Đồ án Thiết kế và xây dựng hầm giao thông qua núi

to¸n chia ®èt ®­îc thùc hiÖn trªn Autocard. ChiÒu dµi mét nöa trôc vá hÇm lµ . . ChiÒu dµi mçi ®èt hÇm sÏ lµ: Sau khi tiÕn hµnh tÝnh to¸n chia ®èt vá hÇm trªn Autocard ta ®­îc kÕt qu¶ nh­ sau. S¬ ®å chia ®èt mét nöa vá hÇm . B¶ng sè liÖu c¸c ®èt vá hÇm. Tiết diện X(mm) Y(mm) j(do) j(rad) Đốt Chiều dài đốt d(m) 1 0 0 90 1.5708 - 2 0 52.5 90 1.5708 1 524.89 3 0 105 90 1.5708 2 524.89 4 0 157.5 90 1.5708 3 524.89 5 0 210 90 1.5708 4 524.89 6 0 262.5 90 1.5708 5 524.89 7 2 214.8 81.353 1.419881 6 524.89 8 13.5 366 73.275 1.278893 7 524.89 9 32.1 415 65.189 1.137765 8 524.89 10 57.4 461 57.121 0.996952 9 524.89 11 88.9 502.9 49.044 0.855981 10 524.89 12 125.9 540.1 41.559 0.725343 11 524.89 13 166.7 573.1 36.364 0.634673 12 524.89 14 210.3 602.2 31.169 0.544003 13 524.89 15 256.4 627.3 25.974 0.453333 14 524.89 16 304.6 648.1 20.779 0.362663 15 524.89 17 354.5 664.5 15.584 0.271993 16 524.89 18 405.6 676.3 10.39 0.18134 17 524.89 19 457.6 383.4 5.195 0.09067 18 524.89 20 510 685.8 0 0 19 524.89 B¶ng tÝnh to¸n ®é cøng cña c¸c gèi ®µn håi: Tiết diện Đốt Chiều dài đốt d(m) K(T/m2) D(Độcứng của gối) 1 - 3.00E+04 1.58E+06 2 1 52.5 3.00E+04 1.58E+06 3 2 52.5 3.00E+04 1.58E+06 4 3 52.5 3.00E+04 1.58E+06 5 4 52.5 3.00E+04 1.58E+06 6 5 52.5 3.00E+04 1.58E+06 7 6 52.5 3.00E+04 1.58E+06 8 7 52.5 3.00E+04 1.58E+06 9 8 52.5 3.00E+04 1.58E+06 10 9 52.5 3.00E+04 1.58E+06 11 10 52.5 3.00E+04 1.58E+06 12 11 52.5 3.00E+04 1.58E+06 13 12 52.5 3.00E+04 1.58E+06 14 13 52.5 3.00E+04 1.58E+06 15 14 52.5 3.00E+04 1.58E+06 16 15 52.5 3.00E+04 1.58E+06 17 16 52.5 3.00E+04 1.58E+06 18 17 52.5 3.00E+04 1.58E+06 19 18 52.5 3.00E+04 1.58E+06 20 19 52.5 3.00E+04 1.58E+06 Chân vòm 20 52.5 4.00E+04 2.43E+03 X¸c ®Þnh t¶I träng. AL§T th¼ng ®øng. ChiÒu cao vßm ¸p lùc. Ta cã s¬ ®å vßm ¸p lùc nh­ sau. ¸p lùc ®Þa tÇng th¼ng ®øng tiªu chuÈn lµ. ¸p lùc ®Þa tÇng th¼ng ®øng tÝnh to¸n lµ . ¸p lùc ngang ®Þa tÇng (x¸c ®Þnh theo c«ng thøc Cu-Kl«ng). HÖ sè ¸p lùc ngang. ¸p lùc ®Þa tÇng n»m ngang. ¸p lùc ngang t¹i ®¸y mãng. Ap lùc ngang cña ®Þa tÇng ph©n bè d¹ng bËc nhÊt t¸c dông lªn kÕt cÊu vá hÇm .§Ó ®¬n gi¶n cho tÝnh to¸n quy vÒ d¹ng ph©n bè ®Òu vãi trÞ sè b»ng trung b×nh céng cña ¸p lùc ngang t¹i ®Ønh vßm vµ ch©n vßm. Ta §®îc nh­ sau. S¬ ®å x¸c ®Þnh AL§T th¼ng ®øng lªn vá hÇm. T¶I träng do träng l­îng vá hÇm. Träng l­îng cña kÕt cÊu vá hÇm x¸c ®Þnh theo kÝch th­íc cña vá hÇm vµ träng l­îng riªng cña vËt liÖu bª t«ng vá hÇm. T¶I träng do träng l­îng b¶n th©n kÕt cÊu vá hÇm ®­îc khai b¸o va tÝnh to¸n b»ng phÇn mÒm Sap2000. tÝnh to¸n vá hÇm . ViÖc tÝnh to¸n néi lùc kÕt cÊu vá hÇm ®­îc thôc hiÖn trong phÇn mÒm Sap 2000.ViÖc tÝnh to¸n néi lùc trong phÇn mÒn bao gåm c¸c c«ng viÖc vµ tr×nh tù nh­ sau. Khai b¸o vµ ®Þnh nghÜa vËt liÖu dïng trong kÕt cÊu. Khai b¸o vµ ®Þnh nghÜa c¸c lo¹i mÆt c¸t dïng trong ph©n tÝch vµ tÝnh to¸n kÕt cÊu bao gåm c¶ viÖc kh¸I b¸o vµ ®Þnh nghÜa c¸c tiÕt diÖn cã mÆt c¾t thay®æi.V× vá hÇm cã chiÒu dµy thay ®æi vµ khi tÝnh to¸n ta chia vá hÇm ra thµnh c¸c ®o¹n nhá nhu ®· tr×nh bµy trong nguyªn lý tÝnh to¸n vá hÇm bªn trªn. TiÕn hµnh m« h×nh hãa kÕt cÊu vá hÇm trong phÇn mÒm Sap 2000 bao gåm; +NhËp c¸c phÇn tö cña kÕt cÊu vá hÇm vµ Sap 2000 tõ AotuCad. +TiÕn hµnh khai b¸o vµ g¸n c¸c m¹t c¾t vµo c¸c phÇn tö . +TiÕn hµnh ®Æt tªn cho c¸c phÇn tö vá(c¸c thanh vá hÇm)vµ c¸c gèi ®µn håi §Þnh nghÜa c¸c ®iÒu kiÖn biªn bao gåm khai b¸o c¸c gèi dµn håi vµ c¸c thanh liªn kÕt hai ®Çu khíp TiÕn hµnh m« h×nh hãa c¸c lo¹i tØa träng t¸c dung kªn kÐt cÊu vá hÇm bao gåm: +Khai b¸o c¸c lo¹i t¶I träng(t¶I träng b¶n th©n ,¸p lùc ®Þa tÇng th¼ng ®øng, ¸p lùc ®¹i tÇng n»m ngang).Vµ khai b¸o c¸c tæ häp t¶I träng dung trong tÝnh to¸n. +§Þnh nghÜa c¸c lo¹i t¶I träng t¸c dông lªn kÕt cÊu. TiÕn hµnh kiÓm tra l¹i qua tr×nh m« h×nh hãa tr­íc khÝ ch¹y ch­¬ng tr×nh. TiÕn hµnh ch¹y ch­êng tr×nh vµ kiÓm tra kÕt qña tÝnh to¸n,thôc hiÖn c«ng t¸c lÆp thay ®æi c¸c ®iÒu kiÖn biªn cho phï hîp vãi d¹ng lµm viÖc thùc tÕ cho ®Ðn khi nhËn ®­îc kÕt qu¶ vãi ®é chÝnh x¸c mong muèn. TiÕn hµnh xuÊt c¸c kÕt qu¶ néi lùc trong kÕt cÊu(biÓu ®å momen, lùc däc vµ c¸c kÕt qu¶ kh¸c) TiÕn hµnh khai b¸o vµ ®Þnh nghÜa c¸c lo¹i vËt liÖu dïng trong tÝnh to¸n. Trong qu¸ tr×nh m« h×nh hãa vµ tÝnh to¸n ta sö dông 3 lo¹i vËt liÖu chÝnh lµ: VËt liÖu bª t«ng lµm vá hÇm .Bª t«ng vá hÇm cã c¸ tÝnh chÊt chÝnh sau: Be t«ng m¸c M200 cã C­êng dé chÞu nÐn: Rn=9(MPa)=90(KG/cm2). C­êng dé chÞu kÐo :Rk=0.75(MP)=7.5 (KG/cm2). M« duyn ®µn håi:Ec=2,4.(T/m2). HÖ sè gi·n në v× nhiÖt lµ: a=0.2. Träng l­îng riªng gc=2.4(T/m3). VËt liÖu cña c¸c gèi ®µn håi chÞu nÐn cã.: Träng l­îng riªng g = 0(T/m3). M« duyn ®µn håi: E=K=3.(t/m2). VËt liÖu cña c¸c gèi ®µn håi chÞu kÐo cã.: Träng l­îng riªng g = 0(T/m3). M« duyn ®µn håi rÊt nhá lÊy b»ng: E=1(T/m2). TiÕn hµnh khai b¸o vµ ®Þnh nghÜa c¸c lo¹i mÆt c¾t dung trong tÝnh to¸n. Vá hÇm ®ù¬c chia thµnh 38 ®o¹n nhá vãi c¸c mÆt c¾t t¹i c¸c vÞ trÝ nh­ sau.Vì vỏ hầm đôi xúng nên ta khai báo các mặt cắt như sau Tiết diện Mặt cắt Đốt Chiều dài đốt d(m) t3(m) t2(m) 1 Chân vòm - 1 0.9 2 Chân vòm 1 0.525 1 0.9 3 Chân vòm 2 0.525 1 0.9 4 Chân vòm 3 0.525 1 0.9 5 Chân vòm 4 0.525 1 0.9 6 Chân vòm 5 0.525 1 0.9 7 MC1 6 0.525 1 0.891 8 MC2 7 0.525 1 0.874 9 MC3 8 0.525 1 0.85 10 MC4 9 0.525 1 0.822 11 MC5 10 0.525 1 0.789 12 MC6 11 0.525 1 0.752 13 MC7 12 0.525 1 0.718 14 MC8 13 0.525 1 0.687 15 MC9 14 0.525 1 0.661 16 MC10 15 0.525 1 0.639 17 MC11 16 0.525 1 0.622 18 MC12 17 0.525 1 0.61 19 MC13 18 0.525 1 0.602 20 Đỉnh vòm 19 0.525 1 0.6 Gối nén Gối nén 1 1 0.525 Gói kéo Gói kéo 1 1 0.525 Ta khai bao c¸c mÆt c¾t cã tiÕt ®æi thay ®æi cho c¸c ®o¹n vá hÇm (thanh)trong ph¹m vi vá hÇm cã tiÕt diÖn thay ®æi. Nh­ sau Tiết diện Mặt cắt thay đổi Tên MC đầu MC cuối 6 T1 Chân vòm MC1 7 T2 MC1 MC2 8 T3 MC2 MC3 9 T4 MC3 MC4 10 T5 MC4 MC5 11 T6 MC5 MC6 12 T7 MC6 MC7 13 T8 MC7 MC8 14 T9 MC8 MC9 15 T10 MC9 MC10 16 T11 MC10 MC11 17 T12 MC11 MC12 18 T13 MC12 MC13 19 T14 MC13 Đỉnh vòm 20 T15 Đỉnh vòm MC13 21 T16 MC13 MC12 22 