Đồ Án Giếng Đứng kèm bản Cad Hộ Chiếu

CHƯƠNG I: THIẾT KẾ KỸ THUẬT GIẾNG ĐỨNG1.1-Những yêu cầu cơ bản thiết kế kỹ thuật và thi công giếng điều áp trong nhà máy thủy điện: 1.1.1-Mở đầu: - Giếng đứng là tên gọi chung của các cô

CHƯƠNG I: THIẾT KẾ KỸ THUẬT GIẾNG ĐỨNG

1.1-Những yêu cầu cơ bản thiết kế kỹ thuật và thi công giếng điều áp trong nhà máy thủy điện:

1.1.1-Mở đầu:

- Giếng đứng là tên gọi chung của các công trình ngầm có trục vuông góc hoặc gần vuôngvới phương năm ngang, có độ sâu lớn hơn nhiều so với diện tích mặt cắt ngang Giếngđứng được xây dựng với nhiều mục đích khác nhau: thăm dò và khai thác khoáng sản cóích, thả vật liệu, điều áp trong xây dựng thủy điện, thông gió cho các công trình đườnghầm giao thông có chiều dài lớn…Tùy theo công dụng mà giếng đứng có cấu tạo và thiết

1.1.2-Thiết kế kỹ thuật của giếng điều áp:

- Giếng điều áp nhà máy thủy điện có đặc trưng về cấu tạo như sau:

+) Không có cổ giếng hoặc nếu có thì kết cấu cũng đơn giản

+) Không có đáy giếng

+) Phần quan trọng nhất của giếng điều áp là họng cản cần được thiết kế và thi công cẩnthận để đảm bảo chức năng điều áp

+) Giếng điều áp không có chức năng về trục tải nên không có cốt giếng

1.1.3-Đặc điểm công tác thi công giếng đứng, giếng điều áp nhà máy thủy điện:

-Cao độ gương giếng thay đổi liên tục trong suốt quá trình thi công

-Công tác nổ mìn đào giếng là một công việc khó khăn và nguy hiểm do diện tích thi

công thường chật hẹp, ẩm ướt, tiếng ồn lớn.

-Tiến độ đào thường thấp do đá thải phải di chuyển các thiết bị thi công trước và saumỗi lần nổ mìn, các thiết bị thi công bị giới hạn về khả năng làm việc

-Hướng thi công theo phương thẳng đứng cho nên:

+ Mọi vật đều hoạt động và đều có khả năng tự rơi theo hướng từ trên xuống dưới sứchút của trọng gây mất an toàn cho thi công

+ Mọi phương tiện thi công và vận chuyển đều hoạt động trong một khoảng không giớihạn Do đó, nếu con người và trang thiết bị muốn hoạt động trong không gian củatrang thiết bị khác thì phải ngừng toàn bộ hoạt động của trang thiết bị cũ và dichuyển trang thiết bị cũ sang chỗ khác

+ Cũng vì các trang thiết bị vận tải hoạt động theo phương thẳng đứng cho nên để đảmbảo an toàn thì người ta phải thực hiện định hướng cho phương tiện; phương tiện đóphải hoạt động trong phạm vi cố định được định vị bằng hệ th`ống đường địnhhướng (cứng hoặc mềm) Chỉ khi tốc độ trục tải nhỏ hoặc trọng lượng trục khôngđáng kể thì có thể không cần định hướng

+ Do điều kiện khó khăn khi hoạt động ở các tầng công tác trung gian (phần giao nhaugiữa giếng và các tầng khai thác) nên các vật chuyển động và các phương tiện vận tảiđều phải giảm tốc độ và có đoạn đường định hướng riêng Xuất phát từ các đặc điểm

cơ bản trên cho thấy quá trình thi công giếng rất phức tạp.Phương pháp thi côngkhông tốt đồng nghĩa với việc không sử dụng hết diện tích mặt cắt ngang giếng vàcông suất của các trang thiết bị dẫn đến việc giảm tốc độ đào giếng, kéo dài thời gianthi công

1.1.4-Yêu cầu thiết kế của giếng điều áp nhà máy thủy điện cụ thể:

-Thiết kế thi công đào mở rộng phần thân giếng điều áp nhà máy thủy điện theo hướng từtrên xuống dưới bằng phương pháp khoan nổ mìn với các số liệu như sau:

+ Đường kính đào Dg= 12,0m

+ Gia cố tạm thời bằng neo bê tông cốt thép: Ф22, dài: L= 3,2m, bố trí 16 thanh/1 vòng

so le nhau khoảng cách các vòng neo 2m, kết hợp với bê tông phun lưới thép dày10cm

+ Vỏ chống cố định bằng bê tông cốt thép dày: 0,4m.

