TCVN 9161:2012 Tiêu chuẩn quốc gia về Công trình thủy lợi - Khoan nổ mìn đào đá - Phương pháp thiết kế, thi công và nghiệm thu

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 9161: 2012

CÔNG TRÌNH THỦY LỢI - KHOAN NỔ MÌN ĐÀO ĐÁ - PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ, THI CÔNG VÀ NGHIỆM THU

Hydraulic structures - Drilling blast holes - Methods in design, construction and acceptance

Lời nói đầu

TCVN 9161: 2012 Công trình thủy lợi - Khoan nổ mìn đào đá - Phương pháp thiết kế, thi công và nghiệm thu, được chuyển đổi từ QPTL.D.1.82: Quy trình nổ mìn trong xây dựng thủy lợi - thủy điện, theo quy định tại khoản 1 điều 69 của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật và điểm a, khoản 1 điều 7 của Nghị định số 127/2007/NĐ-CP ngày 01 tháng 8 năm 2007 của Chính phủ quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật.

TCVN 9161: 2012 do Trung tâm Khoa học và Triển khai kỹ thuật thủy lợi thuộc trường Đại học Thủy lợi biên soạn, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

CÔNG TRÌNH THỦY LỢI - KHOAN NỔ MÌN ĐÀO ĐÁ - PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ, THI CÔNG VÀ NGHIỆM THU

Hydraulic structures - Drilling blast holes - Methods in design, construction and acceptance

1 Phạm vi áp dụng

1.1 Tiêu chuẩn này quy định phương pháp thiết kế, thi công và nghiệm thu công tác khoan nổ mìn đào đá để xây dựng công trình thủy lợi - thủy điện và các công trình xây dựng khác có yêu cầu kỹ thuật và đặc điểm làm việc tương tự.

1.2 Khi thiết kế và thi công khoan nổ mìn đào đá để xây dựng công trình, ngoài các quy định trong tiêu chuẩn này, còn phải tuân thủ quy định về an toàn trong bảo quản, vận chuyển, sử dụng và tiêu hủy vật liệu nổ công nghiệp (QCVN 02: 2008/BCT) cũng như các tài liệu hướng dẫn kỹ thuật khoan nổ mìn đào đá khác có liên quan.

2 Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau đây rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này:

TCVN 5178: 2004: Quy phạm kỹ thuật an toàn trong khai thác và chế biến đá lộ thiên;TCVN 5308: 1991: Quy phạm kỹ thuật an toàn trong công tác xây dựng.

3 Thuật ngữ và định nghĩa

Tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau:

3.1

Nổ mìn lỗ sâu (Blasting in deep hole)

Phương pháp nổ các bao thuốc nổ dài (gọi chung là quả mìn) đặt trong các lỗ khoan có đường kính lớn hơn hoặc bằng 75 mm và sâu từ 5 m trở lên.

3.2

Nổ mìn lỗ nông (Blasting in shallow-hole)

Phương pháp nổ các quả mìn đặt trong các lỗ khoan có đường kính dưới 75 mm và sâu dưới 5 m.

3.3

Nổ mìn lỗ khoan lớn (Blasting in large diameter hole)

Phương pháp nổ các quả mìn đặt trong các lỗ khoan có đường kính từ 75 mm trở lên.

3.4

Nổ mìn lỗ khoan nhỏ (Blasting in small diameter hole)

Phương pháp nổ các quả mìn đặt trong các lỗ khoan có đường kính dưới 75 mm.

3.5

Nổ mìn phân đoạn (Sectional blasting)

Phương pháp nổ các quả mìn đặt trong các lỗ khoan nhưng thuốc nổ nạp vào lỗ khoan không liên tục từ đáy lỗ khoan trở lên mà được nạp thành từng đoạn theo chiều sâu lỗ khoan. Khoảng cách giữa các đoạn này nếu được lấp đầy đất cát thì gọi là phân đoạn thường, nếu để trống thì gọi là phân đoạn không khí, còn nếu để đầy nước thì gọi là phân đoạn nước (hay phân đoạn thủy lực).

3.6

Nổ mìn buồng (Chamber blasting)

Phương pháp nổ mìn bằng cách nổ các khối thuốc nổ có khối lượng lớn được đặt trong các buồng chuyên dùng (còn gọi là buồng nạp thuốc) đã đào sẵn trong đất đá.

3.7

Nổ mìn bầu (Coyote hole blasting)

Phương pháp nổ các khối thuốc nổ nạp tập trung trong khoảng trống có dạng hình quả bầu được tạo thành bằng cách nổ mở rộng đáy các lỗ khoan.

3.8

Nổ mìn viền (Welt blasting)

Phương pháp nổ các quả mìn đặt trong các lỗ khoan được bố trí thành hàng song song và cách nhau từ 0,6 m đến 0,8 m tuỳ theo độ cứng của đá. Hàng lỗ mìn viền được bố trí trùng với mái hố đào để tạo ra mái bằng phẳng và ổn định.

3.9

Nổ mìn định hướng (Oriented blasting)

Phương pháp nổ các quả mìn đảm bảo phần lớn đất đá sau khi nổ chỉ văng về một phía và rơi xuống vị trí quy định.

3.10

Nổ mìn vi sai (Differential blasting)

Phương pháp nổ mìn cho phép các bao thuốc được gây nổ lần lượt sau một khoảng thời gian Dt nhất định, được tính bằng ms. Thời gian vi sai Dt phụ thuộc vào loại vật liệu nổ, đặc tính cơ lý của loại đá cần nổ phá và tính chất của vụ nổ, phải đảm bảo bao thuốc nổ trước tạo thêm được mặt thoáng cho bao thuốc nổ sau và không làm câm bao thuốc sau.

3.11

Nổ mìn ốp (Veneer blasting)

Phương pháp nổ các khối thuốc nổ tập trung đặt ốp trực tiếp lên bề mặt của khối đá cần phá vỡ.

3.12

Lấp bua (Backfilling)

Biện pháp dùng đất hoặc cát lấp đầy phần để trống của lỗ khoan tính từ khối thuốc nổ trên cùng đến mặt đất nhằm ngăn chặn không cho các loại khí được tạo thành sau khi nổ phụt ra ngoài theo lỗ khoan làm giảm hoặc mất hẳn tác dụng của nổ mìn.

3.13

Mìn mồi (Initiator mine)

Một loại thuốc nổ có khối lượng không lớn nhưng có sức công phá rất mạnh. Mìn mồi được đặt ở trong khối thuốc nổ để kích thích cho khối thuốc nổ nổ được hoàn toàn, đảm bảo hiệu quả nổ phá.

3.14

Bao thuốc nổ (Pack of blasting powder)

Khối thuốc nổ có dạng bất kỳ được sử dụng khi nổ mìn.

3.15

Hộ chiếu nổ mìn (Passport of blasting)

Loại tài liệu kỹ thuật quy định nội dung và phương pháp tổ chức thực hiện một vụ nổ mìn do đơn vị thi công lập dựa trên đồ án thiết kế khoan nổ mìn được duyệt. Nội dung hộ chiếu nổ mìn có thể tham khảo ở phụ lục E.

4 Yêu cầu kỹ thuật chung

4.1 Chỉ được phép khoan nổ mìn đào đá trong xây dựng công trình thủy lợi, thủy điện khi có đồ án thiết kế, hộ chiếu nổ mìn và có biện pháp đảm bảo an toàn trong quá trình thi công nổ mìn được cơ quan có thẩm quyền phê duyệt, được Hội đồng nghiệm thu công tác chuẩn bị nổ mìn chấp thuận. Phải thực hiện đúng các quy định trong quy chuẩn kỹ thuật về khoan nổ mìn đào đá trong xây dựng công trình thủy lợi.

4.2 Khoan nổ mìn đào đá phải đảm bảo đào được các hố đào có hình dạng và kích thước yêu cầu với sai lệch nhỏ nhất so với đường viền thiết kế; khối đất đá bị nổ phá đúng vị trí, có độ vỡ vụn cần thiết phù hợp với yêu cầu bốc xúc và vận chuyển.

4.3 Trước khi nạp mìn vào các lỗ khoan, các bầu hoặc buồng phải kiểm tra xem vị trí, chiều sâu, chiều dài, kích thước, tiết diện ngang của chúng có phù hợp với quy định của thiết kế hay không. Các lỗ khoan, bầu và buồng phải được vét sạch các mạt đá khoan hoặc bùn khoan, còn các buồng, bầu nạp mìn phải được dọn sạch hết đất đá, gỗ và các vật lạ khác.

