Phân tích năng suất đào hầm theo các phương án chia gương đào bằng công cụ mô phỏng rời rạc

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

Thêm vào BST

Báo xấu

18
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Phân tích năng suất đào hầm theo các phương án chia gương đào bằng công cụ mô phỏng rời rạc trình bày cơ sở lý thuyết của thi công đào hầm theo phương pháp chia gương đào; Các phương án thi công chia gương đào đường hầm Đèo Cả; Mô hình mô phỏng các phương án thi công.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Phân tích năng suất đào hầm theo các phương án chia gương đào bằng công cụ mô phỏng rời rạc

XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH NGẦM VÀ MỎ NGHIÊN CỨU VÀ TRAO ĐỔI PHÂN TÍCH NĂNG SUẤT ĐÀO HẦM THEO CÁC PHƯƠNG ÁN CHIA GƯƠNG ĐÀO BẰNG CÔNG CỤ MÔ PHỎNG RỜI RẠC Nguyễn Tiến Tĩnh, Đỗ Như Tráng, Bùi Đức Năng, Trần Anh Bảo Học viện Kỹ thuật Quân sự Email: tientinhxd@gmail.com TÓM TẮT Thi công theo sơ đồ chia gương được xem là điều cần thiết đối với các đường hầm hoặc công trình ngầm có kích thước lớn và điều kiện thiết bị sử dụng không cho phép đào toàn gương. Trong nghiên cứu này, công cụ mô phỏng rời rạc được sử dụng để phân tích năng suất đào hầm theo các phương án chia gương đào. Từ điều kiện thi công của đường hầm Đèo Cả, các phương án thi công chia gương được đề xuất và được mô hình hóa. Kết quả cho thấy các phương án thi công chia gương đều làm tăng tốc độ đào hầm so với phương án thi công toàn gương. Tuy nhiên, độ bất định trong các phương án sẽ là một yếu tố quan trọng để người quản lý cân nhắc khi đưa ra quyết định lựa chọn cuối cùng. Từ khóa: đường hầm, công trình ngầm, mô phỏng rời rạc, tốc độ đào, khoan nổ. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ xây dựng với sự hỗ trợ của các mô hình mô phỏng Một trong những yếu tố quan trọng nhất ảnh tạo ra sự hiểu biết tốt hơn về việc xác định năng hưởng đến quyết định lựa chọn phương án thi suất. Mặc dù các nghiên cứu mô phỏng đã được sử công hầm là thời gian và chi phí xây dựng [1]. Thời dụng thành công trong việc lập kế hoạch cho các gian xây dựng có ảnh hưởng lớn đến chi phí xây dự án xây dựng đường hầm, song việc sử dụng mô dựng đường hầm, vì một phần đáng kể của chi phỏng thường chỉ tập trung ở lập kế hoạch cấp cao phí bao gồm chi phí nhân công và máy xây dựng cho mục đích quản lý chiến lược. Việc áp dụng mô phụ thuộc vào thời gian [2]. Thời gian và chi phí là phỏng như một công cụ để cải thiện các quá trình ở những yếu tố quyết định đến năng suất đào hầm. cấp độ triển khai chi tiết còn khá hạn chế [3]. Vì thế, năng suất đào hầm là một chỉ tiêu quan Trong nghiên cứu công bố gần đây [4], nhóm trọng, được người làm công tác xây dựng hầm tác giả đã trình bày các nội dung nghiên cứu sử đặc biệt quan tâm. dụng phần mềm EZStrobe để mô phỏng quá trình Thi công hầm theo phương pháp truyền thống đào hầm bằng phương pháp khoan nổ. Kết quả cho hoặc phương pháp NATM, tùy theo điều