B GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HC M-ĐA CHT
ĐẶNG VĂN KIÊN
ĐẶNG VĂN KIÊN
NGHIÊN CU ẢNH HƯNG CA CHẤN ĐỘNG N MÌN
KHI THI CÔNG ĐƯỜNG HM
ĐẾN KT CU CÔNG TRÌNH NGM LÂN CN
Chuyên Ngành: K thut xây dng Công trình ngm
Mã s : 9580204
TÓM TT LUN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUTrng Hùng
Hà Ni - 2018
Công trình được hoàn thành ti B môn Xây dng Công trình ngm và M
Khoa Xây dng Trường Đại hc M-Đa cht
Người hướng dn khoa hc:
GS.TS.NGND. Võ Trng Hùng
Phn bin 1 : GS.TS. Đỗ Như Tráng
Phn bin 2 : GS.TS. Nh Văn Bách
Phn bin 3 : TS. Cao Chu Quang
Lun án s đưc bo v trước Hội đng đánh giá lun án cp Trường
ti Tờng Đại hc M-Địa cht
(Theo Quyết định s 1001/QĐ-MĐC ngày 14 tháng 08 năm 2018 của
Hiệu trưởng Trường Đại hc M-Địa cht)
Vào hi …..gi….ngày…….tháng …..năm 2018
Có th tìm hiu Lun án ti:
- Thư viện Quc gia
- Thư viện Hc vin Khoa hc và Công ngh
- Thư viện Tờng Đại hc M-Địa cht.
1
MỞ ĐẦU
1.Tính cp thiết ca lun án
Trong thi gian qua rt nhiu các d án hm dân dng lớn được đào mới hoặc đào mở
rộng trong đó hầm mới đào gần đường hầm với kết cu v hm cần được bo v tránh phá hy
như hầm C Mã, hm Hải Vân… Phương pháp thi công được la chn khoan n mìn do đào
trong đá cứng như granite, trong khi khong cách gia hầm đào mới hầm tồn ti lân cn
nh: vi hm C cách hầm đường st s 24 khong 47m; hm Hi Vân, hm mi cách hm
lánh nn 30m. Do vy, vấn đề đánh giá ảnh hưởng ca chấn động n mìn khi đào hầm đến kết
cấu đường hầm cũ lân cận là hết sc cn thiết và cp bách. Mc dù thc tế sn xuất đặt ra nhng
yêu cu cp bách cn tiến phi tiến hành các nghiên cứu đánh giá, áp dng các gii pháp nhm
gim thiếu tối đa những ảnh hưởng tiêu cc ca chấn động n mìn đến kết cu công trình ngm
lân cn, xong hin nay vấn đề đó vn chưa được quan m đúng mức, chưa có một công trình
khoa hc chuyên sâu v chấn động n mìn đối vi các công trình ngm dân dng. Các tiêu chun
thiết kế, thi công các Quy phm hin hành của nước ta chưa chú nhiều nhiều đến vấn đề này, đặc
bit những quy định c th cho kết cu công trình ngm lân cn vi v n. Trên thế giới, hướng
nghiên cu ảnh hưởng ca chấn động n mìn đến kết cu chng gi ca công trình ngm lân cn
khi thi công đường hm bằng phương pháp khoan nổ mìn đã được nhiu tác gi quan tâm nghiên
cứu và đã có mt s kết qu nhất định. Mt s tiêu chun ca mt s nước cũng đã đề cp chi tiết
đưa ra những ngưỡng c th để đánh giá mức độ ảnh hưởng ca chấn động n mìn đến kết cu
công trình ngm lân cận như CH Liên bang Đc, Trung Quốc. Qua đó cho thy, vấn đ nghiên
cu ảnh hưởng ca chấn động n mìn đến kết cu công trình ngm lân cn là hết sc cn thiết và
cp bách. Do vậy để đáp ứng được yêu cu cp bách trên tác gi đã lựa chn lun án vi tiêu
đề “Nghiên cứu ảnh hưởng ca chấn động n mìn khi thi công đường hầm đến kết cu công trình
ngm lân cn”.
2. Mc tiêu nghiên cu ca lun án: Mc tiêu nghiên cu ca lun án gm:
- Xây dựng được các hình s 2D, 3D cho phép nghiên cu phân tích d báo ảnh hưởng ca
chấn động n mìn đến kết cu chng gi của đường hm lân cận khi thi công đường hm bng
phương pháp khoan n mìn;
- Đánh giá được mức độ ảnh hưởng ca chn động n mìn đến kết cu chng gi của đường hm
lân cn da trên các s liệu đo đạc thc tế ti mt s d án kết qu nghiên cu trên hình
s 2D, 3D;
- Tìm ra mt s quy lut thc nghim đánh g mc đ nh hưng ca chấn đng n mìn đến kết cu
chng gi ca đưng hm;
2
3. Đối tượng nghiên cu ca lun án
- Ảnh hưởng ca chấn động n mìn khi thi công đường hầm đến v hm ca hầm cũ lân cn;
- Kết cu chng gi của đưng hm lân cn vi đưng hm mi đưc thi công bng pơng pháp khoan
n mìn;
4. Phương pháp nghiên cứu: Lun án s dụng các phương pháp nghiên cứu như sau:
- Phương pháp nghiên cứu phân tích tng hp: tiến hành thu thp các s liệu đo đạc thc tế ti
các d án hm thuc phm vi nghiên cu ca lun án;
- Phương pháp đo đạc thc nghim: thí nghim trên các mẫu đá thu được ti hiện trường;
- Phương pháp số: xây dng các mô hình s đánh giá ảnh hưởng ca chấn động n mìn đến kết
cấu đường hm lân cận khi thi công đường hm bằng phương pháp khoan nổ mìn trên mt phng
đi qua gương hầm (2D) và dc trục đường hm (3D).
