CHUYÊN ĐỀ NGHIÊN CỨU HƯỚNG DẪN KỸ THUẬT TỔ CHỨC THI CÔNG KHAI THÁC VẬT LIỆU TẠI CHỖ BẰNG TÀU HÚT

Các tài liệu cần thiết - Những tài liệu cần thiết để lập thiết kế tổ chức xây dựng các công trình đất gồm có: a Thiết kế kỹ thuật công trình; b Bình đồ khu vực xây dựng trong đó chỉ rõ

Trang 1

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN

VIỆN KHOA HỌC THUỶ LỢI VIỆT NAM

BÁO CÁO TỔNG KẾT CHUYÊN ĐỀ NGHIÊN CỨU

HƯỚNG DẪN KỸ THUẬT TỔ CHỨC THI CÔNG

KHAI THÁC VẬT LIỆU TẠI CHỖ

BẰNG TÀU HÚT

THUỘC ĐỀ TÀI:

“NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP ĐỂ ĐẮP ĐÊ BẰNG VẬT LIỆU ĐỊA PHƯƠNG VÀ ĐẮP TRÊN NỀN ĐẤT YẾU TỪ QUẢNG NINH ĐẾN QUẢNG NAM”

Mã số: 05 Thuộc chương trình: NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CÔNG NGHỆ PHỤC VỤ XÂY

DỰNG ĐÊ BIỂN VÀ CÔNG TRÌNH THUỶ LỢI VÙNG CỬA SÔNG VEN BIỂN

Chủ nhiệm đề tài: PGS TS Nguyễn Quốc Dũng

Cơ quan chủ trì đề tài: Viện Khoa học Thuỷ lợi Việt Nam

7579-22

22/12/2009

Hà Nội 2009

Trang 2

CHUYÊN ĐỀ 30 HƯỚNG DẪN KỸ THUẬT TỔ CHỨC THI CÔNG KHAI THÁC VẬT LIỆU TẠI CHỖ BẰNG CƠ GIỚI THUỶ LỰC

1 CÁC QUY ĐỊNH CHUNG

1.1 Các tài liệu cần thiết

- Những tài liệu cần thiết để lập thiết kế tổ chức xây dựng các công trình đất gồm có: a) Thiết kế kỹ thuật công trình;

b) Bình đồ khu vực xây dựng trong đó chỉ rõ hiện trạng mặt đất, đường đồng mức, chỗ đất đắp, nơi đổ đất, đường vận chuyển, tuyến đặt đường ống và vị trí

bể lắng (trường hợp thi công bằng cơ giới thuỷ lực), xác định bán kính an toàn (nếu khoan nổ mìn);

c) Các mặt cắt dọc công trình làm theo mặt cắt địa chất;

d) Bảng thống kê khối lượng công tác đất, biểu đồ cân đối, giữa khối lượng đào

và đắp;

e) Tình hình địa chất, địa chất thuỷ văn và khí tượng thuỷ văn của toàn bộ khu vực công trình

Những tài liệu cần thiết để lập thiết kế thi công công trình đất là những tài liệu của thiết kế tổ chức xây dựng, bản vẽ thi công và những tài liệu ghi trên đây phải được hiệu chỉnh, bổ sung cho phù hợp với những điều kiện cụ thể tại thực địa

- Những tài liệu khảo sát địa chất công trình phải cung cấp đủ những số liệu cần thiết

về đất xây dựng, có thể gồm toàn bộ hoặc một phần những số liệu sau đây:

a) Thành phần hạt của đất;

b) Tỉ trọng và khối lượng thể tích khô của đất;

c) Khối lượng thể tích và độ ẩm của đất;

d) Giới hạn độ dẻo;

e) Thành phần khoáng của đất;

f) Hệ số thấm (trong trường hợp cần thiết);

g) Góc ma sát trong và lực dính của đất;

h) Độ chua mặn và những đặc tính riêng của đất (tính trương nở, tan rã, lún sụt v.v );

i) Cường độ chịu nén tạm thời và độ nứt nẻ (đối với đá);

j) Độ chặt tối đa và độ ẩm tối ưu khi đầm nén (nếu cần thiết phải đầm chặt đất); k) Độ bẩn (cây, rác ), vật gây nổ (bom, mìn, đạn vv ) và những chướng ngại vật khác (trong trường hợp thi công cơ giới thuỷ lực và nạo vét luồng lạch); l) Phân cấp đất theo mức độ khó thi công phụ thuộc vào phương pháp thi công