kiện địa thấy sự phù hợp của hệ thống mô phỏng này trong chất, điều kiện trang bị thi công, tiến độ thi công và hoạt động xây dựng hầm. Từ cơ sở của mô hình đã hiệu quả kinh tế mà người ta có thể đào hầm theo thiết lập được, trong bài báo này sẽ phát triển các phương pháp toàn mặt cắt hoặc phân chia gương mô hình mô phỏng tương ứng với các phương án đào thành từng phần để thi công. Với từng dự án chia gương và thực hiện phân tích năng suất đào cụ thể, người thiết kế thi công sẽ lựa chọn sơ đồ lý hầm của các phương án thi công đó. thuyết để vận dụng, cải tiến sơ đồ lý thuyết cho phù 2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU hợp. Tuy thế, các đề xuất lựa chọn sơ đồ thường mang tính kinh nghiệm, chưa dựa trên các công cụ 2.1. Cơ sở lý thuyết của thi công đào hầm phân tích khoa học, chặt chẽ nên thiếu tính thuyết theo phương pháp chia gương đào phục. Công nghệ thi công nói chung và công nghệ thi Mô phỏng quá trình xây dựng cho phép tạo ra công hầm bằng khoan nổ nói riêng thường được một bản sao ảo của một công trường xây dựng đã mô tả theo hai yếu tố cơ bản là: có hoặc theo kế hoạch. Việc phân tích chi tiết các - Sơ đồ đào hay phương thức đào; quy trình xây dựng và các công tác bảo đảm cho - Sơ đồ thi công hay phương thức thi công. 30 CÔNG NGHIỆP MỎ, SỐ 3 - 2021
NGHIÊN CỨU VÀ TRAO ĐỔI XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH NGẦM VÀ MỎ Nếu như sơ đồ đào phản ánh trình tự hay đào tường trước; đào kiểu bậc thang đứng; đào phương thức khai đào trên gương đào (hay trên mặt kiểu bậc thang ngang. cắt ngang của công trình) thì sơ đồ thi công biểu thị Để tiến hành thi công theo phương pháp khoan phương thức phối hợp các công tác, kỹ thuật được nổ, trước hết người ta cần xem xét lựa chọn sơ thực hiện dọc theo trục thi công của công trình ngầm đồ đào (đào toàn gương hay đào chia gương...), (hay trên mặt cắt dọc của công trình). rồi sau đó tiến hành lựa chọn các trang thiết bị thi Theo phương thức khai đào trên gương có thể công, trên cơ sở đó tính toán cụ thể chính xác các phân ra hai nhóm chính là đào toàn gương và đào tham số thi công khoan nổ, lập hộ chiếu khoan nổ chia gương. mìn và tiến hành thi công khoan nổ theo hộ chiếu Nếu như trước đây đào toàn gương được hiểu khoan nổ đã được duyệt, sau khi tiến hành khoan là đào đồng thời toàn bộ mặt cắt gương trên cùng nổ cần tiến hành thông gió, bốc dỡ, vận chuyển một mặt phẳng, thì ngày nay được hiểu theo nghĩa đất đá, chống tạm và thi công vỏ hầm... Quá trình rộng hơn, cụ thể là: thi công của từng công đoạn luôn có liên hệ chặt - Đào đồng thời toàn bộ gương trên cùng một chẽ với nhau, bất kỳ sự phối hợp không ăn ý giữa mặt phẳng, như nổ mìn toàn gương, khoan toàn các công đoạn thi công sẽ luôn ảnh hưởng tới hiệu gương bằng máy TBM, máy khiên đào, máy khoan quả thi công chung của cả công trình. Ngoài việc hầm nhỏ; tính toán lựa chọn các thông số khoan nổ thì việc - Đào toàn bộ gương phân bậc ngắn, sau đó nghiên cứu mô phỏng