bài giảng: khai thác và thi công đập đá đổ bản mặt
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (9.62 MB, 45 trang )
THI CÔNG ĐẬP ĐÁ ĐỔ
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ VÀ QUẢN LÝ XÂY DỰNG
KHOA CÔNG TRÌNH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI
1
NỔ MÌN VÀ KHAI THÁC ĐÁ
Tác dụng của mặt thoáng.
Khi gần nguồn nổ có mặt thoáng, do hiện tượng sóng phản xạ từ mặt thoáng, sự giãn nở của
đá lan truyền từ mặt thoáng trở lại gây nên ứng suất kéo có tác dụng phá hoại đất đá mạnh
hơn nhiều so với sóng nén. =>mặt thoáng có tác dụng nâng cao hiệu quả đập vỡ đất đá.
Sự hình thành phễu nổ.
r
h
W
R
Các đặc trưng của phễu nổ:
Đường cản ngắn nhất W: là khoảng cách ngắn nhất từ tâm khối thuốc nổ tới mặt thoáng.
Bán kính phá hoại R: là khoảng cách từ tâm bao thuốc tới mép phễu nổ.
Bán kính phễu nổ r
Độ sâu nhìn thấy h : là độ sâu của phễu nổ sau khi đất đá rơi trở lại phễu nổ và lấp đi một phần.
2
Chỉ số tác dụng nổ phá:
n>1 gọi là nổ văng mạnh
r
n=
W
n=1 gọi là nổ văng tiêu chuẩn
0,75
nổ om.
Trường hợp mặt đất không bị phá hoại gọi là nổ mìn ngầm.
Theo kinh nghiệm nổ mìn văng mạnh n=1,25÷1,75 và không
nên có n >3 vì không hiệu quả.
Độ sâu nhìn thấy tính theo công thức kinh nghiệm:
h=0,33W(2n-1)
3
Tính toán lượng thuốc nổ.
a- Phân loại bao thuốc:
Bao thuốc tập trung là bao thuốc hình
cầu, hình lập phương, hình trụ, lăng trụ
nếu như chiều dài không vượt quá 5
lần chiều rộng nhỏ nhất của mặt cắt
ngang bao thuốc. Ngoài ra thì gọi là
bao thuốc hình dài.
Trường hợp bao thuốc hình T, I, +... thì sử dụng hệ số tập trung Φ
φ = 0,62
3
V
b
trong đó:
V- thể tích bao thuốc
b- khoảng cách từ tâm bao thuốc đến điểm xa nhất của bao thuốc.
Φ>0,41 là bao thuốc tập trung
4
Tính toán lượng thuốc nổ.
b. Tính lượng thuốc nổ.
Q=q⋅V
trong đó:
Q- khối lượng thuốc nổ (kg), V- thể tích phễu nổ tiêu chuẩn
q- chỉ tiêu thuốc nổ hay còn gọi là lượng hao thuốc đơn vị là lượng thuốc cần
thiết để nổ phá 1m3 đá(kg/m3). q phụ thuộc vào loại thuốc nổ, loại đá, đặc
điểm về cấu tạo địa chất của đá, mức độ nứt nẻ...
Nếu dùng loại thuốc khác thì phải nhân thêm với hệ số hiệu chỉnh:
e1 =
trong đó:
v
v1
v- sức công phá của thuốc nổ có lượng hao thuốc đơn vị q đã biết
v1- sức công phá của thuốc nổ sẽ sử dụng.
5
Tính toán lượng thuốc nổ.
c. Tính lượng thuốc nổ với bao thuốc tập trung.
V- thể tích phễu nổ tiêu chuẩn
1
V = π ⋅ r 2 ⋅W ≈ W 3
3
Q = q ⋅ W 3 ⋅ f ( n)
f(n) là hàm số của chỉ số tác dụng nổ phá =>
Khi nổ văng mạnh
(
=> Q=q.W3
)
Q = 0,4 + 0,6n 3 q ⋅ W 3
khi W>25m thì nên dùng công thức sau:
Q=
(
)
W
0,4 + 0,6n 3 q ⋅ W 3
25
3
Khi nổ văng yếu
4 + 3n
3
Q=
q ⋅W
7
Khi nổ om
Q = 0,33 ⋅ q ⋅ W 3
6
Tính toán lượng thuốc nổ.
d. Tính lượng thuốc nổ cho bao thuốc hành dài
-Trường hợp bao thuốc đặt vuông góc với mặt thoáng
l
Q = f ( n ) ⋅ q ⋅ W 3 = f ( n) ⋅ q ⋅ h −
2
3
h : chiều sâu lỗ khoan
l : Chiều dài bao thuốc
- Trường hợp bao thuốc đặt song song với mặt thoáng
Điều kiện nạp thuốc:
Q = f ( n) ⋅ q ⋅ W 2 ⋅ l
- Mật độ nạp thuốc
- Mật độ thuốc nổ
7
Các tính năng kỹ thuật của thuốc nổ
độ nhạy
vận tốc nổ
Tính ổn định
Mật độ thuốc nổ ∆ và mật độ nạp thuốc ∆′.