Trang 3

đất được chọn;

m) Khả năng chịu tải của đất ở những cao độ cần thiết khác nhau;

n) Trong trường hợp bồi đắp công trình phải phân tích thành phần hạt của đất

1.2 Các quy định khác

- Chỉ sử dụng phương pháp thi công cơ giới thuỷ lực khi có nguồn nước và lượng nước

đủ để vận chuyển đất Phải khảo sát kĩ khả năng cấp nước của nguồn nước, trên cơ sở tính toán nhu cầu sử dụng nước, nhất là đối với ao, hồ và sông suối nhỏ, phải tính cả nhu cầu nước sinh hoạt và vệ sinh tối thiểu ở phía dưới khu vực thi công, đồng thời phải tính đến mất nước do bốc hơi, thấm và bão hoà đất

- Khi thi công bằng cơ giới thuỷ lực, không được để nước thải làm ngập úng dân cư, nhà máy, đường xá và đất nông nghiệp v.v Những biện pháp làm sạch, lắng bùn và dẫn nước từ các sân bồi, thả vào sông, hồ phải được cơ quan quản lý và bảo vệ nguồn nước cho phép và có sự thoả thuận của các cơ quan nhà nước về giám sát và bảo vệ môi sinh, môi trường, bảo vệ thuỷ sản và các cơ quan liên quan khác

- Khi thi công đất không được thải nước, đất xấu và các phế liệu khác vào làm hư hỏng đất nông nghiệp và các loại đất trồng khác, không được thải bừa bãi nước bẩn, đất rác bẩn ra khu vực công trình đang sử dụng

- Bảng cân đối khối lượng đất đào và đắp trong phạm vi công trình phải đảm bảo sự phân bố và chuyển đất hợp lí nhất giữa đào và đắp có tính đến thời gian và trình tự thi công các hạng mục công trình, phải tính đến những hao hụt do lún của nền và thân công trình và rơi vãi trong vận chuyển

Trong trường hợp không thể cân bằng giữa đất đào và đất đắp trong phạm vi công trình thì trong thiết kế tổ chức xây dựng công trình phải xác định vị trí bãi thải hoặc

mỏ đất Nếu vị trí bãi thải nằm trong hàng rào công trình thì phải bàn bạc thoả thuận với ban quản lí công trình Nếu ở ngoài hàng rào công trình thì phải thoả thuận với chính quyền địa phương

- Đất thải phải đổ ở nơi trũng, ở vị trí những hố sâu tự nhiên (khe cạn, hõm núi, đầm lầy,những nơi bỏ hoang v.v ) Khi quy định vị trí bãi thải đất phải xem xét những điều kiện địa chất và địa chất thuỷ văn, không được làm cản trở thoát nước và gây trở ngại cho thoát lũ Khi hoàn thành thi công đất, bề mặt bãi thải phải được san bằng, và nếu thấy cần thiết thì phải trồng cỏ gia cố

Khi thi công nạo vét, nếu chọn bãi thải dưới nước phải xác định rất thận trọng và phải

có sự thoả thuận của các cơ quan quản lý vận tải địa phương, cơ quan Nhà nước giám sát vệ sinh môi trường và bảo vệ nguồn thuỷ sản v.v

- Lựa chọn nhóm máy đồng bộ để thi công đất phải trên cơ sở tính toán kinh tế Khi thiết kế tổ chức xây dựng công trình phải tính đến năng lực xe máy sẵn có của tổ chức xây lắp và khả năng bổ sung những máy móc còn thiếu;

Trang 4

- Công tác thi công đất nên giao cho những tổ chức chuyên môn hoá về công tác đất

hoặc những đơn vị chuyên môn hoá về công tác này trong các tổ chức xây lắp

2 THI CÔNG BẰNG CƠ GIỚI THUỶ LỰC

2.1 Nguyên tắc chung

- Công tác chuẩn bị:

+ Xây dựng các trụ để đặt ống dẫn nước, dẫn bùn và các công trình kĩ thuật khác nhằm cung cấp năng lượng cho tàu hút bùn cũng như các các thiết bị cơ giới thuỷ lực khác;

+ Cắm mốc giới hạn đào và các tuyến hố đào, hố móng;

+ Xác định vị trí các công trình bồi đắp;

+ Dẫn tuyến các đường ống, đê quây và đường dẫn điện đã được thiết kế ra ngoài thực địa;

+ Lập các thước đo nước chính và đo nước kiểm tra dựa vào cao trình của mốc

đo độ cao;

+ Xác định đường ranh giới cho phép tàu hút và các phương tiện cơ giới thuỷ lực khác đi lại trong phạm vi thi công để tránh va chạm vào các đường dây cáp ngầm dưới nước, đường ống và các công trình khác nằm dưới nước;

+ Làm các thước đo bùn ở trên các ô bồi để kiểm tra khối lượng công việc hoàn thành;

+ Xây các neo chốt và các hố thế;

- Công tác đo đạc kiểm tra cần tiến hành trước và trong quá trình thi công;

- Khi thi công đất bằng cơ giới thuỷ lực phải có những quy định về bảo hộ lao động

và an toàn kỹ thuật riêng cho công tác này;

- Khi thiết kế tổ chức xây dựng và lập định mức công tác thi công đất bằng cơ giới thuỷ lực phải căn cứ vào bảng phân cấp đất theo quy định

2.2 Công tác đào đất bằng tàu hút bùn

2.2.1 Nguyên tắc

- Tiến hành theo từng rạch với chiều rộng được xác định theo thiết kế;

- Chỉ cho phép thi công bằng tầu hút bùn khi gió nhỏ hơn hay bằng cấp 4 và ngoài ra phải tuân theo các quy định trong các chỉ dẫn về vận hành tầu hút bùn Khi thi công bằng các tầu hút bùn không tự hành ở những nơi không chống sóng được thì cần phải có phương án ẩn tránh tầu vào vị trí an toàn khi có dông bão;

- Các sai số cho phép khi đào đất bằng tàu hút bùn đảm bảo quy định trong bảng 1

Trang 5

Bảng 1: Các giá trị cho phép khi đào đất bằng tàu hút

Các sai lệch cho phép (m)

TT

Năng suất

tàu hút bùn

(m 3 /h)

Theo chiều dài, rộng theo đáy và mái hố đào (về một phía của hố đào)

Khi đào hố móng của đê

Chiều sâu đào quá đáy hố đào khi khai thác vât liệu

- Khi đào hố móng các công trình thuỷ lợi bằng tàu hút bùn, cho phép đào theo từng lớp thành nhiều vệt Những vệt đầu đào khối lượng chủ yếu, những vệt tiếp theo sau đào khối lượng đất còn lại hết sức cẩn thận để đảm bảo cao trình thiết kế;

- Khi thi công đào đất ở các vùng biển phải sử dụng loại tàu hút bùn chuyên dùng Dùng tàu hút bùn sông để thi công trên vùng biển phải được cơ quan đăng kiểm cấp giấy phép;

- Tàu hút bùn di chuyển trong lúc làm việc thông thường phải dùng neo thế Nếu không có điều kiện dùng neo thế cần phải dùng mỏ neo, trọng lượng của mỏ neo tuỳ thuộc vào lực kéo của tời;

- Đối với đất cát cần tiến hành đào cùng một lúc trên suốt cả chiều sâu của khoang đào để đất sụt do tác dụng của trọng lượng bản thân Trong trường hợp này cần chú

ý đến sai số cho phép so với thiết kế;

- Đối với đất dính, tàu hút bùn phải có dao phay đất đánh tơi đất để hút;

- Trong việc chọn mỏ khai thác đất, nếu nơi khai thác đất nằm gần công trình chịu áp lực nuớc thì thiết kế phải kiểm tra lại điều kiện thấm vào nền công trình và độ ổn định của công trình;