quá trình thi công từng công đoạn để đưa ra các giải pháp thi công hợp lý là hết chống tạm toàn bộ vùng được đào đồng thời, ví sức cần thiết. dụ khoan nổ mìn, hay đào cắt bằng máy từng bậc ngắn. 2.2. Các phương án thi công chia gương đào Ba nguyên nhân cơ bản dẫn đến phải đào chia đường hầm Đèo Cả gương là [5]: 2.2.1. Trường hợp nghiên cứu - Thời gian tồn tại ổn định không chống của khối Trong bài báo này, chúng tôi dựa trên trường đá không đủ lớn để đào toàn gương. hợp dự án hầm Đèo Cả như trong [4,6] để đưa ra - Nhu cầu về thời gian để lắp dựng kết cấu bảo các sơ đồ chia gương, từ đó xây dựng mô hình vệ khi đào toàn gương không tương xứng với thời mô phỏng và phân tích tốc độ đào hầm, cụ thể cho gian ổn định của khối đá (mối quan hệ với thời gian gói thầu 1A-2, đoạn Km5+470 đến Km5+900. Các tồn tại, khẩu độ thi công). tham số chính của tiết diện hầm được thể hiện trên - Các trang thiết bị, như xe khoan hoặc sàn công hình H.1. tác, máy đào lò và máy cắt..., không bao quát được (1:125) toàn bộ tiết diện (tiết diện đào lớn so với năng lực của thiết bị thi công); máy xúc bốc không có công suất hợp lý cho toàn bộ chu kỳ đào, do vậy phải chia gương. Việc chia gương cũng thường bị chi phối bởi các 5550 điều kiện địa chất, địa chất thuỷ văn và địa cơ học. phÇn têng phÇn vßm Như vậy việc chia gương đào, khi gặp các tiết diện 550 lớn, trước kia chủ yếu là do khả năng điều khiển r=5 khối đá còn bị hạn chế. Với các loại vật liệu chống tạm thời đó, chủ yếu là khung gỗ hộp hay khung 2700 đánh khuôn, chỉ cho phép đào với tiết diện nhỏ. Ngày nay, việc chia tiết diện gương chịu quyết định chính bởi hiệu quả kinh tế và sử dụng các trang 5205 5205 thiết bị thi công. Một số phương pháp phân chia gương đào H.1. Mặt cắt ngang thi công hầm Đèo Cả trong thi công hầm điển hình là [5]: đào vòm trước; CÔNG NGHIỆP MỎ, SỐ 3 - 2021 31
XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH NGẦM VÀ MỎ NGHIÊN CỨU VÀ TRAO ĐỔI H.2. Trình tự thi công trong kết cấu chống đỡ loại B (đào toàn tiết diện). Về công nghệ thi công hầm, liên danh các nhà kiểu bậc để hình thành (hình H.3). Đặc điểm công thầu đã áp dụng công nghệ NATM gồm các bước nghệ liên quan đến hai lần đào: cơ bản như sơ đồ hình 2 [6]. Chiều dài một chu kỳ - Khoảng cách bậc: nửa trên tiến trước, duy trì khoan nổ được giới hạn từ 2 ÷ 4m. khoảng cách với nửa dưới từ 20m đến 30m. - Chiều dài chu kỳ khoan nổ của cả hai bậc 2.2.2. Các phương án chia gương đào và quy là 3m. trình công nghệ - Quy trình công nghệ trên mỗi lần đào tuân theo Ngoài phương án đào toàn gương như đã được quy trình như đào toàn gương nêu trên nhưng có khảo sát trong [4,6], các sơ đồ chia gương đào sự đan xen công tác giữa hai nửa/bậc: Công tác được xem xét gồm 3 phương án, dựa trên phương khoan tạo lỗ và nạp thuốc nổ cho nửa dưới được pháp đào kiểu bậc thang đứng. Quy trình công tiến hành cùng với công tác bốc xúc - vận chuyển nghệ của các phương án thi công được tóm tắt đất đá nửa