khác có khả gây hư hại tới việc phát triển cường độ bê tông - 119 - Liên tục kiểm tra độ ẩm bê tông, vào ngày nắng nóng bê tông phải tưới nước đảm bảo độ ẩm nhiệt độ thích hợp bê tông Trong trường hợp việc bảo dưỡng bê tông đảm bảo yêu cầu sau: - Giữ chế độ nhiệt, ẩm cần thiết cho tăng dần cường độ bê tông theo tốc độ qui định - Ngăn ngừa biến dạng nhiệt độ co ngót dẫn đến hình thành khe nứt - Tránh chấn động hay va chạm ảnh hưởng khác làm giảm chất lượng bê tông - Biện pháp bảo dưỡng kết cấu bê tông phụ thuộc vào tính chất bề mặt kết cấu nhiên trường hợp cần phải tưới nước giữ ẩm cho kết cấu bê tông Nước sử dụng thoả mãn yêu cầu kỹ thuật qui định phần vật liệu xây dựng Số lần tưới nước bảo dưỡng ngày phụ thuộc vào điều kiện thời tiết không lần - Thời gian bảo dưỡng kết cấu bê tông xác định thí nghiệm phù hợp với loại kết cấu, điều kiện nhiệt độ, độ ẩm nắng, gió thực tế công trường vào thời gian bảo dưỡng nhiên không 07 ngày Trình tự thời hạn tháo, dỡ ván khuôn tuân theo qui định trình bày phần ván khuôn Sau tháo, dỡ ván khuôn, thực biện pháp xử lý, khắc phục hư hỏng, khuyết tật bề mặt bên kết cấu bê tông có Trong trường hợp cần thiết, phải đục bỏ phần bê tông xấu thi công lại Trong trường hợp, bề mặt bê tông phải hoàn thiện thoả mãn yêu cầu chất lượng, độ phẳng đồng màu sắc Với bê tông giếng nghiêng không cho phép tồn chỗ lồi lõm đột ngột, sai lệch mức độ hoàn thiện bề mặt so với đường biên thiết kế (nếu có) phải dạng chuyển tiếp * Kiểm tra chất lượng nghiệm thu bê tông Công tác nghiệm thu chất lượng bê tông đảm bảo quy trình nghiệm thu công đoạn quy trình kỹ thuật: - 120 - - Cốp pha, đà giáo chống giữ đảm bảo bền vững Bê tông tiến hành đổ theo lớp, bảo đảm qui trình, qui phạm kỹ thuật hành Tại vị trí dày đặc cốt thép sử dụng chày đầm có đường kính hợp lý - Không để nước mưa rơi vào bê tông, không làm nước xi măng Ngừng bê tông theo điểm dừng kỹ thuật thời gian qui định Quá thời gian trên, bề mặt bê tông đánh nhám, tưới nước xi măng tiến hành đổ bê tông mới, để đảm bảo liên kết bê tông cũ bê tông Thường xuyên thực việc kiểm tra chất lượng bê tông trình thi công Việc kiểm tra quan tâm đầy đủ đến tất vấn đề sau đây: - Việc chuẩn bị xử lý mặt đá giếng rửa sạch, không đá long rời, neo ổn định - Chất lượng vật liệu sử dụng thành phần hỗn hợp bê tông, chất lượng ván khuôn cốt thép, việc lắp dựng ván khuôn, dàn giáo chống đỡ dàn treo công tác, việc lắp đặt cốt thép phận chôn trước bê tông - Sự làm việc thiết bị, dụng cụ cân, đong vật liệu, trộn bê tông, phương tiện vận chuyển hỗ hợp bê tông dụng cụ thi công bê tông - Chất lượng hỗn hợp bê tông tất giai đoạn thi công bê tông, sản xuất, vận chuyển đổ vào vị trí đổ Tiến hành kiểm tra cường độ bê tông theo thiết kế (nén, kéo ) phòng thí nghiệm thông qua mẫu kéo nén, đồng thời cần lấy mẫu thí nghiệm đo độ sụt trường để điều chỉnh quy trình trộn - Tiến hành lấy mẫu thí nghiệm theo tiêu chuẩn qui định hành (mỗi nhóm mẫu thí nghiệm gồm mẫu, lấy lúc, vị trí, bảo dưỡng điều kiện tương tự điều kiện thực tế) - Thực thí nghiệm xác định cường độ bê tông phòng thí nghiệm Lab công trường Cụ thể tiến hành ghi chép lập hồ sơ lưu trữ kết kiểm tra chất lượng bê tông (Biên bản, nhật ký thi công, lý lịch khối đổ, kết thí nghiệm ) công trường để tiện theo dõi - 121 - Lập vẽ hoàn công, có ghi tất thay đổi thiết kế hay thi công phê chuẩn trình thi công + Các sổ nhật ký thi công + Các biên nghiệm thu chất lượng móng + Các biên nghiệm thu chất lượng ván khuôn dàn giáo + Các biên nghiệm thu chất lượng cốt thép, lưới khung thép + Các biên nghiệm thu phận chôn trước kết cấu bê tông + Các số liệu thí nghiệm kiểm tra mẫu bê tông Trong thực công tác nghiệm thu kết cấu bê tông hoàn thành, cần phải kiểm tra xác định: - Chất lượng bê tông theo cường độ trường hợp cần thiết độ chống thấm tiêu khác - Chất lượng bề mặt bê tông - Các lỗ rãnh cần chừa lại theo vẽ thi công - Số lượng độ xác vị trí phận chôn trước - Hình dáng kích thước hình học kết cấu theo vẽ thi công 4.4 Kết luận Công trình Nhà máy thuỷ điện Đakđrinh đóng vai trò cung cấp nguồn điện không nhỏ cho điện lưới khu vực miền Trung cho Quốc gia Để góp phần đẩy nhanh tiến độ thi công, tác giả mạnh dạn áp dụng công nghệ đào giếng nghiêng thiết bị Robin thi công vỏ bê tông giếng nghiêng phương pháp cốp pha di chuyển Để công trình đạt chất lượng tốt, đảm bảo tiến độ an toàn lao động, cần phải tuân thủ tiêu chuẩn yêu cầu kỹ thuật, áp dụng trình tự bước thi công, lựa chọn máy móc phù hợp, bố trí khoa học, thiết bị, nhân lực đặc biệt công tác tổ chức thi công cần vận dụng linh hoạt theo lực đơn vị thi công tận dụng tối đa lợi địa phương địa hình, địa chất, nguồn nhân lực, nguồn vật liệu… - 122 - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Những kết đạt luận văn Luận văn: “Nghiên cứu biện pháp thi công giếng nghiêng phương pháp đào Robin cốp pha trượt’’ tóm tắt phương pháp đào đường hầm, bước công tác đào hầm phương pháp khoan nổ mìn Nêu biên pháp an toàn lao động vệ sinh môi trường đặc biệt, luận văn nêu bước trình đào giếng nghiêng thiết bị đào Robbin, thi công bê tông vỏ giếng nghiêng phương pháp cốp pha di chuyển đồng thời tính toán lựa chọn số thiết bị chủ đạo phục vụ cho thi công Luận văn chọn thủy điện Đakring làm ví dụ áp dụng, mong tài liệu tham khảo hữu ích cho nhà thiết kế hệ tổ chức thi công giếng nghiêng, giếng đứng Những tồn hạn chế Nội dung nghiên cứu hạn chế cho công trình nên kết giới hạn áp dụng phạm vi hẹp Kiến nghị Luận văn: “Nghiên cứu biện pháp thi công giếng nghiêng phương pháp đào Robin cốp pha trượt’’ cần thiết có khả ứng dụng công tác thi công xây dựng công trình thủy lợi, giao thông, khai thác mỏ Tác giả thấy cần thu thập thêm số liệu thực tế để hoàn thiện nội dung nghiên cứu nhằm áp dụng thực tế - 123 - DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Đình Ấu Nhữ Văn Bách (1996), Giáo trình phá vỡ đất đá phương pháp khoan nổ mìn, Nhà xuất xây dựng, Hà Nội; Vũ Minh Cát Bùi Công Quang, Giáo trình Thủy văn nước đất, Đại học thủy lợi, Hà Nội; Vũ Trọng Hồng (2004), Bài giảng cao học thi công đường hầm thủy công, Đại học thủy lợi, Hà Nội; Vũ Trọng Hồng (2010), Bài giảng cao học công trình ngầm, Đại học thủy lợi, Hà Nội; Bùi Sỹ Lý, Hoàng Thị Hiền, Thông gió, Nhà xuất xây dựng, Hà Nội; Nguyễn Thế Phùng (2009), Thi công công