5. Phm vi nghiên cu ca lun án:
- Môi trường đất đá đồng nhất, đẳng hướng, chưa xem xét đến s ảnh hưởng ca khe nt
mt phân cách trong khối đá đến kết qu nghiên cu;
- Liên kết gia v chng bê tông lin khi của đường hầm cũ lân cận vi khối đá là liên kết cng
liên tc. Lp v chng tông lin khối được gi thiết như lp lát hàn bám chặt vào đất đá
cùng dao động với đất đá.
6. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tin ca vấn đề nghiên cu
- Ý nghĩa khoa học ca lun án: các kết qu nghiên cu mi ca lun án s góp phần làm cơ sở
lý lun cho việc đánh giá chấn động n mìn khi thi công các đường hm dân dng;
- Ý nghĩa thực tin ca lun án: các kết qu nghiên cu ca lun án s phc v cho các công c thiết kế,
công tác thi công đưng hm nhm gim thiu s nh ng bt li ca sóng n mìn đến kết cu ca các
đưng hm lân cn.
7. Những điểm mi ca lun án: Kết qu luận án đạt được các điểm mi sau đây:
(1) Thc hin thí nghiệm động SHPB và mô phng s để xác định các thông s động ca khi đá,
v chng; tìm ra các mi quan h gia ng sut, biến dng, tốc độ biến dng theo thi gian ca
kết cu chng gi i tác dng ca ti trng động giống như áp lực n mìn trên thc tế;
(2) Xây dng c công thc kinh nghim xác đnh g tr PPV ng thuc n np ln nht khi n mìn
thi công đưng hm; ch ra mi quan h gia RMR ca khi đá, mc đ chn động đến v chng bê tông
đưng hm lân cn ti hm Croix-Rousse; xây dng các ng thc thc nghiệm xác định giá tr PPV ph
thuc vào RMR;
(3) Xây dng, kim chng hình s hai chiu 2D, ba chiu 3D; kho sát các thông s ca các
hình tìm ra giá tr h s gim chn phù hp bằng 5,0 %; xác định giá tr PPV t l nghch vi h
3
s gim chn ca khối đá; xác định chiu dài hình hp lý; ch ra các vùng phá hy ca v chng
đưng hầm cũ; tìm ra các công thức thc nghim do giá tr PPV cho các v trí trong v chng
đưng hầm cũ; đề xuất phương pháp xem xét mức độ chấn động ca n mìn thi công đường hm
mới đến trng thái ca khi đá kết cu chng gi tông ca đường hầm n cn.
8. Cu trúc lun án: Lun án có kết cu gồm 5 chương với nội dung như sau:
Chương 1: Tng quan v nh hưng ca chn đng n mìn thi công đưng hm đến kết cu chng công
trình ngm lân cn;
Chương 2: Lý thuyết v truyn sóng trong môi trường đất đá và phương pháp xác định s nh
hưởng ca sóng n mìn lên kết cấu đường hm lân cn;
Chương 3: Nghiên cu ảnh hưởng ca chấn động n mìn khi thi công đưng hm bằng phương
pháp khoan n mìn đến kết cấu đường hm lân cn bằng phương pháp đo đạc hiện trường;
Chương 4: Nghiên cu các thông s động ca khối đá và vỏ chng;
Chương 5: Nghiên cu ảnh hưởng ca chấn động n mìn khi thi công đưng hm bằng phương
pháp khoan n mìn đến kết cấu đường hm lân cn bằng phương pháp số;
9. B cc ca lun án: Ngoài phn m đầu ca lun án, lun án trình bầy trong 5 chương và 03
Ph lc, kết luận, hướng nghiên cu tiếp theo, các công trình đã công bố, danh sách tài liu tham
kho vi ni dung chính trình bầy trong 147 trang đánh máy kh A4 gm 135 hình v, 34 bng.
Các kết qu chính ca lun án đã được công b trên 24 bài báo trên các tạp chí trong nước, quc
tế và k yếu hi ngh quc tế và trong nước, trong đó có 01 bài báo thuộc danh mc ISI và nhiu
bài được đăng tải trên trang DOI uy tín.
CHƯƠNG 1. TNG QUAN V ẢNH HƯỞNG CA CHẤN ĐỘNG N MÌN ĐẾN
CÁC CÔNG TRÌNH NGM LÂN CN
1.1.Tổng quan về nghiên cứu ảnh hưởng của chấn động nổ mìn đến kết cấu công trình ngầm
lân cận và các thông số nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của chấn động nổ mìn
1.2.Đánh giá chung về tình hình nghiên cứu trong nước và ngoài nước v ng nghiên cu
ca lun án
T kết qu nghiên cứu trên đây, có thể rút ra mt s nhn xét sau:
Các phương pháp nghiên cứu lý thuyết, phương pháp nghiên cứu trên mô hình vật lý tương
đương rt khó s dng khi nghiên cu ảnh hưởng ca chấn động n mìn. Phương pháp mô hình
s phương pháp đo đạc hiện trường đang được s dng rt ph biến và cho kết qu tin cy. Do
đó, luận án chn s dng kết hợp hai phương pháp trên để nghiên cu.