trên. Khi nửa trên đã vận chuyển xong sau đây. đất đá thì cho nổ mìn nửa dưới. Các công tác còn a) Đào toàn gương (PA1) lại ở nửa trên (nạo vét → chống đỡ → khảo sát) Thực hiện phân tích quá trình đào hầm bằng và sau đó khoan tạo lỗ và nạp thuốc nổ cho chu kỳ khoan nổ với các công đoạn chính thể hiện trên tiếp theo sẽ tiếp tục trong khi nửa dưới thực hiện hình H.2, quy trình công nghệ được chi tiết hóa vận chuyển đất đá. Sự đan xen công tác này thực thành các công đoạn như sau: Khoan lỗ mìn → hiện tương tự cho các chu kỳ tiếp theo trên cả hai Nạp thuốc nổ →Nổ và thông gió → Vận chuyển nửa gương đào. đất đá thải → Nạo vét khoang đào bằng máy và c) Gương chia 3 (PA3) thủ công → Chống đỡ, gia cố → Khảo sát, chuẩn bị cho chu kỳ tiếp theo. Chiều dài chu kỳ khoan nổ là 3m. b) Gương chia đôi (PA2) 5550 I phÇn têng phÇn vßm 550 r=5 5550 2700 phÇn têng phÇn vßm I iiI II 0 r =555 5205 5205 2700 II H.4. Phương án gương chia 3 (bậc trên - bậc dưới; bậc dưới chia đôi) 5205 5205 Phương án này khác phương án gương chia đôi ở chỗ: Ở bậc dưới, gương đào lại được chia H.3. Phương án thi công chia đôi gương đào (bậc trên - bậc dưới) làm 2 phần bằng nhau (hình H.4). Đặc điểm công Ở phương án này, gương được chia làm 2 nghệ liên quan đến các lần đào tại các phần gương phần: nửa trên, nửa dưới và dùng hai lần đào theo đã chia như sau: 32 CÔNG NGHIỆP MỎ, SỐ 3 - 2021
NGHIÊN CỨU VÀ TRAO ĐỔI XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH NGẦM VÀ MỎ - Nửa trên (phần gương I) có chiều dài chu kỳ đào kiểu bậc thang đứng (PA2, PA3, PA4) là công khoan nổ là 2m. Hai phần gương bậc dưới có chiều tác mở rộng hệ kỹ thuật (thông gió, điện nước...) dài chu kỳ khoan nổ 4m. Như vậy, để đảm bảo chỉ làm trong chu kỳ của phần đào bậc trên. bước tiến và giữ khoảng cách hai bậc, nửa trên sẽ 2.3. Mô hình mô phỏng các phương án thi công thực hiện hai chu kỳ khoan nổ tương ứng với một chu kỳ khoan nổ của các phần bậc dưới. 2.3.1. Chuẩn bị dữ liệu cho mô hình - Tiến hành chu kỳ 1 của bậc trên đến khi bắt Dữ liệu cần thiết cho mô hình bao gồm khai báo đầu vận chuyển đất đá thì triển khai khoan và nạp về dữ liệu sử dụng và phân phối xác suất thời lượng thuốc nổ cho phần bên phải bậc dưới, khi bậc trên các hoạt động được mô hình hóa trong mô hình vận chuyển xong mới cho nổ ở phần này. Các công mô phỏng. Căn cứ để xác định cũng như thông số đoạn tiếp theo của phần bên phải bậc dưới thực của các dữ liệu này cho phương án thi công toàn hiện đồng thời với bậc trên tiến hành các công tác gương đã được trình bày trong [4]. Khi phát triển khác của chu kỳ 1 sau đó khoan tạo lỗ và nạp thuốc mô hình cho các phương án thi công, các dữ liệu nổ cho chu kỳ 2. Cho nổ chu kỳ 2 bậc trên khi của về xe máy - thiết bị (máy khoan, máy bốc xúc, xe phần bên phải bậc dưới hoàn thành chu kỳ và khi chở đất, xe chở vật liệu chống tạm và xe phục vụ) vận chuyển đất đá chu kỳ 2 bậc trên thì triển khai được khai báo thống nhất trong các phương án về công tác cho phần bên trái bậc dưới. Các bước tiếp chủng loại và số lượng. Thời lượng các hoạt động theo tương tự như đã mô tả khi kết hợp chu kỳ 1 (bậc trên) với phần bên phải bậc dưới. được mô hình hóa trong mô hình mô phỏng theo d) Gương chia 4 (PA4) phân phối xác suất đã lựa chọn, được sửa đổi về giá trị phù hợp với tổ chức hoạt động trong mỗi mô hình theo phương án thi công được mô phỏng. 