PHN I: GII THIU CHUNGLI CM N
Qua thi gian 4.5 nm hc tp ti trng i hc Lâm Nghip Vit Nam.
em c s ch bo tn tình ca các thy cô trong khoa C in và Công Trình,
c bit là các thy cô trong B môn KTCT. n nay em ã hoàn thành ni
dung hc tp theo yêu cu ca nhà trng ra và em ã c nhn tài Tt
nghip.
Trc tiên em xin gi li cm n chân thành và sâu sc n thy giáo
hng dn GVC.THS.TRN VIT HNG và thy giáo THS.PHM
MINH VIT. Các thy ã luôn quan tâm, hng dn em hoàn thành án
tt nghip này.
Em xin gi li cm n ti các thy cô trong B môn KTCT ã dìu dt em
trong sut thi gian hc tp ti trng và ã giúp em trong quá trình su tm
tài liu cng nh nhng ý kin óng góp ht sc quý báu ca các thy cô trong
quá trình thc hin án.
Em ã thc hin tt án tt nghip c giao và ã hoàn thành úng tin
ca B môn. Tuy nhiên, vi kin thc còn hn ch, tài liu tham kho còn ít,
thc t thi công không nhiu cho nên án tt nghip ca em không tránh khi
nhng thiu sót. Rt mong nhn c s ch bo ca các thy, cô em c
hc hi, hiu bit thêm.
Mt ln na em xin cm n các thy.
Hà ni, ngày 06 tháng 12 nm 2016
Sinh viên
Lê Trung Dng
LI NÓI U
Giao thông vn ti là mch máu ca c nc. Vì vy trong quá trình công
nghip hóa - hin i hoá t nc, giao thông phi không ngng hoàn thin và
nâng cp nhm áp ng nhu cu i li và vn chuyn hàng hóa ngày càng ln.
H thng giao thông ca nc ta phn ln còn mc cht lng thp, nht là
các vùng sâu, vùng xa.
H thng giao thông bao gm nhiu loi hình. vt qua các chng
ngi do a hình có các hình thc nh Cu, Cng, Hm… nc ta các công
trình hm xuyên núi không nhiu, ch yu là hm ng st. Hm ng ôtô
mi ch có hm Hi Vân là hm có chiu dài ln, và mt s hm c xây dng
trong thi gian gn ây.
Sau thi gian hc tp ti trng, vi chuyên ngành KTXDCT, em ã hoàn
thành án tt nghip “THIT K HM GIAO THÔNG NG B
BNG PHNG PHÁP NATM”
án gm 4 phn: Phn 1: Gii thiu chung
Phn 2: Thit k s b.
Phn 3: Thit k k thut.
Phn 4: Thit k thi công.
Vi kin thc ã có, em mong s óng góp c mt phn nh bé trong
công cuc xây dng t nc trong thi kì i mi
Hà ni, ngày 06 tháng 12 nm 2016
Sinh viên
CHNG 1: TÊN CÔNG TRÌNH, V TRÍ XÂY DNG. ......................................... 1
1.1. Tên công trình: Hm ng b èo ngang ........................................................... 1
1.2. V trí. ...................................................................................................................... 1
1.3. c im iu kin kinh t, xã hi. ....................................................................... 1
1.4. iu kin giao thông hin ti ca khu vc xây dng. ........................................... 1
1.5. c im a hình, a mo khu vc công trình. ................................................... 1
1.6. iu kin khí hu khu vc xây dng. .................................................................... 1
1.7. Kh nng cung cp in nc, vt liu xây dng. ................................................ 2
1.9. D báo giao thông ................................................................................................. 3
CHNG 2: TIÊU CHUN K THUT. ................................................................. 4
2.1. Quy trình, quy phm thit k c áp dng. ......................................................... 4
1. Tiêu chun thit k ng ôtô TCVN 273 – 05. ...................................................... 4
2. Tiêu chun thit k ng ôtô TCVN 4054 – 05. .................................................... 4
3. Tiêu chun thit k hm ng ôtô TCVN 4027 – 88. ........................................... 4
4. Tham kho tiêu chun thit k hm xuyên núi ca Nht. ........................................ 4
5. Tiêu chun thit k Cu TCVN 272 – 05. ................................................................ 4
6. Tham kho các tài liu, các tiêu chun k thut khác có liên quan. ....................... 4
2.2. Các tiêu chun k thut. ........................................................................................ 4
2.2.1. Quy nh chung .................................................................................................. 4
2.2.2. Xác nh ch tiêu k thut ca tuyn .................................................................. 6
CHNG 3: NGHIÊN CU A CHT CÔNG TRÌNH KHU VC HM. .......... 7
3.1. Mô t a cht công trình khu vc hm. ................................................................ 7
3.2. Phân loi a cht trong các khu vc d kin tuyn hm i qua. ......................... 7
3.3. D kin cu to kt cu và bin pháp công ngh thi công ng hm. ................ 9
CHNG 4: LA CHN PHNG ÁN TUYN .................................................. 10
4.1. Tuyn 1 ................................................................................................................ 10
4.1.2. u im: ........................................................................................................... 11
4.1.3 Nhc im: ...................................................................................................... 11
4.2: Tuyn 2: ............................................................................................................... 11
4.2.1. u im: ........................................................................................................... 11
4.2.2. Nhc im: ..................................................................................................... 12
4.3. So sánh và kin ngh chn tuyn thit k k thut. ............................................. 12
PHN II. THIT K C S ..................................................................................... 14
CHNG 1: THIT K PHNG ÁN KT CU S B TH 1 (MT HM ÔI
VI 4 LÀN XE) ......................................................................................................... 14
1.1. Thit k tuyn hm .............................................................................................. 14
1.1.1. Nhng yu t hình hc ca tuyn hm ............................................................ 14
1.1.2. Bình din hm. .................................................................................................. 15
1.1.2.1. Các thông s k thut: .................................................................................... 15
1.1.2.2. V trí các ca hm: ......................................................................................... 15
1.1.3 - Trc dc tuyn hm. ........................................................................................ 16
1.1.3.1. Trc dc trong hm: ....................................................................................... 16
1.2. Yu t hình hc ca ng trong hm ................................................................ 16
1.2.1. Kh gii hn tip giáp kiên trúc trong hm ...................................................... 16
1.2.2. Tnh không trong hm: ..................................................................................... 17
1.2.3. Cách dng khuôn hm ..................................................................................... . 18
1.3. Kt cu v hm. ................................................................................................... 18
1.3.1. Bêtông phun (Shotcrete): .................................................................................. 19
1.3.2. Lp bê tông chng thm: .................................................................................. 20
1.3.3. Neo: .................................................................................................................. 20
1.3.4. Các dng kt cu v hm ca hm chính. ........................................................ 22
1.4. Kt cu mt ng xe chy và ng b hành ................................................... 26
1.5. Phòng nc và thoát nc trong hm .................................................................. 26
1.5.1. Cu to lp chng thm v hm. ...................................................................... 27
1.5.2. B trí h thng rãnh thoát. ................................................................................ 28
1.5.3. Cu to rãnh thoát nc. ................................................................................... 29
1.6. Thit k ca hm ................................................................................................. 29
1.6.1. V trí ca hm. .................................................................................................. 29
1.6.2. Ca hm phía Nam: .......................................................................................... 30
1.6.3. Ca hm phía Bc: ........................................................................................... 31
1.7. Thông gió và chiu sáng trong hm. ................................................................... 32
1.7.1. Bin pháp thông gió: ........................................................................................ 32
1.7.2. S thông gió. ................................................................................................ 33
1.7.3. Thit b qut gió: .............................................................................................. 34
1.7.4. Bin pháp chiu sáng và b trí chiu sáng: ...................................................... 34
1.8. Bin pháp thi công ch o .................................................................................. 34
1.8.1. Công tác ào hm chính: ................................................................................. 35
1.8.2. Bin pháp chng ng hang: ..................................................................... 35
1.8.3. Bin pháp bc xúc - vn chuyn t á. ........................................................... 36
1.8.4. Bin pháp bê tông v hm: .......................................................................... 36
1.8.5. Bin pháp thi công ca hm. ............................................................................ 36
1.8.6. Bin pháp t chc thi công. .............................................................................. 37
CHNG 2: THIT K PHNG ÁN KT CU S B TH 2(MT HM N
HAI LÀN XE VÀ MT HM LÁNH NN) ........................................................... 38
