LỜI CẢM ƠN

Luận văn “XÂY DỰNG QUY TRÌNH, CÔNG NGHỆ THI CÔNG BÊ

TÔNG BẢN MẶT VÀ NHỮNG BÀI HỌC KINH NGHIỆM KHI THI CÔNG

CÔNG TRÌNH CỬA ĐẠT ” được hoàn thành ngoài sự cố gắng nỗ lực của bản

thân, tác giả còn được sự giúp đỡ nhiệt tình của các Thầy, Cô, cơ quan, bạn bè và

gia đình.

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy giáo hướng dẫn: GS.TS. LÊ

KIM TRUYỀN, đã tận tình hướng dẫn cũng như cung cấp tài liệu, thông tin khoa

học cần thiết để tác giả hoàn thiện luận văn.

Tác giả xin trân trọng cảm ơn các thầy, cô giáo Phòng đào tạo đại học và Sau

đại học, khoa Công trình - Trường Đại học Thuỷ Lợi đã tận tình giảng dạy và giúp

đỡ tác giả trong suốt quá trình học tập, cũng như quá trình thực hiện luận văn này.

Để hoàn thành luận văn, tác giả còn được sự cổ vũ, động viên khích lệ

thường xuyên và giúp đỡ về nhiều mặt của gia đình và bạn bè.

Tuy đã có những cố gắng nhất định, nhưng do thời gian có hạn và trình độ

còn nhiều hạn chế, vì vậy cuốn luận văn này chắc chắn còn nhiều thiếu sót. Tác giả

kính mong Thầy giáo, Cô giáo, Bạn bè và đồng nghiệp góp ý để tác giả có thể tiếp

tục học tập và nghiên cứu hoàn thiện đề tài.

Xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày tháng năm 2013

Tác giả luận văn

Bùi Quốc Đạt

LỜI CAM ĐOAN

Tên tôi là: BÙI QUỐC ĐẠT

Học viên lớp: 19C11

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Những nội dung

và kết quả trình bày trong luận văn là trung thực và chưa được ai công bố trong bất

kỳ công trình khoa học nào.

Hà Nội, ngày tháng năm 2013

Tác giả luận văn

Bùi Quốc Đạt

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU.....................................................................................................................1

CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN ĐẬP ĐÁ ĐỔ BẢN MẶT BÊTÔNG ............................3

1.1. Lịch sử phát triển và cấu tạo mặt cắt ngang cơ bản đập đá đổ bản mặt BT ........3

1.1.1. Mở đầu ..............................................................................................................3

1.1.2. Nguyên lý bố trí kết cấu đập và công nghệ xây dựng.......................................3

1.2. Ưu nhược điểm của CFRD...................................................................................5

1.2.1. Ưu điểm.............................................................................................................5

1.2.2. Nhược điểm.......................................................................................................6

1.3 Sự phát triển của CFRD trên thế giới và Việt Nam ..............................................7

1.3.1 Sự phát triển của CFRD trên thế giới.................................................................7

1.3.2. Sự phát triển đập CFRD ở Việt Nam ................................................................9

1.4. Những yêu cầu cơ bản khi thi công bản mặt bê tông.........................................10

1.5 Kết luận chương I................................................................................................12

CHƯƠNG 2.CƠ SỞ KHOA HỌC LỰA CHỌN HÌNH THỨC CHỐNG THẤM

CHO ĐẬP ĐÁ ĐỔ....................................................................................................14

2.1 Các hình thức chống thấm cho đập đá đổ ...........................................................14

2.1.1. Đập đá đổ có VCT bằng đất............................................................................14

2.1.2. Đập đá đổ có vật chống thấm không phải là đất .............................................18

2.2. Cơ sở khoa học sử dụng hình thức phòng thấm đập đá đổ bằng bản mặt bê tông

...................................................................................................................................21

2.2.1. Thấm qua đập đá đổ khi chưa có bản mặt bê tông..........................................21

2.2.2. Thấm qua đập đá đổ bản mặt bê tông .............................................................22

2.3. Tính toán thiết kế bản mặt bê tông.....................................................................23

2.4. Phân tích lựa chọn kết cấu chống thấm cho đập đá đổ ......................................25

2.5. Kết luận chương 2 ..............................................................................................26

CHƯƠNG 3.XÂY DỰNG QUY TRÌNH, CÔNG NGHỆ THI CÔNG ĐẬP ĐÁ ĐỔ

BẢN MẶT BÊ TÔNG ..............................................................................................27

3.1. Những yêu cầu kỹ thuật chung khi thi công đập đá đổ CFRD. .........................27

3.1.1 Các tiêu chuẩn, quy phạm áp dụng ..................................................................27

3.1.2. Dẫn dòng, chống lũ .........................................................................................28

3.1.3. Xử lý nền vai đập ............................................................................................30

3.1.4. Yêu cầu vật liệu đắp đập .................................................................................31

3.1.5. Đắp đập ...........................................................................................................32

3.1.6. Thi công tấm bản chân và bản mặt .................................................................33

3.1.7. Thi công chắn nước khớp nối..........................................................................34

3.2. Thi công đắp đập................................................................................................35

3.2.1. Tiêu chuẩn đắp đập .........................................................................................35

3.2.2. Xác định cấp phối vật liệu các vùng đắp đập..................................................36

3.2.3. Thiết bị thi công đắp đập.................................................................................38

3.2.4. Trình tự thi công của mỗi khu vực đắp ...........................................................40

3.2.5. Phương pháp thi công đắp đập........................................................................40

3.3. Thi công bê tông bản chân và bản mặt...............................................................42

3.3.1. Các tiêu chuẩn quy phạm áp dụng ..................................................................42

3.3.2. Xác định cấp phối bê tông...............................................................................42

3.3.3. Lựa chọn thiết bị thi công bê tông bản mặt....................................................45

3.3.4. Quy trình thi công bê tông bản mặt.................................................................49

3.3.5. Biện pháp thi công bê tông bản chân ..............................................................49

3.3.6. Biện pháp thi công bê tông bản mặt................................................................50

3.4. Kết luận chương 3 ..............................................................................................52

CHƯƠNG 4.THI CÔNG ĐẬP ĐÁ ĐỔ BẢN MẶT BÊ TÔNG CỬA ĐẠT VÀ

NHỮNG BÀI HỌC KINH NGHIỆM.......................................................................53

4.1. Giới thiệu công trình Cửa Đạt............................................................................53

4.1.1. Địa hình...........................................................................................................53