+ Lượng nước chảy vào giếng trong thời gian đào: 3m3/h

+ Tại trung tâm giếng có khoan giếng dẫn đào trước bằng máy khoan Robbins vớiđường kính: 2,4m

+ Giếng đào qua lớp đất đá có các chỉ số như sau:

Bảng 1: Chỉ số của lớp đất đá.

STT Tên lớp đất đá Dung trọng

γ (T/m3)

Hệ sốkiên cố(ƒ)

Chiều dày lớp(m)

RMR

1.1.1 Lựa chọn hình dạng mặt cắt ngang của giếng điều áp nhà máy thủy điện:

-Tùy thuộc vào điều kiện địa chất, điều kiện địa chất thủy văn, tính chất cơ lí của các lớpđất đá mà giếng đào qua, thời gian tồn tại, chiều sâu và công dụng của giếng tính chất củagiếng, tính chất của vật liệu và kết cấu chống… mà giếng có hình dạng và kích thướckhác nhau Các giếng điều áp của nhà máy thủy điện thường được xây dựng rất kiên cốcho công tác vận hành sản xuất suốt quá trình tồn tại của nhà máy thủy điện chính vì vậycác giếng điều áp thường có tuổi thọ lớn, ngoài ra trong quá trình thi công và vận hànhgiếng điều áp sẽ còn phải chịu nhiều áp lực của đất đá và các hệ số động học lớn Chính vìvậy khi lựa chọn và thiết kế mặt cắt ngang cho các giếng điều áp nhà máy thủy điệnthường sử dụng mặt cắt ngang là hình tròn

Hình 1: Hình dạng mặt cắt cắt ngang của giếng đứng.

1.2.2 Kết cấu chống giữ giếng điều áp nhà máy thủy điện:

-Vật liệu chống giếng được lựa chọn tùy thuộc vào hình dạng mặt cắt ngang của giếng,đặc tính cơ lí của đất đá xung quanh giếng, công dụng và tuổi thọ của giếng

- Có thể thấy giếng điều áp cần thiết kế phải có tuổi thọ cao, chịu được các áp lực lớn …nên ta sử dụng vỏ chống cố định bằng bê tông cốt thép dày 0,4m

- Trong quá trình thi công giếng điều áp, để đảm bảo sự an toàn cho con người, máy móc,thiết bị khỏi sự sụp lở và các yếu tố mất an toàn vì vậy ta sẽ gia cố tạm đất đá Ở đây, loạiđất đá ở giếng điều áp này là đá vôi, có hệ số kiên cố ƒ= 10, chỉ số chất lượng đất đáRMR= 81 nên đá có chất lượng rất tốt tuy nhiên ta vẫn cầm sử dụng neo bê tông cốt thép:Ф22, dài: L= 3,2m, bố trí 16 thanh/1 vòng so le nhau khoảng cách các vòng neo 2m, kếthợp với bê tông phun lưới thép dày 10cm để gia cố tạm trong quá trình thi công

Hình 2: Mô tả kết cấu chống giữ giếng điều áp.

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ GIAI ĐOẠN CHUẨN BỊ XÂY DỰNG

GIẾNG ĐIỀU ÁP.

2.1 Các công tác trong giai đoạn chuẩn bị xây dựng giếng điều áp:

-Ta có thể thấy loại đất đá ở giếng điều áp này là đá vôi, có hệ số kiên cố ƒ= 10, chỉ sốchất lượng đất đá RMR= 81 nên chất lượng đá rất tốt, kiên cố và ổn định ít gây khó khănkhi đào giếng Đặc biệt điều lượng nước chảy vào giếng trong thời gian đào tại giếng nêutrên là 3m3/h không quá lớn Vì vậy khi tiến hành xây dựng chúng ta sử dụng biện phápthông thường

-Các công tác xây dựng giếng điều áp được chia ra 3 nhóm, bao gồm:

+ Nhóm công tác sản xuất chủ yếu: gồm đào đất đá, xây dựng vỏ chống ( tạm thời cũngnhư cố định) và đặt cốt giếng

+ Nhóm công tác sản xuất thứ yếu: trục tải, thoát nước, thông gió, chiếu sáng và thôngtin tín hiệu