2.1. Thit k tuyn hm .............................................................................................. 38
2.1.1. Nhng yu t hình hc ca tuyn hm ............................................................ 38
2.1.2. Bình din hm. .................................................................................................. 39
2.1.3 Trc dc tuyn hm. .......................................................................................... 41
2.2. Yu t hình hc ca ng trong hm ................................................................ 41
2.2.1. Kh gii hn và tnh không hm ...................................................................... 41
2.3: Kt cu v hm. (phn II- Chng I – mc 1.3) ................................................. 43
2.3.1. Bêtông phun (Shotcrete): [Phn II- Chng I – mc 1.3.1] ............................. 44
2.3.2. Neo: [Phn II- Chng I – mc 1.3.2] ............................................................. 44
2.3.3. Các dng kt cu v hm ca hm chính và hm lánh nn. ............................. 44
2.4. Kt cu mt ng xe chy và ng b hành. .................................................. 47
2.5. Phòng nc và thoát nc ngm. ........................................................................ 47
2.5.1. Cu to lp chng thm v hm. [Phn II- Chng I – mc 1.5.1] ................. 47
2.5.3. Cu to rãnh thoát nc. [Phn II- Chng I – mc 1.5.3] .............................. 48
2.6. Thit k ca hm. ................................................................................................ 48
2.6.1. V trí ca hm. [Phn II- Chng I – mc 1.6.1] ............................................. 48
2.6.2. Ca hm phía bc: ............................................................................................ 48
2.6.2. Ca hm phía Nam: .......................................................................................... 49
2.7. Thông gió và chiu sáng trong hm. ................................................................... 49
2.7.1. Thit b qut gió. ............................................................................................... 49
2.7.2. Bin pháp chiu sáng và b trí chiu sáng. ...................................................... 50
2.8. Bin pháp ào và chng ng hang. ............................................................ 50
2.8.1. Bin pháp ào ng hang: .............................................................................. 50
2.8.2. Bin pháp chng ng hang: ..................................................................... 51
2.8.3. Bin pháp bc xúc t á thi. .......................................................................... 51
2.8.4. Bin pháp bêtông v hm. ........................................................................... 51
2.8.5. Bin pháp thi công ca hm. ............................................................................ 52
2.8.5. Bin pháp t chc thi công. ............................................................................... 52
2.9. So sánh hai phng án kt cu c s. .................................................................. 52
2.9.1. Phng án 1: ..................................................................................................... 52
2.9.2. Phng án 2: ..................................................................................................... 52
2.9.3. So sánh và kin ngh phng án thit k k thut. ........................................... 52
PHN III. THIT K K THUT ........................................................................... 53
CHNG I : GII THIU CÔNG NGH ÀO HM NATM. ............................. 53
1. 1. Quá trình lch s phát trin ca công ngh NATM ............................................ 53
1.2. Khái nim chung v phng pháp NATM .......................................................... 54
1.2.1. Bo v sc bn ca khi t á: ....................................................................... 54
1.2.2. Nhanh chóng to hình dáng ng hm tròn khép kín: ................................... 54
1.2.3. Lp v mng và do : ....................................................................................... 54
1.2.4. o c thng xuyên ti ch: ........................................................................... 54
1.3. S khác bit và u nhc im ca phng pháp NATM so vi các phng pháp
thi công truyn thng .................................................................................................. 55
1.3.1. V công tác kho sát: ........................................................................................ 55
1.3.2. V công tác thit k: ......................................................................................... 55
1.3.3. V công tác thi công: ........................................................................................ 55
CHNG II – TÍNH TOÁN KT CU. ................................................................... 57
2.1 .Tính toán kt cu v hm i qua khu vc a cht có RMR = 57. ...................... 57
2.1.1. Các s liu tính toán. ........................................................................................ 57
2.1.2. Xây dng ng cong áp ng Áp lc - Bin dng ........................................ 57
2.1.2.1. Tính toán b tr: ............................................................................................ 57
2.1.2.2. Xác nh bán kính vùng do và bán kính cân bng ng sut tnh vi ng sut
tng theo tng cp áp lc Pa. ...................................................................................... 57
2.1.3 Xây dng biu ng sut theo trng thái àn - Do. ..................................... 59
2.1.4. Xác nh chuyn v vách hang.......................................................................... 59
2.1.5.1. Tính toán lp bêtông phun(shotcrete) .......................................................... 61
2.1.5.2. Xác nh thi im phun bê tông .................................................................. 62
2.1.5.3. Tính toán lp v bêtông ................................................................................. 64
2.1.5.4. Xác dnh thi im lp v bêtông bt u tham gia chu lc: ...................... 64
2.1.5.5. Kim toán lp bêtông phun ........................................................................... 66
2.1.5.6. Kim toán v cng ca lp v bêtông: .................................................. 66
2.1.6 . Tính toán neo. .................................................................................................. 67
2.1.6.1. Kh nng chu lc ca mt neo. .................................................................... 68
2.1.6.2.Sc kháng ca neo .......................................................................................... 68
2.2.Tính toán kt cu v hm i qua khu vc a cht có RMR = 62 ........................ 68
2.2.1. Các s liu tính toán. ........................................................................................ 68
2.2. 2. Xây dng ng cong áp ng Áp lc - Bin dng ........................................ 69
2.2.2.1.Tính toán b tr: ............................................................................................. 69
2.2.2.2. Xác nh bán kính vùng do và bán kính cân bng ng sut tnh vi ng sut
tng theo tng cp áp lc Pa. ...................................................................................... 69
2.2.3. Xây dng biu ng sut theo trng thái àn - Do. .................................... 70
2.2.4.Xác nh chuyn v vách hang: ......................................................................... 71
2.3. 5. Tính toán kt cu chng ............................................................................. 72
2.3.6.Tính toán lp v bêtông ..................................................................................... 75
2.3.7. Kim toán lp bêtông phun .............................................................................. 77
3.2. Xác nh lu lng gió sch cn cung cp: ......................................................... 81
3.2.1 Xác nh lng cht khí c hi: ....................................................................... 81
3.2.2 Xác nh lu lng không khí sch: ................................................................. 84
3.3. Xác nh các thông s theo s thông gió: ....................................................... 84
PHN IV. THIT K T CHC THI CÔNG ......................................................... 86
1.1. iu kin thi công và cn c la chn bin pháp ào ng hang. ................... 86
1.1.1. iu kin thi công: ........................................................................................... 86
1.1.2. Cn c la chn bin pháp ào ng hang. ................................................... 86
1.2. Bin pháp khai ào ng hang. ......................................................................... 91
1.3. Bin pháp quan trc chuyn v ca hang ào: ..................................................... 91
1.4. Bin pháp ào ng hang: ................................................................................. 92
1.5. Bin pháp chng ng hang. ........................................................................ 93
1.5.1.Bê tông phun: .................................................................................................... 93
1.9. Thi công ca hm. ............................................................................................... 97
1.10. Trình t công ngh. ........................................................................................... 98
CHNG II. THIT K THI CÔNG CHI TIT VÀ TÍNH TOÁN CÔNG NGH 99
2.1. Dng ng cong quan h áp lc - bin dng theo tin ào, bin pháp quan
trc hi t. .............................................................................................................. 99
2.1.1. Mc ích ca công tác trc c hin trng ..................................................... 99
2.1.2. Dng c o chuyn v ca vách hang ào ..................................................... 101
2.2.Xác nh din tích gng ào và phân chia gng ào. .................................... 101