4.1.2. Địa chất ...........................................................................................................54

4.2. Cấu tạo mặt cắt ngang đập Cửa Đạt...................................................................54

4.2.1. Khối đá đắp chính ...........................................................................................55

4.2.2. Các khối đắp chuyển tiếp ................................................................................55

4.2.3. Hệ thống phòng chống thấm ...........................................................................57

4.3. Công nghệ thi công đập CFRD Cửa Đạt............................................................60

4.3.1. Thi công tấm bản chân ....................................................................................60

4.3.2. Thi công các khối đá đắp ................................................................................64

4.3.3. Thi công bản mặt bê tông................................................................................73

4.4. Những bài học kinh nghiệm...............................................................................90

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................................................92

I. Kết luận..................................................................................................................92

II. Kiến nghị ..............................................................................................................92

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình1.1. Mặt cắt ngang đập điển hình .......................................................................3

Hình 2.1. Đập đá đổ Miboro .....................................................................................15

Hình 2.2. Đập đá đổ lõi thẳng đứng Infernilo ...........................................................16

Hình 2.3. Đập đá đổ lõi giữa Triniti..........................................................................16

Hình 2.4. Đập đá đổ lõi nghiêng Tichves .................................................................18 Hình 2.5. Đập đá đổ có VCT tường nghiêng Bê tông cốt thép.................................19

Hình 2.6. Đập Ây-khaghen có tường lõi bê tông atphan ..........................................21

Hình 2.7. Sơ đồ tính thấm qua đập đá đổ không có vật chống thấm ........................22

Hình 2.8. Sơ đồ tính thấm qua tường nghiêng ..........................................................22

Hình 3.1. Nước lũ tràn qua cao trình 50m đập Cửa Đạt ...........................................29

Hình 3.2. Đường hầm xả lũ thi công đập Cửa Đạt....................................................30

Hình 3.3. Hố móng thượng lưu đập Cửa Đạt............................................................31

Hình 3.4. Máy đầm rung bánh thép XSM 220 sản xuất tại Trung Quốc, tải trọng tĩnh 20 tấn, tải trọng rung 32 tấn...............................................................................39

Hình 3.5. Thi công mái hạ lưu đập Cửa Đạt .............................................................41

Hình 3.6. Thi công rải asphan ...................................................................................46

Hình 3.7. Máy rải Asphan ........................................................................................47

Hình 3.8. Máy thi công tấm đồng. ...........................................................................48

Hình 3.9. Quy trình thi công bê tông bản mặt...........................................................49

Hình 4.1. Vị trí tuyến công trình Cửa Đạt.................................................................54

Hình 4.2. Mặt cắt ngang đập Cửa Đạt.......................................................................55

Hình 4.3. Bản mặt bê tông đập Cửa Đạt ...................................................................60

Hình 4.4. Lắp đặt cốt thép tấm phòng thấm sau bản chân đập Cửa Đạt...................62

Hình 4.5. Lắp đặt cốt thép, ống PVC, khớp nối tấm bản chân đập Cửa Đạt ............62

Hình 4.6. Lấy mẫu quản lý chất lượng bê tông bản chân .........................................63

Hình 4.7. Bảo dưỡng bê tông bản chân.....................................................................64 Hình 4.8. Đầm lớp IIIB tại cao trình +33..................................................................70

Hình 4.9. Mặt bẳng thi công lớp IIIC tại +55.45 …………………...……………..71

Hình 4.10. Mặt bằng lớp IIIF tại cao trình +33.5......................................................72 Hình 4.11. Quản lý chất lượng công tác đắp đập......................................................73

Hình 4.12. Sơ đồ công nghệ thi công bản mặt bê tông đập Cửa Đạt........................77

Hình 4.13. Bố trí cốt thép bản mặt ............................................................................79

Hình 4.14.Thi công cốt thép, cốt pha ván khuôn trượt, máng và kiểm tra trước khi

đổ bê tông bản mặt…………………………………………………………………81

Hình 4.15. Đổ bê tông bản mặt .................................................................................81

Hình 4.16. Công tác xử lý khe thi công giữa hai đợt đổ bê tông bản mặt ................84

Hình 4.17. Công tác xử lý khe thi công giữa hai đợt đổ bê tông bản mặt ................85 Hình 4.18. Nghiệm thu công tác hoàn thiện lớp vữa bảo vệ lớp IIA trước khi tiến hành thi công cốt thép, cốt pha, khớp nối tấm bản mặt ............................................88

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1. Một số CFRD trên thế giới đã và đang xây dựng cao trên 100m...............8

Bảng 1.2. Các đập CFRD của Trung quốc xây cao hơn 100m...................................9

Bảng 3.1. Bảng chọn độ rỗng đá đắp ........................................................................35

Bảng 3.2. Cấp phối vùng vật liệu IIA, IIB đập Tuyên Quang ..................................37

Bảng 3.3. Cấp phối vật liệu vùng IIIA, IIIB đập Tuyên Quang ...............................37