T17 MC12 MC11 23 T18 MC11 MC10 24 T19 MC10 MC9 25 T20 MC9 MC8 26 T21 MC8 MC7 27 T22 MC7 MC6 28 T23 MC6 MC5 29 T24 MC5 MC4 30 T25 MC4 MC3 31 T26 MC3 MC2 32 T27 MC2 MC1 33 T28 MC1 Chân vòm TiÕn hµnh m« h×nh hãa kÕt cÊu vá hÇm . Sau khi ®· cã m« h×nh kÕt cÊu vá hÇm nhËp vµo tõ Auto CAD ta tiÕn hµnh g¸n c¸c mÆt c¾t cã tiÕt diÖn kh«ng ®æi vµ thay ®æi ®ång thêi tiÕn hµnh ®Æt tªn cho c¸c thanh vá hÇm nhu sau. Tên thanh Tiết diện Mặt cắt thay đổi Đầu Cuối Tên MC đầu MC cuối PT1 1 2 Chân vòm Chân vòm PT2 2 3 Chân vòm Chân vòm PT3 3 4 Chân vòm Chân vòm PT4 4 5 Chân vòm Chân vòm PT5 5 6 Chân vòm Chân vòm PT6 6 7 T1 Chân vòm MC1 PT7 7 8 T2 MC1 MC2 PT8 8 9 T3 MC2 0 PT9 9 10 T4 MC3 0 PT10 10 11 T5 MC4 0 PT11 11 12 T6 MC5 0 PT12 12 13 T7 MC6 0 PT13 13 14 T8 MC7 0 PT14 14 15 T9 MC8 0 PT15 15 16 T10 MC9 0 PT16 16 17 T11 MC10 0 PT17 17 18 T12 MC11 0 PT18 18 19 T13 MC12 0 PT19 19 20 T14 MC13 0 PT20 20 21 T15 0 MC13 PT21 21 22 T16 MC13 MC12 PT22 22 23 T17 MC12 MC11 PT23 23 24 T18 MC11 MC10 PT24 24 25 T19 MC10 MC9 PT25 25 26 T20 MC9 MC8 PT26 26 27 T21 MC8 MC7 PT27 27 28 T22 MC7 MC6 PT28 28 29 T23 MC6 MC5 PT29 29 30 T24 MC5 MC4 PT30 30 31 T25 MC4 MC3 PT31 31 32 T26 MC3 MC2 PT32 32 33 T27 MC2 MC1 PT33 33 34 T28 MC1 Chân vòm PT34 34 35 Chân vòm Chân vòm PT35 35 36 Chân vòm Chân vòm PT36 36 37 Chân vòm Chân vòm PT37 37 38 Chân vòm Chân vòm PT38 38 39 Chân vòm Chân vòm TiÕn hµnh khai bao c¸c ®iÒu kiÖn. Khai b¸o vµ ®ÞnhnghÜa c¸c ®iÒu kiÖn biªn bao gåm. Khai b¸o c¸c gèi dÇn håi t¹i vÞ trÝ ch©n vßm víi c¸c th«ng sè sau: +M« duyn ®µn håi cña vËt liÖu nÒn t¹i ch©n vßn theo ph­¬ng th¼ng ®ønglµ +M« duyn ®µn håi cña vËt liÖu nÒn t¹i ch©n vßn theo ph­¬ng th¼ng ngang lµ +M« duyn ®µn håi cña v¹t liÖu nÒn t¹i ch©n vßn theo chèng xoay lµ :µ KÕt qu¶ khai b¸o gèi ®µn håi t¹i ch©n vßn nh­ sau: Liªn kÕt t¹i vÞ trÝ ®Çu thanh thay thÕ cho t¸c dông cña ®Þa tÇng lµ liªn kÐt gèi di ®éng do ®ã khi khai b¸o ®iÒu kiÖn biªn t¹i c¸c nót nµy ta chi gi÷ l¹i thµnh phÇn lùc theo ph­¬ng däc truc cßn l¹i ta gi¶ phãng hÕt 2 thµnh phµn cßn lai. KÕt qu¶ khai b¸o c¸c goi di ®äng t¹i c¸c thanh nh­ sau. Gi¶i phãng liªn kÕt ®Çu cßn l¹i cña c¸c thanh thay thÕ cho kh¸ng lùc ®µn håi ®ua c¸c thanh nµy vÒ thanh 2 ®Çu khíp >kÕt qu¶ ta ®­îc nh­ sau: TiÕn hµnh khai bao c¸c lo¹i t¶I träng. Ta tiÕn hµnh ®Þnh nghÜa c¸c lo¹i t¶i träng: +Dead: lµ t¶I träng b¶n th©n kÕt cÊu vá hÇm. +ALTD: Lµ ¸p lùc ®Þa tÇng th¼ng ®øng. +ALN: Lµ ¸p lùc ®Þa tÇng n»m ngang. Khai b¸o c¸c lo¹i tæ hîp träng. +TTCD1: Lµ tæ hîp t¶i träng theo trang TTGHC§I. Trong tæ hîp nµy ta lÊy hÖ hÖ sè t¶i träng cho Dead lµ g=1.2 cßn ALTD vµ ALN lµ g=1 +TTSD: Lµ tæ hîp t¶i träng theo trang TTGHSD. Trong tæ hîp nµy ta lÊy hÖ hÖ sè t¶iträng cho Dead lµ g=1 cßn ALTDlµ g=0.6667 vµ ALN lµ g=0.8333 TiÕn hµnh ®Þnh nghÜa c¸c lo¹i träng. +T¶i träng th¶ng ®øng th× kh¸I b¸o hÖ sè träng l­îng t¸c dông lµ :-1.Sau khi khai b¸o t¶I träng b¶n th©n ta ®­îc kÕt qu¶ nh­ sau. + T¶i träng th¼ng ®øng(ALTD) t¸c dông lªn c¸c thanh n»m trong pham vi phÇn vßm cong cña vá hÇm