4.4 Để đảm bảo đào đúng các đường viền thiết kế của các hố đào khi nổ mìn mà không phá hủy tính nguyên vẹn của khối đá còn lại, nếu không chừa lại tầng bảo vệ ở thành vách và đáy hố đào phải áp dụng phương pháp tạo khe sơ bộ (nổ mìn theo đường viền). Phải tính toán xác định quy mô vụ nổ đảm bảo cho đá ở đáy và thành vách hố đào không tạo ra các khe nứt mới hoặc mở rộng thêm các khe nứt tự nhiên và không gây mất ổn định do tác động của nổ mìn.

4.5 Nổ mìn ở nơi gần khu vực có các công trình xây dựng như nhà cao tầng, cầu giao thông, đường dây điện cao thế, công trình ngầm, hệ thống các công trình đầu mối thủy lợi, các khối bê tông mới đổ và đang trong quá trình cứng hoá v.v…, ngoài yêu cầu đảm bảo cự ly an toàn theo QCVN 02: 2008/BCT còn phải thực hiện các biện pháp đặc biệt để đảm bảo an toàn cho các công trình này. Tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể của khu vực nổ mìn và quy mô của khối đất đá cần phải đào phá mà áp dụng các biện pháp bảo vệ sau đây:

a) Nổ mìn định hướng, nổ vi sai;

b) Hạn chế khối lượng thuốc nổ nhưng vẫn đảm bảo mức độ vỡ vụn cần thiết của đất đá bằng cách phân tán tối đa các bao thuốc nổ;

c) Bố trí các quả mìn có khối lượng giảm nhỏ ở phần dưới thấp của các lỗ khoan nhỏ hoặc lỗ khoan lớn khoan gần nhau;

d) Phủ lên đối tượng cần được bảo vệ hoặc khối đất đá sẽ được nổ mìn bằng các tấm chuyên dùng hoặc các phương tiện khác;

e) Tạo một khe nhỏ chạy dọc theo công trình phải bảo vệ trong đó các đất đá đã bị phá vụn từ trước;

f) Khi nổ mìn dưới nước, ở gần các phần ngập nước của công trình phải tạo một màn ngăn bằng bọt không khí;

g) Các biện pháp bảo vệ khác như dùng tấm chắn bằng gỗ có đường kính từ 15 cm đến 20 cm được ghép lại bằng các sợi thép và đóng đinh vào gỗ, hoặc bằng các lưới thép có đường kính từ 20 mm đến 30 mm được hàn lại với nhau. Có thể dùng các tấm lưới dạng vòm bên trong là những cây gỗ, bên ngoài là những đai thép hoặc những lớp phủ mềm dạng vải, những bó cành cây chỉ dùng một lần, những tấm chắn bằng gỗ xẻ được ghép lại v.v…

4.6 Tuỳ thuộc vào yêu cầu bảo vệ tính nguyên vẹn của nền và thành của các hố đào, các công trình và hạng mục công trình thủy lợi, thủy điện được chia thành 3 nhóm sau:

a) Nhóm I: Các hạng mục công trình mà nền và mái hố đào của chúng sau khi nổ mìn cho phép các vết nứt tự nhiên được kéo dài và mở rộng thêm hoặc tạo thêm các vết nứt mới, bao gồm kênh thoát nước nhà máy thủy điện, kênh xả, các đoạn nạo vét lòng sông ở hạ lưu công trình, mặt bằng các trạm phân phối điện ngoài trời, kênh dẫn ra từ các âu thuyền, hố đào để xây dựng đường giao thông và các công trình tương tự khác;

b) Nhóm II: Các hạng mục công trình mà nền và mái hố đào của chúng các vết nứt nẻ tự nhiên của đá và các khe nứt mới do nổ mìn tạo ra sẽ được bịt kín bằng các lớp áo hoặc khoan phụt xi măng, bao gồm hố móng của nhà máy thủy điện, kênh chính và kênh nhánh của các hệ thống tưới, kênh vận tải thủy, kênh dẫn vào các âu thuyền ở phía thượng lưu và các công trình tương tự;

c) Nhóm III: Các hạng mục công trình mà nền và mái hố móng của chúng sau khi nổ mìn không cho phép mở rộng và kéo dài khe nứt tự nhiên mà cũng không cho phép tạo thêm các khe nứt mới, bao gồm hố móng của đập tràn và không tràn bằng bê tông, kênh dẫn vào nhà máy thủy điện kiểu sau đập, chân khay của đập đất, tường chống thấm của đập đất và đập đá đổ, nhà máy thủy điện kiểu sau đập và các công trình tương tự khác.