Bảng 3.4. Kết qủa thí nghiệm đầm nén hiện trường của đập Tuyên Quang.............37

Bảng 3.5. Thành phần cấp phối bê tông bản mặt sử dụng cho đập Cửa Đạt theo kết

quả thí nghiệm trong phòng và thí nghiệm đối chứng hiện trường ..........................43

Bảng 3.6. Bảng thành phần cấp phối bê tông............................................................44

Bảng 4.1. Bảng chức năng và yêu cầu vật liệu cho từng vùng .................................56

Bảng 4.2. Cấp phối vật liệu của vùng đệm IIA đập Cửa Đạt....................................65

Bảng 4.3. Cấp phối vật liệu của vùng đệm đặc biệt IIB đập Cửa Đạt ......................66

Bảng 4.4. Cấp phối vật liệu của vùng chuyển tiếp IIIA đập Cửa Đạt.......................66

Bảng 4.5. Cấp phối vật liệu của vùng đá chính IIIB đập Cửa Đạt............................66

Bảng 4.6. Cấp phối vật liệu của vùng đá hạ lưu IIIC đập Cửa Đạt ..........................67

Bảng 4.7. Thành phần cấp phối bê tông bản mặt sử dụng cho đập Cửa Đạt theo kết

quả thí nghiệm trong phòng và thí nghiệm đối chứng hiện trường ..........................76

Bảng 4.8. Các tiêu chuẩn thí nghiệm ........................................................................86

1

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài

Đập đá đổ chống thấm bằng bản mặt bê tông là loại công trình đã và đang được

sử dụng rộng rải trên thế giới như Trung Quốc, Bồ Đào Nha, Mỹ, Australia, Hàn

Quốc, Chi Lê... Ở nước ta trong những năm qua đã ứng dụng loại đập này ở một

số công trình như đập Tuyên Quang, đập Cửa Đạt – Thanh Hóa, đập Rào Quán-

Quảng Trị...

Đây là loại công trình ứng dụng công nghệ thi công mới ở nước ta nên kinh

nghiệm chưa có nhiều. Phần lớn công nghệ thi công do tư vấn nước ngoài đảm

nhận, các Công ty của chúng ta trực tiếp thi công nhưng chưa đúc kết xây dựng

được quy trình công nghệ thi công cho loại công trình này.

Để đảm bảo chất lượng thi công, rút ngắn thời gian thi công và giảm chi phí xây

dựng trong giai đoạn thi công, chúng ta cần nghiên cứu, tổng kết và xây dựng quy

trình công nghệ thi công Bê tông bản mặt ở nước ta, đó là vấn đề rất cần thiết,

mang nhiều ý nghĩa kỹ thuật kinh tế trong quá trình xây dựng đập đá đổ bản mặt

bê tông.

2. Mục đích của đề tài

- Nghiên cứu quy trình, công nghệ thi công đập đá đổ bản mặt bê tông.

- Nghiên cứu tổng kết công nghệ thi công bản mặt bê tông ở công trình Cửa Đạt

– Thanh Hóa.

3. Đối tượng, phạm vi và phương pháp nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu: Đập đá đổ bản mặt bêtông Cửa Đạt.

Phạm vi nghiên cứu: Quy trình và công nghệ thi công đập đá đổ bản mặt BT

Phương pháp nghiên cứu:

- Thu thập, nghiên cứu tài liệu của các công trình thực tế: Tổng hợp, kế thừa

các kết quả nghiên cứu từ trước đến nay trong lĩnh vực đập đá đầm nén. Khảo sát

thực tế ở những công trình đã ứng dụng ở Việt Nam. Tìm hiểu các tài liệu đã được

nghiên cứu và ứng dụng. Các đánh giá của các chuyên gia.

- Nghiên cứu tổng quan lý thuyết và thực tiễn

2

- Nghiên cứu ứng dụng ở Việt Nam;

- Chuyển giao và ứng dụng các công nghệ mới trong nước và quốc tế.

4. Kết quả dự kiến đạt được

Xây dựng được quy trình, công nghệ thi công bêtông bản mặt cho đập đá đổ

nói chung và đúc rút những bài học kinh nghiệm khi thi công công trình Cửa Đạt –

Thanh Hóa.

3

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN ĐẬP ĐÁ ĐỔ BẢN MẶT BÊTÔNG

1.1. Lịch sử phát triển và cấu tạo mặt cắt ngang cơ bản đập đá đổ bản mặt BT

1.1.1. Mở đầu

Đập đá đổ bản mặt bê tông (Concrete Face Rockfill Dam - CFRD) là kết cấu

đập đang được ứng dụng phổ biến hiện nay trên thế giới. Nó có ưu thế đến mức đã

được tổng kết trong các sách giáo khoa về thuỷ công là "loại đập đầu tiên được nghĩ

đến khi có yêu cầu xây dựng đập". Vì nó là loại đập có tính an toàn cao, ít "kén

chọn" điều kiện địa hình địa chất, có thể thi công ở mọi loại thời tiết, tận dụng được

tối đa các loại đá thải loại đào từ hố móng tràn hoặc đường hầm tháo lũ, mang lại

hiệu quả lớn về kinh tế và kỹ thuật.