2.3. Chn thit b bc xúc và vn chuyn, t chc dây chuyn vn chuyn t á thi.
................................................................................................................................... 102
2.3.1. La chn thit b bc xúc. .............................................................................. 102
2.3.2. La chn thit b bc xúc. .............................................................................. 102
2.4. Chn thit b khoan và b trí thit b khoan. ..................................................... 103
2.5. T chc thi công cho các loi a cht. ............................................................. 103
2.5.1. Tính toán thi công cho phn a cht tt fkp =8. ............................................ 103
2.5.2. Tính toán thi công cho phn a cht fkp =6. ................................................. 120
2.6. Chn thit b cp va và bêtông v hm. ..................................................... 134
2.7. Thit k thông gió trong ng hm. ................................................................ 134
2.7.1. La chn s b s thông gió. .................................................................... 135
2.7.2. Tính toán thông gió ........................................................................................ 135
2.8. Thit k chiu sáng trong ng hm. .............................................................. 136
2.9. Cp và thoát nc trong thi công. ..................................................................... 137
CHNG III. T CHC THI CÔNG NG HM. ......................................... 138
3.1. Lp dây chuyn t chc thi công. ...................................................................... 138
3.1.1. Chun b thi công. ........................................................................................... 138
3.1.2. Thit k t chc thi công. ............................................................................... 140
3.2. Lp k hoch tin . ......................................................................................... 141
3.3. B trí mt bng công trng. ............................................................................. 142
PH LC
DANH MC HÌNH V
Hình II- 1.1: Kh gii hn ca hm phng án 1 ......................................................... 16
Hình II- 1.2: ng khuôn hm phng án 1 ............................................................... 17
Hình II- 1.4: Cu to ca neo swellex ........................................................................... 21
Hình II- 1.5: Mt ct ngang hm ng vi RMR=62 (fkp=8) ....................................... 23
Hình II- 1.6: Mt ct ngang hm ng vi RMR=57 (fkp=6) ........................................ 25
Hình II- 1.7: Cu to ca mt ng trong hm phng án 1 ...................................... 26
Hình II- 1.8: Cu to ca lp chng thm v hm ........................................................ 28
Hình II- 1.9: S b trí lp chng thm v hm ........................................................ 28
Hình II- 1.10: B trí h thng rnh thoát nc trong hm phng án 1 ....................... 29
Hình II- 1.11: Cu to rãnh thoát nc ......................................................................... 29
Hình II- 1.12: Kt cu ca hm phía nam ..................................................................... 30
Hình II- 1.13: Gia c mái ta luy .................................................................................... 31
Hình II- 1.14: Kt cu ca hm phía bc ....................................................................... 31
Hình II- 1.14: S thông gió trong hm ..................................................................... 33
Hình II- 1.15: s phng án thi công ....................................................................... 35
Hình II- 2.1. Kh gii hn ca hm chính và hm lánh nn ......................................... 42
Hình II- 2.2. ng khuôn hm ca hm chính và hm lánh nn ................................ 43
Hình II- 2.3. Mt ct ngang hm ng vi RMR= 57 (fkp=6) ......................................... 45
Hình II- 2.4. Mt ct ngang hm ng vi RMR= 62 (fkp=8) ......................................... 46
Hình II- 2.5.Cu to mt xe chy trong hm chính ....................................................... 47
Hình II- 2.6.Cu to mt xe chy trong hm lánh nn .................................................. 47
Hình II- 2.7: B trí h thng rnh thoát nc trong hm phng án 2 ......................... 48
Hình II- 2.8: Kt cu ca hm phía bc ......................................................................... 48
Hình II- 2.9: Kt cu ca hm phía nam ....................................................................... 49
Hình II- 2.10: Bin pháp khoan ào ng hang .......................................................... 50
Hình II- 2.11: Máy bc d vn chuyn t á. .............................................................. 51
Hình III-2.1: ng cong áp lc – bin dng ............................................................... 60
Hình III-2.3: Biu xác nh thi im phun bê tông ................................................ 63
Hình III-2.4: Biu xác nh thi gian v bê tông bt u làm vic .......................... 65
Hình III-2.5: ng cong áp lc – bin dng(fkp=8) ................................................... 72
Hình III-2.6: Biu xác nh thi im bê tông phun bt u mang ti(fkp=8) ........ 73
Hình III-2.7: Biu xác nh thi im phun bê tông(fkp=8) .................................... 74
Hình III-2.8: Biu tng quát xác nh thi im v bêtông bt u có kh nng
mang ti(fkp=8) ............................................................................................................. 76
Hình IV-1.5: Din tích gng ào ................................................................................. 92
Hình IV-1.6: B trí thi công theo bc thang di ......................................................... 93
Hình IV-1.7: Kt cu ván khuôn ................................................................................... 95
Hình IV-1.8: Trình t thi công bê tông v hm ...................................................... 96
Hình IV-1.8: S công ngh phun bêtông t ........................................................... 98
Hình IV-2.1: ng cong Fenner – Patcher ............................................................... 100
Hình IV-2.2: B trí thit b khoan ............................................................................... 103
Hình IV-2.3: B trí l khoan gng trên (fkp=8)........................................................ 110
Hình IV-2.4: Chu k (biu )gng trên(fkp=8) ...................................................... 111
Hình IV-2.5: B trí l khoan ....................................................................................... 118
Hình IV-2.6: Chu k (biu )gng di(fkp=8) ..................................................... 119
Hình IV-2.7: B trí l khoan gng trên(fkp=6) ........................................................ 125
Hình IV-2.8: Chu k khoan n gng trên(fkp=6) ..................................................... 126
Hình IV-2.9: B trí l khoan gng di(fkp=6) ....................................................... 132
Hình IV-2.10: Chu k khoan n gng di(fkp=6) .................................................. 133
Hình IV-2.11: S thông gió hn hp ...................................................................... 135
1
CHNG 1: TÊN CÔNG TRÌNH, V TRÍ XÂY DNG.
1.1. Tên công trình: Hm ng b èo ngang
1.2. V trí.
Thit k tuyn ng hm nm trên tuyn ng quc l 1A. Tuyn chy theo
hng Bc – Nam. ây là khu vc có nhiu núi cao, him tr, a hình phc tp. a
hình có dãy núi cao và dc ln chy theo hng ông – Tây. Ti ây da cht tt
nhng dãy núi cao có dc ln lên vic làm ng b men theo a hình s gây ra
trc tr trong khai thác và thi công. Do ó vic thay th ng b bng phng án
hm giao thông xuyên núi là hiu qu hn v khai thác và kinh t.
1.3. c im iu kin kinh t, xã hi.
Khu vc làm hm có mt nn kinh t kém phát trin, thu nhp bình quân u
ngi thp, tp quán sn xut lc hu, dân s ít. Nn kinh t còn là nông nghip và ng
nghip. Nn vn hoá là s cng hng ca các dân tc trong huyn, do iu kin giao
thông kém phát trin lên nn vn hoá còn cha có s tin b, hoà nhp vi các nn vn
hoá ca các khu vc lân cn.
1.4. iu kin giao thông hin ti ca khu vc xây dng.
Phn ln các ng còn li là các ng nh dành cho các phng tin thô s, có
dc rt ln. Rt không m bo an toàn cho ngi qua li. Hin nay h thng giao
thông ca khu vc ang c ang tng bc quan tâm u t nhm phát trin các
tim lc v kinh t, xã hi, và du lch trên a bàn ca khu vc.
1.5. c im a hình, a mo khu vc công trình.
a hình khu vc nh gm mt mn núi cao chy dc theo hng ông – Tây.
a hình có mt mm núi có dc ln, xen k là mt vài khe núi dc. Do lng ma
ti khu vc khá nhiu do ó t á b phong hoá mnh. Di lp t phong hoá là lp
t á không thm nc tuy nhiên do lng nc ma ln và t b phong hoá mnh
và v dm, v vn nên ti lp này có nc xut hin ti các khe nt ca lp t á…
Khu vc t công trình khá cao do ó ti y không có s nh hng ca sông sui,
nc ngm…
1.6. iu kin khí hu khu vc xây dng.
Khu vc công trình nm trong vùng khí hu ôn i, cao so vi mt nc bin
t 1,500 - 1,600m. m trung bình hàng nm là 80-95%.
2
BngI-1.1: Các thông s khí hu trung bình mi tháng trong nm ti khu vc hm.
Ch tiêu tháng Nhit trung bình ( 0 C) Lng ma trung bình (mm)
1 16.4 20
2 17.1 37
3 18.3 50
4 19.1 120
5 19.7 195
6 20.4 213
7 21.6 450
8 22.8 290
9 22.9 184
10 19.5 115
11 18.8 102
12 164 24
Trung bình 18-20 1,800
Khu vc tuyn hm i qua là khu vc có khí hu ôn i. Thông thng khí hu
khu vc này có hai mùa rõ rt là mùa ma (t tháng 4 n tháng 10) và mùa khô (t
tháng 10 n tháng 4 nm sau). Lng ma trung bình dao ng t 1200 mm n 2200
mm (trung bình là 1800 mm). Vào mùa khô khí hu tng i tt có nhiu thun li
cho xây dng các công trình h tng c s. Do ó ta nên chn thi gian thi công vào
mùa khô
1.7. Kh nng cung cp in nc, vt liu xây dng.
Ngun in c cung cp t mng li in a phng bng ng dây truyn
ti in 35kV, hai trm bin áp c t gn hai ca hm. Tuy nhiên m bo tin
thi công cng nh các s c có th xy ra do mt in cn trang b thêm 2 máy phát
in ti hai ca hm s dng trong nhng trng hp cn thit.
Ngun nc ngm ti khu vc c tn dng cung cp cho d án.
Vt liu t á thi công các on ng p có th tn dng t t á ào
hm.
á dùng cho công tác bêtông c khai thác ti m á gn công trng.
1.8. Quy nh nng khí c cho phép.
Nng khí c trong hm sau khi phng tin qua 15 phút phi nh hn nng
cho phép c quy nh. [Xem ph lc PHN I– CHNG I – BngI- 1.2]
3
1.9. D báo giao thông
T l tng trng giao thông phát trin theo các loi xe i vi nhng nm d
báo (2010, 2020, 2030) c da trên mc tng trng dân s, kinh t vùng và trong
c nc.
Lu lng xe/ngày êm c d báo trong bng sau:
Nm 2016 2026 2036
Thành phn dòng xe nh sau:
­ Xe con (4-9 ch): 18 %
­ Xe Khách (12-25 ch) 4,5T: 22 %
­ Xe > 25 ch 9,5T: 18 %
­ Xe ti 2 trc 4 bánh (5,6 T): 25 %
­ Xe ti 2 trc 6 bánh (6,9 T): 5%
­ Xe ti 3 trc (2x9,4T): 5 %
­ Xe ti > 3 trc (3x10T): 7 %
4
2.1. Quy trình, quy phm thit k c áp dng.
1. Tiêu chun thit k ng ôtô TCVN 273 – 05.
2. Tiêu chun thit k ng ôtô TCVN 4054 – 05.
3. Tiêu chun thit k hm ng ôtô TCVN 4027 – 88.
4. Tham kho tiêu chun thit k hm xuyên núi ca Nht.
5. Tiêu chun thit k Cu TCVN 272 – 05.
6. Tham kho các tài liu, các tiêu chun k thut khác có liên quan.
2.2. Các tiêu chun k thut.
2.2.1. Quy nh chung
Bán kính ti thiu ng cong trong hm c qui nh m bo cho chy xe
an toàn, m bo tm nhìn trong hm.
Hin nay cha có Tiêu chun v hm ng b, tm thi tham kho Tiêu chun
thit k ng b 22TCN-273-05 và mt s tiêu chun thit k hm nc ngoài
rút ra mt s nguyên tc thit k tuyn hm trên ng ôtô nh sau:
- Thông thng hm ng b thit k dành cho 2 làn xe chy 2 chiu, nu
ng 4 làn xe thì thit k 2 hm mt chiu chy song song nhau: Nu có c s so
sánh v hiu qu kinh t và k thut thì mi chn phng án ng hm hai chiu vi
4 làn xe.
