Theo hồ sơ thiết kế, toàn tuyến hầm có 09 loại mặt cắt gia cố (trừ các dạng gia cố qua bẫy đá), áp dụng cho từng điều kiện địa chất cụ thể như sau: 1. Mặt cắt hầm được gia cố kiểu H1 (áp dụng cho đoạn qua đứt gãy): Theo mặt cắt địa chất tuyến hầm qua 2 vị trí có đứt gãy bậc IV. Hầm có dạng mặt cắt hình chữ U ngược. Khi chưa gia cố hầm có có chiều cao 2,95m và chiều rộng 2,9m. Sau khi gia cố hầm có kích thước thông thủy cao 2,25m và rộng 2,1m. Chi tiết mặt cắt gương hầm như sau: Vì thép chống I150, bước vì thép dự kiến a =1,0m Bê tông chèn vì M200 dày 15cm. BTCT M250 vỏ hầm dày 25cm. Khoan thoát nước 42 L=0,5m trong đá và đặt sẵn ống PVC 40 L=0,4m trong bê tông, bước a=2,0m theo phương dọc theo tim hầm. Khoan phun lấp đầy 42, bước a=1,5m theo phương dọc theo tim hầm. Khoan phun gia cố 42 L=2,0m, bước a=1,0m theo phương dọc theo tim hầm. Áp dụng cho đoạn hầm qua đứt gãy có địa chất đánh giá với chỉ số Q 0,4.
Trang 1MỤC LỤC
CHƯƠNG I KHÁI QUÁT CHUNG 2
I.1 Khái quát về công trình 2
I.2 Khái quát về tuyến Hầm dẫn nước 2
I.3 Tiến độ thi công hầm dẫn nước: 4
I.4 Các kiểu gia cố theo tài liệu thiết kế 6
CHƯƠNG II TIÊU CHUẨN VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ DỰ KIẾN GIA CỐ HẦM 15
II.1 Tiêu chuẩn kỹ thuật và tài liệu sử dụng 15
III.2 Đánh giá dự kiến gia cố tại tuyến hầm dẫn nước 15
III.2.1 Phương pháp Q 15
III.2.2 Áp dụng phương pháp Q tại tuyến hầm thủy điện Nước Bươu 16
CHƯƠNG III KHỐI LƯỢNG CÁC BIỆN PHÁP GIA CỐ 18
III.1 Các kiểu gia cố áp dụng 18
III.2 Khối lượng các loại gia cố 18
III.3 Bản vẽ thiết kế kèm theo 19
Trang 2CHƯƠNG I KHÁI QUÁT CHUNG
I.1 Khái quát về công trình
Công trình thủy điện Nước Bươu được xây dựng trên suối Nước Bươu, là một nhánh thuộc lưu vực Sông Tranh Đập dâng thuộc địa phận xã Trà Cang – Trà Tập Nhà máy đặt bên bờ trái sông Tranh cách hạ lưu đập dâng khoảng 5,1km thuộc địa phận xã Trà Cang, huyện Nam Trà My, Tỉnh Quảng Nam
Vị trí tọa độ công trình như sau:
+ Tọa độ đập chính: X=534132 (m); Y=1673186 (m)
+ Tọa độ đập phụ : X=534514 (m); Y=1673272 (m)
+ Tọa độ nhà máy : X= 538117 (m); Y=1674021 (m)
Nhà máy có công suất lắp máy N= 12,8MW
Các thông số chính của công trình như sau:
T
1 Đập dâng- đập tràn Đập bê tông trọng lực
2 Đường hầm áp lực
4 Nhà máy thuỷ điện
I.2 Khái quát về tuyến Hầm dẫn nước
Hầm dẫn nước thủy điện Nước Bươu dài 4157m tính theo đường tim hầm
Trang 32,6m và chiều sâu 1,05m, nhằm tập trung cát và đá di chuyển trong đường hầm, tránh gây nguy hại đến tuabin