Hình1.1 : Mặt cắt ngang đập điển hình

1.1.2. Nguyên lý bố trí kết cấu đập và công nghệ xây dựng

Về nguyên lý, kết cấu đập gồm hai phần chính (h. 1.1). Một là bộ phận chịu

lực với yêu cầu bảo đảm cho đập ổn định dưới tác dụng đẩy ngang của khối nước

chứa trong hồ ở thượng lưu đập. Bộ phận này được cấu tạo chủ yếu bởi khối đá IIIB

và IIIC được đầm nén kỹ như công nghệ làm đường, trong đó khối IIIB được làm từ

đá chọn lọc lấy từ mỏ đá, còn khối IIIC được làm từ đá thải loại tận dụng từ đá đào

hố móng tràn hoặc đường hầm tháo lũ để giảm giá thành xây dựng đập cũng như

4

giảm thiểu tác động xấu đến môi trường. Hai là bộ phận chống thấm bao gồm bản

mặt và bản chân được làm bằng bê tông cốt thép với yêu cầu kín nước để hạn chế

tối đa rò rỉ nước từ hồ chứa, tránh mất nước và gây xói thân đập, làm mất an toàn

đập. Vì bê tông cốt thép là loại vật liệu dòn, dễ bị nứt nẻ khi có biến dạng lớn nên

yêu cầu khối đá đầm nện để làm nền cho bản mặt và nền được lựa chọn để đặt bản

chân phải ít biến dạng trong quá trình chịu lực. Bản mặt được thiết kế chủ yếu để

bảo đảm yêu cầu chống thấm và đủ "mềm" để có thể biến dạng theo biến dạng của

mặt thượng lưu thân đập, nên có bề dày khá mỏng. Do vậy, khả năng chịu lực của

bản mặt chủ yếu dựa vào sự tiếp xúc chặt chẽ của bản mặt với mặt thượng lưu của

thân đập. Về nguyên lý, vì thân đập được đầm nén kỹ, ít bị biến dạng, nên bản mặt

hầu như không chịu uốn mà chỉ chịu biến dạng do bê tông co ngót và dãn nở do

biến đổi nhiệt độ. Vì vậy trong bản mặt chỉ bố trí một lớp cốt thép ở chính giữa

chiều dày của nó.

Thực tế làm việc của nhiều đập, nhất là các đập có chiều cao lớn cho thấy rất

khó thực hiện để hạn chế biến dạng lớn của thân đập, vì rất khó kiểm soát sự đồng

đều của đá dùng để đắp đập cũng như chất lượng đầm nén các khối đá ở hiện trường

với khối lượng thi công lên tới hàng triệu khối. Mặt khác, mặc dù bản mặt được đổ

khi kết quả quan trắc cho thấy thân đập đã ổn định lún, nhưng trong quá trình tích

nước kết quả tính toán cũng như quan trắc thực tế cho thấy thân đập vẫn tiếp tục bị

lún và bị chuyển dịch về phía hạ lưu.

Đá là vật liệu được sử dụng từ hàng ngàn năm nay để xây dựng những đập ngăn

nước trên các sông suối, nhất là ở những vùng sẵn có đá tự nhiên. Đá là loại vật liệu

bền chắc và có khả năng chịu nén cao, việc thi công ít bị ảnh hưởng bởi những biến

động của thời tiết. Tuy nhiên trong thân đập đá có những khoảng rỗng đáng kể làm

cho nước dễ thoát qua đập xuống hạ lưu. Để giữ nước, người ta phải dùng những

biện pháp kết hợp với những vật liệu khác như làm lõi chống thấm giữa thân đập

bằng đất, bê tông asphalt,… hoặc phủ mặt thượng lưu đập bằng bản bê tông cốt thép

(gọi tắt là "CFRD" – concrete face rockfill dam).

5

Những CFRD đầu tiên trên thế giới được xây dựng từ những năm 20 của thế kỷ

trước, song đó chỉ là một số ít đập nhỏ. Vài thập kỷ gần đây, cùng với sự xuất hiện

của các thiết bị lớn đủ sức đầm nện chặt khối đá thân đập, qua đó làm giảm hẳn độ

lún mặt đập và giữ cho bản mặt bê tông không bị nứt gãy, tạo nên bước phát triển

nhanh của đập CFRD ở khắp nơi, mang lại hiệu quả lớn.

Có thể kể những CFRD vào loại cao nhất thế giới hiện nay như

Shuibuya (233m, Trung Quốc), Jiangpinghe (221m, Trung Quốc), La Yesca (210,

Mexico), Bakun (205m, Malaysia), Campos Novos (202m, Brazin),… Cũng có thể

kể thêm, tháng 5/2008, đã xảy ra trận

động đất (8 độ Richter) tại vùng Tứ Xuyên (Trung Quốc). Cách tâm

chấn 20km là CFRD Zipingpu cao 156m (thuộc "top" 50 CFRD cao nhất thế giới

và "top" 10 CFRD cao nhất Trung Quốc) vẫn an toàn tuy có chút ít xô xệch. Ở nước

ta, hiện nay mới có 3 CFRD đều do các chuyên gia Việt Nam thiết kế và tổ chức thi

công. Đầu tiên là đập Rào Quán (Quảng Trị) cao 69m, tiếp đó là đập Nà Hang

(Tuyên Quang) cao 92m và gần đây là đập Cửa Đạt (Thanh Hóa) cao 118m

đã được khánh thành. Các chuyên gia quốc tế nhất trí nhận định rằng CFRD có

những yêu cầu kỹ thuật rất nghiêm khắc và đập càng cao thì càng có nhiều vấn đề

rất phức tạp phải giải quyết, cả trong thiết kế và thi công. Kỹ thuật CFRD không

ngừng được điều chỉnh, đổi mới và cập nhật. Chẳng hạn, trước đây có quan niệm

coi bản mặt bê tông cốt thép như kết cấu màng mỏng, có chuyển vị áp theo mặt đập,

nên chỉ đặt cốt thép đơn. Thực tế tuy bề dày bản là nhỏ so với các kích thước khác

của mặt đập, song bản vẫn phải được coi là kết cấu chịu uốn, có độ cứng kháng uốn

nhất định, đặc biệt là ở những đập cao, nhiều khả năng bị lún không đều trên mặt

đập. Vì vậy, chúng ta đã đặt cốt thép kép tại bản mặt đập Cửa Đạt. Cách làm này

được thảo luận và nhất trí cao trong Hội nghị quốc tế Đập đá tại Thành Đô (Trung

Quốc) tháng 10/2009.