- Bán kính cong ti thiu là 250m, ch khi nào không th m rng c bán kính
cong mi cho phép dùng bán kính 150m.
- ng hm trong thành ph dùng gii quyt giao ct khác mc gia các tuyn
trong nút giao thông. Vì vy tuyn hm thng nm trên ng thng.
- Khi mt bng nút phc tp, là nút giao ngã nm, ngã sáu hoc gp nhng công
trình ngm khác, tuyn hm phi vòng tránh khi ó hm buc phi nm trên ng
cong.
- i vi hm vt qua sông, on hm vt qua khu vc dòng chy chính thi
công ch ni h chìm thì bt buc phi b trí trên ng thng.
Tiêu chun v bình và trc dc hm ph thuc vào tc tính toán ca lung xe.
5
Cp loi ng ph Tc tính
toán (km/h)
ng u tiên cp 1 100 2000-5000 400 5
ng khu vc 80 1000-1500 250 6
Trc dc trong hm
Hm có th c thit k theo mt hoc hai hng dc. Hm có dc v mt
phía có u im là thông gió t nhiên tt vì chênh cao gia hai phía ca hm to ra
chênh lch áp sut và s luôn có mt lung gió t nhiên thi dc theo ng hm. Tuy
vy hm mt hng dc có nhc im là gây khó khn cho thi công khi ta t chc
ào t hai phía ca hm, hng ào t phía ca trên s b úng nc. Trong giai on
khai thác s có mt lng nc mt t phía trên dc ngoài ca chy qua hm buc
phi tng tit din rãnh thoát nc là nhc im th hai. Vì vy ch vi ng hm
có chiu dài <500m mi thit k mt hng dc, chiu dài 500m cn phi thit k
dc v 2 phía.
Khi to dc hai phía có góc gãy gia hai hng dc. to tm nhìn và êm
thun, chênh lch tuyt i gia hai dc không c vt quá giá tr cho phép, i vi
ng st là 3‰. m bo yêu cu này ngi ta s dng mt on chuyn tip gi
là on dc hòa hoãn có chiu dài ti a 200m và dc bng dc ti thiu
thoát nc, thông thng dc này là 3‰, còn khi ng hm nm trong vùng có
lng nc ngm ln thì dc ti thiu phi là 6‰. Chênh dc trên hm ng b
c vut ni bng ng cong ng li và ng cong ng lõm. Bán kính ng
cong ng ph thuc vào chênh dc tuyt i gia hai hng m bo tm nhìn
vt xe ca ngi iu khin phng tin.
BngI- 2.2: Bán kính cong trong hm
chênh dc tuyt i
(%)
(m)
(m)
6
Trong hm ng b dc ti a quy nh i vi ng hm có chiu dài
500m là 6%, các trng hp còn li là 4%. dc ti thiu là 6‰ m bo thoát
nc dc hm c d dàng.
2.2.2. Xác nh ch tiêu k thut ca tuyn
S LIU XE QUY I NM TNG LAI: 4800 XE/NGÀY ÊM
BngI- 2.3: Bng quy i thành phn xe chy v xe con nm tng lai
STT Loi xe Ni
2 Xe Khách (12-25 ch) 4,5T 1056 2.0 2112
3 Xe > 25 ch 9,5T 864 2.5 2160
4 Xe ti 2 trc 4 bánh (5,6 T) 1200 2.0 2400
5 Xe ti 2 trc 6 bánh (6,9 T) 240 2.0 480
6 Xe ti 3 trc (2x9,4T) 240 2.5 600
7 Xe ti > 3 trc (3x10T) 336 2.5 840
Tng s xe quy i 9456
Da vào tiêu chun k thut em có kin ngh phng án thit k nh sau:
- ng cp III ng bng: Vn tc thit k : V = 100 km/h
- Kh ng: + Trên tuyn: ng 4 làn xe
+ Trong hm: Mt ng 4 làn xe
- Vn tc thit k: ng dn là 80km/h; trong hm Vtk =60km/h.
- Bán kính ti thiu ca ng cong trên tuyn Rtt = 400m.
- Bán kính ti thiu ca ng cong trong hm là Rhm = 150m (iu kin khó
khn vi hm ng b).
- dc thit k trên tuyn iTK =0.3% - 4 %
- dc dc ti a trong hm ih,max = 4%.
- dc dc ti thiu trong hm ih,min = 0.6 oo o .
- dc ngang mt xe chy in = 2%.
Bng ch tiêu k thut ca tuyn. [Xem ph lc PHN I– CHNG II – BngI- 2.4]
7
CHNG 3: NGHIÊN CU A CHT CÔNG TRÌNH KHU VC HM.
3.1. Mô t a cht công trình khu vc hm.
Hm nm trong khu vc a cht còn nguyên sinh không có nhng bin ng ln
do ó a cht khu vc hm không quá phc tp. a cht hm gm 3 lp t á chính
nh sau:
(1) Sét kt, bt phong hoá mnh, sn, khi, cng cp IV – V. Lp này phân b trên
cùng có chiu dy 2,5m.
(2) á Riolít poofia, phong hoá mnh, v dm và v khi, cng cp VI. Lp này nm
di lp (1), lp phân b trong toàn b khu vc kho sát và có chiu dày 60m. Càng
lên nh chiu dày lp này càng ln.
(3) á Riolit poocfia, màu xám xanh, ít nt n. Cng cp VII – VIII. Loi này phân b
vi toàn b chiu dày phía di.
á Riolit poocfia là loi không thm nc và không có nc ngm trong lòng
t á. Nc chy trong á là loi nc mt trong quá trình thm qua lp a cht (1)
thm xung lp á không thm nc này và tn ti trong các khe nt ca t á. Do
ó lp a cht (2) là lp b phong hoá mnh ng thi có v dm và v khi sinh ra
nhiu khe nt nh dn ti nc thm qua các khe nt gây m nh vùng t này.
Mc nc ngm nm cao khu vc bình nguyên di chân núi do ó trong khu vc
t hm không có nc ngm.
S liu a cht c trình by ti các bng tng hp a cht sau: [Xem ph lc
PHN I– CHNG III – BngI- 3.1; BngI- 3.2]
3.2. Phân loi a cht trong các khu vc d kin tuyn hm i qua.
Do hm c thi công theo phng pháp NATM nên a cht khu vc hm c
phân loi theo ch tiêu RMR. Ch tiêu RMR ánh giá cht lng á thông qua 6 thông
s. Bng cách cho im các thông s và tính tng s im t c thì s phân t á
thành các cp loi nh sau:
BngI- 3.3: Bng phân loi á theo im s RMR.
Giá tr RMR 70 - 100 60 - 80 40 - 70 30 - 60 25 - 50 20 - 40 < 20
Loi á A B CI CII DI DII E
Cách cho im các thông s theo bng [BngI- 3.4]: Xem ph lc PHN I–
CHNG III – BngI- 3.4: Bng tng hp cách tính im s RMR ca khi á.
8
Tùy thuc vào im s RMR ta có th xác nh c thi gian t n nh không chng
ca hang ào da vào bng [BngI- 3.5]: [Xem ph lc PHN I– CHNG III –
BngI- 3.5].
Hm i qua 2 lp a cht 2,3 do ó ta phân loi a cht cho hai loi t á và
Cn c vào bng h thng phân loi im s khi á do Bieniawski công b và i
chiu vi iu kin a cht khu vc hm ta lp c bng tng hp im s cho lp
á th nht nh sau:
Lp th 2: á Riolít Foocfia, phong hoá mnh, v khi v dm, fkp=6, RQD=50-
60%. Loi á này là loi á cách nc và không cha nc, nc ch yu trong á là
nc mt qua i nt n.
BngI- 3.6: Bng tng hp im s RMR ca lp á th hai
STT Chiu tiêu n v Giá tr im s
RMR Ghi chú
trng – Nén n trc Mpa 70 7 Tra bng
2 Ch tiêu cht lng á RQD % 50-:-60 13
3 Khong cách gia các khe
nt M 0,6-:-1,2 15
4 Chiu dài các khe nt (m) M 0,7-:-1,0 6
5 Tính nhám ca khe nt Hi nhám 3
6 S lp y khe nt Vt liu mm
< 5mm 2
nng 1
Tng im 57 Loi CI
Vy a cht lp 2: RMR = 57 là loi CI. Thi gian t ng vng ca lp này là
5m – 1 tun
9
Lp th 3: á Riolít Foocfia, màu xám xanh, ít nt n, fkp=8, RQD = 80-95%.
Bng I- 3.7: Bng tng hp im s RMR ca lp á th ba
STT Chiu tiêu n
trng – Nén n trc Mpa 80 7 Tra bng
2 Ch tiêu cht lng á
RQD % 80-:-95 17
nt M 0.06-:-0.18 8
4 Chiu dài các khe nt (m) M 0,3-:-0,7 6
5 Tính nhám ca khe nt Nhám mn,
phng 1
< 5mm 2
hóa 6
khô 15
Tng 62 Loi B
Vy a cht lp 3: RMR =62 là loi B. Thi gian t ng vng ca lp này là 10m
trong vòng 1 nm.
