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 và một 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 là hệ 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 trình 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 là ở hai thành phố lớn là Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh, các hầm đƣờng bộ qua các nút giao thông. Giáo trình “Quy hoạch và thiết kế cấu tạo công trình ngầm” đƣợc biên soạn làm tài liệu giảng dạy và học tập cho sinh viên chuyên ngành xây dựng mỏ và công trình ngầm bậc Đại học và làm tài liệu tham khảo cho chuyên ngành Công nghệ kỹ thuật công trình xây dựng Hầm và Cầu. Ngoài ra giáo trình còn sử dụng làm tài liệu tham khảo cho các nhà thiết kế, chỉ đạo và thi 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 trình ngầm và hệ thống công trình ngầm trong mỏ, thiết kế công trình ngầm giao thông, các công trình ngầm thủy công và các 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 quá trình 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 và bạn đọc khi sử dụng giáo trình này để giáo trình 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 và chuẩn bị khai thác khoáng sản .1 Mở vỉa bằng lò bằng .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 trí thế nằm.3 Theo diện tích tiết diện đào .4 Tƣơng quan giữa chiều dài và chiều rộng công trình ngầm .5 Nguyên lý thiết kế quy hoạch cấu tạo công trình ngầm.1 Công tác thiết kế và bài toán kỹ thuật .2 Các giai đoạn trong quá trình thiết kế .6 Thiết kế quy hoạch công trình ngầm đơn chiếc .7 Thiết kế quy hoạch hệ thống công trình 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 và kết 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 trí cốt 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 lò bằng .1 Thiết kế quy hoạch lò bằng trên mặt cắt dọc và trên bình đồ.2 Lựa chọn hình dạng mặt cắt ngang lò bằng .3 Thiết kế mặt cắt ngang đƣờng lò .3 Thiết kế quy hoạch cấu tạo công trình ngầm nằm nghiêng .1 Khái niệm chung .2 Thiết kế quy hoạch công trình ngầm nằm nghiêng trên mặt cắt dọc và trên bình đồ .3 Thiết kế quy hoạch cấu tạo giếng nghiêng .4 Thiết kế quy hoạch cấu tạo các đƣờng lò thƣợng và lò hạ .5 Thiết kế quy hoạch cấu tạo lò nghiêng tháo than .6 Thiết kế quy hoạch cấu tạo tổ hợp công trình ngầm tại vị trí đầu, chân lò thƣợng và lò hạ .4 Thiết kế quy hoạch và cấu tạo các đoạn lò nối giao cắt nhau .1 Trƣờng hợp chống các đoạn lò giao cắt nhau bằng gỗ .2 Trƣờng hợp chống các đoạn lò giao cắt nhau bằng kim loại.3 Trƣờng hợp chống các đoạn lò giao cắt nhau bằng bê tông .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 lò vòng vận tải chính .5 Mặt cắt dọc của đƣờng lò vận tải trong sân giếng .6 Kích thƣớc trụ bảo vệ .7 Tiết diện của các đƣờng lò vận tải trong sân giếng .8 Hình dạng tiết diện ngang các đƣờng lò và hầm trạm sân giếng.9 Kết cấu chống giữ các đƣờng lò vận 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 lò trong sân giếng .2 Khối lƣợng các hầm trạm và đƣờng lò phụ 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 và rót 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 lò dẫn 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 và sửa 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 lý thiết kế tuyến hầm trên mặt cắt dọc .2 Xác định vị trí hầm 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 và mặt cắt ngang sử dụng cho đƣờng hầm .6 Vật liệu và kết 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 và hệ 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 và hình 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 và kết cấu chống hầm đƣờng ô tô .5 Nguyên lý thiết 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 ô tô .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 trí thiết bị vật liệu và các 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 lý lựa 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 và hầm 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 .