- Vị trí khai thác đất tại mỏ vật liệu nằm cách chân đê ít nhất 20m (nằm ngoài phạm vi bảo vệ đê)

2.2.2 Các loại tàu hút bùn

Hiện nay có nhiều loại tàu hút bùn, việc lựa chọn loại tàu phù hợp phụ thuộc vào cấp đất, cường độ thi công, tính năng kỹ thuật và điều kiện làm việc của tàu Bảng 2 thể hiện các loại tàu hút đã và đang được sửdụng ở nước ta

Trang 6

Bảng 2 Các loại tàu hút bùn sử dụng trong thi công đào đất

Kích thước chính (m) Độ phun xa (m)

TT Tên tàu hút

Năm sản xuất

Nước sản xuất L B H T

Tổng công suất (CV)

Năng suất m 3 /h

Sức chứa bụng max min

Độ sâu đào (m)

1 Tàu hút bụng Long

Châu 1969 Đức 95 16 6 5.3 5860 3500 3240 20

2 Tàu hút bung Trần

Hưng Đạo 1969 Đức 95 16 6 5.38 6650 3500 3250 20

3 Tàu hút bụng

HB88 1989

Việt Nam 53.7 10 4 2.6 1590 300 7

4 Tàu hút xén thổi

TH12/9 1996 Hà Lan 32 10.3 2.97 2.05 3800 1500 5000 200 16

HA-97 1996 Mỹ 34.7 9.17 2.43 1.65 4070 1800 6000 200 18

Việt Mỹ 1996 Mỹ 34.7 9.17 2.43 1.65 4070 1800 6000 200 18

7

Tàu hút bụng có

tính năng phun lên

bờ

2001 Đức 67.5 14 5.2 4.6 4757 950 1500 1000 21

8 Tàu hút mớn nông

cần cứng 2001

Việt Nam 88.4 14.6 4.5 3.8 1675 1500 1500 16

9 Tàu hút bụng mớn

nông 2001

Việt Nam 52.5 12 3.6 2.65 1790 1050 400 14

HB-01 1994 Hà Lan 26.1 8.6 2.75 1.70 2366 1100 5000 200 14

PEKA-6 1982 Hà Lan 24.0 7.29 3.68 1.20 2190 500 5000 200 15

H-02 1965 Mỹ 22.1 8.2 1.52 1.00 1050 300 3000 200 11

H-23 1969 Liên Xô 16.5 5.20 1.10 0.60 540 300 3000 200 11

H-19 1968 Liên Xô 15.0 5.20 1.10 0.60 300 160 1500 200 8

H-20 1968 Liên Xô 15.0 5.20 1.10 0.60 300 160 1500 200 8

H-21 1968 Liên Xô 15.0 5.20 1.10 0.60 300 160 1500 200 8

H-28 1968 Liên Xô 15.0 5.20 1.10 0.60 300 160 1500 200 8

H-27 1968 Liên Xô 15.0 5.20 1.10 0.60 300 160 1500 200 8

H-31 1968 Liên Xô 15.0 5.20 1.10 0.60 300 160 1500 200 8

H-24 1970 Liên Xô 15.0 5.20 1.10 0.60 300 160 1500 200 8

H-29 1970 Liên Xô 15.0 5.20 1.10 0.60 300 160 1500 200 8

Trang 7

H-19 1970 Liên Xô 15.0 5.20 1.10 0.60 300 160 1500 200 8

H-96 1985 Liên Xô 27.6 9.20 2.80 1.60 665 220 2000 200 15

H-03 1965 Mỹ 21.0 8.00 1.50 1.00 1000 285 1000 100 10

H-04 1965 Mỹ 24.4 7.29 1.70 1.10 1185 225 1200 100 10

H-01 1961 Mỹ 39.0 11 2.80 2.05 1800 380 1600 100 10

H-05 1955 Mỹ 23.2 7.20 1.70 1.50 11.85 285 1500 100 9.5

H-07B 1985

Việt Nam 19.0 6.60 1.80 1.00 559 200 300 7.5

H-08B 1965 Mỹ 15.0 6.40 1.50 0.85 559 200 300 7.5

H-09B 1964 Mỹ 17.0 5.50 1.56 0.90 559 200 300 7.5