Khả năng truyền nổ
Chỉ số cân bằng ôxy (ký hiệu là B)
Các thiết bị gây nổ.
- Dây cháy chậm.
- Kíp lửa.
- Kíp điện
- Dây nổ
- Máy nổ mìn
8
CÁC PHƯƠNG PHÁP NỔ MÌN CƠ BẢN
Nổ mìn lỗ nông
Bao thuốc hình dài nạp trong lỗ khoan có đường kính
d<85mm và chiều sâu H<5m.
Nổ mìn lỗ nông thường ứng dụng khi đào đường hầm, đào
tầng bảo vệ của hố móng, phá đá quá cỡ. Năng suất không
cao, sử dụng khi khối lượng đào không lớn.
Phương pháp nổ mìn lỗ sâu.
Bao thuốc hình dài trong các lỗ khoan d > 85mm, H > 5m,
thường dùng các lỗ khoan thẳng đứng có d = 105÷250mm,
trường hợp cần thiết mới khoan theo phương nghiêng hoặc
nằm ngang.
Phương pháp nổ mìn bầu.
Phương pháp nổ mìn hầm
Nổ mìn vi sai.
Phương pháp nổ mìn ốp
Nổ mìn tạo viền ./.
9
ƯNG DỤNG NỔ MÌN TRONG XÂY DỰNG
- Nổ mìn định hướng đắp đập
-
Nổ mìn đào kênh
-
Nổ mìn đào móng công trình
⇒ Kỹ thuật an toàn trong nổ mìn
+ Bảo quản
+ Vận chuyển
+ Lập hộ chiếu nổ mìn
+ Kỹ thuật thi công
+ Khoảng cách an toàn
+ Xử lý mìn câm
10
THI CÔNG ĐẬP ĐÁ ĐỔ
11
Các loại đập đá đổ
Đập đá đổ có tường tâm, tường nghiêng
chống thấm.
Có nhiều loại vật liệu làm tường tâm và
tường nghiêng khác nhau: đất, bê tông asphalt,
bê tông cốt thép, gỗ.
12
Giới thiệu một số đập đá đổ
Tên đập
Quốc gia
Trên sông
Loại đập
Chiều cao
(m)
Năm
Nurek
Nga
Vakhs
Đá đổ tường lõi đất
300
1971
Maika
Canada
Kolumbia
Đá đổ tường lõi đất
240
1971
Oravill
Mỹ
Fezer
Đá đổ tường lõi đất
224
1967
Tepukstepek
Mexico
Lerma
Đá xếp bê tông bản mặt
37
1927
Kuoich
Anh
Gir Gerry
Đá xếp bê tông bản mặt
33
1956
Axuan
Ai cập
Nin
Đá đổ tường lõi đất
125
1970
Thác Bà
VN
Chảy
Đá đổ tường lõi đất
46
1964-1975
Hòa Bình
VN
Đà
Đá đổ tường lõi đất
120
1980-1990
Tuyên
Quang
VN
Gâm
Đá đổ bê tông bản mặt
95
2001-2008
Cửa Đạt
VN
Chu
Đá đổ bê tông bản mặt
103
2002-2009
13
Mặt cắt đập Hòa Bình trên Sông Đà
14
Mặt cắt đập Axuan trên Sông Nin (Ai Cập)
15
Ưu nhược điểm của đập đá đổ
Ưu điểm:
1. Sử dụng vật liệu tại chỗ
2. Khi thi công ít bị ảnh hưởng bởi thời tiết
3. Kỹ thuật thi công đơn giản, tốc độ nâng cao đập nhanh
với cường độ thi công lớn
4. Có thể cho nước tràn qua đập đang xây dựng dở
5. Yêu cầu chất lượng nền về chịu lực không cao
6. Chịu động đất tốt
Nhược điểm:
1. Thân đập lún tương đối mạnh (1%H)
2. Khối lượng lớn
3. Do mặt cắt chân đập lớn nên đòi hỏi chiều dài công
trình tháo nước thi công lớn
16
17
Nền đập và công tác gia cố nền
1.
–
–
–
2.