4.7 Đối với các hạng mục công trình thuộc nhóm I, có thể sử dụng các quả mìn buồng lớn, mìn buồng nhỏ, mìn trong lỗ khoan lớn và mìn trong lỗ khoan nhỏ. Thi công nổ mìn trong trường hợp này có thể tiến hành trong một tầng hoặc vài tầng (lớp) tuỳ thuộc vào khả năng thiết bị bốc xúc, vận chuyển cũng như cách tổ chức thi công. Trên mái hố móng của công trình không phải để lại tầng bảo vệ. Phần đáy của hố móng cũng không bắt buộc nhưng nếu thấy cần thiết phải để lại tầng bảo vệ thì tầng bảo vệ này được đào theo một bậc bằng biện pháp khoan nổ mìn trong các lỗ khoan có đường kính lỗ khoan không quá 42 mm và không được phép khoan quá.

4.8 Đối với các hạng mục công trình thuộc nhóm II và nhóm III, khi chiều sâu hố đào lớn hơn 1,0 m phải chia ra ít nhất thành hai tầng để nổ phá trong đó tầng dưới cùng là tầng bảo vệ. Khi chiều sâu hố đào nhỏ hơn 1,0 m thì chỉ chia thành một tầng. Khi chiều sâu từ 1 m đến 2 m thì chia thành hai tầng có chiều cao bằng nhau. Khoan nổ mìn đào các hố móng loại này phải thực hiện quy định sau:

a) Phá vụn đá ở các tầng nằm trên tầng bảo vệ bằng phương pháp nổ mìn trong lỗ khoan lớn. Tuỳ thuộc vào thiết bị sử dụng, độ cứng của đá, kích thước và hình dạng công trình, địa hình nơi thi công mà quyết định bề dầy của các tầng nổ mìn. Chiều sâu đoạn khoan quá của các lỗ khoan ở tầng trên lấy trong phạm vi từ 10 lần đến 15 lần đường kính của bao thuốc nổ tuỳ thuộc vào loại đá cần nổ phá nhưng không lớn hơn 15 lần đường kính của quả mìn. Khi ở chân tầng có các lớp kẹp là đá mềm hơn, hoặc khi có các thớ nứt nằm ngang thì chiều sâu của các đoạn khoan quá có thể giảm xuống còn từ 2 lần đến 3 lần đường kính bao thuốc nổ. Không được khoan quá vào tầng bảo vệ. Đường kính của lỗ khoan ở tầng nằm ngay trên tầng bảo vệ không lớn hơn 110 mm;

b) Chiều dầy tầng bảo vệ lấy ít nhất bằng 50 % chiều dài tính toán của đường cản nhỏ nhất nhưng không nhỏ hơn 1 m. Tầng bảo vệ phải đào thành hai bậc: bậc trên chỉ được nổ mìn trong các lỗ khoan có đường kính lỗ khoan không quá 42 mm và không được phép khoan quá ra ngoài phạm vi bậc trên; bậc dưới nằm sát đáy móng có chiều dầy bằng từ 5 lần đường kính của bao thuốc nổ nạp trong lỗ khoan 42 mm (tương ứng với loại đá dai và liền khối) đến 12 lần đường kính của bao thuốc nổ (tương ứng với loại đá dòn và nứt nẻ) nhưng không nhỏ hơn 20 cm và phải đào bằng thiết bị công nghệ phù hợp, không dùng phương pháp nổ mìn;

c) Không sử dụng thuốc nổ để phá vụn đá còn sót lại ở bậc dưới của tầng bảo vệ. Đối với loại đá không nứt nẻ có độ cứng cao hơn cấp VII, cho phép nổ các bao thuốc riêng lẻ đặt trong lỗ khoan nhỏ ở bậc dưới của tầng bảo vệ nhưng phải được sự đồng ý và chỉ dẫn của tư vấn thiết kế và chủ đầu tư;

d) Khi đào các mái dốc sử dụng phương pháp nổ mìn theo đường viền bằng cách tạo khe theo đường viền trước khi nổ mìn nhưng phải đảm bảo bề dầy lớp bảo vệ biên không nhỏ hơn 0,3 m và lớp này sẽ được đào nốt bằng cơ giới hoặc thủ công, không được sử dụng thuốc nổ. Khi độ dốc của các mái dốc nhỏ hơn 40° và khó khoan lỗ để tạo khe hở sơ bộ theo đường viền thì các mái dốc phải được khoan nổ bằng các bao thuốc nổ tơi đặt trong các lỗ khoan lớn thẳng đứng có chừa lại lớp bảo vệ;

e) Phương pháp nổ mìn chừa tầng bảo vệ không áp dụng cho công tác đào hầm dẫn nước và đào tuy nen công trình thủy công.