3.3. D kin cu to kt cu và bin pháp công ngh thi công ng hm.
Vi mc ích nghiên cu nên em kin ngh thi công bng phng pháp NATM.
iu kin a cht ti khu vc hm i qua ch yu là loi a cht có RMR = 57(fkp =
6) và RMR = 62 ( fkp =8 ). Do ó ta chn s b kt cu hm là dng ng cong 3 tâm,
kt hp vi phun bêtông và neo.
D kin cu to kt cu da theo tiêu chun hm xuyên núi ca Nht có các thông s
k thut theo bng [Bng I- 3.8]: [Xem ph lc PHN I– CHNG III– Bng I- 3.8]
10
CHNG 4: LA CHN PHNG ÁN TUYN
Yêu cu chung ca công tác vch tuyn trên bình :
- Khc phc các yu t khó khn ca tuyn ng v bình , trc dc.
- Tuyn hm phi phù hp vi tng th mng li ng hin ti.
- Các phng án tuyn phi xét n s thun li cho thit k, c bit là thi công.
Phù hp vi công tác vn chuyn vt liu, tn dng c vt liu ti ch nhm gim
thiu c chi phí xây dng.
- S la chn ca phng án phi da trên c s phân tích, so sánh v kinh t trong
thit k, thi công, khai thác. c bit là yu t an toàn cho các phng tin phi c
bo m.
- Vch tuyn bình và trc dc ca hm c thit k m bo các chc nng và
mc ích ca hm nh là mt phn ca tuyn ng theo a hình, a cht, s dng
diu kin môi trng da trên kt qu kho sát, o c ngay ti hin trng.
- Vch tuyn ca bình nên chn hng tuyn thng, ng cong bán kính ln
m bo giao thông luôn thông sut.
- dc hm i vi trc dc c lp phi ln hn 0.3% m bo thoát nc
t nhiên trong quá trình thi công hm. m bo iu kin thông gió tt trong hm,
gim thiu lng khí thi ca các phng tin thì dc dc không vt quá 4%.
- Da vào hai im khng ch A-B trên bình vi các yu t hình hc ca tuyn
tôi xut hai phng án i tuyn.
- Vic la chn tuyn thc cht là vic so sánh hai phng án tuyn. So sánh u
nhc im ca hai tuyn t ó a ra la chn tuyn làm tuyn thit k k thut
4.1. Tuyn 1
4.1.1. c im tuyn 1:
- Tuyn c thit k bám sát vi ng quc l 1A sn có. Tuyn có chiu dài
4381.14 m, bt u t Km 0 +0.00 - Km 4+ 381.14.
- Chiu dài Hm: 540 m.
- Ca hm phía nam ti Km 2+20, cao t nhiên 50.22, cao thit k 35.10
- Ca hm phía bc ti Km 2+560, cao t nhiên 41.25, cao thit k 25.00
- dc dc trong hm: Phía bc hm: dc dc 4%,
Phía nam hm: dc dc: 0.6%
11
- Trên tuyn b trí 6 công thoát nc có khu 1.5m trong ó có 1 cng ôi (
Cng C5 ti Km2+780.30)
4.1.2. u im:
- Phng án này có chiu dài tuyn dài hn 494.22m và có chiu dài hm ngn
hn 800 m so vi tuyn 2
- Tuyn c thit k bám sát vi ng quc l 1A, nên iu kin xây dng
ng, cng nh vic vn chuyn vt liu và các yu t khác cho vic xây dng tuyn
khá thun li.
- Tuyn i ni nhiu nên thun li cho vic phát trin kinh t các a phng dc
theo 2 bên tuyn
- Do tuyn hm ngn nên tuyn gim c chi phí xây dng cng nh trong quá
trình khai thác, ây là iu rt quan trng trong xây dng hm.
- Khi lng ào p trên toàn tuyn là ít. Ch có on t km0+300 n km0+800
là khi lng p nhiu.
4.1.3 Nhc im:
- Do tuyn i ni nhiu li qua các khu vc có nhiu rng nên gây nh hng bt
li vi h sinh thái rng.
- Tuyn c thit k bám sát vi ng quc l 1A, vic iu tit lu thông giao
thông trên tuyn gp khó khn, gii ta mt bng (Km3+450-Km3+900).
- Tuyn có nhiu ng cong, toàn tuyn có 6 ng cong
4.2: Tuyn 2:
4.2.1. c im tuyn 2
- Tuyn c thit k có chiu dài 3886.92 m, bt u t Km 0 +0.00 n Km 3+
886.92
- Chiu dài Hm: 1340 m.
- Ca hm phía nam ti Km 1+100, cao t nhiên 40.46, cao thit k 19.70
- Ca hm phía bc ti Km 2+440, cao t nhiên 30.41, cao thit k 12.62
- dc dc trong hm: Phía bc hm: dc dc: 1.87%,
Phía nam hm: dc dc: 1.03%
- Trên tuyn b trí 5 công thoát nc có khu 1.5m
4.2.1. u im:
12
- Phng án này không gây nh hng ti khu vc rng t nhiên
4.2.2. Nhc im:
- Chiu dài hm ln hn nên chi phí s t hn trong quá trình xây dng và trong
quá trình khai thác.
- Tuyn có khi lng p khá ln t km0+440 n km0+940
4.3. So sánh và kin ngh chn tuyn thit k k thut.
Qua so sánh u nhc im ca hai phng án ta thy rõ tuyn 1 có u im rõ
rt hn so vi tuyn 2. Vi chiu dài hm ngn, m bo an toàn trong khai thác và
yêu cu to iu kin phát trin kinh t a phng 2 bên khu vc tuyn i qua nên rt
phù hp vi tình hình phát trin kinh t ca t nc ta hin nay.
Vi mc ích nghiên cu và hc tp em la chon phng án tuyn 1 thit k 1
hm n 4 làn xe chy tng chiu dài 540 m làm phng án thit k k thut.
Bng I- 4.1: Bng ánh giá phng án tuyn
STT Ch tiêu
4 Chi phí xây dng ng 339,504,299,701 541,910,729,041 x
5 iu kin xây
6 iu kin xây
7 nh hng
Bng I- 4.2: Bng chi phí xây dng trên tuyn:
STT Hng
KLP/Án
1
KLP/Án
1 Hm 322,622,529 540 1340 174,216,165,660 432,314,188,860
2 ng 43031010 3841.14 2546.92 165,288,134,041 109,596,540,181
Tng 339,504,299,701 541,910,729,041
Ghi chú: n gia tham kho/n v dài
Hm: Xem ph lc PHN I– CHNG IV– Bng I- 4.3: D toán kinh phí HM
MI TRÂU(KM 47+421 - KM 49+448.1), on La Sn – Túy Loan (Km 0-Km80).
ng: Xem ph lc PHN I– CHNG IV– Bng I- 4.4: D toán kinh phí xây
dng tuyn mi (Km59+400 –Km65+900) thuc d án TXD công trình nâng cp ci
to QL18 on Bc Ninh – Uông Bí (Km20+00-Km77+00).
14
PHN II. THIT K C S
CHNG 1: THIT K PHNG ÁN KT CU S B TH 1
(MT HM ÔI VI 4 LÀN XE)
1.1. Thit k tuyn hm
1.1.1. Nhng yu t hình hc ca tuyn hm
Chiu dài toàn tuyn thit k là 4381.14 m.
- im u tuyn
+ Cao t nhien: 23.06 m
+ Cao thit k: 23.06 m
- im cui tuyn
+ Cao t nhiên: 7.73 m
+ Cao thit k: 7.73 m
- Bình din tuyn thit k
Tuyn c thit k là t hp các on ng thng c ni vi nhau bng 5
ng cong. Chiu dài toàn tuyn là: 4382.14 m. Mc ích ca vic thit k ng
cong chuyn tip là làm gim lc ly tâm khi phng tin giao thông chuyn t ng
thng vào ng cong tròn.
Bng II-1.1: Bng v trí và các thông s k thut ca các ng cong trên tuyn
TT A R K T P L isc
1 36 O 19’56.22” 400 253.65 131.25 20.98 70 8
2 34 O 45’27.88” 400 242.65 125.19 19.13 70 8
3 25 O 31’3.88” 400 178.15 90.58 10.13 70 8
4 42 O 46’28.76’’ 400 298.62 156.66 29.58 70 8
5 35 O 15’43.56’’ 350 215.40 111.24 17.25 70 8
6 29 O
15
1.1.2. Bình din hm.
Bình din ng hm dn ca phía Nam: Ti ca Nam ng dn vào hm chính
là mt on cong R1=400m có ào ánh bc taluy hai bên ng.
Bình din ng dn ca phía Bc: c ly ra trc ca hm mt on 100 m. Ti
ca Bc ng dn vào hm chính là mt on thng có ào ánh bc taluy hai bên
ng.
1.1.2.1. Các thông s k thut:
Hm ôi 4 làn xe có b rng mi làn 3,5m. Hai chiu c phân cách bng gii
phân cách cng BTXM rng 0.75m và cao 1.00 m.
Hm có l i b c b trí bên phi theo hng Nam – Bc vi chiu rng 1.5m và
bên kia là l công v có chiu rng 0.5m.