víi c­êng ®é lµ :-9.146(T/m). Sau khi khai khai b¸o t¶i träng ALTD ta ®­îc kÕt qu¶ nh­ sau. +T¶i träng n»m ngang(ALN) t¸c dông lªn c¸c thanh n»m trong pham vi 1/2 vá hÇm bªn tr¸i víi c­êng ®é lµ :0.6(T/m) vµ lªn c¸c thanh n»m trong pham vi 1/2 vá hÇm bªn ph¶i víi c­êng ®é lµ :-0.6(T/m). Sau khi khai khai b¸o t¶i träng ALN ta ®­îc kÕt qu¶ nh­ sau. TiÕn hµnh ch¹y ch­¬ng tr×nh . Sau khi ®· hoµn thµnh tÊt c¶ c¸c c«ng viÖc khai b¸o ,m« h×nh hâa kÕt cÊu ta tiÕn hµnh ch¹y ch­¬ng tr×nh tÝnh to¸n vµ kiÓn tra kÕt qu¶ tÝnh to¸n néi lùc. Sau khi ch¹y lÇn thø nhÊt kiÓm tra xem ë nhóng khu vÞc vá hÇm cã biÕn d¹ng vÒ phÝa ®Þa tÇng th× thay thª c¸c gèi nÕn t¹i ®ã b»ng c¸c gèi kÐo.Ta tiÕn hµnh lÆp cho tíi khi kÕt qu¶ néi lùc vµ biÕn d¹ng cña kÕt cÊu vá hÇm lµ kh«ng ®æi hoÆc kh¸c nhau kh«ng ®¸ng kÓ th× dõng l¹i. Sau hi ®· ch¹y ch­¬ng tr×nh vµ tiÕn hµnh ch¹y lÆp ®Ðn kÕt qu¶ ta cã ®­îc kÕt qu¶ nh­ sau. S¬ ®å tÝnh to¸n kÕt c©u vá hÇm chän lµm tÝnh to¸n thiÕt kÕ. S¬ ®å c¸c lo¹i mÆt c¾t trong c¸c ph©n tö chän lµm tÝnh to¸n thiÕt kÕ. BiÓu ®å momen uèn trong kÕt cÊu vá hÇm ë TTGHC§I. BiÓu ®å lôc däc trong hÇm ë TTGHC§I. KiÓm tra kh¶ n¨ng chÞu lùc cña kÕt cÊu vá hÇm. Khi kiÓm tra kh¶ n¨ng chÞu lùc cña kÕt cÊu vá hÇm ta tiÕn hµnh kiÓm tra theo 2 tr­êng hîp lµ tiÕt diÖn cña kÕt cÊu vá hÇm chÞu nÐn lÖch t©m bÐ vµ nÐn lÖch t©m lín. NÕu tiÕt diÖn chÞu nÐn lÖch t©m bÐ (®é lÖch t©m e=M/n <0,225.d) th× tiÕt diÖn hÇm ®­îc kiÓm tra theo c«ng thøc . NÕu tiÕt diÖn chÞu nÐn lÖch t©m lín (®é lÖch t©m e=M/n .0,225.d) th× tiÕt diÖn hÇm ®­îc kiÓm tra theo c«ng thøc. Trong ®ã : + Lµ lùc nÐn cña tiÕt diÖn kiÓm tra. + Lµ lùc nÐn giíi h¹n cuat tiÕt diÖn (kh¶ n¨ng chÞu nÐn cña tiÕt diÖn) +m: Lµ hÖ sè ®iÒu kiÖn lµm viÖc (kÓ tíi sù sai lÖch cña s¬ ®å lµm viÖc ). LÊy m=0,9. +:C­êng ®é chÞu nÐn cña bª t«ng vá hÇm . +: C­êng ®é chÞu kÐo cña bª t«ng vá hÇm. + b: Lµ chiÒu réng tÝnh to¸n cña ®«t vá hÇm (b=1m) +d: ChiÒu dµy tiÕt diÖn vá hÇm kiÓm tra. +e: §é lÖch t©m cña tiÕt diÖn vá hÇm . +1,75: Lµ hÖ sè xÐt ®Õn t¨ng kh¶ n¨ng chÞu lùc do biÕn d¹ng dÎo. Sau khi tÝnh to¸n ta cã b¶ng sau. Tiết diện M(Tm) N(T) e(m) d(m) 0,225d (m) Kiểu lệch tâm Rn (T/m2) Rk (T/m2) m Ngh (T) 1 -0.700 -92.163 0.0076 0.9 0.2025 Nhỏ 900 75 0.9 716.91 Đạt 2 -1.569 -90.760 0.0173 0.9 0.2025 Nhỏ 900 75 0.9 702.03 Đạt 3 -2.263 -89.358 0.0253 0.9 0.2025 Nhỏ 900 75 0.9 690.16 Đạt 4 -2.782 -87.955 0.0316 0.9 0.2025 Nhỏ 900 75 0.9 681.13 Đạt 5 0.434 -86.553 0.0050 0.9 0.2025 Nhỏ 900 75 0.9 720.96 Đạt 6 8.849 -85.751 0.1032 0.9 0.2025 Nhỏ 900 75 0.9 593.01 Đạt 7 22.962 -82.242 0.2792 0.891 0.2005 Lớn 900 75 0.9 119.59 Đạt 8 31.663 -77.698 0.4075 0.874 0.1967 Lớn 900 75 0.9 57.43 Không 9 35.159 -72.137 0.4874 0.85 0.1913 Lớn 900 75 0.9 41.14 Không 10 34.307 -65.929 0.5204 0.822 0.1850 Lớn 900 75 0.9 34.70 Không 11 29.984 -59.435 0.5045 0.789 0.1775 Lớn 900 75 0.9 32.86 Không 12 23.053 -53.450 0.4313 0.752 0.1692 Lớn 900 75 0.9 36.39 Không 13 15.034 -48.403 0.3106 0.718 0.1616 Lớn 900 75 0.9 53.15 Đạt 14 7.240 -43.925 0.1648 