LỜI NÓI ĐẦU Để phát triển nền kinh tế quốc dân Đảng và Nhà nƣớc đã vạch ra kế hoạch phát triển mạnh mẽ hệ thống xây dựng cơ sở hạ tầng vàmột số ngành công nghiệp, trong số đó có ngành khai thác khoáng sản, xây dựng các nhà máy thủy điện, phát triển hệ thống giao thông đặc biệt làhệ thống giao thông ngầm nhằm giảm thiểu hiện tƣợng ắc tắc giao thông. Hiện nay ở Việt Nam lĩnh vực xây dựng công trình ngầm đang bắt đầu phát triển, một số công trình ngầm đã đƣợc xây dựng nhƣ các công trình ngầm giao thông (hầm đèo Hải Vân, Đèo Ngang, A Roàng 1, A Roàng 2,.), các công trì nh ngầm thủy điện (nhƣ Thủy điện Sông Đà, Yali, A vƣơng, Nậm Chiến,.), các công trình ngầm trong mỏ đã phát triển từ rất lâu, hiện tại các dự án xây dựng các công trình tầu điện ngầm đang bắt đầu phát triển, trƣớc tiên làở hai thành phố lớn làHàNội và thành phố Hồ ChíMinh, các hầm đƣờng bộ qua các nút giao thông. Giáo trình “Quy hoạch vàthiết kế cấu tạo công trình ngầm” đƣợc biên soạn làm tài liệu giảng dạy vàhọc tập cho sinh viên chuyên ngành xây dựng mỏ vàcông trình ngầm bậc Đại học vàlàm tài liệu tham khảo cho chuyên ngành Công nghệ kỹ thuật công trình xây dựng Hầm vàCầu. Ngoài ra giáo trì nh còn sử dụng làm tài liệu tham khảo cho các nhàthiết kế, chỉ đạo vàthi công sản xuất trong ngành Xây dựng công trình ngầm. Góp phần đáp ứng kịp thời với xu hƣớng phát triển lĩnh vực xây dựng công trình ngầm hiện nay. Cấu trúc giáo trình gồm 9 chƣơng, với tổng cộng 205 trang, sử dụng 31 tài liệu tham khảo. Nội dung giáo trình bao gồm những vấn đề: giới thiệu tổng quan về quy hoạch hệ thống công trình ngầm trong mỏ, thiết kế các công trì nh ngầm vàhệ thống công trình ngầm trong mỏ, thiết kế công trì nh ngầm giao thông, các công trình ngầm thủy công vàcác công trình hầm tầu điện ngầm. Vũ Đức Quyết đảm nhận biên soạn chƣơng 2, chƣơng 3, chƣơng 6, chƣơng 7, chƣơng 8 và chƣơng 9, ThS. Nguyễn Việt Cƣờng đảm nhận biên soạn chƣơng 1, chƣơng 4 và chƣơng 5. Trong quátrình biên soạn, chúng tôi đã cố gắng chọn lọc những thông tin ngắn gọn, tổng hợp những kiến thức trong các giáo trình liên quan đến môn học của các tác giả trong và ngoài nƣớc. Tuy đã có nhiều cố gắng khi biên soạn, nhƣng do biên soạn lần đầu nên không thể tránh khỏi những thiếu sót. Chúng tôi rất mong nhận đƣợc sự góp ý kiến của các bạn đồng nghiệp, các sinh viên vàbạn đọc khi sử dụng giáo trình này để giáo trì nh đƣợc hoàn thiện tốt hơn cho các lần biên soạn sau. Quảng Ninh, ngày 29 tháng 5 năm 2017 Chủ biên TS. Vũ Đức Quyết MỤC LỤC MỤC LỤC . TỔNG QUAN VỀ QUY HOẠCH HỆ THỐNG CÔNG TRÌNH NGẦM TRONG MỎ .1 Khái niệm chung .2 Sơ đồ mở vỉa vàchuẩn bị khai thác khoáng sản .1 Mở vỉa bằng lòbằng .2 Mở vỉa bằng giếng nghiêng .3 Mở vỉa bằng giếng đứng .3 Hệ thống công trình ngầm trong mỏ .4 Phân loại công trình ngầm .1 Theo công dụng .2 Theo vị tríthế nằm.3 Theo diện tích tiết diện đào .4 Tƣơng quan giữa chiều dài vàchiều rộng công trì nh ngầm .5 Nguyên lýthiết kế quy hoạch cấu tạo công trì nh ngầm.1 Công tác thiết kế vàbài toán kỹ thuật .2 Các giai đoạn trong quátrì nh thiết kế .6 Thiết kế quy hoạch công trình ngầm đơn chiếc .7 Thiết kế quy hoạch hệ thống công trì nh ngầm trong mỏ khai thác khoáng sản . 