1.2. Ưu nhược điểm của CFRD

1.2.1. Ưu điểm

- Tận dụng được các vật liệu tại chỗ. Đặc biệt có thể tận dụng đá đào móng tràn xả

lũ, đường hầm, nhà máy thủy điện để đắp đập, ít phải sử dụngvật liệu hiếm hoặc

6

vận chuyển từ xa tới. Giá thành CFRD có thấp hơn các loại đập khác như đập bê

tông trọng lực, vòm, bản chống v..v. Trường hợp hiếm đất có đủ tiêu chuẩn để đắp

đập thì CFRD còn kinh tế hơn cả đập đất.

- Thời gian thi công ngắn hơn so với các loại đập khác, quá trình thi công ít chịu

ảnh hưởng của thời tiết nên có thể thi công ngay cả trong mùa mưa từ đó rút ngắn

được thời gian thi công.

- Mức độ an toàn cao do toàn bộ dòng thấm đã được bản mặt bê tông ngăn lại và

phần đá đắp trong thân đập được đầm nén chặt nên hệ số ổn định của mái thượng hạ

lưu đập khá cao và mái thượng hạ lưu có thể rất dốc ( m = 1.4 ÷ 1.7 ) dẫn đến khối

lượng đá đắp giảm nhỏ so với đập đá đổ thông thường.

- Dẫn đường thi công đơn giản mà ít tốn kém hơn.

- Yêu cầu về địa chất nền thấp hơn các loại đập bê tông.

- Về độ ổn định chống động đất chống trượt và tuổi thọ công trình không thua kém

bất cứ loại đập nào.

- Trong nhiều trường hợp CFRD có thể xây dựng ngay trên nền cát cuội sỏi lòng

sông, mà phần lớn khối lượng cát sỏi không phải bóc bỏ khi đắp đập. Có thể cho

nước tràn qua đập đang xây dở nên vấn đề dẫn dòng víi lưu lượng lớn có thể được

giải quyết với giá thành khá rẻ.

1.2.2. Nhược điểm

- Sử dụng vật liệu nhiều khối ( mỗi vùng có chỉ tiêu cơ lý khác nhau) dẫn đến việc

thiết kế, thi công yêu cầu phải tính toán, lựa chọn các phương án hợp lý, giám sát thi

công phải chặt chẽ để tránh hiện tượng treo ứng suất hoặc biến dạng quá mức gây nên

nứt gãy thủy lực đã xảy ra ở một số công trình ngay cả khi ở cột nước thấp, đặc biệt

khi sự chênh lệch lớn về mô đun biến dạng của vật liệu giữa các lớp kề nhau.

- Hiện tượng thoát không xảy ra ở lớp tiếp giáp dưới bề mặt bê tông và lớp phía

dưới nó gây biến dạng bề mặt.

- Yêu cầu về thiết bị thi công cũng như kỹ thuật thi công cao hơn đập đá đổ thông

thường, nhưng với khả năng thiết bị như ngày nay thì điều này không còn là yếu tố

quan trọng nữa.

7

1.3 Sự phát triển của CFRD trên thế giới và Việt Nam

1.3.1 Sự phát triển của CFRD trên thế giới

Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật nói chung, kỹ thuật thiết kế và thi

công các công trình thủy lợi - thủy điện trên thế giới có sự tiến bộ vượt bậc trong

thời gian qua. Với những ưu việt của CFRD nên nó được xây dựng ngày càng

nhiều, hình thức bố trí mặt cắt đập ngày càng được nghiên cứu hoàn thiện và đạt

hiệu qủa kinh tế hơn. Nhật Bản là nước đặt tiền đề cho việc phát triển CFRD, trong

thập kỷ 70 của thế kỷ 20 ở nước này đã xây dựng được rất nhiều CFRD với chiều

cao lớn. Ở các nước khác cũng có hàng loạt CFRD ra đời, đến năm 1998, căn cứ

vào thống kê chưa đầy đủ về các đập đang và đã xây dựng xong từ sau năm 1966,

trên toàn thế giới đã có 180 đập, trong đó đập cao trên 100m có 25 đập.

Trung Quốc là nước có sự phát triển mạnh mẽ loại đập này trong thời gian qua.

Trong một thời gian ngắn vào cuối thế kỷ 20 hàng loạt đập lớn đã được xây dựng.

Việc xây dựng CFRD hiện đại của Trung Quốc bắt đầu từ năm 1985. Đập đầu tiên

được xây dựng là đập hồ chứa Tây Bắc Khẩu - Hồ Nam, đập cao 95m. Nhưng đập

được hoàn thành đầu tiên là đập hồ chứa Quan Môn Sơn - Liên Ninh, đập cao

58.5m. So với các nước đi đầu trong lĩnh vực xây dựng CFRD, tuy chậm sau nhưng

Trung Quốc khởi điểm rất mạnh và phát triển nhanh. Chỉ trong vòng 10 năm đã phổ

biến ra toàn quốc, đến cuối năm 1998, căn cứ vào thống kê chưa đầy đủ, ở Trung

Quốc đã hoàn thành 39 đập, đập cao nhất là đập thuỷ điện Bạch Vân tỉnh Hồ Nam,

xây dựng năm 1998 cao 120m. Hiện nay ở Trung Quốc đập CFRD cao trên 100m

đang xây dựng có hơn 20 đập.