+ Nhóm công tác phục vụ: vận chuyển vật liệu, kho bãi, sửa chữa cơ khí, cung cấp nănglượng, cấp thoát nước, dịch vụ sinh hoạt

-Để tiến hành các bước xây dựng, giai đoạn đầu tiên trong quá trình xây dựng giếng điều

áp chính là giai đoạn chuẩn bị Trong giai đoạn này người ta tiến hành các công việc sau:

.) Sau khi đã xác định được tâm giếng ta xác định trục của giếng Mỗi một trục củagiếng được đánh dấu (mốc) từ hai hoặc ba điểm ra hẳn phía ngoài xa mà không sợ

bị xê dịch trong quá trình thi công, những điểm mốc này cần đặt vào vị trí khoảng

cách thích hợp để sau này còn sử dụng trong quá trình xây dựng tháp giếng và trụctải Các điểm cách nhau khoảng từ 15 ÷ 25m, điểm gần tâm giếng thì khoảng cáchcủa nó không được quá 8÷ 10m, điểm cuối cùng không được vượt ra khỏi vùng xâydựng.

*) Công tác thăm dò thủy văn:

+ Công tác này có vai trò quan trọng tròng quá trình xây dựng giếng bởi vì nó quyếtđịnh sử dụng phương án thi công nào là hợp lí Công tác thăm dò thủy văn cần đượcxác định cụ thể như sau:

.) Xác định chiều sâu của lớp đất đá chứa nước

.) Xác định chiều dày lớp đất đá ngậm nước

.) Xác địnhc hiều cao cột nước

.) Xác định đặc điểm của nước ngầm

.) Xác định hệ số thẩm thấu của từng lớp có nước

.) Xác định khả năng dòng nước chảy vào giếng

.) Tính chất hóa học của nước

+ Để xác định cần khoan một vòng các lỗ khoan xung quanh giếng, các lỗ khoan cóđường kính 50÷75mm và cách nhau từ 50÷60m

*) Mặt bằng thi công và công tác làm đất:

+ Trước khi tiến hành thi công giếng trên bề mặt của giếng phải làm các việc sau:.) Xây dựng đường vận chuyển ( cố định hoặc tạm thời) phục vụ cho quá trình thicông và sử dụng sau này

.) San gạt mặt bằng thi công, công tác này có thể thực hiện trong quá trình thicông, song phải có kế hoạch cụ thể

.) Xây dựng hàng rào và chiếu sáng khu vực xây dựng

.) Cung cấp nước sinh hoạt, nước công nghiệp và nước chữa cháy nguồn nước cóthể lấy từ nguồn cấp nước của khu vực hoặc nguồn nước tự bơm

.) Cung cấp năng lượng điện: Được thực hiện qua hai giai đoạn, giai đoạn côngviệc xây dựng chuẩn bị và giai đoạn xây dựng giếng Trong quá trình xây dựngcôn trình tạm thời trên mặt đất để thi công giếng cần có trạm biến thế cung cấp

điện chiếu sáng và thi công; trong quá trình thi công giếng cần cung cấp nănglượng điện lớn, cần xây dựng trạm phân phối điện nối với hai nguồn cung cấpriêng biệt, nếu không phải có máy nổ để dự phòng sự cố.

.) Hệ thống điện thoại

.) Xây dựng nhà tạm thời phục vụ cho công việc thi công

.) Chuẩn bị lắp đặt các máy móc và thiết bị khác có liên quan tới thi công giếng

2.2 Lựa chọn và dự kiến phương pháp thi công giếng:

-Hiện nay có một số phương pháp thi công giếng điều áp như sau:

Bảng 2: Các phương pháp thi công giếng điều áp.

Phương pháp chính,

những yếu tố

Phương pháp đào giếng truyền thống (đào từ trên xuống)

Phương pháp đào từ dưới lên sử dụng thùng cũi treo

Phương pháp sử dụng các tổ hợp khoan ngược

Phương pháp khoan giếng bằng máy khoan dẫn hướng

Chỉ phù hợptrong giới hạnnhỏ

lợi

Không thuậnlợi

Tốt

- Trong giếng điều áp trên được tiến hành thi công trong lớp đá vôi, có hệ số kiên cố ƒ=

10, chỉ số chất lượng đất đá RMR= 81 nên chất lượng đá rất tốt, kiên cố và ổn định Ta

tiến hành khoan giếng dẫn đào trước bằng máy khoan Robbins với đường kính 2,4m tạitrung tâm giếng, sau đó tiếp tục mở rộng bằng phương pháp khoan nổ mìn từ trên xuống

để tạo đường kính đào Dg= 12,0m

CHƯƠNG 3: LỰA CHỌN SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG

GIẾNG ĐIỀU ÁP.