2.3.2. Mô hình mô phỏng trong EZStrobe Dựa trên mô hình đã lập được trong [4] và các phân tích quy trình công nghệ tại mục 3.2, các tác 5550 I giả đã xây dựng các mô hình mô phỏng cho các phÇn têng phÇn vßm 550 trường hợp thi công chia gương đào. Các mô hình r=5 được xác minh kiểm tra lỗi bằng chạy mô hình hoạt hình. Kết quả cho thấy các mô hình đã hoạt động 2700 iiI ii iiI chính xác, có thể sử dụng để tiến hành mô phỏng. Trong mục này, chúng tôi giới thiệu mô hình 3710 5200 1500 cho trường hợp được xem là phức tạp nhất và 5205 5205 do đó, đại diện đầy đủ cho các trường hợp còn lại: phương án gương chia 4 (các hình H.6, H.7, H.5. Phương án gương chia 4 (bậc trên - bậc dưới; bậc dưới chia 3) H.8 và H.9). Giữa các lần đào, sử dụng biểu diễn nhiều trang của EZStrobe thông qua hàng đợi kết Ở phương án này (hình H.5), bậc dưới được hợp và công việc có điều kiện đi sau nó để kết nối. chia làm 3 phần. Phần ở giữa (II) bậc dưới sẽ đào Ví dụ trên hình H.8, để bắt đầu đào phần II, ngoài một lần, hai phần còn lại ở hai bên (III và IV) sẽ các điều kiện về tài nguyên của một chu kỳ đào đào cùng một lần. Đặc điểm công nghệ liên quan thông thường, phải có điều kiện đã nổ và thông đến các lần đào của phương án này tương tự như gió xong, bắt đầu công tác bốc xúc - vận chuyển phương án gương chia 3. Điểm khác: chu kỳ đào đất đá ở phần I (chu kỳ 1). Điều kiện này được của phần II hoàn thành khi vận chuyển xong đất đá thể hiện bằng hàng đợi kết hợp (vòng tròn nét đứt) mà không cần thực hiện các bước tiếp theo trong ‘ExcvSoil’ là biểu diễn của lượng đất đá đào được quy trình công nghệ chung như các phần khác. của phần I (chu kỳ 1) và liên kết kéo (Draw Link) với Một đặc điểm công nghệ chungcần lưu ý của toán tử quan hệ ‘!=0,0’. các phương án chia gương dựa trên phương pháp CÔNG NGHIỆP MỎ, SỐ 3 - 2021 33
XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH NGẦM VÀ MỎ NGHIÊN CỨU VÀ TRAO ĐỔI Cycle nCycle >0 , 1 DrillJumbo PlatfTruck ExcvSoil nJumbos nPlatfTrcks 0 1 >0 , 1 >0 , 1 1 SoilAmt PlacingJumbo DisplaceJumbo LoadExplosives BlastVent SpcAvlbl ==1 , 1 Drilling 1 P:95 1 RdyExplsvs >0 , 1 1 RdyMnvr PlcngJmbTm DplcJmbTm LdgExplTm BlstngVntltnTm 1 DrillTm 0 P:5 Repair RepJumboTm >0 , 1 Excavator Loader nExcv nLdrss >0 , 1 1 >0 , 1 1 ExcvSoil !=0 , 0 2 0 LoadSoil ManoeuvreTruck MechScaling StopSoilDisp >0 , 1 RdyMnvr 1 >0 , 1 RdyLd 1 >0 , 1 RdySclng 1 LdSlTm MnvrTrckTm MchSclngTm 0 >0 , 1 ==SoilAmt , 0 >=0 , TruckCap ==nSoilTrs , 0 TransferSoil ReturnEmpty 1 Trucks DmpdSoil ExcvSoil UnloadSoil !