trình ngầm phương pháp đặc biệt, Nhà xuất xây dựng, Hà Nội; Nguyễn Thế Phùng, Nguyễn Ngọc Tiến (2001), Thi công hầm, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội; Nguyễn Xuân Trọng (2004), Thi công hầm công trình ngầm, Nhà xuất xây dựng, Hà Nội; Nguyễn Xuân Trọng (2009), Thi công hầm công trình ngầm, Nhà xuất xây dựng, Hà Nội; 10 Phan Quang Vinh (2008), An toàn lao động, Nhà xuất xây dựng, Hà Nội; 11 Công ty cổ phần Tư vấn Sông Đà, Hồ sơ thiết kế kỹ thuật, vẽ thi công công trình thủy điện Đakdring; 12 QPTL D6 -87, Quy phạm kỹ thuật thi công nghiệm thu kết cấu bê tông bê tông cốt thép công trình Thủy lợi; 13 Trường đại học Thủy Lợi, Giáo trình Kết cấu bê tông cốt thép; 14 Trường đại học Thủy Lợi, Giáo trình thi công công trình Thủy lợi; 15 Trường đại học Thủy Lợi, Giáo trình Cơ học kết cấu; 16 Trường đại học Thủy Lợi, Giáo trình Sap 2000 phân tích kết cấu công trình thủy lợi thủy điện; 17 Trường đại học Thủy Lợi, Giáo trình Sức bền vật liệu; - 124 - LỜI CẢM ƠN Sau thời gian nghiên cứu, thực hiện, tác giả hoàn thành luận văn thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành xây dựng công trình thủy với đề tài: “Nghiên cứu biện pháp thi công giếng nghiêng phương pháp đào Robin cốp pha trượt’’, ứng dụng cho thủy điện Đăkđring” Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo GS.TS Vũ Trọng Hồng, Bộ môn Công nghệ QLXD - Trường Đại học Thủy lợi trực tiếp tận tình hướng dẫn cung cấp tài liệu thông tin khoa học cần thiết cho luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn phòng Đào tạo Đại học Sau Đại học, khoa Công trình thầy giáo, cô giáo tham gia giảng dạy tận tình giúp đỡ, truyền đạt kiến thức suốt thời gian học tập trình thực luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè, đồng nghiệp tận tình giúp đỡ suốt thời gian học tập thực luận văn Do hạn chế trình độ chuyên môn, thời gian có hạn, nên trình thực luận văn, tác giả không tránh khỏi số sai sót Tác giả mong muốn tiếp tục nhận bảo thầy, cô giáo góp ý bạn bè đồng nghiệp Tác giả xin chân thành cảm ơn! - 125 - BẢN CAM KẾT VỀ ĐỀ TÀI LUẬN VĂN Kính gửi: Ban Giám hiệu trường Đại học Thuỷ Lợi Khoa Công Trình Phòng Đào tạo ĐH&SĐH Bộ môn Công nghệ & Quản lý Xây dựng Tên là: Phạm Tuấn Anh Ngày tháng năm sinh: 04/09/1980 Học viên cao học lớp: CH18C11, niên khoá: 2010 - 2013, trường Đại học Thuỷ lợi Tôi viết cam kết xin cam kết đề tài luận văn “Nghiên cứu biện pháp thi công giếng nghiêng phương pháp đào Robin cốp pha trượt” công trình nghiên cứu cá nhân Tôi nghiêm túc đầu tư thời gian công sức hướng dẫn GS.TS.Vũ Trọng Hồng để hoàn thành đề tài theo quy định nhà trường Nếu điều cam kết Tôi có điểm không đúng, Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm cam kết chịu hình thức kỷ luật nhà trường Hà nội, ngày 22 tháng 11 năm 2013 Học viên Phạm Tuấn Anh - 126 - MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU I TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI .1 II MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI III ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU IV CÁCH TIẾP CẬN, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ KẾT QUẢ DỰ KIẾN ĐẠT ĐƯỢC .1 V NỘI DUNG LUẬN VĂN CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG ĐƯỜNG HẦM 1.1 Các phương pháp xây dựng đường hầm 1.1.1 1.1.2 1.1.3 1.1.4 1.1.5 1.1.6 Phương pháp đào hầm khoan nổ Phương pháp NATM Phương pháp đào hầm khiên máy TBM 12 Phương pháp đánh chìm 15 Phương pháp đào lấp 17 Phương pháp kích ép 18 1.2 Các công tác thi công đường hầm phương pháp khoan nổ 19 1.2.1 1.2.2 1.2.3 1.2.4 1.2.5 1.2.6 1.2.7 Công tác trắc đạc 19 Công tác khoan gương nổ mìn 21 Công tác thông gió, chọc om cào gương 23 Công tác cấp điện, nước 24 Công tác bốc xúc vận chuyển đá sau nổ mìn 31 Gia cố hầm 32 Công tác thi công bê tông vỏ hầm 32 1.3 Kết luận 35 CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM THI CÔNG ĐƯỜNG HẦM 36 2.1 Điều kiện địa chất địa chất thủy văn công trình .36 2.1.1 2.1.2 Điều kiện địa chất công trình 36 Điều kiện địa chất thủy văn công trình 41 - 127 - 2.2 Các yêu cầu môi trường xây dựng thi công đường hầm 44 2.2.1 2.2.2 2.2.3 Yêu cầu nhiệt độ thi công 44 Yêu cầu thoát nước thi công 44 Yêu cầu thông gió cấp khí thi công 45 2.3 Công tác an toàn lao động vệ sinh môi trường thi công đường hầm 45 2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.3.4 2.3.5 2.3.6 2.3.7 An toàn công tác khoan 45 An toàn công tác nổ mìn 46 An toàn thiết bị 47 An toàn công tác cốp pha, cốt thép 47 An toàn lắp đặt sử dụng điện 47 An toàn công tác đào xúc vật liệu thủ công 48 Biện pháp đảm bảo vệ sinh môi trường 48 2.4 Kết luận 49 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG GIẾNG NGHIÊNG BẰNG THIẾT BỊ ĐÀO ROBIN VÀ CỐP PHA TRƯỢT 50 3.1 Các phương pháp thi công giếng nghiêng .50 3.1.1 Phương pháp đào từ xuống 50 3.1.2 Phương pháp đào từ lên 51 3.1.3 Phương pháp hỗn hợp 52 3.2 Phương pháp đào thiết bị Robin .52 3.2.1 Cấu tạo chủng loại thiết bị đào Robin 53 3.2.2 Các công thức tính toán lựa chọn thiết bị 58 3.2.3.Các bước thi công phương pháp đào Robin 62 3.3 Phương pháp thi công vỏ giếng nghiêng 63 3.3.1 Nguyên lý thi công giếng nghiêng cốp pha trượt 62 3.3.2 Thiết kế cốp pha di chuyển 67 3.4 Kết luận 73 CHƯƠNG : ÁP DỤNG CHO CÔNG TRÌNH THỦY ĐIỆN ĐAKĐRINH 74 4.1 Tổng quan công trình thủy điện Đakđrinh 74 4.1.1 Vị trí công trình 74 4.1.2 Nhiệm vụ công trình 76 4.1.3 Các thông số tuyến lượng 76 - 128 - 4.2 Tổ chức thi công đào thiết bị Robin .80 4.2.1 Tính toán lựa chọn thiết bị đào dẫn hướng 80 4.2.2 Công tác đào mở rộng 90 4.3 Tổ chức thi công vỏ giếng nghiêng cốp pha di chuyển 99 4.3.1 Công tác cốp pha 99 4.3.2 Công tác cốt thép 115 4.3.3 Công tác bê tông 117 4.4 Kết luận 121 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 122 Những kết đạt luận văn 122 Những tồn hạn chế 122 Kiến nghị .122 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 123 - 129 - DANH MỤC HÌNH VẼ PHẦN MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG ĐƯỜNG HẦM Hình 1-1: Các dạng nổ mìn lỗ nông Hình 1-2: Trình tự đào phân đoạn đường hầm Hải Vân 12 Hình 1-3: Hình ảnh hầm Hải Vân sau hoàn thiện 12 Hình 1-4: Sơ đồ thi công khiên 13 Hình 1-5: Máy đào đường hầm TBM 15 Hình 1-6: Lai dắt đốt hầm thủ thiêm 16 Hình 1-7: Sơ đồ nguyên lý mở đường hầm phương pháp kích đẩy 