–
–
Yêu cầu đối với nền đập
Đủ chịu tải trọng bản thân của đập
Ổn định và bền vững dưới tác động của áp lực nước
Ổn định chống xâm thực, chống sunfat, không trương
nở
Các biện pháp gia cố thường gặp
Đối với nền đá: Gia cố và chống thấm bằng khoan
phụt xi măng
Đối với nền bồi tích: Khoan phụt xi măng + đất sét +
silicat; Tường răng; Tường răng kết hợp với sân phủ;
Tường cừ
18
Chất lượng đá đắp đập
Về cường độ của đá
•
Đối với đập cao H>60m, cường độ R>60MPa, riêng phần tiếp xúc
với sóng ở mái thượng lưu R>80MPa, độ rỗng n<(30÷35)%. Đối
với đập H=(20÷60)m, R=(50÷60)MPa, n<(35÷40)%.
•
Đá mềm yếu chiếm không quá 10%, đất chiếm không quá 5%.
•
Kích thước đá càng lớn càng tốt, lượng đá có d>20cm chiếm
>50%.
•
Ngày nay, với đá đắp đầm nén bằng lu rung 25T tĩnh và >30T
động hoặc đầm bánh hơi cỡ lớn (50÷100)T, tại những khối sau
đâp ở phía trên mực nước có thể dùng đá chất lượng thấp
R=(20÷30)MPa.
19
Chất lượng đá đắp đập
Yêu cầu về cấp phối
Vật liệu làm lọc ngược ở các phần chuyển tiếp phải thỏa mãn điều kiện:
D15
≥ 4÷5
d15
(1)
D15
≤ 4÷5
d 85
(2)
D15 là đường kính hạt vật liệu loại lớn có lượng tích lũy lọt sàng là 15%
d15, d85 là đường kính hạt vật liệu loại nhỏ liền kề có lượng tích lũy lọt sàng là 15%
và 85%.
Điều kiện (1) là điều kiện lọc nước tốt
Điều kiện (2) là điều kiện không gây sạt mái khi mực nước dao động.
Phần chuyển tiếp thường dùng đất cát có hệ số thấm K=10-2cm/s
Đất chống thấm thường có hệ số thấm K=(10-5÷10-7)cm/s, độ ẩm w=(22÷27)%,
dung trọng khô γk=(1.5÷1.6)T/m3.
20
Cấp phối vật liệu đắp đập Cửa Đạt
21
Cấp phối vật liệu đắp đập Cửa Đạt
IIIA
IIID
IIA
IIIC
B¶n mÆt bª t«ng
IIIB
IIB
IIIE
IIIF
Độ rỗng
n(%)
γk
(t/m3)
K
(cm/s)
≤ 18
2.2
10-4
<8
≤ 18
2.2
10-4 ÷ 10-3
<5
20
2.15
> 10-2
< 15
22
2.10
< 20
24
2.05
Khối đắp
Dmax
(mm)
< 5mm
(%)
IIB
40
> 35
IIA
80
35 ÷ 45
IIIA
300
< 25
IIIB
800
IIIC
800
<0.075mm
(%)
22
Sơ đồ mạng gây nổ khai thác đá đắp đập Cửa Đạt
2
3
2
3
hµng lç khoan thø 3
2
1
2
1
2
hµng lç khoan thø 2
1
0
1
0
1
hµng lç khoan thø 1
b
b
3
a
a
a
a
d©y næ
d©y næ 1
lÊp bua
d©y næ 2
lÊp bua
bao thuèc måi næ 2
bao thuèc næ chÝnh 2
cét kh«ng khÝ
bao thuèc måi næ
bao thuèc måi næ 1
bao thuèc næ chÝnh
bao thuèc næ chÝnh 1
a)
b)
a) Næ kh«ng ph©n ®o¹n kk; b) Næ cã ph©n ®o¹n kk
23
Trữ lượng mỏ đá
1. Hệ số tơi xốp sau nổ mìn
K=1.470 ÷ 1.475
Chú ý: Theo Định mức vật tư 22/2001/QĐ-BXD (chương
6) thì K=1.80 là do tính riêng thể tích từng loại đá đã
phân loại sau khi sàng
24
Trữ lượng mỏ đá
Lượng đá tổn thất
a) Tổn thất tại mỏ: (3÷5)%, trung bình 4% khối lượng
do bùn bụi thải bỏ tại chân mỏ
b) Tổn thất do vận chuyển: (1.5÷2.5)% trung bình 2% khối
lượng
c) Tổn thất do lún: (0.5÷1.5)%H, H là chiều cao đập. Gần
đúng (0.5÷1.5)% khối lượng, trung bình 1%.
Tính toán độ lún có thể tham khảo công thức của F.
Lawton và M. Lester: S=0.001H3/2.
Như vậy có thể tính được tỷ lệ tận dụng đá như sau:
• Lớn nhất là
0.97*0.985*0.995 = 0.95
• Trung bình là
0.96*0.98*0.99 = 0.93
• Nhỏ nhất là
0.95*0.975*0.985 = 0.91
Trường hợp phải qua bãi trung chuyển thì phải tính thêm
tổn thất ở bãi trung chuyển và tổn thất vận chuyển một lần
nữa.
25