=0 , 0 TrnspTrckTm RetrnEmptTrckTm nSoilTrs Trucks ExcvSoil1 UnldSlTm 0 0 nSoilTrs 0 1 TruckCap DmpdSoil 0 MatTruck ReturnMatTruck DrillJumbo Manlift 1 nMatTr TrnspTrckTm nJumbos nMnlift >0 , 1 >0 , 1 1 >0 , 1 1 ManualScling TransferLining RdyMnlSc >0 , 1 1 RdyGrSp >0 , 1 UnloadLining 1 LiningMat >0 , 1 LiningTunnel 1 RdySrvy >0 , 1 Surveying mnlSclngTm TrnspTrckTm UnlLnngTm LnngTnnlTm SrvyTnnlTm >0 , 1 1 >0 , 2 2 1 1/2 PlatfTruck PlatfTruck nPlatfTrcks nPlatfTrcks ExtendServ RdyExtServ >0 , 1 1/2 SpcAvlbl ExtdngSrvcsTm 1 H.6. Mô hình mô phỏng chu kỳ 1 đào hầm bậc trên SpcAvlbl PlatfTruck2 ExcvSoil2 >0 , 1 DrillJumbo2 RdyBlastvent2 ExcvSoil1 nPlatfTrcks2 0 1 nJumbos2 0 1 >0 , 1 1 !=0 , 0 >0 , 1 SoilAmt2 >0 , 1 PlacingJumbo2 DisplaceJumbo2 LoadExplosives2 BlastVent2 SpcAvlbl2 ==1 , 1 Drilling2 1 P:95 1 RdyExplsvs2 >0 , 1 1 1 RdyMnvr2 PlcngJmb2Tm DplcJmb2Tm LdgExpl2Tm BlstngVntltn2Tm 1 Drill2Tm 0 >0 , 1 P:5 Repair2 DmpdSoil1 ==SoilAmt1 , 0 Cycle2 RepJumbo2Tm nCycle2 Excavator2 Loader2 0 >0 , 1 nExcv2 nLdrss2 1 >0 , 1 1 >0 , 1 MechScaling2 2 LoadSoil2 ManoeuvreTruck2 !=0 , 0 ExcvSoil2 RdyMnlSc2 1 >0 , 1 RdySclng2 1 >0 , 1 RdyMnvr2 1 >0 , 1 RdyLd2 1 MchSclng2Tm StopSoilDisp2 LdSl2Tm MnvrTrck2Tm 0 0 ==nSoilTrs2 , 0 ==SoilAmt2 , 0 >0 , 1 >=0 , TruckCap2 TransferSoil2 UnloadSoil2 ReturnEmpty2 ExcvSoil2 1 Trucks2 Trucks2 DmpdSoil2 TrnspTrck2Tm UnldSl2Tm RetrnEmptTrk2Tm 0 nSoilTrs2 nSoilTrs2 0 >0 , 1 TruckCap2 DmpdSoil2 MatTruck2 ReturnMatTruck2 PlatfTruck2 1 0 Manlift2 nMatTr2 TrnspTrck2Tm nPlatfTrcks2 nMnlift2 >0 , 1 >0 , 1 1 >0 , 1 1 ManualScling2 TransferLining2 UnloadLining2 LiningTunnel2 Surveying2 1 RdyGrSp2 >0 , 1 1 LiningMat2 >0 , 1 1 RdySrvy2 >0 , 1 mnlSclng2Tm TrnspTrck2Tm UnlLnng2Tm LnngTnnl2Tm SrvyTnnl2Tm >0 , 1 1 >0 , 1 1 1 1/2 DrillJumbo2 PlatfTruck2 nJumbos2 nPlatfTrcks2 RdyExtServ2 ExtendServ2 >0 , 1 1/2 SpcAvlbl2 ExtdngSrvcs2Tm 1 H.7. Mô hình mô phỏng chu kỳ 2 đào hầm bậc trên 34 CÔNG NGHIỆP MỎ, SỐ 3 - 2021
NGHIÊN CỨU VÀ TRAO ĐỔI XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH NGẦM VÀ MỎ SpcAvlbl1 Repair1 ExcvSoil1 >0 , 1 Cycle1 RdyBlastvent1 >0 , 1 1 RepJumbo1Tm 0 nCycle1 P:5 1 ==1 , 1 PlacingJumbo1 DisplaceJumbo1 LoadExplosives1 Blastvent1 SoilAmt1 Drilling1 1 P:95 1 RdyExplsvs1 >0 , 1 PlcngJmb1Tm DplcJmb1Tm LdgExpl1Tm BlstngVntltn1Tm 1 Drill1Tm !=0 , 0 >0 , 1 1 ==SoilAmt , 0 1 >0 , 1 DrillJumbo1 PlatfTruck1 ExcvSoil RdyMnvr1 nJumbos1 nPlatfTrcks1 DmpdSoil 0 0 0 !=0 , 0 ==SoilAmt1 , 0 DmpdSoil1 Loader1 ManoeuvreTruck1 0 nLdrss1 RdyLd1 1 >0 , 1 1 MnvrTrck1Tm 2 >0 , 1 SpcAvlbl1 1 >0 , 1 RdyMnvr1 1 LoadSoil1 DmpdSoil1 ExcvSoil1 >0 , 1 StopSoilDisp1 >0 , 1 1 0 LdSl1Tm 0 0 TruckCap1 TransferSoil1 ReturnEmpty1 UnloadSoil1 1 Trucks1 ExcvSoil1 >=0 , TruckCap1 TrnspTrck1Tm RetrnEmptTrk1Tm UnldSl1Tm nSoilTrs1 0 H.8. Mô hình mô phỏng chu kỳ đào hầm bậc dưới - phần II (ở giữa) PlatfTruck3 ExcvSoil3 SpcAvlbl3 >0 , 1 DrillJumbo3 nPlatfTrcks3 DmpdSoil2 0 1 nJumbos3 0 1 SoilAmt3 ==1 , 1 >0 , 1 1 ==SoilAmt2 , 0 PlacingJumbo3 DisplaceJumbo3 LoadExplosives3 BlastVent3 Cycle3 >0 , 1 Drilling3 1 P:95 1 RdyExplsvs3 >0 , 1 1 RdyBlastvent3 >0 , 1 1 RdyMnvr3 PlcngJmb3Tm DplcJmb3Tm LdgExpl3Tm BlstngVntltn3Tm nCycle3 Drill3Tm 0 P:5 !