8

Bảng 1.1 Một số CFRD trên thế giới đã và đang xây dựng cao trên 100m

TT Tên đập Tên nước Chiều cao

đập (m)

Chiều dài

đập (m)

Khối lượng

đập (106m3)

1 Aguamilpa Mexico 187 13

2 Akbu Venezuela 160.5 150 3

3 For do Areia Braxin 160 828 14

4 NewExchquer Mỹ 150 427 4.1

5 Myxukhala Hy L¹p 150 1.4

6 Sauvaxira Colombia 148 362 3.9

7 Segrado Braxin 145 705 7.3

8 Anto

Anchicaya Colombia 140 280 2.5

9 Xingo Nam Tư 140 850 12.7

10 Aman Anbani 133

11 Khao lan Thái Lan 130 1000 8

12 Xello Nigeria 130 560 3.9

13 Clylass Colombia 127 110 1.3

14 Xila Indonexia 125 453 3.8

15 Yta Nam Tư 125 9.3

16 Recce Úc 122 360 2.7

17 Tumili Venezuela 115

18 Poltala Bồ Đào nha 112 540 2.7

19 Cetnana Úc 110 113 1.4

20 Uluai Malaixia 110

9

Bảng 1.2. Các đập CFRD của Trung quốc xây cao hơn 100m

TT Tªn ®Ëp Địa điểm x©y dùng

Chiều cao ®Ëp (m)

Chiều dài ®Ëp (m)

Khèi l−îng

®Ëp (105m3)

1 Thuỷ bộ á Hå B¾c 233 584 1566 2 Tam bản khê Quế Châu 185.5 424 991 3 Hồng Gia Bộ Quế Châu 182.3 465 1007 4 Thiện gia bình Hồ Bắc 180 5 Tham khang Triết Giang 161 506 1000 6 Tài binh bổ Tứ Xuyên 159 638 1167 7 Đại Liệu Thụ Ninh Hạ 156 770 1450

8 Hương Thụy Đông An Huy 153 516 257 9 Cát Lâm Đài T©n C−¬ng 152 392 920

10 Than Khẩu S¬n T©y 140 1150 2395

1.3.2. Sự phát triển đập CFRD ở Việt Nam

Việt Nam là một trong những nước có nhiều đập vật liệu địa phương (VLĐP).

Tuy nhiên đa số là đập có chiều cao H < 40m thuộc loại đập thấp. Đập VLĐP được

xây dựng nhiều nhất là ở khu vực miền Trung và Tây Nguyên, hầu hết các công

trình trên đều là đập đất đồng chất, hoặc đập đất nhiều khối.

Đập đá đổ nói chung và CFRD nói riêng được xây dựng ở nước ta còn ít so

với đập đất, nhưng những công trình loại này đều là các đập cao như Ialy, Hòa

Bình, Hàm Thuận-Đa Mi (đập đá đổ hoặc đất đá hỗn hợp), Thủy lợi - Thuỷ điện

Quảng Trị, Thuỷ điện Tuyên Quang, Thuỷ lợi - Thủy điện Cửa Đạt (CFRD), trong

đó đập Cửa Đạt (H=102m, khối lượng đắp 8x106m3) đang xây dựng được xếp vào

hàng đập lớn của khu vực.

CFRD là một loại hình đập đá đổ mới được đưa vào nước ta. Tuy nhiên nó

đang dần từng bước chứng minh được tính ưu việt của nó so với các loại đập đá đổ

khác, nhất là với các loại đập cao. Với công nghệ và trang thiết bị thi công ngày

càng hiện đại, các khó khăn phát sinh trong quá trình thi công CFRD sẽ được hạn

chế rất nhiều và việc xây dựng đập loại này sẽ ngày càng phát triển ở nước ta. Từ

10

thành công và những kinh nghiệm rút ra từ công tác khảo sát, thiết kế và thi công

trong các công trình sử dụng đập đá đổ bê tông bản mặt ( CFRD) như Quảng Trị,

Tuyên Quang, Cửa Đạt, chúng ta hy vọng hàng loạt các công trình ứng dụng CFRD

sẽ được xây dựng rộng r·i ë ViÖt Nam trong t−¬ng lai.

1.4. Những yêu cầu cơ bản khi thi công bản mặt bê tông

Bản mặt bê tông là kết cấu chống thấm chủ yếu của đập, nhưng độ dày khá

mỏng; Mặc dù các lớp đá đổ ở hạ lưu có tính thấm nhỏ, nhưng hệ số thấm vẫn lớn

hơn rất nhiều lần bản mặt bê tông, vì vậy tổn thất cột nước thấm chủ yếu phát sinh ở

trong phạm vi độ dày của bản mặt bê tông, khiến bản mặt chịu chênh lệch áp lực rất

lớn. Trong thời kỳ dài, bản mặt bê tông dưới tác dụng của chênh lệch áp lực lớn,

chất kết dính canxi trong bê tông sẽ bị nước thấm hoà tan và cuốn trôi, khiến cường

độ bê tông giảm xuống.

Tốc độ hoà tan chất canxi và lưu lượng thấm có quan hệ trực tiếp với nhau; để

giảm tốc độ hoà tan, kéo dài thời gian làm việc của bản mặt, bản mặt bê tông cần

phải có tính năng phòng thấm cao, nên sử dụng bê tông chống thấm cao, thông

thường không nên thấp hơn B6. Ở những nơi có khí hậu lạnh, cần yêu cầu cao hơn.

Bản mặt bê tông ở trong phạm vi trên mực nước chết và dưới mặt thoáng khí,

tuỳ thuộc tăng giảm của mực nước trong hồ, chịu khô ướt xen kẽ trong thời kỳ dài,

đồng thời chịu lạnh và tác dụng xâm thực của phong hoá tự nhiên; vì vậy bản mặt

bê tông nên có tính năng chịu được xâm thực cao, chịu nhiệt độ thấp, thông thường

không nên thấp hơn D100.