Trong đoạn hầm này bố trí 7 nghách quay xe để đảm bảo giao thông trong quá trình thi công Các ngách quay xe này sẽ được nút ngách bằng tường bê tông cốt thép dầy 0,5m có bố trí các lỗ cân bằng nước, để giảm tổn thất thủy lực cho đường hầm khi vận hành
Hầm phụ số 1 đặt cách cửa vào hầm 27m có chiều dài 49,5m, cao độ đầu hầm cửa vào 460,0m và cuối hầm 460,35m tại vị trí giao với hầm chính Hầm phụ
số 2 đặt cách tim giếng đứng 576,0m có chiều dài 370m, cao độ đầu hầm cửa vào 362,0m và cuối hầm 366,73m tại vị trí giao với hầm chính Các hầm phụ được thiết
kế đảm bảo các điều kiện thi công, thông gió, chiếu sáng nhằm đẩy nhanh tiến độ thi công Hầm phụ số 1 và số 2 chủ yếu có mặt cắt ngang bxh=(2,6x2,8)m, riêng đoạn cửa vào có kích thước mặt cắt đào bxh=(2,9x2,95)m
Sau khi thi công xong đường hầm tiến hành nút các hầm phụ số 1 và số 2 bằng bê tông trong phạm vi giao với đường hầm chính Tại nút bê tông hầm phụ số
2 có bố trí cửa thăm bằng ống thép Ø1600mm có nắp kiểm tra để phục vụ vận hành dọn vệ sinh bẫy đá Bố trí 1 hàng khoan phun 76 L=9,0m bước 2m chống thấm nền đá xung quanh vị trí nút bê tông hầm phụ số 1 và số 2
Giếng đứng:
Phần giếng đứng là đoạn chuyển tiếp giữa hầm trên và hầm dưới, có chiều cao 71m với đường kính mặt cắt đào 2,4m Đoạn giếng đứng qua đứt gãy (nếu có), mặt cắt thông thủy có đường kính D=1,6m
Cao độ đỉnh giếng 338,17m và đáy giếng 267,34m
Đoạn hầm sau giếng đứng:
Nối tiếp sau giếng đứng là đường hầm áp lực dài 686m Cao độ tim đầu đường hầm 267,34m và cao độ tim cuối đường hầm 244,0m với các độ dốc đáy i=5,5% (đoạn hầm không lót thép có chiều dài L=266m) và i=2,0% (đoạn lót ống thép Ø1600mm L=420m) Mặt cắt ngang hầm với kích thước bxh=(2,6x2,8)m và riêng đoạn cửa ra có kích thước bxh=(2,9x2,95)m
Trong đoạn hầm này bố trí 1 nghách quay xe để đảm bảo giao thông trong quá trình thi công Ngách quay xe này sẽ được nút ngách bằng tường bê tông cốt thép dầy 0,5m có bố trí các lỗ cân bằng nước để giảm tổn thất thủy lực cho đường
Trang 4T Thông số Đơn vị Giá trị
1 Hầm áp lực trước giếng đứng
2 Giếng đứng
3 Hầm áp lực sau giếng đứng
Trang 5T Thông số Đơn vị Giá trị
4 Hầm phụ số 1
5 Hầm phụ số 2
I.3 Các kiểu gia cố theo tài liệu thiết kế
Theo hồ sơ thiết kế, toàn tuyến hầm có 09 loại mặt cắt gia cố (trừ các dạng gia cố qua bẫy đá), áp dụng cho từng điều kiện địa chất cụ thể như sau:
1 Mặt cắt hầm được gia cố kiểu H1 (áp dụng cho đoạn qua đứt gãy):
Theo mặt cắt địa chất tuyến hầm qua 2 vị trí có đứt gãy bậc IV Hầm có dạng mặt cắt hình chữ U ngược Khi chưa gia cố hầm có có chiều cao 2,95m và chiều rộng 2,9m Sau khi gia cố hầm có kích thước thông thủy cao 2,25m và rộng 2,1m Chi tiết mặt cắt gương hầm như sau:
- Vì thép chống I150, bước vì thép dự kiến a =1,0m
- Bê tông chèn vì M200 dày 15cm
- BTCT M250 vỏ hầm dày 25cm
- Khoan thoát nước 42 L=0,5m trong đá và đặt sẵn ống PVC 40 L=0,4m trong bê tông, bước a=2,0m theo phương dọc theo tim hầm
- Khoan phun lấp đầy 42, bước a=1,5m theo phương dọc theo tim hầm
- Khoan phun gia cố 42 L=2,0m, bước a=1,0m theo phương dọc theo tim hầm
Áp dụng cho đoạn hầm qua đứt gãy có địa chất đánh giá với chỉ số Q 0,4
Trang 62 Mặt cắt hầm được gia cố kiểu H2
Hầm có dạng mặt cắt hình chữ U ngược Khi chưa gia cố hầm có chiều cao 2,8m và chiều rộng 2,6m Chi tiết mặt cắt gương hầm như sau:
- Khoan 42 neo thép 25CIII chiều dài L=1,8m, bước axb=1,5x1,5 m (neo
hệ thống phạm vi trên vòm hầm)
- Phun vẩy vữa M300 dày 5cm (có lưới B40)
- Bê tông lót nền M200 dầy 15cm
- Khoan thoát nước 42 L=0,5m trong đá và đặt sẵn ống PVC 40 L=0,15m trong bê tông nền hầm, bước a=2,0m theo phương dọc theo tim hầm
Áp dụng cho đoạn hầm sau đoạn cửa vào đến trước giếng đứng có địa chất được đánh giá với chỉ số Q trong phạm vi 0,4<Q2
Trang 73 Mặt cắt hầm được gia cố kiểu H3
Hầm có dạng mặt cắt hình chữ U ngược Khi chưa gia cố hầm có chiều cao 2,8m và chiều rộng 2,6m Chi tiết mặt cắt gương hầm như sau:
- Tại các vị trí yêu cầu có thể tiến hành neo điểm bằng khoan 42 neo thép
25CIII chiều dài L=1,8m và/hoặc phun vẩy vữa M300 dày 5cm (có lưới B40) trong phạm vi cục bộ
- Bê tông lót nền M200 dầy 15cm
- Khoan thoát nước 42 L=0,5m trong đá và đặt sẵn ống PVC 40 L=0,15m trong bê tông nền hầm, bước a=2,0m theo phương dọc theo tim hầm
Áp dụng cho đoạn hầm sau đoạn cửa vào đến trước giếng đứng qua địa chất được đánh giá theo chỉ số Q > 2,0
Trang 84 Mặt cắt hầm được gia cố kiểu H4
Gương hầm có dạng mặt cắt hình chữ U ngược Khi chưa gia cố, mặt cắt hầm có chiều cao 2,8m và chiều rộng 2,6m Chi tiết mặt cắt vỏ hầm như sau:
- Tại các vị trí yêu cầu có thể tiến hành neo điểm bằng khoan 42 neo thép
25CIII chiều dài L=1,8m và/hoặc phun vẩy vữa M300 dày 5cm (có lưới B40) trong phạm vi cục bộ
- Bê tông cốt thép vỏ hầm M250 dầy tối thiểu 50cm
- Mặt cắt thông thủy của hầm được lót thép có đường kính 1600mm
Áp dụng cho các đoạn hầm từ km3+450 đến km3+711, đi qua địa chất được đánh giá theo chỉ số Q > 2,0
Trang 95 Mặt cắt hầm được gia cố kiểu H5 (áp dụng đoạn cửa vào)
Hầm có dạng mặt cắt hình chữ U ngược Khi chưa gia cố, mặt cắt hầm có chiều cao 2,95m và chiều rộng 2,9m Sau khi gia cố, mặt cắt hầm có kích thước thông thủy cao 2,15m và rộng 2,0m Chi tiết mặt cắt hầm như sau:
- Khoan lỗ 42, neo thép vượt trước 25CIII L=3,0m, bước a=1,0m theo phương dọc theo tim hầm
- Vì thép chống I150, bước vì thép dự kiến a =1,0m
- Bê tông chèn vì M200 dày 15cm
- BTCT M250 vỏ hầm dày 30cm
- Khoan thoát nước 42 L=0,5m trong đá và đặt sẵn ống PVC 40 L=0,45m trong bê tông, bước a=2,0m theo phương dọc theo tim hầm
- Khoan phun lấp đầy 42, bước a=1,5m theo phương dọc theo tim hầm
Áp dụng cho đoạn hầm từ PK0+50 đến PK0+60, dài 10m
Trang 106 Mặt cắt hầm được gia cố kiểu H6 (áp dụng cho đoạn cửa ra)
Đoạn cửa ra hầm đến hố móng nhà máy có dạng mặt cắt hình chữ U ngược Khi chưa gia cố, mặt cắt hầm có chiều cao 2,75m và rộng 2,9m Chi tiết mặt cắt vỏ hầm như sau:
- Khoan lỗ 42, neo thép vượt trước 25CIII L=3,0m, bước a=1,0m theo phương dọc theo tim hầm
- Vì thép chống I150, bước vì thép dự kiến a =1,0m
- Bê tông chèn vì M200 dày 15cm
- BTCT M250 vỏ hầm dày tối thiểu 50cm
- Mặt cắt thông thủy của hầm được lót thép có đường kính 1600mm
Trang 117 Mặt cắt hầm được gia cố kiểu G1
Đoạn giếng đứng có mặt cắt dạng hình tròn Khi chưa gia cố hầm có đường kính 2,4m Sau khi gia cố, hầm có đường kính thông thủy 1,6m Chi tiết mặt cắt hầm như sau:
- Vì thép chống I150, bước vì thép dự kiến a =1,0m
- Bê tông chèn vì M200 dày 15cm
- Khoan 42 neo thép 25CIII chiều dài L=1,8m, bước axb=1,5x1,5 m (neo
hệ thống)
- BTCT M250 vỏ hầm dày tối thiểu 20cm
- Khoan thoát nước 42 L=0,5m trong đá và đặt sẵn ống PVC 40 L=0,4m trong bê tông, bước a=2,0m theo phương dọc theo tim hầm
Áp dụng cho đoạn hầm giếng đứng tại PK3+450 qua đới địa chất được đánh
Trang 128 Mặt cắt hầm được gia cố kiểu G2
Đoạn giếng đứng có mặt cắt dạng hình tròn Khi chưa gia cố hầm có đường kính đào 2,4m Chi tiết mặt cắt hầm như sau:
- Khoan 42 neo thép 25CIII chiều dài L=1,8m, bước axb=1,5x1,5 m (neo
hệ thống)
- Phun vẩy vữa M300 dày 5cm (có lưới B40)
- Khoan thoát nước 42 L=0,5m, bước a=2,0m theo phương dọc theo tim hầm
Áp dụng cho đoạn hầm giếng đứng tại PK3+450 qua đới địa chất được đánh giá với chỉ số Q trong phạm vi 0,4 < Q 2,0
Trang 139 Mặt cắt hầm được gia cố kiểu G3
Đoạn giếng đứng có mặt cắt dạng hình tròn Khi chưa gia cố hầm có đường kính đào 2,4m Chi tiết mặt cắt hầm như sau:
- Tại các vị trí yêu cầu có thể tiến hành neo điểm bằng khoan 42 neo thép
25CIII chiều dài L=1,8m và/hoặc phun vẩy vữa M300 dày 5cm (có lưới B40) trong phạm vi cục bộ
Áp dụng cho đoạn hầm giếng đứng tại PK3+450 qua đới địa chất được đánh giá với chỉ số Q > 2,0
Trang 14được thể hiện trong bản vẽ thiết kế.