=0 , 0 Repair3 RepJumbo3Tm Loader3 >0 , 1 ExcvSoil2 0 nLdrss3 >0 , 1 1 ManoeuvreTruck3 !=0 , 0 ExcvSoil3 2 >0 , 1 1 LoadSoil3 >0 , 1 RdyLd3 1 MnvrTrck3Tm 0 MechScaling3 RdyMnvr3 RdyMnlSc3 1 >0 , 1 RdySclng3 1 StopSoilDisp3 MchSclng3Tm 0 LdSl3Tm >0 , 1 ==nSoilTrs3 , 0 ==SoilAmt3 , 0 >=0 , TruckCap3 TransferSoil3 ReturnEmpty3 Trucks3 UnloadSoil3 1 TrnspTrck3Tm RetrnEmptTrk3Tm nSoilTrs3 UnldSl3Tm Trucks3 DmpdSoil3 TruckCap3 nSoilTrs3 0 ExcvSoil3 >0 , 1 DmpdSoil3 0 0 ReturnMatTruck3 MatTruck3 1 DrillJumbo3 Manlift3 TrnspTrck3Tm nMatTr3 nJumbos3 nMnlift3 >0 , 1 >0 , 1 1 >0 , 1 1 ManualScling3 TransferLining3 UnloadLining3 1 RdyGrSp3 >0 , 1 LiningTunnel3 Surveying3 mnlSclng3Tm TrnspTrck3Tm UnlLnng3Tm 1 LiningMat3 >0 , 1 1 RdySrvy3 >0 , 1 1 SpcAvlbl3 LnngTnnl3Tm SrvyTnnl3Tm 1 >0 , 1 1 PlatfTruck3 nPlatfTrcks3 H.9. Mô hình mô phỏng chu kỳ đào hầm bậc dưới - phần III+IV (hai bên) 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN - Trong các phương án chia gương, tốc độ đào Lần lượt cho các mô hình chạy với số lần mô nhanh nhất là phương án gương chia 4, tiếp đến là phỏng là 10.000. Kết quả phân tích về tốc độ đào phương án gương chia 2, phương án gương chia 3 của từng phương án thi công nêu tại mục 3 được có tăng nhưng không nhiều. Tỷ lệ tăng tốc độ đào cho trong Bảng 1. so với phương án toàn gương lần lượt là: PA2 = Từ kết quả trên, có thể thấy: 136%; PA3 = 111%; PA4 = 207%. Trường hợp PA2, - Nhìn chung, thi công theo các phương án tỷ lệ này phù hợp với kết quả nghiên cứu của tác chia gương đào (PA2, PA3, PA4) đều có tốc độ giả Trần Tuấn Minh [7]. đào nhanh hơn so với thi công toàn gương (PA1). - Xét về tính ổn định thống kê, mặc dù PA4 có Bảng 1. Tốc độ đào của các phương án thi công chia gương xác định bằng mô phỏng Phương án Giá trị trung bình Độ lệch Giá trị Max Giá trị min Tốc độ đào (m/24h) PA1 3,93516 0,14696 4,23802 3,62458 PA2 5,35915 0,13344 5,93232 4,48648 PA3 4,35914 0,69078 9,18425 3,93547 PA4 8,14831 1,51399 9,63726 3,92100 CÔNG NGHIỆP MỎ, SỐ 3 - 2021 35
XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH NGẦM VÀ MỎ NGHIÊN CỨU VÀ TRAO ĐỔI tỷ lệ tăng tốc độ đào lớn nhất nhưng tính bất định cần nghiên cứu áp dụng phương pháp khai đào lại cao nhất (thông qua giá trị độ lệch và biên độ số chia gương. liệu mô phỏng). Các phương án PA1 và PA2 có độ - Việc lựa chọn phương án chia gương cần xét bất định thấp. PA3 tuy tỷ lệ tăng tốc độ đào không đến tính ổn định thống kê của mô hình để quyết lớn nhưng độ bất định cũng cao. định. Mặt khác, cần nghiên cứu xem xét các yếu 4. KẾT LUẬN tố tác động chính gây nên sự bất định cao trong - Kết quả mô phỏng về tốc độ đào hầm cho thấy phương án là gì, từ đó có sự điều chỉnh thích hợp để rằng đào theo phương pháp chia gương có hiệu