Lớp đệm của bản mặt bê tông trên mái dốc tuỳ thuộc biến hình của khối đá đổ

mà biến hình theo, ở trong nội bộ bản mặt sẽ phát sinh ứng suất do uốn, vì vậy bản

mặt bê tông nên có yêu cầu cường độ nhất định, thông thường không thấp hơn bê

tông M200.

Theo tổng kết kinh nghiệm vận hành trước đây, nguyên nhân chủ yếu phát sinh

nứt bản mặt bê tông là do ứng suất nhiệt, mà nguyên nhân trọng yếu là co ngót bê

tông trong quá trình đông cứng; vì vậy nên khống chế lượng xi măng trong mỗi

khối bê tông, để giảm nhỏ nhiệt thủy hoá của xi măng, đồng thời sử dụng biện pháp

11

khống chế nhiệt thích hợp; ngoài ra vẫn nên khống chế chặt chẽ tỷ suất thủy hoá vôi

của bê tông, tăng cường dưỡng hộ và dưỡng hộ trong thời gian dài, để giảm nhỏ co

ngót. Tỷ suất thủy hóa vôi của Bê tông nên nhỏ hơn 0,55.

Qua thí nghiệm thừa nhận, trộn lượng phụ gia cuốn khí và các hợp chất khác

vừa đủ trong bê tông bản mặt không những có lợi đối với tính năng bê tông mà còn

không gây tác dụng phụ.

Dưới đây giới thiệu các chỉ tiêu có liên quan của hai đập đá đổ bản mặt bê tông. Cường độ kháng kéo 28 ngày của bê tông bản mặt đập đá đổ bản mặt bê tông Foz do Areia ở Brazil là 20.6 MPa (tương ứng 210 kgf/cm2), lượng dùng xi măng trong mỗi khối bê tông là 310kg, tỷ suất thủy hoá vôi là 0.53, lượng trộn khí 4.5%, độ sụt là 8cm. Đập đá đổ bản mặt bê tông Quan Môn Sơn nằm trên sông Tiểu Thang là một nhánh nhỏ sông Thái Tử thuộc vùng Đông Bắc Trung Quốc. Nhiệt độ ở nơi xây dựng đập biến đổi từ – 37.9 ~ 35.2o, nhiệt độ thấp trong suốt thời gian dài 5 tháng (tháng 11 đến tháng 3). Do yêu cầu cấp nước từ hồ cho nhà máy ngầm, mực nước hiệu quả trong hồ thấp trong thời gian dài, khiến đại bộ phận bản mặt chịu nhiệt độ thấp; mà bản mặt lại là nơi ánh nắng trực tiếp chiếu vào, nhiệt độ cao nhất bê tông có thể đạt đến 40~50oC, điều kiện làm việc của bản mặt rất khắc nghiệt. Vì thế yêu cầu thiết kế đối với bê tông bản mặt khá cao. Bê tông bản mặt sử dụng xi măng lớn 525, cốt liệu lớn nhất 400mm, mác bê tông không thấp hơn 250, trộn bê tông bằng máy, thêm phụ gia ngoài để giảm lượng nước dùng, sớm đạt cường độ. Tiêu chuẩn kháng lạnh của bê tông là D250, tiêu chuẩn kháng thấm là S8. Tình trạng làm việc của bản mặt đập sẽ được nghiệm kiểm nghiệm qua thực tiễn.

Chiều dày bản mặt đập đá đổ bản mặt bê tông thông thường giảm dần từ đỉnh đập xuống dưới, được tính theo công thức dưới đây

t = a + bxH (1.1) Trong đó : t – độ dày bản mặt ở mỗi cao trình khác nhau (m) a – độ dày bản mặt ở đỉnh đập, thông thường là 0,3 m H – mực nước tác dụng ở cao trình bẳn mặt tính toán ( m) b – hệ số tỉ lệ gia tăng mực nước tác dụng và gia tăng độ dày bản mặt phía dưới.

12

Trong giai đoạn đầu (1850 ~ 1940) đập đá đổ bản mặt bê tông thường dùng phương pháp đổ tự do, thông thường hệ số b lấy 0,0065 ~ 0,0075; trong giai đoạn thứ ba (1960 đến nay) đập đá đổ bản mặt bê tông dùng chấn động đầm nén, do đó độ chặt thực của khối đá và lượng biến hình ngang đều khá cao, b thường lấy 0,001 ~ 0,0037. Khi thiết kế đập Foz do Areia xét đến cấp phối của vật liệu đá đổ tương đối kém, đá có tính cứng, dự tính khi chịu áp khó đạt đến độ chặt cao, sau khi tích nước, khối đá sẽ phát sinh biến hình tương đối lớn, đồng thời vì đập đá đổ bản mặt bê tông đang ở trạng thái cao nhất, để thận trọng nên sử dụng b tương đối lớn (b=0,00357). Năm 1978 tại Colombia, đập Golillas đang xây dựng, vì đập đá vụn đầm lăn bản mặt bê tông đang cao phải sử dụng b tương đối lớn (b = 0,0037 ).

Nghiên cứu độ dày bản mặt bê tông bao nhiêu là hợp lý, ý kiến các chuyên gia đều không thống nhất. Có người cho rằng bản mặt mỏng tính mềm tương đối lớn, dễ thích hợp với biến hình của khối đá đổ; có người cho rằng sử dụng chiều dày bản mặt như nhau không những dễ thi công mà còn khá kinh tế; nhưng quy tắc chung cần xét đến đó là tính bền và tính ngăn nước.

