TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG
KHOA CẦU ĐƯỜNG
BỘ MÔN CẦU VÀ CÔNG TRÌNH NGẦM
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG HẦM GIAO THÔNG
___________________
SINH VIÊN THỰC HIỆN:
Nguyễn Tài
Đình
54361
STT:
29
GIẢNG VIÊN HƯỚNG
DẪN:
TS. Nguyễn Ngọc Tuấn
GIẢNG VIÊN CHẤM
i
Hà Nội, 12/06/2020
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG HẦM GIAO THÔNG
ii
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU: XÁC ĐỊNH ĐẦU ĐỀ ĐỒ ÁN .................................................................... 1
1. XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ MẶT CẮT DỌC ........................................................... 1
2. XÁC ĐỊNH LOẠI HẦM GIAO THÔNG VÀ KHỔ HẦM ........................ 1
3. XÁC ĐỊNH DẠNG ĐỊA CHẤT .................................................................... 1
4. XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CƠ BẢN TRÊN TRẮC DỌC HẦM ............ 1
5. CÁC SỐ LIỆU KHÁC ................................................................................... 2
6. NỘI DUNG ĐỒ ÁN ........................................................................................ 2
7. YÊU CẦU BẢN VẼ VÀ THUYẾT MINH ................................................... 2
CHƯƠNG 1. THIẾT KẾ TRẮC DỌC HẦM GIAO THÔNG .................................. 5
1.1. SỐ LIỆU THIẾT KẾ TUYẾN HẦM ............................................................... 5
1.1.1. Xác định vị trí các điểm không chế .................................................................. 5
1.1.2. Thông số về điều kiện địa chất ......................................................................... 5
1.2. CÁC GIỚI HẠN ĐỘ DỐC DỌC ..................................................................... 5
1.3. ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN TUYẾN ........................................................ 5
1.4. XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ CỬA HẦM, CHIỀU DÀI HẦM ..................................... 6
CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ MẶT CẮT NGANG HẦM ................................................ 8
2.1. THIẾT KẾ KHUÔN TRONG HẦM ............................................................... 8
2.1.1. Các yêu cầu thiết kế khuôn trong hầm ............................................................. 8
2.1.2. Thiết kế khuôn trong vỏ hầm ........................................................................... 8
2.1.2.1. Xác định sơ bộ 𝒂𝟎, 𝒇𝒗, 𝒍𝒗 ............................................................................... 8
2.1.2.2. Thiết kế khuôn trong vỏ hầm 1 tâm .................................................................. 8
2.1.2.3. Kiến nghị chọn phương án khuôn trong vỏ hầm ............................................ 12
2.2. THIẾT KẾ KHUÔN NGOÀI VỎ HẦM ....................................................... 13
2.2.1. Xác định chiều dày vỏ hầm ............................................................................ 13
2.2.2. Thiết kế khuôn ngoài vỏ hầm ......................................................................... 13
2.2.3. Xác định trục vỏ hầm ..................................................................................... 14
2.3. THIẾT KẾ ĐÁY HẦM .................................................................................. 15
2.3.1. Kết cấu mặt đường ......................................................................................... 15
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG HẦM GIAO THÔNG
iii
2.3.2. Rãnh thoát nước ............................................................................................. 15
2.3.3. Đường bộ hành ............................................................................................... 16
2.4. TÍNH KHỐI LƯỢNG TRÊN 1M DÀI HẦM ............................................... 16
CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN KẾT CẤU VỎ HẦM .................................................... 18
3.1. SỐ LIỆU TÍNH TOÁN .................................................................................. 18
3.1.1. Tính chất cơ lý của đất đá, vật liệu vỏ hầm .................................................... 18
3.1.2. Đặc trưng hình học vỏ hầm ............................................................................ 18
3.1.2.1. Xác định trục vỏ hầm ..................................................................................... 18
3.1.2.2. Chia đốt hầm .................................................................................................. 19
3.1.3. Xác định tải trọng ........................................................................................... 22
3.1.3.1. Áp lực địa tầng thẳng đứng ............................................................................ 22
3.1.3.2. Áp lực địa tầng ngang .................................................................................... 22
3.1.3.3. Trọng lượng bản thân kết cấu ........................................................................ 23
3.1.3.4. Tổ hợp tải trọng .............................................................................................. 23