có thể áp dụng phương án có tỷ lệ tăng tốc độ đào quả xét về yêu cầu tăng tốc độ đào. Như vậy, mặc cao mà không gặp nhiều rủi ro khi thực hiện. Công dù điều kiện địa chất và các thiết bị cho phép đào cụ mô phỏng sẽ rất hữu ích cho các khảo sát và lập toàn gương, nhưng để rút ngắn thời gian thi công, phương án thi công hầm và công trình ngầmr TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Reilly (2000), The management process for complex underground and tunneling projects. Tunneling and Underground Space Technology 15(1), pp.31-44. 2. Spackova O. (2012), Risk management of tunnel construction projects, Doctoral Thesis, Czech Technical University in Prague, Prague. 3. Markus Scheffer and Ruben Duhme (2018), Construction Process Simulation in Tunnel Construction - A Prerequisite for Automation, Proceedings of the 35th ISARC, Berlin, Germany, pp.1139-1144. 4. Nguyễn Tiến Tĩnh, Đỗ Như Tráng, Bùi Đức Năng (2021), Sử dụng phần mềm EZStrobe mô phỏng quá trình đào hầm bằng phương pháp khoan nổ, Tạp chí Địa kỹ thuật, số 1/2021. 5. Đỗ Như Tráng (2001), Giáo trình thi công công trình ngầm, Học viện KTQS. 6. Nguyễn Tiến Tĩnh, Bùi Đức Năng, Trần Anh Bảo (2019). Sử dụng mô hình xác định đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố đầu vào đến tốc độ của quá trình thi công hầm bằng phương pháp khoan nổ. Tạp chí Người Xây dựng, số tháng 9 & 10/2019, tr.52-54. 7. Trần Tuấn Minh (2015), Đánh giá hiệu quả xây dựng đường hầm giao thông tiết diện lớn thi công bằng sơ đồ chia gương, Tạp chí Công nghiệp mỏ, số 3, tr.23-29. ANALYSIS OF TUNNELING CAPACITY BY DISCRETE SIMULATION FOR MULTIPHASE DRIVING METHOD Nguyen Tien Tinh, Do Nhu Trang, Bui Duc Nang, Tran Anh Bao ABSTRACT The multiphase driving method for tunneling is conventionally considered as the unavoidable approach for large-size underground constructions and the limitation of equipment. Currently, this approach is adjusted to be an option which can be implemented for economical analysis. In this study, discrete simulation is conducted for analyzing the productivity with various multiphase driving options. The case study, which uses information of on-site available equipment, is implemented for Đèo Cả tunnel with phase division options are proposed and simulated. Result from case study reveals that the multiphase driving with the plan that the face is equally devided can boost the velocity of tunneling compared to the full-phase method. However, the uncertainties in the candidate options are the critical factor for the decision making process. Keywords: tunnel, underground, discrete simulation, excavated speed, drill and blast. Ngày nhận bài: 11/02/2021; Ngày gửi phản biện: 15/02/2021; Ngày nhận phản biện: 25/02/2021; Ngày chấp nhận đăng: 30/3/2021. Trách nhiệm pháp lý của các tác giả bài báo: Các tác giả hoàn toàn chịu trách nhiệm về các số liệu, nội dung công bố trong bài báo theo Luật Báo chí Việt Nam. 36 CÔNG NGHIỆP MỎ, SỐ 3 - 2021