1.1.2.2. V trí các ca hm:
V trí ca hm c la chn lng ào bt là ít nht do vic tng chiu sâu
ng ào trc ca hm s làm tng giá thành ca ca hm, bt dc ca hm và gia
c chúng. iu này gây khó khn cho công tác c gii hoá ào bt ca hm. Hin nay
công tác ào bt ang c xem xét có th tránh c st trt do nh hng ca
khí hu nhm m bo giao thông c an toàn. Tuy vy nu ta t ca hm sm quá
thì cng làm tng giá thành ca hm. Do vy v trí t ca hm tt nht là hai giá
thành này xp x nhau.
Kinh nghim thit k ch ra rng trong t sét chiu sâu ng ào trc ca hm
không c vt quá 12-15m. Trong á cng có th bt ti 20-25m. Tuy nhiên ngi
ta thng ly nhng tr s nh hn m bo an toàn và n gin trong thi công. Do
vy ta chn v trí t ca hm nh sau:
- Ca hm phía Nam: Km 2+20.
+ Cao t nhiên: 50.22 m
+ Cao thit k: 35.10 m
- Ca hm phía Bc: Km 2+ 560
+ Cao t nhiên:41.25 m
+ Cao thit k: 25.00 m
- Chênh cao gia hai ca hm 10.10 m .
Hm c thit k theo 2 hng dc và c ni vi nhau bng on ng cong li
có bán kính 6000m. Chiu dài mi nhánh:
16
- Nhánh hm phía Nam dài: 250m
1.1.3 - Trc dc tuyn hm.
1.1.3.1. Trc dc trong hm:
Hng dc v hai phía ca ca hm, on chuyn tip gia hai hng dc dc
trong hm là mt ng cong ng bán kính R=6000m
1.1.3.2. dc mi on:
- on 1: Xut phát t ca phía Nam có chiu dài 250m và có dc là 0.6 %.
- on 2: Chuyn tip t on 1 v phía ca hm phía Bc có dc 4 % và dài
290 m.
1.2.1. Kh gii hn tip giáp kiên trúc trong hm
nh ngha: Kh gii hn tip giáp kin trúc là mt a giác khép kín, nm trên
mt phng vuông góc vi tim ng to thành khong không ti thiu dành cho giao
thông, mi chi tit kt cu các công trình trên ng u phi nm bên ngoài ng
bao gii hn này.
- Các thông s ca kh gii hn nh sau:
+ B rng mt ng xe chy (ng cp III): B = 14m.
+ Di phân cách cng rng 0.75m, cao 1.0 m
7375 7375
1 5
0 0
Hình II- 1.1: Kh gii hn ca hm phng án 1
17
1.2.2. Tnh không trong hm:
Ngoài vic tuân th qui nh ca kh gii hn tip giáp kin trúc, kích thc bên
trong ng hm còn phi duy trì nhng khong không gian thoáng cn thit nhm
tho mãn nhng yêu cu trong thi công và trong khai thác sau ây:
ch b trí các thit b phc v khai thác: thit b thông tin, tín hiu, cp in, chiu
sáng và thông gió.
m bo yêu cu trong thi công d s dng nhng loi ván khuôn nh hình và
khc phc bin dng theo thi gian ca a tng và ca kt cu v hm
Do vy gia kh gii hn kin trúc và mt trong ca v hm có mt khong h theo
qui nh, trong án này em kin ngh các im gi hn tnh không trong hm nh
sau:
- im O cách cnh trên ca kh gii hn t 670-770mm, chn: 750mmO
- im A cách góc thp ca kh gii hn 150mm tính theo phng vuông góc vi
cnh chéo ca kh gii hn, có: 150mmA
- im I và I’ nm 2 bên tng hm, i vi hm ng b
- Cao : cách mt l ngi i b 1250mm
- Cách ng gii hn: 500mm.c
Ta c các im gii hn tnh không trong hm nh sau:
R = 8 6 7 8
17380
500
18
1.2.3. Cách dng khuôn hm.
Trong phng án thit k này ta s dng hm ôi 4làn xe, do ó em kin ngh
chn khuôn hm dng ng cong 3 tâm, cách dng nh sau:
- K ng thng I I’.
- Xác nh ng tim hm, là ng thng ng i qua trung im ca ng thng I
I’.
- Ly im A làm tâm v cung tròn bán kính R1=B-1000 = 13750mm, cung tròn này
ct ng thng CC’ ti im O1.
- Ly O1 làm tâm v cung tròn bán kính R1, ta c cung tròn AB, trong ó B là im
có cao ngang vi cao mt ng xe chy.
- Ly O1’ là im i xng ca O1 qua ng tim hm. Tng t ta v c cung
tròn A’B’ i xng vi AB qua ng tim hm.
- Ly O2 (là giao im ca AO1 vi tim hm) làm tâm v cung tròn bán kính R2=
O2A ta c cung tròn ni 2 im AA’ .
- Cui cùng ta dng c ng khuôn hm là ng cong 3 tâm O1, O1’, O2.
1.3. Kt cu v hm.
ng hm thi công theo công ngh NATM, hang ào c chng bng
bêtông phun và neo, v hm bng bêtông ti ch. Dc theo chiu dài hm, v hm
c thit k theo mt s dng phù hp vi tng loi cu to a cht ã phân tích
trong [phn I - chng III].
- Kt cu v hm c la chn phi tha mãn các iu kin sau:
+ Kích thc s dng hp lý
+ Din tích mt ct ngang nh nht
+ Bo m kh nng chu lc và n nh
+ Thoát nc, chiu sáng, thông gió thun li
+ Thi công d dàng, s dng c gii hóa thi công thun tin
- Phng án I tuyn hm i qua 2 loi a cht khác nhau nên ta có 2 loi kt cu
v hm tng ng vi mi loi a cht.
- Chiu dy v hm bê tông ti ch:
+ Chiu dày lp v vnh cu ti thiu là 30 cm, iu này nhm m bo iu kin
chu lc ca v hm di tác dng ca áp lc a tng, nu di 30cm thì nó có th b
nt.
19
+ ây vi lp a cht có RMR=57 ta s b chn chiu dy lp v bê tông vnh cu
là 30cm.
+ Lp a cht có RMR=62, do có a cht tt nên s b chn chiu dy lp v bê
tông vnh cu là 30cm.
1.3.1. Bêtông phun (Shotcrete):
Bêtông phun là mt loi kt cu chng kiu mi, cng là mt loi công ngh
mi. Ngi ta s dng máy phun bêtông theo mt trình t hn hp nht nh, dùng
bêtông á nh trn thêm cht ninh kt nhanh phun vào b mt vách á, s nhanh chóng
c kt thành mt tng kt cu chng gi, do ó mà phát huy tác dng bo v i vi vi
nham. Công ngh phun bêtông gm 3 loi: Phun khô, phun t, phun hn hp.
- Trong án em la chn công ngh phun t.
Công ngh phun t: là em ct liu, ximng và nc theo t l thit k trn u,
dùng máy phun t a bêtông n u phun, ti ó gia thêm cht ninh kt nhanh và
phun ra, dây chuyn công ngh.
Cht lng bêtông phun t d khng ch, bi bm và lng àn hi trong quá trình
phun rt ít. Chiu dày lp bêtông phun t 5-10cm. Trong trng hp a cht xu thì
chiu dày bêtông phun có th lên n 20cm.
Thành phn hn hp bêtông phun bao gm: Xi mng, nc, cát, á dm, ph gia.
Thành phn hn hp bêtông phun phi tho mãn các yêu cu sau:
- Xi mng u tiên s dng các ximng silicat ph thông, th n là ximng silicat
núi la mác 425 tr lên. Khi có yêu cu s dng c bit thì s dng các loi ximng
c chng nhm m bo thi gian ninh kt ca bêtông phun và tính hoà hp tt ca
cht ninh kt nhanh.
- Cát: s dng cát ht va có ng kính ht nh có mn ln hn 2,5; có
ng kính 0-8mm, m bo cng ca bêtông phun và gim thiu lng bi
khi thi công, cùng gim thiu vt nt do co ngót khi hoá cng.
- á dm la chn á dm có ng kính ht nh không ln hn 15mm. Nhm
ngn nga vic tc ng và gim thiu lng àn hi trong quá trình phun bêtông.
- Nc: dùng nc sch
- T l N/X khng ch khong 0,47-0,48 m bo st là 20cm, t l mt mát
ca va t di 20%.
20
Hình II- 1.3: Dây chuyn công ngh phun t.
Thành phn hn hp: Trong 1m3 va t bao gm 425 kg xi mng, cát (loi 0-8mm)
1713kg, và ph gia SiO2 là 1,7% lng xi mng
1.3.2. Lp bê tông chng thm:
Mc ích là chng li s xâm nhp ca nc ngm trong núi có th làm nh
hng n tui th ca lp bê tông vnh cu. Chiu dy lp chng thm chn là 2cm
1.3.3. Neo:
Loi neo: Swellex là loi neo chêm, cu to ca neo là mt ng thép v mng,
hao u b bt kín. Phía u neo có m neo ép vào vách hang và có l lp ng
bm. V thép thân neo cun nh li a lt vào trong l khoan. Sau khi t neo vào
trong l khoan ngi ta lp máy bm vào u m neo và bm nc vi áp lc 30MPa
vào trong thân neo, áp lc làm cho thân neo n tròn và ép cht vào thành l khoan.
Neo s dng trong môi trng có nc nên thích hp cho lp a cht th hai.