3.2. TÍNH TOÁN VỎ HẦM BẰNG PHƯƠNG PHÁP THAY THANH ............ 24
3.2.1. Các giả thiết tính toán..................................................................................... 24
3.2.2. Nguyên lý mô hình hóa tính toán kết cấu vỏ hầm.......................................... 24
3.2.3. Trình tự tính toán chi tiết kết cấu vỏ hầm theo phương pháp thay thanh
bằng phần mềm SAP2000 .............................................................................. 26
3.3. KIỂM TOÁN TIẾT DIỆN VỎ HẦM ............................................................ 52
3.3.1. Cơ sơ lý thuyết ............................................................................................... 52
3.3.1.1. Trường hợp lệch tâm bé ................................................................................. 52
3.3.1.2. Trường hợp lệch tâm lớn ................................................................................ 52
3.3.2. Kiểm toán toàn bộ tiết diện ............................................................................ 52
3.3.2.1. Tại tiết diện chân vòm .................................................................................... 60
3.3.2.2. Tại tiết diện đỉnh vòm ..................................................................................... 60
3.3.2.3. Tiết diện phần tường có mô men lớn nhất ..................................................... 60
CHƯƠNG 4. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THI CÔNG HẦM ................................ 61
4.1. CHỌN PHƯƠNG ÁN THI CÔNG HẦM ..................................................... 61
4.1.1. Trình bày các phương án thi công hầm .......................................................... 61
4.1.1.1. Phương pháp đào toàn tiết diện ..................................................................... 61
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG HẦM GIAO THÔNG
iv
4.1.1.2. Phương pháp đào bậc thang .......................................................................... 61
4.1.1.3. Lựa chọn pháp pháp thi công ......................................................................... 62
4.2. LỰA CHỌN MÁY MÓC THI CÔNG........................................................... 63
4.2.1. Chọn máy khoan ............................................................................................. 63
4.2.2. Chọn phương tiện xúc bốc ............................................................................. 66
4.2.3. Chọn phương tiện vận chuyển đất .................................................................. 69
4.2.4. Chọn phương tiện vận chuyển bê tông ........................................................... 73
4.2.5. Thiết bị bơm bê tông ...................................................................................... 73
4.2.6. Máy phun bê tông ........................................................................................... 76
4.2.7. Chọn ván khuôn di động ................................................................................ 78
4.3. TRÌNH TỰ THI CÔNG TRONG MỘT CHU KỲ ĐÀO .............................. 80
CHƯƠNG 5. THIẾT KẾ KHOAN NỔ MÌN ............................................................ 82
5.1. TIẾT DIỆN GƯƠNG ĐÀO VÀ PHƯƠNG PHÁP KHOAN NỔ MÌN ........ 82
5.1.1. Chọn tiết diện gương đào ............................................................................... 82
5.1.2. Chọn phương pháp nổ mìn ............................................................................. 82
5.2. LỰA CHỌN VẬT LIỆU NỔ MÌN ................................................................ 83
5.2.1. Thuốc nổ ......................................................................................................... 83
5.2.2. Kíp nổ ............................................................................................................. 84
5.3. CHỌN ĐƯỜNG KÍNH VÀ CHIỀU SAU LỖ MÌN ...................................... 84
5.3.1. Chiều sâu lỗ mìn ............................................................................................. 84
5.3.2. Chọn đường kính lỗ khoan, thuốc nổ ............................................................. 85
5.4. TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ LỖ MÌN TRÊN GƯƠNG ĐÀO ......................... 86
5.4.1. Tính toán số lượng lỗ mìn .............................................................................. 86
5.4.2. Bố trí lỗ mìn trên gương đào .......................................................................... 89
5.4.3. Tính lại thông số của các lõ mìn bố trí thực tế ............................................... 91
5.5. TÍNH KHỐI LƯỢNG THUỐC NỔ CẦN THIẾT CHO 1 CHU KỲ ĐÀO .. 91
5.6. LẬP HỘ CHIẾU KHOAN NỔ MÌN ............................................................. 92
5.7. XÁC ĐỊNH NĂNG SUẤT XÚC BÔC, VẬN CHUYỂN ............................. 93
5.7.1. Năng suất máy khoan ..................................................................................... 93
5.7.2. Năng suất xúc bốc và vận chuyển .................................................................. 93
5.7.3. Năng suất bơm bê tông ................................................................................... 95