0.678 0.1526 Lớn 900 75 0.9 174.60 Đạt 15 0.038 -40.094 0.0010 0.661 0.1487 Nhỏ 900 75 0.9 533.86 Đạt 16 -6.260 -36.969 0.1693 0.639 0.1438 Lớn 900 75 0.9 127.95 Đạt 17 -11.402 -34.600 0.3295 0.622 0.1400 Lớn 900 75 0.9 33.72 Không 18 -15.195 -33.021 0.4602 0.61 0.1373 Lớn 900 75 0.9 20.43 Không 19 -17.511 -32.253 0.5429 0.602 0.1355 Lớn 900 75 0.9 16.12 Không 20 -18.286 -32.303 0.5661 0.6 0.1350 Lớn 900 75 0.9 15.21 Không Từ kết quả của bảng kiểm toán tiết diện ta thấy tiết diện vỏ hầm dã thiết kế có các tiết điện không đảm bảo khả năng chịu lực do đó ta phải có các biện pháp điều chỉnh thiết kế để các tiết diện vỏ hầm đủ khả năng chịu lực . Trong thực tế thiết kế và thi công xây dụng hầm có một số các biện pháp chính sau. +Biện pháp thứ nhất: Là tăng khả năng chịu của tiết diện bằng cách tăng cường đọ chịu nén và chịu kéo của bê tong lên hay nói cách khác ta tăng mác bê tông lên. +Biện pháp thứ hai:Tăng chiều dày của kết kết cấu vỏ hầm lên để giảm độ lẹch tâm do mô men uốn gây ra. +Biện pháp thứ ba :Là ta tiến hành thiết kế lại khuôn trong và khuôn ngoài cho kết cấu vỏ hầm. +Biện pháp thứ tư : Là ta tiến hành đặt côt thép vào khu vực có các tiết diện chịu lệch tâm lớn do mô men uốn và khi đó ta tính toán các tiết tiết diện vỏ hầm là một kết cấu bê tông cốt thép chịu uốn chứ không tính toán kiểm tra tiến diện theo tiết diên chịu nến lệch tâm nữa Nhận xét các phương án điều chỉnh thiết kế: +Với phương án 1 là phương án tăng mác bê tông: Ta thấy kết cấu vỏ hầm chỉ có một số các tiết diện chịu lệch tâm lớn là không đẩm bảo khả năng chịu lực còn các tiết diện còn lại thì đảm bảo khả năng chịu lục nên khi ta tiến hành tăng tăng khả nawgn chịu lực của vật liệu vỏ hầm (tăng Mác bê tông vỏ hầm) sẽ gây lãng phí và tốn kếm vật liệu .Cho thấy phương án này không hiệu quả kinh thế không cao. + Với phương án 2 là phương án tăng chiều dày của kết cấu vỏ hầm: Kết cấu vỏ hầm chỉ có một số các tiết diện chịu lệch tâm lớn là không đẩm bảo khả năng chịu lực còn các tiết diện còn lại thì đảm bảo khả năng chịu lục .Khi ta tiến hành tằn chiều dày vỏ hầm dãn tới phải tăng khối lượng bê tông vỏ hầm lên nhiều đồng thời vói đó là tăng tải trọng bản than kết cấu nên khả nawgn cải thiện độ lẹch tâm là không lón .Mặt khác khi tăng chiều dày vỏ hầm sẽ dẫn tới tăng diện tích hang đào làm tăng khối lượng công tác đào phá xúc bốc vận chuyển đất đá .Cho thấy phương án làm tăng khối lượn vật liệu và khối lượng công tác đào phá xúc bốc gây lãng phí không cần thiết nhiều và hiệu quả tăng khả năng chịu lục của tiết diện không cao . + Với phương án 3 là phương án tăng tiến hành tính toán thiết kế lại khuôn trong và khuôn ngoài kết cấu vỏ hầm: Ta thấy phương án này làm phức tạp cho công tác thiết kế làm thay đổi mặt cắt ngang kết cấu vỏ hầm và cũng dẫn tới có khả năng sẽ làm tăng tiết diện hang đào .Ta thấy phương án này có tính khả thi cũn không cao. +Ta thấy với phương án thứ 4: Đó là tiến hành bố trí cốt thếp tại khu vực kết cấu vỏ hầm có đọ lệch tâm lớn và không đảm bảo