Thng neo chn chiu dài trong khong t 4,0-6,0m ôi khi có th lên n 8 m
- Loi neo chn loi neo á EXL Swellex có ng kính làm vic d = 41mm,
chiu dày v thép là 2mm, chiu dài 6m
- Khong cách gia các neo theo chiu dc và ngang là 1.0m
- Thân neo là v thép mng .
- Ban u khi cha bm nc có ng kính là D, sau khi bm nc có ng
kính là D’>D. Thân neo n ra ép cht vào thành l khoan .
- Mi thanh neo có chiu dài 8m. c dùng trong trng hp t á trung bình
có cha nc không s dng c va xi mng.
- Nhng ch tiêu c hc ca neo: kh nng chu kéo ca neo 200kN/m, kh nng
chng ct vào khong 2700kN.
21
+ Tin hành khoan l neo bng máy khoan.
+ Ra sch l neo bng nc sch nh máy bm nc.
+ Lp neo vào l neo và tin hàn bm nc áp lc cao 300bar vào neo swellex làm
neo n ra áp sát vào thành l neo. Khi ó neo bt u tham gia chu lc.
+ Tháo nc trong neo swellex và tin hành óng neo.
+ Kim tra áp lc ca neo.
+ Hoàn thin quá trình lp neo (có hình minh ho di).
D D'
Ban ®Çu chua b¬m nuíc Sau khi b¬m nuíc
Hình II- 1.4: Cu to ca neo swellex
22
1.3.4. Các dng kt cu v hm ca hm chính.
Kt cu v hm c la chn phi tho mãn các iu kin sau:
- Kích thc s dng hp lý.
- Din tích mt ct ngang nh nht.
- Bo m kh nng chu lc và n nh.
- Thoát nc, chiu sang, thông gió thun li.
- Thi công d dàng, s dng c gii hoá thi công thun tin.
Phng án 1 có 2 dng kt cu v hm ng vi 2 loi a cht:
- i vi t á có fkp=8, t á có kh nng n nh cao có thi gian t ng
vng khong 1 nm vi chiu dài 10m nên ta không b trí neo gia c. Tính toán ly
chiu dày lp v bêtông vnh cu là 30cm, chiu dày lp bêtông phun ly 5cm, Gia
hai lp bêtông phun b trí lp chng thm dày 2cm trên toàn mt ct v hm
23
Líp chèng thÊm dµy 2cm
Líp bªt«ng phun M400 dµy 5cm
T im
h Ç
I'I
AA'
20
50
Hình II- 1.5: Mt ct ngang hm ng vi RMR=62 (fkp=8)
24
i vi t á có fkp=6, chn chiu dày bêtông vnh cu 40cm, chiu dày lp
bêtông phun ly 10 cm, Gia hai lp bêtông phun b trí lp chng thm dày 2 cm
trên toàn mt ct v hm. Chn neo BTCT nh ã trình bày trên, dài 4m khong
cách gia các neo theo chiu dc và ngang là 1.0m.
25
Líp bªt«ng phun M400 dµy 10cm
Líp vá bªt«ng M300 dµy 40cm
Neo Swellex, ®­êng kÝnh d=41mm
1000
R=13750
0
18616
400
20
100
Hình II- 1.6: Mt ct ngang hm ng vi RMR=57 (fkp=6)
26
1.4. Kt cu mt ng xe chy và ng b hành
Hình thc b trí mt xe chy trong hm:
- Mt ng trong hm ta s dng mt Bêtông ximng, có dc v hai phía vi
dc 2%.
- Cu to các lp mt ng: ây là tuyn ng quan trng cho vic phát trin
kinh t sau này nên có lu lng xe ln và có y các thành phn xe tham gia
vi các xe có ti trng ln. Vi nh hng nh vy nên vic sa cha lúc ó s rt
khó khn do vy ta chn thit k áo ng cng (theo 22TCN 223-95), c th:
+ Lp 1 : Mt ng ximng Portland M400 dày 240mm
+ Lp 2 : Lp cp phi nn ng dày ti thiu 200mm. S b chn chiu dày lp
này là 250mm
- Các chi tit nh ng cáp in, ng cp nc phòng ho c b trí phía di l
ngi i b.
- Các ng thoát nc hông, ng thoát nc ngang, ng thoát nc dc có kích
thc nh trên hình v.
Ta c cu to ca mt ng trong hm nh sau:
550 6450 750 6450 550
èng tho¸t n­íc PVC 200
V÷a lãt
Líp ®¸ d¨m ®Öm dµy 25cm
èng tho¸t n­íc ngang PVC 200
Líp nhùa ®­êng dµy 1cmT im
h Ç
1,5%
V÷a lãt
2 5
TÊm ®an BTCT, dµy 10cm
1 0
0 0
1 0
0 0
èng tho¸t n­íc ngÇm 400
Hình II- 1.7: Cu to ca mt ng trong hm phng án 1
1.5. Phòng nc và thoát nc trong hm
Nc không ch là mt trong nhng nhân t nh hng n thi công bình
thng ca ng hm mà còn là mt trong nhng nhân t quan trng nh hng
n quá trình vn doanh bình thng ca ng hm
27
Trong thi gian thi công, tác dng ca nc ngm không ch h thp n nh vi
nham làm cho vic ào gp khó khn, làm tng khó khn và tn kém cho vic
chng . Ngoài ra, nu x lý nc ngm không tha áng thì có th to mi nguy
hi càng ln nh mc nc ngm, mc nc trên mt b h thp, môi trng nc
b thay i nh hng sn xut nông nghip…
Trong thi k vn doanh, mc nc ngm t các khe thi công bê tông v hm, khe
bin dng (khe co dui và khe lún), vt nt và mt s ng thông khác chui vào
hm. Các thit b thông tin, cung cp in, chiu sáng do ó b m t, b g, b n
mòn và h hng nh hng n an toàn trong quá trình khai thác.
tránh và gim thiu mi nguy hi ca nc nguyên tc tng hp thy tr sau ây
c tng kt “ Ngn, bt, thoát cùng kt hp” và ly vic úc v hm làm bin
pháp c bn phong nc.
1.5.1. Cu to lp chng thm v hm.
Lp chng thm s dng các tm PVC dy 2cm c gn lên lp gia c v
(bêtông phun vy). Lp chng thm c hàn vi nhau bng máy hàn nhit chy
in. iu này to thành các mi hàn kép vi rãnh bên trong cho mc ích thí
nhim. Các rãnh này cha u khí nén và mi hàn c thí nhim v tin cy ca
mi hàn so vi hàn th công.
- Chc nng ca vt liu v lót, lp c bit và lp c nh.
- Lp c bit c làm t si plastic, trng lng khong 500g/m 2 bo v lp
v lót trc lp gia c v lót g gh là lp bêtông phun và ng thi to thành lp
thoát nc.
- Lp c bit c c nh bng các a kim loi. Lp v PVC c hàn vào các
a kim loi bng khí nóng. Các mi hàn này tách riêng các ti kiéo c bit. Vì vy
khi có lc xy ra thì luôn luôn có mt vùng rng tng ng ca lp v lót iu
chnh s thay i ó v hình dng màng không có bt k vn gì.
28
Hình II- 1.8: Cu to ca lp chng thm v hm
- Các lp chng thm c thit k vi chiu rng khong 1,3m.
- Các lp chng thm khi thi công phi c kim tra kh nng chu kéo và chu
dãn vì vic kéo thng c bit cn thit iu chnh lp gia c do các ti nén gây
ra. Vi lp PVC các ch tiêu này phi t 15N/mm 2 vi kéo và 300% vi dãn.
Hình II- 1.9: S b trí lp chng thm v hm
1.5.2. B trí h thng rãnh thoát.
- H thng rãnh thoát phi c b trí tha mãn các iu kin sau:
+ m bo kh nng thoát nc ngm phía sau v hm
+ m bo kh nng thoát nc mt ng trong tuyn hm
+ Không gây nh hng n vic khai thác, và kt cu trong hm
- T nhng iu kin nêu trên ta chn h thng rãnh thoát nc gm:
29
+ H thng thoát nc ngm: Gm 3 h thng ng thoát nc chy dc theo chiu
dc hm. Trong ó có hai rãnh nm di áy móng v hm hai bên chân hm
bng nha PVC Φ200 có c l. Lng nc ngm sau v trong hai ng ó c
thu vào h thng ng thoát dc tim ng hm nm di kt cu áo ng có
dc 1.7% v hai phía ca hm; m bo thoát nc tt b trí h thng ng
nha PVC Φ400. thu nc ngm hai bên v hm ta b trí h thng các ng
thoát ngang PVC Φ200 có dc vào gia hm vi dc 1.5%.
+ H thng thoát nc mt ng c b trí hai bên mép l xe chy bng nha
PVC Φ300, dc v hai phía vi dc ca hm.
èng tho¸t n­íc ngang PVC 200
2%2%
1,5%
V÷a lãt
2 5
èng tho¸t n­íc ngÇm 400
550 6450 750 6450 550
èng tho¸t n­íc PVC 200
V÷a lãt
èng tho¸t n­íc mÆt ®­êng 300
Hình II- 1.10: B trí h thng rnh thoát nc trong hm phng án 1
1.5.3. Cu to rãnh thoát nc.
400
1.6. Thit k ca hm
1.6.1. V trí ca hm.
Ca hm là b phn chuyn tip t ng ào vào hm. Ca hm có tác dng
m bo n nh mái dc trên ca hm và ta luy ng ào, m bo thoát nc t
trên sn núi ra ngoài hm. Ca hm là b phn duy nht l ra ngoài nên còn có tác
dng trang trí cho công trình. Ca hm thng gm có ca chính, tu thuc vào a
hình khu vc ca tng chính vuông góc hoc chéo góc vi trc hm, rãnh thoát
nc và vòng v hm u tiên.