3.1 Các sơ đồ công nghệ khả thi xây dựng giếng đứng khi thi công bằng phương pháp khoan nổ mìn:

- Sơ đồ công nghệ là sự phối hợp giữa các yếu tố kĩ thuật, trang thiết bị cảu các nhómcông tác trên nhằm tiến hành thi công xây dựng giếng một cách hiệu quả.

- Giếng đứng được thi công theo các sơ đồ công nghệ khác nhau, việc phân loại các sơ đồcông nghệ có thể dựa trên rất nhiều các yếu tố khác nhau chẳng hạn như:

+ Dựa trên loại công trình và trang thiết bị trên mặt đất phục vụ cho công tác thi cônggiếng người ta chia ra:

.) Đào giếng sử dụng các công trình, trang thiết bị tạm thời

.) Đào giếng sử dụng các công trình, trang thiết bị cố định

.) Đào giếng sử dụng các công trình, trang thiết bị cố định và tạm thời

+ Dựa trên trình tự thực hiện hai công tác chủ yếu của một chu kì đào giếng là công tácbốc đất và xây dựng vỏ chống cố định chia ra:

.) Đào giếng theo sơ đồ nối tiếp

.) Đào giếng theo sơ đồ song song

.) Đào giếng theo sơ đồ phối hợp song song

.) Đào giếng theo sơ đồ phối hợp nối tiếp

3.2 -Lựa chọn sơ đồ thi công nghệ xây dựng giếng điều áp:

- Tại giếng cần đào sử dụng sơ đồ thi công phối hợp nối tiếp

- Đây là một sơ đồ thi công được sử dụng phổ biến Khi chọn sơ đồ thi công này sẽgiúp đơn giản hóa công tác thi công, đơn giản hóa trang thiết bị cho giếng nhưng vẫnđảm bảo cơ khí hóa cao cho các quá trình đào giếng cơ bản

- Quá trình tính đến thiết kế có sử dụng vỏ chống tạm bằng bê tông phun và neo bêtông cốt thép, vì vậy khi sử dụng sơ đồ này khi thi công sẽ đạt hiệu quả cao Khi đó,công tác phun bê tông sẽ được thực hiện theo các tiến độ từ trên xuống theo chiều cao1÷ 1,5m, công tác xúc bốc đất đá và phun bê tông được thực hiện phối hợp từng phầnvới nhau Vì vậy sơ đồ này sẽ đạt được tốc độ đào giếng

- Khi lựa chọn sơ đồ này quá trình thi công diễn ra có sự ngắt quãng giữa công tác xúcbốc và công tác xây dựng vỏ chống tạm, vỏ chống cố định sẽ làm giúp cho vỏ chống

bê tông có đủ thời gian rắn chắc đủ độ bền yêu cầu

3.3-Mô tả bản chất sơ đồ công nghệ xây dựng giếng đứng đã chọn

- Sơ đồ thi công phối hợp nối tiếp được thực hiện theo các bước như sau:

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN CÔNG TÁC KHOAN

NỔ MÌN

4.1 Một số vấn đề thiết kế tổng quan:

-Công tác khoan nổ mìn được tiến hành khi công tác khoan đào mở rộng đã hoàn thành.Căn cứ vào điều kiện địa chất và tiết diện đào của giếng điều áp, chọn phương án thi cônggiếng điều áp theo sơ đồ nối tiếp toàn phần, công tác đào và gia cố tạm theo hướng từ trênxuống, chống cố định theo hướng từ dưới lên Phương án này có ưu điểm:

+ Tốc độ đào giếng nhanh

+ Công tác phá đá bằng khoan nổ mìn đạt hiệu quả

+ Công tác xúc bốc và vận chuyển đất đá đơn giản

+ Công tác thoát nước và thông gió đơn giản

4.2 Lựa chọn thuốc nổ:

- Thuốc nổ sử dụng trong giếng cần phải thỏa mãn chế độ khí bụi nổ của mỏ, có khả năngcông nổ cao, mật độ lớn, ổn định trong nước, ổn định về mặt hóa học, giá thành thấp Khithi công giếng bằng phương pháp khoan nổ mìn, tùy theo tính chất cơ lí của đất đá, lượngnước ngầm, khí bụi nổ và các yếu tố khác mà tiến hành lựa chọn các loại thuốc nổ phù hồcho từng loại công trình xây dựng giếng

- Dựa vào độ kiên cố của đất đá mà ta có thể sử dụng các loại thuốc nổ với khả năng phùhợp khác nhau:

Bảng 2: Lựa chọn khả năng công nổ của thuốc nổ theo hệ số kiên cố của đất đá.