chịu lực.Với các khu vực không đảm bảo chịu lực ta chỉ cần tiến hành bố trí cốt thép và tính toán kiểm tra tiết diện như tiết diện của kết cấu bê tông cốt thép bình thường .Ta thấy phương án này khá tiết kiệm vất liệu, và tính toán cũng khá đơn giản không máy phức tạp,khối lượng vật liệu bê tông vỏ hầm không thay dổi nhiều và quan trọng nhất là mặt cắt ngang hầm đã chon thiết kế tính toán không bị thay đổi gi cả. Vậy kiến nghị đề xuất biện pháp thiết kế cho các mặt cắt có độ lệch tâm lớn không đảm bảo khả năng chịu lực là tiến hành bố trí cốt thép tại khu vực mà các tiết diện không đảm bảo khả năng chịu lực do có độ lệch tâm lớn và tính toán kiển tra khả năng chịu lực của mặt cắt là mặt cắt của kết cấu bê tông cốt . PhÇn iii:tæ chøc thi c«ng hÇm Chän ph­¬ng ¸n thi c«ng hÇm. Chän ph­¬ng ph¸p thi c«ng hÇm lµ mét kh©u quan träng trong thiÕt kÕ vµ x©y dùng hÇm, quyÕt ®Þnh c¸c biÖn ph¸p kÜ thuËt thi c«ng cã ¶nh h­ëng rÊt lín ®Õn tiÕn ®é c«ng tr×nh, thêi h¹n thi c«ng vµ gi¸ thµnh c«ng tr×nh. Dùa vµo ®Æc ®iÓm ®Þa chÊt cña tuyÕn hÇm lµ:HÇm t­¬ng ®èi ng¾n cã L=270 m gåm 2 líp ®Þa chÊt nh­ sau: +Líp 1 dµi 23 (§¸ GranÝt f=8). +Líp 2 dµi 247 m (§¸ Alevr«lÝt f = 2,5-3).LÊy f=2,5 trong tÝnh to¸n thiÕt kÕ. VËy ta ®Ò xuÊt ph­¬ng ph¸p thi c«ng nh­ sau: +Líp ®¸ GranÝt (23 m) ta ¸p dông ph­¬ng ph¸p ®µo toµn tiÕt diÖn kÕt hîpvíi neo ,víi chiÒu dµi ®o¹n thi c«ng lµ 16.25 m. + Líp ®¸ Alevr«lÝt (247m,f=2,5) ta ¸p dông ph­¬ng ph¸p ®µo bËc thang trªn. Sö dông neo vµ bª t«ng phun ®Î gia cè vµ chèng t¹m, víi chiÒu dµi ®o¹n thi c«ng lµ 241.8m. ThiÕt kÕ khoan næ m×n. X¸c ®Þnh tiÕt diÖn tÝnh to¸n khoan næ m×n. Nh­ trªn ta ®· kiÕn nghÞ biÖn ph¸p dµo hang ®ã vµ biÖn ph¸o ®µo bËc thang trªn.Toµn bé tiÕt diÖn hang ®µo cã chiÒu réng lµ 11,1 m ,vµ chiÒu cao tiÕt diÖn hang ®µo lµ 7,16 m do ®ã ta kiÕn nghÞ chän: ChiÒu cao cña bËc thang ®µo d­íi lµ:3m . ChiÒu cao cña bËc thang ®µo trªn lµ :4,16m Víi chiÒu cao cña bËc thang trªn vµ duois nh­ trªn th× ta thÊy diÖn tÝch tiÕt diÖn hang ®µo cña bËc thang trªn vµ ®­í lµ xÊp xØ nhau .Ta cã s¬ ®å tiÕt diÖn hang ®µo b¹c thang nh­ sau. Ta tiÕn hµnh tÝnh to¸n thiÕt kÕ khoan næ m×n cho tiÕt diÖn cña phÇn g­¬ng ®µo cña bËc thang trªn.PhÇn hang ®µo tÝnh to¸m khoan næ m×n lµ phÇn bªn trªn kh«ng g¹ch chÐo trong h×nh d­íi. KiÕn nghÞ lùa chän thiÕt bi thi c«ng . TiÕt diÖn phÇn bËc thang trªn cã chiÒu réng yªu cÇu lµ 11,1m, chiÒu cao yªu cÇu lµ 4,16m do ®ã kiÕn nghÞ thiÕt bÞ thi c«ng khoan næ m×n lµ: Khoan g­¬ng b»ng 1 m¸y khoan hÇm Boomer 322(do h·ng Alascopco cña Thuþ §iÓn s¶n xuÊt) cã bè trÝ 2 m« ®un khoan .