Toàn bộ tuyến hầm được đào chủ yếu trong đá biến chất gneis đới IIA Đá cứng chắc, ít nứt nẻ, đủ điều kiện để áp dụng công nghệ hầm không áo của Na Uy
Trang 15CHƯƠNG II TIÊU CHUẨN VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ DỰ
KIẾN GIA CỐ HẦM
II.1 Tiêu chuẩn kỹ thuật và tài liệu sử dụng
- TCVN 9154-2012 Quy trình tính toán đường hầm thủy lợi
- EM 1110-2-2901: Engineering and Design Tunnels and shafts in rock
- ASTM D 5878-2008: Guides for using rock-mass clasification systems for engineering purposes
- Combining the RMR, Q, and RMi classification systems Arild Palmström; www.rockmass.net; February 2009
- Rock engineering Course notes by Evert Hoek Canada, December 2000
- Cơ học đá ứng dụng trong xây dựng công trình ngầm và khai thác mỏ PGS TS Võ Trọng Hùng, TS Phùng Mạnh Đắc Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội 2005
- Cơ học đá Nghiêm Hữu Hạnh Nhà xuất bản giáo dục Hà Nội 2001
- Cơ học đá Nguyễn Sỹ Ngọc Nhà xuất bản giao thông vận tải Hà Nội 2005
- Tham khảo tài liệu đánh giá điều kiện ĐCCT và kiến nghị gia cố vĩnh cửu hầm dẫn nước các công trình: Nước Biêu, Za Hưng, Nậm Pông, Nhạn Hạc, Sông Bung 4, Sơn Trà 1, Sông Tranh 2
III.2 Đánh giá dự kiến gia cố tại tuyến hầm dẫn nước
Khi thi công hầm sẽ tiến hành đánh giá mô tả địa chất chi tiết từng mét một Qua đó tiến hành thu thập đầy đủ các thông tin cần thiết theo phương pháp Q (có đối chiếu với phương pháp RMR), sau đó lập thành bảng đánh giá Q Cuối cùng sẽ tính toán vẽ biểu đồ và đưa ra kiến nghị gia cố tùy theo điều kiện ĐCCT Tuy nhiên, trong giai đoạn TKKT sẽ đưa ra dự kiến đánh giá địa chất và các dạng gia
cố theo chỉ số Q
III.2.1 Phương pháp Q
Phương pháp Q là một phương pháp được phát triển bởi Tiến sĩ Nick Barton, thuộc Viện nghiên cứu địa chất Na Uy Qua thời gian phát triển, phương pháp này đã được chỉnh sửa cập nhật và cho đến nay nó đã được áp dụng rộng rãi
Trang 16- Jw: Nước trong khe nứt (Joint water reduction).
- SRF: Yếu tố giảm ứng suất (Stress Reduction Factor)
2 Số hệ khe nứt (J n )
3 Đ ộ nhá m khe nứt (J r )
D e = D t
ESR
Tra bảng kiến nghị
c á c biện phá p gia c ố
4 Sự biến đổi bề mặt khe nứt (J a )
5 Mức độ chứa n ớ c trong khe nứt (J w )
6 Yếu tố giảm ứng suất (SRF)
1 C hỉ tiê u chất l ợ ng đá (RQD)
Q =RQD
J n
J r
J a
J w
SRF
Từ cỏc giỏ trị thu được, giỏ trị Q cho từng khối đỏ được tớnh toỏn và cú thể biến đổi từ 0,001 đến 1000 Với cỏc giỏ trị Q tớnh được và kớch thước cụng trỡnh cũng như yờu cầu về mức độ chống đỡ (tựy theo loại cụng trỡnh và yờu cầu về mức