19 Hình 1-8: Kích ống giếng kích ống qua sông Sài gòn cho loại D3000mm 19 Hình 1-9: Sử dụng hệ thống định vị toàn cầu - Global Positioning System để dẫn toạ độ vào sát cửa hầm 21 Hình 1-10: Ðo dẫn độ cao nối hai cửa hầm 21 CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM THI CÔNG ĐƯỜNG HẦM 36 Hình 2.1: Sơ đồ thông gió kiểu thổi 45 Hình 2.2: Sơ đồ thông gió kiểu hút 45 Hình 2.3: Sơ đồ thông gió kiểu kết hợp 45 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG GIẾNG NGHIÊNG BẰNG THIẾT BỊ ĐÀO ROBIN VÀ CỐP PHA TRƯỢT 50 Hình 3-1: Sơ đồ đào giếng lò từ lên (a); từ xuống (b) 50 Hình 3-2: Máy khoan Robbin 73RM – DC 54 Hình 3.3 Mặt cắt bố trí thiết bị nâng cốp pha 64 Hình 3.4 Mặt cắt 1-1 cốp pha giếng nghiêng 65 Hình 3.5: Sơ đồ giải toán theo phương pháp PTHH 72 CHƯƠNG : ÁP DỤNG CHO CÔNG TRÌNH THỦY ĐIỆN ĐAKĐRINH 74 Hình 4.1: Công tác khoan dẫn hướng giếng nghiêng máy Robin 88 Hình 4.2: Công tác khoan doa giếng nghiêng máy Robin 89 - 130 - Hình 4.3: Công tác đào mở rộng giếng nghiêng 98 Hình 4.4: Công tác gia cố giếng nghiêng 99 Hình 4.5: Mô hình hoá Tấm mặt dạng Edges 105 Hình 4.6: Mô hình hoá Tấm mặt dạng Fill Objects 106 Hình 4.7: Mô hình hóa hệ dầm liên kết Edges 107 Hình 4.8: Mô hình hóa hệ dầm dạng Extrude View 107 Hình 4.9: Mô hình hóa Ván khuôn dạng Extrude View 107 - 131 - DANH MỤC BẢNG BIỂU CHƯƠNG 1: Bảng 1.1 Hệ số dùng điện đồng thời K1 25 Bảng 1.2: Bố trí chiếu sáng 28 Bảng 1.3 Yêu cầu chất lượng nước dùng cho thi công 29 [...]... 1.2.4 Công tác cấp điện, nước 1.2.4.1 Cấp điện và chiếu sáng Tùy theo trình độ cơ giới hóa thi công đường hầm được nâng cao, lượng điện cần cho thi công ngày càng lớn Đồng thời để đảm bảo chất lượng và an toàn thi công Yêu cầu cung ứng điện đảm bảo cho thi công đường hầm ngày càng cao, do đó việc cung cấp điện cho thi công càng trọng yếu Công thức tính điện động lực và chiếu sáng hiện trường thi công: ... tổng quan về các phương pháp thi công công đào và tạo vỏ đường hầm Hiện nay ở Việt Nam, biện pháp thi công theo phương pháp khoan nổ vẫn đang được áp dụng phổ biến nhất do công trình chủ yếu được xây dựng trên nền địa chất tốt, xa khu dân cư Để tìm hiểu sâu hơn khi thi công công trình ngầm bằng phương pháp nổ mìn, sẽ được giới thi u ở chương sau - 36 - CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM THI CÔNG ĐƯỜNG HẦM 2.1 Điều kiện... giếng nghiêng, trạm bơm nước lưu lượng lớn, trạm biến thế cao áp và một số địa điểm trọng yếu khác cần bố trí thi t bị đề phòng sự cố chiếu sáng 1.2.4.2 Cấp nước thi công Do khoan đá, phòng bụi, đổ bê tông vỏ hầm và dưỡng hộ bê tông, làm lạnh máy nén khí sinh hoạt của công nhân viên thi công, … cần dùng rất nhiều nước, vì thế phải bố trí hệ thống cung cấp nước tương ứng Cung cấp nước cho thi công chủ... độ nén của đá từ 500kg/cm2 – 1000kg/cm2) Đo và vẽ hộ chiếu thi t kế lên gương hầm đảm bảo đúng khoảng cách giữa các hàng và các lỗ, tiến hành công tác khoan bằng máy khoan hai cần (đường kính lỗ khoan D45) Công tác này rất quan trọng, ảnh hưởng lớn đến hiệu quả của công - 22 - tác nổ mìn, tiến độ thi công và hiệu quả kinh tế trong thi công Công tác khoan các lỗ khoan hàng biên