Hoặc cao hơn

-Từ bảng trên ta có thể thấy tại giếng điều áp cần thiết kế qua lớp đá vôi có hệ số kiên cốcủa đất đá f =10, chính vì vậy chúng ta phải chọn loại thuốc nổ có khả năng công nổ củathuốc nổ là khoảng 3200÷4000 kJ/kg Thuốc nổ phù hợp là thuốc nổ nhạy nổ dạng nhũ

tương với khả năng cách nước tốt và đặc tính về khói thuốc tốt Tại giếng này s d ngử dụng ụngthu c n PM3151 đốc nổ PM3151 đường kính 35mm do Công ty Hóa chất Mỏ Việt Nam ổ PM3151 đường kính 35mm do Công ty Hóa chất Mỏ Việt Nam ường kính 35mm do Công ty Hóa chất Mỏ Việt Nam.ng kính 35mm do Công ty Hóa ch t M Vi t Nam.ất Mỏ Việt Nam ỏ Việt Nam ệt Nam.

Bảng 3: Thông số kĩ thuật thuốc nổ PM3151.

4.3 Lựa chọn phương tiện nổ:

-Kíp nổ vi sai an toàn MS bao gồm một kíp nổ phi điện, một đoạn dây tín hiệu EXEL vàmột móc nối ‘J’ với đặc tính kĩ thuật:

+ Dây tín hiệu EXEL: màu hồng, hãng Orica – Australia

+ Đường kính ngoài: 3mm+ Độ bền kéo tối thiểu: 45kgF+ Độ dài tiêu chuẩn (m): 3,6; 4,9; 6,1; 9…

+ Thời gian vi sai tiêu chuẩn

4.4.1 Chỉ tiêu thuốc nổ ( lượng thuốc nổ đơn vị ) – q(kg/m 3 ) :

- Khi tiến hành công tác thi công khoan nổ mìn tại vị trí cần khoan nổ đã có hai mặtthoáng bên trên mặt và mặt thoáng tự do có được do công tác khoan đào dẫn hướng ở mặtbên Do vậy, ta áp dụng công thức tính Lượng thuốc nổ đơn vị tính theo giáo sưN.M.Pocrovski với trường hợp giếng có 2 mặt thoáng được tính như sau:

q = v c q 1 f c e.k d

Trong đó:

q1 –Lượng thuốc nổ đơn vị tiêu chuẩn cần để đập vỡ 1m3 đá nguyên khối ở điều

kiện tiêu chuẩn Với đá có hệ số kiên cố f= 10÷15 Chọn q 1 = 0,1.f =1 kg/m 3

fc – Hệ số cấu trúc của đá; đất đá bị phong hóa, có khe nứt nhỏ chọn f c =1,4

e – Hệ số xét tới sức công nổ, Đ i v i thu c n PM3151ốc nổ PM3151 đường kính 35mm do Công ty Hóa chất Mỏ Việt Nam ới thuốc nổ PM3151 ốc nổ PM3151 đường kính 35mm do Công ty Hóa chất Mỏ Việt Nam ổ PM3151 đường kính 35mm do Công ty Hóa chất Mỏ Việt Nam , e = 380/380 = 1

kd – Hệ số phụ thuộc vào đường kính thỏi thuốc, với thỏi thuốc d=35mm k d =0,915

vc–Hệ số ảnh hưởng của mức độ nén ép đất đá phụ thuộc vào số mặt tự do Gương cóhai mặt tự do, nên vc=1,2÷1,5 vì vậy chọn v c =1,2.

-Thay các giá trị vào công thức tính chỉ tiêu thuốc nổ đơn vị:

bb – khoảng cách giữa các lỗ mìn biên

Loại đá vôi đặc chắc có f= 10 nên bb= 0,55÷0,45 Chọn b b = 0,5.

c – khoảng cách từ vòng lỗ mìn biên đến biên thiết kế, c =0,15÷0,2 m Chọn c= 0,15.

Dg – đường kính đào của giếng, D g = 12m