H-10B 1964 Mỹ 15.0 5.50 1.56 0.90 1000 256 300 7

H-12 1977

Việt Nam 15.0 6.20 1.50 0.90 375 138 200 6.5

H-19/5 1982

Việt Nam 25.0 8.32 2.20 1.20 1185 285 1200 100 10

Beaver 1200 1999 Hà Lan 16.5 6.69 1.87 1.25 1156 670 500 10

CZ-450 1999 Hà Lan 20.5 6.95 1.85 1.15 1314 700 6000 10

34 Tàu hút bụng, mớn

nông HB2000 2000

Việt Nam 40.5 9.30 3.60 1.80 660 1320 170 6

35 Tàu hút HF 900 1978 Pháp 16.0 6.30 1.87 1.5 900 300 8

36 Tàu hút HX 300 1980 Liên Xô 16.0 5.80 1.10 0.9 300 200 6

37 Tàu hút HV 300 1978 Việt

Nam 15.0 5.80 1.10 0.90 300 160 5.5

38 Tàu Mekong

Beaver 3800 1996 Hà Lan 36.0 13.0 2.97 1.65 3800 2000 16

39 Tàu hút HH 300 1995 Hà Lan 15.75 4.05 1.30 0.88 300 200 6

40 Tàu hút HH1600 1996 Hà Lan 33.2 7.95 2.46 1.50 1600 900 14

Trang 8

2.2.3 Các phương pháp đào đất

Có 3 phương pháp đào đất: Phương pháp đào dao động, phương pháp đào theo kiểu hố miệng loa và phương pháp đào rãnh Dưới đây, sẽ trình bày 2 phương pháp chủ yếu: Đào dao động và đào kiểu hố miệng loa

a Phương pháp đào dao động (hình 1a, b)

Theo phương pháp này, tàu hút có thể dùng những thiết bị như cọc, dây cáp, v.v…để đào đất dao động theo hướng ngang Ta có thể tìm độ rộng B của dải đất đào theo công thức (1):

2 sin

2 ε

R

ϕ

cos

l r

R= + (2)

ε

r

l

A

Hình 1 Các phương pháp đào đất Trong đó:

r: khoảng cách từ tâm cọc đến giàn đỡ ống hút;

ϕ: góc nghiêng của giàn đỡ ống hút với mặt nằm ngang;

l: độ dài giàn đỡ ống hút;

ε: góc quay của tàu hút khi dao động

b Phương pháp đào theo kiểu hố miệng loa (hình 1c)

Khi dùng phương pháp đào này, tàu được định vị nhờ các dây cáp và các bàn tời đặt trên tàu Để nâng cao năng suất của tàu hút, cần giữ cho miệng ống hút luôn luôn tiếp xúc với mặt đất của đường đào Miệng ống hút khi cắm vào trong đất sẽ hút bùn làm cho đất sạt lở và tạo thành hình phễu Khi đào đất rời, phương pháp đào này đạt hiệu quả rất cao

8.4.2.4 Tổ chức thi công bằng tàu hút

- Khi dùng tàu hút bùn để đào đất dưới nước, cần phải chia mặt cắt khối đào thành các dải đào (hình 2) Số dải đào n cần bố trí trong mặt cắt khối đào có thể tìm theo công thức (3):

b

B

Trong đó:

Trang 9

B: bề rộng trung bình của mặt cắt khối đào;

b: bề rộng của dải đào đất

MÆt n−íc Tµu hót

B

Hình 2 Chia mặt cắt khối đào thành các dải đào

- Cường độ vữa bùn được hút xác định theo công thức (3):

Bmtc

q) n -W(1 +

=

vb

Trong đó:

W: khối lượng đất cần đào;

n: độ rỗng của đất đào;

q: lượng hao nước đơn vị dùng để đào và vận chuyển 1m3 đất;