được đặc biệt lưu ý vì... cao có thể bố trí ở mức nhỏ Phương pháp thi công hở còn cho phép xây dựng các mặt bằng đi bộ rộng liên kết với các công trình thương mại, nhà hàng, công trình văn hóa và liên kết hợp lý với phương tiện giao thông trên mặt đất (Nút giao thông Ngã Tư Sở, hầm chui Kim Liên) Tuy nhiên để áp dụng phương pháp thi công hở cần chú ý các điều kiện sau: - Để thi công cần thi t phải có mặt bằng tự do trên mặt đất... ĐƯỜNG HẦM 2.1 Điều kiện địa chất và địa chất thủy văn công trình 2.1.1 Điều kiện địa chất công trình Tính chất cơ - lý của đất đá gây ảnh hưởng lớn về khía cạnh này hay khía cạnh khác trong quá trình thi t kế và thi công công trình ngầm Nếu không hiểu rõ tính chất cơ - lí của đất đá sẽ không thể giải quyết được phương án thi t kế, phương pháp thi công (phá nổ, khoan đào, phòng chống đá lăn, sập vách... điện dùng cho thi công, KVA K - Hệ số dự trữ, nói chung lấy bằng 1,05 ÷ 1,10 ∑P1 - Tổng hợp công suất định mức của toàn bộ thi t bị động lực trên cả công trường, KW ∑P2 - Tổng hợp lượng điện dùng chiếu sáng trên toàn bộ công trường, KW η - Hiệu suất bình quân của thi t bị động lực, dùng 0,83 ÷ 0,88, thông thường lấy 0,85 để tính toán cosф – 0,5 ÷ 0,7 K1 - Hệ số sử dụng đồng thời của thi t bị động lực,... chìm Công nghệ thi công hầm dìm là biện pháp thi công hầm đặt dưới nước (như hầm qua sông, qua biển ) Phần thân hầm được đúc sẵn trên cạn thành từng phân đoạn, các đoạn này được làm cho nổi lên, được kéo dắt ra rồi dìm xuống vị trí đã định * Công nghệ hầm dìm được trình bày chi tiết hơn như sau Nạo vét dưới đáy sông ( kênh, biển ) thành đường hào tại vị trí đặt hầm - 16 - Các đốt hầm được thi công. .. nước Nước thi n nhiên trong sạch không có mùi hôi, không có hàm lượng khoáng vật độc hại, đều có thể dùng làm nước thi công, chất lượng nước dùng cho ăn uống càng phải tinh khiết trong lành Dù là nước dùng cho sinh hoạt hay là nước dùng cho thi công, đều phải làm tốt công tác hóa nghiệm chất - 29 - lượng nước Dựa theo tiêu chuẩn chất lượng nước của quốc gia, yêu cầu chất lượng nước dùng cho thi công, xem... trên cùng Tuyệt đối không được tiến hành song song giữa công tác khoan và nạp mìn Công nhân nạp mìn phải có chứng chỉ nổ mìn được các cấp có thẩm quyền cấp về thi công trong lĩnh vực nổ mìn phá đá Công nhân thực hiện công tác nạp mìn trên sàn công tác của máy khoan và trên giàn giáo xây dựng Sau khi đã nạp đủ lượng thuốc vào trong lỗ mìn tiến hành công tác nạp bua, bua được làm bằng đất sét và được nặn ... 3.2.2 Các công thức tính toán lựa chọn thi t bị 3.2.3 Các bước thi công phương pháp đào Robin 3.3 Phương pháp thi công vỏ giếng nghiêng -4- 3.3.1 Nguyên lý thi công vỏ giếng nghiêng 3.3.2 Thi t kế... pháp thi công công trình ngầm nói chung thi công giếng nghiêng nói riêng đạt tiến độ, chất lượng, an toàn đem lại hiệu kinh tế cao - 50 - CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG GIẾNG NGHIÊNG BẰNG THI T... Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu biện pháp thi công công trình ngầm Nghiên cứu đặc điểm địa hình, địa chất, tổ chức giao thông công trình thủy điện Đakđring Đề suất biện pháp thi công giếng nghiêng