độ an toàn), những khuyến nghị về gia cố tạm thời và gia cố vĩnh viễn được đưa ra – tra theo biểu đồ (trong bỏo cỏo này, cỏc kiến nghị gia cố sẽ chỉ tập trung vào biện phỏp gia cố vĩnh viễn) Trong những trường hợp đỏ đặc biệt yếu hoặc điều kiện địa chất rất phức tạp, nghi ngờ, cần phải cú những phõn tớch, tớnh toỏn phụ trợ chi tiết với độ chớnh xỏc cao hơn vớ dụ như xõy dựng mụ hỡnh số
Sau khi cú giỏ trị Q thỡ biểu đồ kiến nghị gia cố vĩnh viễn được sử dụng để đưa ra cỏc hỡnh thức gia cố phự hợp
III.2.2 Áp dụng phương phỏp Q tại tuyến hầm thủy điện Nước Bươu
Đường hầm dẫn nước thủy điện Nước Bươu cú chiều cao (hoặc rộng) lớn nhất là 2,8m (khụng tớnh đoạn cửa ra và bẫy đỏ) Vỡ vậy, kớch thước quy đổi (De) trong việc tớnh toỏn theo phương phỏp Q như sau:
D = Chiều rộng hoặc chiều cao của hầm (m) = 2,8 2,0
Trang 17dự kiến các dạng gia cố bổ sung cụ thể cho các đoạn hầm (xem biểu đồ giá trị Q theo pikét và kiến nghị phương pháp gia cố trong bản vẽ thiết kế)
Riêng phạm vi cửa ra và cửa vào, kiến nghị áp dụng phương án gia cố theo thiết kế để đảm bảo an toàn cho công trình
Bảng kiến nghị biện pháp gia cố theo phương pháp Q
Trang 18CHƯƠNG III KHỐI LƯỢNG CÁC BIỆN PHÁP GIA CỐ
III.1 Cỏc kiểu gia cố ỏp dụng
Theo kết quả đỏnh giỏ điều kiện ĐCCT, hầu hết chất lượng khối đỏ của hầm dẫn nước đoạn này cú chất lượng tốt, đảm bảo yờu cầu làm hầm khụng ỏo Trong giai đoạn này kiến nghị cỏc loại gia cố cho từng điều kiện địa chất khỏc nhau:
Giá trị Q Gia cố tạm-Vĩnh cửu
Đ á gneis (khuyến nghị)
1 q ≤ 0.4 Rất xấu đến xấu - Dựng vì thép I150 - Bê tông vỏ hầm M250 R28, dày 0.25m
2 0.4 < q ≤ 2.0 Xấu đến khá
- Neo hệ thống f25
- Bước neo axb=1.5x1.5m, chiều dài thanh neo L=1,8m
- Treo 1 l ớ i B40+ thanh thép nẹp f12
- Phun vẩy bê tông M300 R28, dày 5cm
Gia cố dạ ng H2, G2
Tạ i cá c vị trí T vấn yê u cầu có thể
- Neo điểm f25 Và/hoặc tạ i vị trí cục bộ
- Treo 1 lưới B40+ thanh thép nẹp f12
- Phun vẩy bê tông M300 R28, dày 5cm
Gia cố dạ ng H3, H4 và G3
4
Cửa vào, cửa ra,
bẫy đá , đoạ n
giao hầm phụ và
hầm chính,
ngá ch quay xe
Đ ặc thù Theo hồ sơ thiết kế Cửa ra gia cố dạ ng H6; cá c Cửa vào gia cố dạ ng H5;
đoạ n khá c theo hồ sơ thiết kế
Phân loạ i
* Lưu ý: Cỏc phương ỏn gia cố này được dựa trờn đỏnh giỏ về chất lượng
khối đỏ theo chỉ số Q và kinh nghiệm của cỏc cụng trỡnh cú điều kiện địa chất và quy mụ tương tự Cỏc dạng gia cố sẽ được chớnh xỏc theo điều kiện địa chất thực tế khi thi cụng
III.2 Khối lượng cỏc loại gia cố
Đơn vị Chiều dài
theo tim hầm
Chiều dài khụng theo tim hầm
2 Dạng H2 (neo hệ thống, phun vẩy) m 369,0
Trang 19TT Loại gia cố theo tim hầm theo tim không
hầm
III.3 Bản vẽ thiết kế kèm theo
1 Mặt bằng bố trí tuyến hầm dẫn nước: hầm chính và hầm phụ
2 Các mặt cắt dọc tuyến hầm dẫn nước: hầm chính và hầm phụ
3 Các mặt cắt ngang hầm dẫn nước: hầm chính, hầm phụ và các dạng gia cố hầm
4 Bản vẽ nhà máy