B: số giờ làm việc trong mỗi ca;

m số ca làm việc trong một ngày;

t: số ngày làm việc trong một tháng;

c: số tháng làm việc

- Số lượng tàu hút bùn cần thiết được xác định theo công thức (4):

b t

vb

K Q

Q N

Trong đó:

N: số lượng tàu hút bùn;

Qt: năng suất vữa bùn của tàu hút;

Kb: hệ số sử dụng thời gian, dao động từ 0,6 đến 0,85

2.3 Vận chuyển vữa bùn

2.3.1 Nguyên tắc

- Tất cả những ống dẫn bùn có áp trước khi thi công phải thử nghiệm với áp lực công tác lớn nhất Mức độ chính xác về lắp ráp và độ bền vững của đường ống trong thi công cần phải được tuân theo các yêu cầu kỹ thuật trong các chỉ dẫn và phải được nghiệm thu trước khi đưa vào sử dụng;

- Đường kính của ống dẫn bùn được xác định trên cơ sở tính toán kinh tế kĩ thuật;

Trang 10

- Những chỗ thấp trên đoạn ống dẫn bùn cần bố ttrí van xả có nắp, những chỗ cao phải

có van thoát hơi;

- Không cho phép đường ống dẫn bùn chỉnh có góc quay đột ngột trên mặt bằng cũng như trên mật đứng Bán kính của khuỷu cong không đượcc nhỏ hơn 2 đến 6 lần đường kính ống Ở nơi góc quay lớn hơn 150 thì các ống dẫn bùn phải được neo chặt;

- Khi nối các ống dẫn bùn chính bằng các mối hàn và bằng mặt bích cần nắp các thiết

bị phòng co giãn do nhiệt độ gây ra, khoảng cách giữa chúng ít nhất là 500m Trong trường hợp nối đường ống bằng mối lối tháo nắp nhanh thì không cần thiết phải đặt các thiết bị phòng co giãn;

- Khi sử dụng máy bơm bùn cao áp để thi công (cột nước lớn hơn 60m) thì không cho phép sử dụng các ống đã mòn quá 30%;

- Để tăng thời gian sử dụng ống dẫn bùn và đặc biệt là mối nối và các phụ tùng, quy định phải thực hiện các biện pháp nhằm ngăn ngừa hao mòn tập trung như sau:

+ Định kỳ xoay ống 1/3 vòng;

+ Định kỳ sửa chữa các mặt nối và phụ tùng của đường ống dẫn bùn;

- Trong trường hợp ống dẫn bùn cắt qua hoặc đặt gần đường sắt, đường ô tô và các tuyến công trình kỹ thuật khác cần được sự thoả thuận của các cơ quan quản lý công trình đó;

- Các đường ống dẫn bùn cần phải đặt cách đường dây điện và đường dây thông tin một khoảng cách không nhỏ hơn 25m Ngoài ra cần phẩi phối hợp với cơ quan quản lý

để có biện pháp che chắn và bảo vệ không cho nước và bùn bắn vào các đường dây này Trong trường hợp đường ống dẫn bùn giao nhau hoặc đặt sát đường dây tải điện thì cần phải tiếp đất cho ống Điện trở tiếp đất không được vượt quá 10 Ôm

2.3.2 Các phương pháp vận chuyển

a Các khái niệm

- Lưu tốc tới hạn:

Hình 3 Các trạng thái của vữa bùn khi vận chuyển trong ống

Khi lưu tốc nhỏ, hạt đất trong ống chìm xuống đáy ống và vận động nhảy cóc, không liên tục, nồng độ phân bố không đều, trên loãng dưới đặc Khi lưu tốc tăng lên đến mức độ nào đó, hạt đất nhỏ nổi lên, hạt ở đáy ống vận động nhảy cóc gián đoạn và nồng độ phân bố vẫn chưa thật đều Khi lưu tốc tăng lên nữa, hạt đất ở trạng thái lơ lửng, nồng độ phân bố tương đối đều đặn Trạng thái chảy của vữa bùn ở khoảng giữa

Định dạng
Số trang	17
Dung lượng	410,87 KB