§ång thêi kiÕn nghÞ chän 2 bóa khoan neo lµ bóa khoan h¬i Ðp gi¸ ®ì co rót do Liªn X« s¶n xuÊt. Vµ vËn chuyÓn b»ng « t«. Xóc bèc b»ng m¸y xóc d¹ng PHb kh«ng gÇu d¹ng tay v¬ do Liªn X« x¶n xuÊt . B­íc ®µo vµ chiÒu s©u khoan næ m×n. ChiÒu s©u khoan lç m×n ®­îc x¸c ®Þnh trªn c¸c c¬ së lµ : §iÒu kiÖn æn ®Þnh cña nãc hang ®µo,thêi gian cña chu k× thi c«ng,n¨ng lùc cña thiÕt bÞ khoan . Theo n¨ng lùc cña m¸y khoan ( m¸y Boomer 322) th× chiÒu s©u khoan ngËp cÇn cña m,¸y khoan lµ Theo ®iÒu kiÖn æn ®Þnh cña nãc hang ®µo th× víi hÖ sè kiªn cè cña ®¸ lµ ta cã gi¸ trÞ b­íc ®µo lµ m .HÖ sè sö dông lç m×n h=0,9 th× chiÒu s©u khoan lç m×n lµ Khi thi c«ng dïng m¸y khoan Boomer 352 lµ lo¹i m¸y khoan nÆng (m¸y cã tæng träng l­îng lµ 27tÊn) vµ tiÕn hµnh xóc bèc lµ b»ng c¬ giíi ,tø thùc tÕ thi c«ng hÇm th× víi ®iÒu kiÖn nµy th× chiÒu s©u lç khoan hîp lÝ lµ . VËy s¬ bé ta kiÕn nghÞ chän chiÒu s©u khoan cña lç m×n lµ . Ph­¬ng ph¸p næ m×n. Thi c«ng khoan næ m×n theo ph­¬ng ph¸p næ m×n t¹o biªn vi sai sö dông kÝp næ ®iÖn . B­íc ®µo lµ. Sö dông d¹ng ®ét ph¸ vµ nªm ®øng .Cã diÖn tÝch thiÕt kÕ cña hang lµ . Cã vµ do ®ã sè l­îng lç m×n ®ét ph¸ lµ 4-6 lç.KiÕn nghÞ chän sè l­îng lç m×n ®ét ph¸ lµ 6 lç. §ång thêi tõ f=2,5 tra b¶ng ta ®­îc kho¶ng c¸ch c¸c lç ®ét ph¸ theo ph­¬ng ®øng lµ: . C¸c lç ®ét ph¸ khoan s©u h¬n mÆt ph¼ng c¸c lç m×n ph¸,biªn vµ ®¸y 1 kho¶ng lµ(0,1-0.15)l0 : 25(cm)=0,25(m). Chän kho¶ng c¸ch c¸c lç ®ét ph¸ t¹i ®¸y c¸c lç m×n lµ:20 cm=0,2m. Chän gãc nghiªng cóa c¸c lç ®ét ph¸ lµ: .Tõ ®ã ta cã ®­îc kho¶ng c¸ch c¸c lç ®ét ph¸ trªn g­¬ng ®µo lµ . ChiÒu dµi lç ®ét pha cã tÝnh tíi gãc nhgiªng: tÝnh to¸n vµ bè trÝ lç m×n trªn g­¬ng ®µo. G­¬ng ®µo tÝnh to¸n: tÝnh to¸n sè l­îng lç m×n. Næ m×n t¹o biªn nªn sè l­îng lç m×n cÇn thiÕt ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau. Trong ®ã: :lµ chu vi hang ®µo theo ®­êng biªn thiÕt kÕ kh«ng kÓ ®¸y( P0= 15,14 m). : Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c lç m×n biªn, víi ®¸ toµn khèi cã f =2,5 chän m. : ChiÒu réng ®¸y hang ®µo, =11,1 m. : Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c lç m×n ®¸y, chän : Lµ diÖn tÝch nh©n trong tiÕt diÖn ngang cña hang ®µo ®­îc x¸c ®Þnh th«ng qua gi¸ trÞ ®­êng kh¸ng nhá nhÊt cña lç m×n biªn Víi m :Lµ hÖ sè phô thuéc lµ hÖ sè kiªn cè(f=2.5 ®¸ lµ ®¸ mÒm) nªn m=0,8-0,9 LÊy m=0,9 ta ®­îc . Chän vµ c¸c lç ®¸y bè trÝ c¸ch ®¸y hang 0,15(m).Ta ®­îc . +d: Lµ ®­êng kÝnh cña thái thuèc næ( d =36 mm = 3,6 (cm)). : Lµ l­îng tiªu hao thuèc næ ®¬n vÞ x¸c ®Þnh cho lo¹i thuèc næ Am«nit N0 6 .Tra b¶ng ta ®­îc.(v× diÖn tÝch hang §µo xÊp xØ 35,3465m2 nªn m=1). : HÖ sè lÊp ®Çy lç m×n( tra b¶ng theo hÖ sè kiªn cè f=2,5) ta ®­îc : Lµ ®é chÆt cña thuèc næ ,x¸c ®Þnh víi Am«nÝt . : Lµ hÖ sè lµm chÆt trong qu¸ tr×nh n¹p ,víi Am«nit b¸nh . Do ®ã sè l­îng lç m×n ë g­¬ng lµ. Trong ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt: f=2,5 ta cã thÓ chän kho¶ng c¸ch tõ hµng lç m×n biªn tíi hµng lç m×n ph¸ liÒn kÒ nh­ sau: Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c hµng lç m×n ph¸ : Trong ®ã K1 vµ W lµ c¸c hÖ sè x¸c ®Þnh theo b¶ng chon ®­îc lµ: +K2 = 1. + W=1,2(m). Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c lç m×n ph¸ trong mét hµng: Trong ®ã K1 vµ W lµ c¸c hÖ sè x¸c ®Þnh theo b¶ng chon ®­îc lµ: +K2 = 1. + W=1,2(m). Tõ sè l­îng lç m×n tÝnh ®­îc vµ thùc tÕ bè trÝ trªn g­¬ng ®µo ta bè trÝ nh­ sau . + 4 lç m×n ®ét ph¸ c¸ch nhau a=0.6m,b=1,7 m. +15 lç m×n ph¸ (cã ®­êng kh¸n W=1,2 m). +23 lç m×n biªn c¸c lç c¸ch nhau 0,65 m. + 11 lç m×n ®¸y c¸c lç c¸ch nhau 0,9 m. VËy tæng sè l­îng lç m×n bè trÝ lµ :53 lç S¬ ®å bè trÝ lç m×n nh­ sau. tÝnh to¸n x¸c ®Þnh l­îng tiªu hao thuèc næ. Tõ l­îng tiªu hao thuèc næ ®¬n vÞ ta s¬ bé x¸c ®Þnh khèi l­îng thuèc næ cho mét chu k× ®µo lµ. Víi c¸c lç m×n biªn dïng kÕt cÊu n¹p c¸ch ®o¹n gåm 6 thái thuèc næ Am«nit N0 20 ®­êng kÝnh nhá (träng l­îng 5x100=500 g) vµ hai thái thuèc næ Am«nit N0 6 ®­êng kÝnh 3,6cm (träng l­îng 2x200=400 g) ë ®¸y . Do ®ã träng l­îng thuèc næ cho 1 lç m×n biªn lµ 0,9Kg víi mËt ®é 0,36Kg/m. Tæng träng l­îng thuèc næ cho 33 lç m×n biªn lµ: Trong ®ã: +1: Lµ 2 tho¶i thuèc næ Amonit N6. +2: Lµ thuèc næ måi. +3: Lµ thuèc næ Amonit N20. +4: Lµ thanh nøa dïng ®Ó buéc c¸c tho¶i thuèc næ tõ bªn ngoµi. +5:Lµ nót m×n phÝa ®Çu lç m×n(Lµ hçn hîp c¸t vµ sÐt víi tû lÖ 1:3 ,®é Èm tõ 18%-20%) L­îng thuèc næ trung b×nh cho mét lç m×n lo¹i kh¸c lµ: L­îng thuèc næ cho mét lç m×n ®ét ph¸ lÊy lín h¬n lç m×n ph¸ 15% do ®ã l­îng thuèc næ cho 1 lç ®ét ph¸ lµ: VËy tæng träng l­îng thuèc næ cho c¸c lç m×n ®ét ph¸ lµ: L­îng thuèc næ cho 1 lç m×n ph¸ vµ lç m×n ®¸y lµ : Tæng träng l­îng thuèc næ cho c¸c lç ph¸ lµ : Tæng träng l­îng thuèc næ cho c¸c lç ®¸y lµ : Víi träng l­îng mét thái thuèc næ lµ 0.2kg, ta tÝnh ®­îc l­îng thuèc næ thùc tÕ nh­ sau: Lç m×n ph¸: +Cho mét lç m×n: 6thái Amonit No6, träng l­îng 6.0,2=1,2(kg). +Tæng l­îng thuèc næ: 1,2.15 = 18(kg). Lç m×n ®ét ph¸: +Cho mét lç m×n: 6 thái Amonit No1, träng l­îng 4.0,2=1,2(kg). +Tæng l­îng thuèc næ: 4.1,2=4,8(kg). Lç m×n ®¸y: +Cho mét lç m×n: 6 thái Amonit No1, träng l­îng 6.0.2=1,2(kg). +Tæng l­îng thuèc næ: 11.1,2=13,2(kg). VËy tæng hîp l­îng thuèc næ cho 1 chu kú ®µo lµ : Trong ®ã bao gåm: +Amonit No1: 4,8+13.2=18 (kg)(cho lç ®ét ph¸ vµ lç ®¸y). +Amonit No6: 1,2.15+2.0,2.23=27,2( kg)(cho lç ph¸). +Amonit No20: 0,5.23=11,5(kg)(cho lç m×n biªn). TÊt c¶ c¸c th«ng sè næ m×n cßn l¹i vµ ®Æc ®iÓm cña c¸c lç m×n ®­îc ®­a vµo hai b¶ng d­íi ®©y: B¶ng 1: B¶ng c¸c chØ tiªu c¬ b¶n STT ChØ tiªu §¬n vÞ ®o Sè l­îng 1 TiÕt diÖn g­¬ng m2 35.3465 2 B­íc ®µo m 2.25 3 ThÓ tÝch ®¸ næ m3 79.5296 4 ChiÒu s©u khoan m 2.5 5 Tæng chiÒu dµi c¸c lç khoan m 133.9 6 HÖ sè sö dông lç m×n 0,9 7 Sè lç m×n Lç 53 8 Khèi l­îng thuèc næ Kg 56.7 9 Sè l­îng kÝp næ ®iÖn KÝp 53 10 ChiÒu dµi d©y næ cho c¸c lç m×n t¹o biªn m 51.75 11 L­îng tiªu hao thuèc næ ®¬n vÞ thùc tÕ Kg/m3 0.713 12 L­îng tiªu hao kÝp næ ®¬n vÞ KÝp/m3 0.66644 13 L­îng tiªu hao d©y næ ®¬n vÞ m/m3 0.651 14 Chi phÝ mÐt khoan ®¬n vÞ m/m3 1.684 B¶ng 2: B¶ng ®Æc ®iÓm c¸c lç m×n STT Sè thø tù cña lç m×n Møc ®é vi chËm (miligi©y) ChiÒu dµi lç khoan (m) Sè l­îng lç(lç) Khèi l­îng thuèc næ cho 1 lç (kg) Tæng khèi l­îng thuèc næ (Kg) I 1-4 0 2.85 4 1.2 4.8 II 5-19 25 2,5 15 1.2 18 III 20-42 50 2,505 23 0.9 20.7 IV 43-53 75 2,5 11 1.2 13.2 tÝnh to¸n xóc bèc vËn chuyÕn ®Êt ®¸. ThiÕt bÞ xóc bèc vËn chuyÕn. TiÕt diÖn bËc thang trªn cña hÇm cã tiÕt diÖn lín , bÒ réng hang B=11.1( m) ,do ®ã ta chän mét m¸y xóc tay v¬ PHb -+4 (d