23 Câu hỏi ôn tập chƣơng 1 . THIẾT KẾ QUY HOẠCH CẤU TẠO GIẾNG ĐỨNG .1 Khái niệm chung .2 Lựa chọn hình dạng mặt cắt ngang vàkết cấu chống giữ giếng đứng .1 Hình dạng mặt cắt ngang giếng đứng .2 Kết cấu chống của giếng đứng .3 Thiết kế cấu tạo cốt giếng đứng .1 Cốt giếng cứng .2 Đặc điểm thùng trục .3 Sơ đồ bố trícốt giếng.4 Các dạng tải trọng tác dụng lên cốt giếng .5 Thiết kế ngăn thang, ngăn chứa ống dẫn, cáp dẫn trong giếng.6 Thiết kế quy hoạch mặt cắt ngang giếng đứng .1 Các cơ sở thiết kế tiết diện ngang giếng .2 Các phƣơng pháp xác định tiết diện của giếng mỏ.7 Thiết kế cổ giếng đứng .8 Thiết kế đáy giếng . 49 Câu hỏi ôn tập chƣơng 2 . THIẾT KẾ QUY HOẠCH CẤU TẠO LÒ BẰNG VÀ LÒ NGHIÊNG 51 3.1 Khái niệm chung .2 Thiết kế quy hoạch lòbằng .1 Thiết kế quy hoạch lòbằng trên mặt cắt dọc và trên bình đồ.2 Lựa chọn hình dạng mặt cắt ngang lòbằng .3 Thiết kế mặt cắt ngang đƣờng lò.3 Thiết kế quy hoạch cấu tạo công trì nh ngầm nằm nghiêng .1 Khái niệm chung .2 Thiết kế quy hoạch công trì nh ngầm nằm nghiêng trên mặt cắt dọc vàtrên bì nh đồ .3 Thiết kế quy hoạch cấu tạo giếng nghiêng .4 Thiết kế quy hoạch cấu tạo các đƣờng lò thƣợng vàlòhạ .5 Thiết kế quy hoạch cấu tạo lònghiêng tháo than .6 Thiết kế quy hoạch cấu tạo tổ hợp công trì nh ngầm tại vị trí đầu, chân lò thƣợng vàlòhạ .4 Thiết kế quy hoạch vàcấu tạo các đoạn lònối giao cắt nhau .1 Trƣờng hợp chống các đoạn lògiao cắt nhau bằng gỗ .2 Trƣờng hợp chống các đoạn lògiao cắt nhau bằng kim loại.3 Trƣờng hợp chống các đoạn lògiao cắt nhau bằng bêtông .4 Thiết kế quy hoạch cấu tạo các đoạn lò nối giao cắt nhau giữa lò bằng và lò nghiêng . 75 Câu hỏi ôn tập chƣơng 3 . THIẾT KẾ QUY HOẠCH CẤU TẠO SÂN GIẾNG .1 Khái niệm chung .2 Lựa chọn hình dạng sân giếng đứng .3 Thiết kế quy hoạch cấu tạo sân giếng đứng .1 Ảnh hƣởng của các yếu tố đến hình dạng của sân giếng .2 Các sơ đồ công nghệ vận tải sân giếng .4 Thiết kế quy hoạch cấu tạo sân giếng nghiếng .5 Thiết kế tính toán các thông số chủ yếu của giếng đứng .1 Vị trí tƣơng hỗ giữa các giếng .2 Hình dạng sân giếng .3 Dung lƣợng vận tải của sân giếng .4 Bán kính của các đoạn lòvòng vận tải chính .5 Mặt cắt dọc của đƣờng lòvận tải trong sân giếng .6 Kích thƣớc trụ bảo vệ .7 Tiết diện của các đƣờng lòvận tải trong sân giếng .8 Hình dạng tiết diện ngang các đƣờng lòvàhầm trạm sân giếng.9 Kết cấu chống giữ các đƣờng lòvận tải và hầm trạm sân giếng .10 Độ nghiêng của các rãnh thoát nƣớc .6 Thiết kế lựa chọn sơ bộ khối lƣợng các đƣờng lò, hầm trạm trong sân giếng .1 Khối lƣợng các đƣờng lòtrong sân giếng .2 Khối lƣợng các hầm trạm và đƣờng lòphụ trợ trong sân giếng .7 Khả năng thông qua của sân giếng . 93 Câu hỏi ôn tập chƣơng 4 . THIẾT KẾ QUY HOẠCH CẤU TẠO HẦM TRẠM . 