30
- xây ca tin hành ào ct và gia c mái dc trên hm tng cng cho
mái dc tránh hin tng st trt mái dc gây khó khn cho vic thi công và hin
tng st trt trong quá trình khai thác.
- Mt khác khi ào bt ca hm thì lng nc ngm thoát ra mt mái ta luy cng
tng i ln do vy ta phi b trí h thng thoát nc ngm bng cách khoan sâu
vào trong nn t dá t h thng ng thoát nc ra ngoài.
- Nc chy t trên mái dc trên hm xung c thu vào rãnh ngang sau tng
chính t ó nc chy theo rãnh có dc 2% sang ta luy ng ào ri xung
rãnh dc nn ng (cng có th t chc chy theo ng).
- tránh hin tng á ri và st trt t á t trên mái dc nh hm xung nn
ng gây nh hng n vic khai thác theo kinh nghim khong cách t chân mái
dc n lng tng chính thng là 2-3m, và phía trên nh hm phi có lp t
dày gim chn ng do á ln t trên mái dc xung thng là t 2-3m.
- Ca hm có th xây bng á hoc bng bê tông toàn khi. Kích thc c bn ca
các b phn xác nh bng tính toán. Tng cánh, tng chính tính nh tng chn
t.
T nhng iu trên kt hp vi iu kin a hình a cht khu vc em chn kt cu
ca hm nh sau:
1.6.2. Ca hm phía Nam:
- Kt cu ca hm: Hm có kt cu dng ch U c bt hai cp vi dc ta luy
1: 0.75. Các cp ta luy c bt vi chiu cao 10.0m. Di chân ta luy b trí rãnh
thoát nc rng 0.5m, cao 0.5m. Rãnh thoát nc c gia c bng lp bêtông xi
mng dày 0.05m. Có dc 1.5% dc v hai phía. Gia hai bc ta luy ta b trí
chiu ngh rng 2m dc v hai phía và dc t ngoài vào trong vi dc 2%.
7.5
7.5
7.5
7.5
7.5
2.5
2.52.5
0
h×nh chiÕu ®øng cöa hÇm phÝa namh×nh chiÕu b»ng cöa hÇm phÝa nam
Hình II- 1.12: Kt cu ca hm phía nam
31
- Gia c mái ta luy: m bo thi công c an toàn sau khi ào bt ta luy ta phun
mt lp bêtông phun dày 1cm lên b mt tránh xói trt mái ta luy lúc bây gi.
Mt khác n nh mái ta luy lâu dài ta tip tc gia c mái ta luy bng các dm
bêtông ct thép úc sn dài 1.5m, rng 15cm. Các dm c ghép li vi nhau
thành các ô vuông, các dm c ni li vi nhau bng mi ni t có sn thép
ch t các dm úc sn.
n nh các ô vuông bêtông ct thép ga các mi ni ó ta khoan cm các thanh
neo gia c ép cht các ô vuông ó xung nn t á ta luy. Sâu ó trng c vào
trong các ô vuông ó tránh xói l mái ta luy. Gia các ô vông ta b trí các ng
thoát nc ngm, nc ngm chy ra c dn xung rãnh thoát nc.
Hình II- 1.13: Gia c mái ta luy
1.6.3. Ca hm phía Bc:
- Kt cu ca hm: Hm có kt cu dng ch U c bt hai cp vi dc ta luy
1: 0.75. Các cp ta luy c bt vi chiu cao 10.0m. chân ta luy b trí rãnh thoát
nc rng 0.5m, cao 0.5m. Rãnh thoát nc c gia c bng lp bêtông xi mng
dày 0.05m. Có dc 1.5% dc v hai phía. Gia hai bc ta luy ta b trí chiu ngh
rng 2m dc v hai phía và dc t ngoài vào trong vi dc 2%.
1: 0.
32
- Gia c mái ta luy: [Xem: PHN II- CHNG I –Mc 1.6.2. Ca hm phía
Nam- gia c mái ta luy]
1.7. Thông gió và chiu sáng trong hm.
Thông gió là bin pháp làm lu thông mt lng không khí giu mt khong
không gian b bao kín vi môi trng bên ngoài làm cho không gian thoáng mát
không gây nh hng xu n nhng iu kin s dng.
* Nhim v ca h thng thông gió:
- Làm lu thông và thay i không khi trong hm chng ngng ng thch.
- Thi xua ra ngoài hoc làm loãng nng các cht khí c hi do các phng
tin giao thông thi ra.
- H nhit trong hm xung n thang phù hp.
- Lc sch bi khói làm không khi thoáng ãng m bo tm nhìn cho các phng
tin giao thông.
* Mc ích ca thông gió:
- m bo iu kin làm vic bình thng cho nhng ngi làm công tác duy tu
bo dng. duy trì không gian trong lành d chu cho hành khách khi i vào trong
hm và môi trng bình thng cho lái xe.
- m bo an toàn trong khai thác chng cháy n.
- Gim cng n mòn v hm và gim tc phong hóa i vi vách hang trn.
1.7.1. Bin pháp thông gió:
Các cn c la chn bin pháp thông gió:
- Da vào lu lng khí thi ca các phng tin giao thông và cua nham thch.
- Da vào chiu dài hm, din tích hm và s chênh lch áp sut gia hai ca hm.
- Vn tc t nhiên ca gió.
Phng án th nht có tng chiu dài hm là 540m theo nguyên tc thit k
thông gió vi hm ng b có chiu dài trên 400m bt buc phi b trí thông gió
nhân to. Do trong hm có 4 làn xe chy nên em chn bin pháp thông gió thông
gió dc hm bng h thng qut thông gió. Khi qut thông gió có th li dng chiu
thi ca gió t nhiên
33
1.7.2. S thông gió.
S dng bin pháp thông gió dc hm bng qut gió có b trí qut tip sc.
- Dùng qut treo dc theo trn hm thành tng nhóm 2-3 chic.
- Mi nhóm cách nhau mt khong sao cho mi nhóm cung cp lu lng không
khí sch làm trung hòa khí c hi n nng cho phép, d =(24-26)R và
d<1000m.
- Vn u t r vn hành h thng linh hot
Hình II- 1.14: S thông gió trong hm
34
1.7.3. Thit b qut gió:
Thit b qut gió c la chn khi tính toán c lu lng không khí sch
cn cung cp cho ng hm.
Xác nh công sut ca qut cp gió:
Công thc: N = 1.102
) 4
(.2 R
L v
,1 - h s có hiu ca ng dn và ca qut máy.
Q – lu lng không khí sch.
- h s nhám.
- h s mt mát, ly theo bng và ph thuc vào hình dng ng
1.7.4. Bin pháp chiu sáng và b trí chiu sáng:
Chiu sáng trong quá trình thi công: Vì ng hm dài nên khi thi công phi
s dng ánh sáng nhân to. Chiu sáng tt s m bo an toàn, gim nh sc lao
ng, k thut thi công chính xác và tng nng sut lao ng lên 15 20%.
- Chiu sáng chung s dng èn treo RN - 100, công sut 100 W, s dng ngun
in h th 127V. cao èn h = 5m, khong cách bóng l = 20m. Hi nc và làm
gim khi c thoát ra t các tng nham
- Chiu sáng cá nhân, th thi công và cán b k thut s dng èn m và èn xách
tay c quy 5.5 V.
- Chiu sáng trong quá trình khai thác: s dng h thng các èn cao áp c lp
t hai bên vách hm, ngoài ra ta có th b trí h thng èn trên di phân cách
gia hai ng hm.
1.8. Bin pháp thi công ch o
Khi tin hành thit k và t chc thi công phi tuân theo nhng quy tc sau:
- Bo m thi hn và tìm mi cách tng tc thi công.
- C gii hoá cao nht và tin ti t ng hoá trong quá trình thi công.
- Áp dng các phng pháp và k thut thi công tiên tin
- Áp dung ti a các cu kin, chi tit lp ghép c ch to sn trong nhà máy.
- H giá thành, khi lng công trình tm thi nh nht.
35
1.8.1. Công tác ào hm chính:
Vic ào hm chính s c tin hành bng phng pháp NATM và vic
khoan n các loi á ch yu thc hin trên toàn mt ct vi góc ph. Riêng trong
tng t s thêm phng pháp bc thang có hào dn vt lên trc. Vic khoan á
thng c thc hin bng mt s máy khoan thu lc ba càng Jumbo bánh lp.
Ngoài ra phi ht sc chú ý gim thiu din tích ào quá mc, chú ý quan sát các
iu kin i cht và phân tích các s liu thu c bng thit b o c. Các tng
á ri và không n nh s c loi b bng máy phá á và máy ào gu nghch
tránh cho á khi ri xung nguy him. Các iu kin t giá vòm thép s c
máy ào gu nghch chun b bo m v trí không b ào quá mc.
T s liu kho sát a cht, on u hm và cui hm là á