4.9 Bán kính vùng nguy hiểm đối với mọi phương pháp nổ mìn phải được xác định theo điều kiện thực tế của hiện trường khu vực khoan nổ và phù hợp với các quy định trong QCVN 02:2008/BCT.

4.10 Lượng thuốc nổ cần thiết để nổ phá một đơn vị thể tích đất đá hay lượng tiêu thụ thuốc đơn vị, ký hiệu là q_tt, đơn vị là kg/m³, phụ thuộc vào loại thuốc nổ được sử dụng, loại đá cần nổ phá, đặc điểm về cấu tạo địa chất của đá. Lượng tiêu thụ thuốc đơn vị áp dụng trong tiêu chuẩn này là thuốc nổ amonit 6ЖB. Khi dùng loại thuốc nổ khác phải hiệu chỉnh bằng cách nhân với hệ số e₁:

trong đó:

v₆ là sức công phá (còn gọi là uy lực bom chì) của thuốc nổ amonit 6ЖB: v₆ = 360 cm³;

v là sức công phá của thuốc nổ thực tế cần dùng, cm³.

Để có được số liệu chính xác về trị số của qtt, ngoài yêu cầu phải tiến hành nổ thí nghiệm tại hiện trường còn phải căn cứ vào kết quả nổ mìn thực tế để hiệu chỉnh.

5 Nổ mìn lỗ sâu

5.1 Các thông số tính toán thiết kế

5.1.1 Thông số tính toán chủ yếu khi nổ mìn lỗ sâu là trị số đường cản ngắn nhất ở chân tầng hoặc khoảng cách giữa các bao thuốc nổ và khoảng cách giữa các hàng lỗ khoan trong trường hợp nổ nhiều hàng mìn (xem hình 1).

CHÚ THÍCH:

L Chiều sâu lỗ khoan;

H Chiều cao của tầng cần nổ mìn;

L_mìn Chiều dài đoạn lỗ khoan được nạp mìn;

L_bua Chiều dài bua;

L_q Chiều sâu đoạn khoan quá;

a Khoảng cách giữa các quả mìn trong một hàng;

b Khoảng cách giữa các hàng mìn;

b_at Khoảng cách từ mép thành hố đào đến tim của hàng lỗ khoan;

a Góc nghiêng của thành tầng về phía đường cản theo chân tầng.

Hình 1 - Sơ đồ xác định các thông số nổ mìn trong các lỗ khoan lớn sâu và thẳng đứng trong tầng nổ phá

5.1.2 Trị số đường cản ngắn nhất ở chân tầng ký hiệu là w, đơn vị là m, được tính theo công thức (2)

Trong đó:

d_m là đường kính tính toán của bao thuốc nổ, m. Khi nạp thuốc nổ dạng bột, dạng hạt hoặc thuốc nổ dạng lỏng không đóng bao thì đường kính tính toán của bao thuốc lấy bằng đường kính lỗ khoan. Đối với loại thuốc nổ đóng bao hoặc ép thành ống, đường kính bao thuốc lấy bằng đường kính của bao hoặc của ống thuốc nổ.

K_t là hệ số xét tới các điều kiện địa chất tại nơi nổ mìn, lấy theo bảng 1;

D là mật độ của thuốc nổ trong bao thuốc, t/m³;

e là hệ số năng lượng, tính theo công thức (3).

v là sức công phá của loại thuốc nổ được dùng;

g là khối lượng riêng của đất đá cần nổ phá, t/m³.

5.1.3 Khi nổ phá khối đá có một mặt thoáng, trong các gương tầng (tầng đá cần nổ phá), tại các sườn dốc, hoặc khi có từ 3 hàng lỗ khoan trở lên thì khoảng cách giữa các bao thuốc nổ và giữa các hàng lỗ khoan sẽ phải giảm đi 10 % so với khoảng cách tính toán.

Bản word | Bản gốc