96 TRONG SÂN GIẾNG .1 Khái niệm chung .2 Thiết kế hầm nối sân giếng với giếng thùng cũi .2 Thiết kế hình dạng, kích thƣớc .3 Thiết kế quy hoạch cấu tạo tổ hợp hầm trạm tháo tải, định lƣợng, rót tải cho giếng thùng skíp .1 Công dụng, vị trí.2 Thiết kế hầm thảo tải .3 Thiết kế hầm bunke .4 Hầm định lƣợng .4 Thiết kế tổ hợp hầm trạm tháo tải, định lƣợng vàrót tải cho các mỏ quặng .5 Thiết kế quy hoạch cấu tạo tổ hợp hầm trạm bơm ngầm trung tâm .2 Hầm bơm chính .3 Đƣờng lòdẫn nƣớc thải nối hầm bơm với giếng thùng cũi .4 Hầm chứa nƣớc .6 Thiết kế quy hoạch cấu tạo trạm biến thế ngầm trung tâm .7 Thiết kế quy hoạch cấu tạo tổ hợp kho thuốc nổ ngầm .8 Thiết kế cấu tạo tổ hợp các đƣờng lò, hầm trạm sửa chữa đầu tầu điện .1 Hầm sửa chữa tầu điện cần vẹt .2 Hầm sửa chữa tầu điện ắc quy .9 Thiết kế quy hoạch cấu tạo các hầm trạm phụ trợ .2 Hầm cứu thƣơng .3 Hầm chứa tầu điện cứu hoả .4 Hầm cấp cứu mỏ .5 Hầm bảo quản vàsửa chữa máy khoan .6 Hầm điều phối .8 Hầm vệ sinh . 122 Câu hỏi ôn tập chƣơng 5 . THIẾT KẾ QUY HOẠCH ĐƢỜNG HẦM ĐƢỜNG SẮT.1 Khái niệm chung .2 Các nguyên tắc chung khi thiết kế hầm đƣờng sắt .3 Nguyên lý cơ bản thiết kế đƣờng hầm đƣờng sắt trên mặt cắt dọc .1 Những yêu cầu cơ bản trong nguyên lýthiết kế tuyến hầm trên mặt cắt dọc .2 Xác định vị tríhầm theo độ cao .3 Trắc dọc của đƣờng hầm đƣờng sắt .4 Thiết kế hầm đƣờng sắt trên bình đồ .5 Thiết kế mặt cắt ngang hầm đƣờng sắt .1 Chọn số lƣợng đƣờng xe cho đƣờng hầm.2 Khổ hầm vàmặt cắt ngang sử dụng cho đƣờng hầm .6 Vật liệu vàkết cấu chống giữ đƣờng hầm đƣờng sắt 134 6.1 Vật liệu để xây dựng vỏ hầm .2 Kết cấu vỏ hầm .7 Thiết kế cửa hầm vàhệ thống thoát nƣớc 139 6.2 Hầm tránh .3 Hệ thống thoát nƣớc . 148 Câu hỏi ôn tập chƣơng 6. THIẾT KẾ QUY HOẠCH ĐƢỜNG HẦM Ô TÔ.1 Khái niệm chung 149 7.2 Nguyên lý cơ bản thiết kế tuyến đƣờng hầm ôtô 150 7.3 Đƣờng bao gần đúng, số đƣờng xe vàhì nh dạng mặt cắt ngang đƣờng hầm 152 7.1 Đƣờng bao gần đúng.2 Số lƣợng đƣờng xe.3 Hình dạng bên trong vỏ chống đƣờng hầm .4 Vật liệu vàkết cấu chống hầm đƣờng ôtô.5 Nguyên lýthiết kế trục đƣờng hầm ôtô dƣới sông - biển .6 Đƣờng bao gần đúng và hình dạng mặt cắt ngang hầm dƣới sông biển .7 Cấu tạo cửa hầm .8 Công tác thông gió cho đƣờng hầm ôtô.1 Mục đích thông gió .2 Các phƣơng pháp thông gió .9 Biện pháp chống thấm cho đƣờng hầm ôtô.10 Công tác chiếu sáng .11 Hầm bố tríthiết bị vật liệu vàcác dụng cụ khác . 167 Câu hỏi ôn tập chƣơng 7 . THIẾT KẾ QUY HOẠCH HỆ THỐNG TẦU ĐIỆN NGẦM THÀNH PHỐ .1 Khái niệm chung .2 Thiết kế tuyến đƣờng tầu điện ngầm .1 Nguyên lýlựa chọn tuyến hầm tầu điện ngầm .2 Thiết kế tuyến đƣờng hầm tầu điện ngầm trên bình đồ .3 Thiết kế tuyến tầu điện ngầm trên mặt cắt dọc .3 Đƣờng bao gần đúng cho mặt cắt ngang đƣờng hầm .4 Thiết kế hầm tầu điện ngầm nối giữa các ga .5 Thiết kế hầm rẽ vàhầm nối.3 Hầm phân nhánh .4 Cửa thông với mặt đất của các hầm nối giữa các ga .6 Thiết kế ga tầu điện ngầm .1 Khái niệm chung .2 Phân loại ga .3 Xác định kích thƣớc của ga tầu điện ngầm.4 Kết cấu chống giữ cho ga tầu điện ngầm. 186 Câu hỏi ôn tập chƣơng 8 . THIẾT KẾ QUY HOẠCH CẤU TẠO CÁC CÔNG TRÌNH NGẦM THUỶ CÔNG - THUỶ LỢI.1 Thiết kế các đƣờng hầm thủy công – thủy lợi .2 Phân loại đƣờng hầm thủy công – thủy lợi.3 Hình dạng mặt cắt ngang của đƣờng hầm thủy công – thủy lợi .4 Kích thƣớc mặt cắt ngang đƣờng hầm.5 Chọn tuyến cho đƣờng hầm .