Trước đây sử dụng khá phổ biến công thức kiến nghị tính toán chiều dày của Cooke t = 0,3 + 0,0030H; đối với đập trung bình và cao (75~ 100 m), cũng sử dụng độ dày bản mặt là 0,25 ~ 0,3 m). Xét đến khía cạnh thi công, chiều dày mỏng nhất nên là 0,25m; chiều dày nhỏ hơn 0,25m thi công rất khó khăn. Sau khi tích nước, phần bản mặt ở phía dưới chịu chênh lệch thuỷ tĩnh không quá lớn và xét đến tính bền của bản mặt, sử dụng công thức (1.1) để tính toán là khá hợp lý. Nhưng những năm gần đây, độ dày bản mặt có xu hướng giảm nhỏ một chút. 1.5 Kết luận chương I

Đập đá đổ bản mặt bê tông ngày càng khẳng định ưu thế rõ ràng của nó so với các loại đập khác. Nguyên lý làm việc của đập rất rõ ràng và đơn giản, tuy vậy cần chú trọng tuân thủ chặt chẽ các qui định về thiết kế, thi công cũng như vận hành đập để bảo đảm an toàn và nâng cao tuổi thọ cho đập. Mặt khác, cũng cần cập nhật kịp thời các công nghệ đã được áp dụng ở trong và ngoài nước để nâng cao khả năng an toàn của đập.

Xu hướng phát triển đập CFRD: + Tính toán lựa chọn cấp phối hợp lý giữa các vùng.

13

+ Sử dụng máy móc thi công có năng suất lớn. + Nghiên cứu sử dụng bê tông mác cao, phụ gia và chất hộ trỡ khác trong bê

tông như phụ gia gốc silica fume dùng kết hợp với phụ gia siêu dẻo để giảm lượng thấm và đạt cường độ cao, tăng độ bền cho bê tông.

Nghiên cứu để xây dựng ở các loại nền khác nhau và nghiên cứu sự làm việc giữa nền - đập – bản mặt.

Nghiên cứu khắc phục một số sự cố thường gặp trong quá trình thi công như nứt nẻ bề mặt bê tông.

Hiện ở Việt Nam đã có 6 đập được thiết kế và thi công bởi các đơn vị tư vấn và nhà thầu trong nước, trừ đập Sông Bung 2 đang xây dựng, các đập khác đang vận hành an toàn. Đây là bước tiến đáng kể của đội ngũ cán bộ khoa học kỹ thuật trong nước trong việc tiếp cận và ứng dụng công nghệ tiên tiến trên thế giới về xây dựng

đập.

14

CHƯƠNG 2

CƠ SỞ KHOA HỌC LỰA CHỌN HÌNH THỨC CHỐNG THẤM

CHO ĐẬP ĐÁ ĐỔ

2.1 Các hình thức chống thấm cho đập đá đổ

Đập đá đổ là vật liệu thấm nước với hệ số thấm khá lớn tùy theo độ chặt và

thành phần hạt, do vậy trong đập đá đổ cần thiết phải có kết cấu chống thấm.

Kết cấu chống thấm, gọi tắt là vật chống thấm (VCT) được làm bằng vật liệu có

hệ số thấm nhỏ hơn rất nhiều so với đá đổ ( vật liệu đất) hoặc hầu như không thấm

nước ( vật liệu không phải là đất)

Về cấu tạo và vị trí VCT trong thân đập có hai loại: tường nghiêng nằm ở mái

thượng lưu đập và lõi giữa ( bố trí trong thân đập). Vật liệu của VCT được sử dụng

phổ biến là đất ít thấm gọi là đất dính ( sét, á sét, bê tông sét)

Trong trường hợp không có đất ở vùng xây dựng đập thỏa mãn yêu cầu làm

VCT ( về khối lượng hoặc chất lượng) thì phải sử dụng VCT làm bằng bê tông, bê

tông cốt thép, bê tông atphan, chất dẻo tổng hợp.

2.1.1. Đập đá đổ có VCT bằng đất

Vật chống thấm bằng đất gồm hai loại chính là tường nghiêng và lõi giữa được

cấu tạo bằng các loại đất dính ít thấm nước như á sét, sét hoặc bê tông sét.

a) Vật chống thấm bằng đất loại tường nghiêng

Chiều dày tường nghiêng được xác định theo yêu cầu về gradian thấm J để đảm

bảo không xảy ra biến dạng thấm của vật liệu tường nghiêng J=2-6.

Chiều dày tối thiểu ở phần đỉnh của tường nghiêng được lấy theo điều kiện thi

công, phụ thuộc vào phương pháp và thiết bị thi công.

Phía mặt ngoài mái thượng lưu của tường nghiêng được phủ lớp bảo vệ gia cố

mái để chống sóng.

Ví dụ đập đá đổ Miboro: Lớp 1 là lớp đá đổ loại đá granit; lớp 2 tầng lọc ngược

bằng cát sỏi; lớp 3 là tường nghiêng bằng đất á sét.

15

Hình 2.1. Đập đá đổ Miboro

b) Vật chống thấm kiểu lõi giữa

Lõi giữa là loại kết cấu chống thấm được sử dụng rất phổ biến trong đập đá đổ.

Lõi giữa được chia làm hai loại: lõi thẳng đứng và lõi nghiêng.

Đập có lõi giữa thẳng đứng thông thường có khối lượng nhỏ nhất so với đập có

tường nghiêng chống thấm và đập có lõi nghiêng.

Lõi giữa của đập có thể chia thành lõi mỏng và lõi dày. Lõi mỏng khi tỉ số

b/H≤1, còn lõi dày hay còn gọi là lõi trọng lực có tỉ số b/H>1.

Đặc điểm của loại đập này: Vật liệu chủ yếu để xây dựng đập là vật liệu địa

phương. Mặt cắt đập thiết kế phù hợp với tình hình vật liệu tại chỗ, đất lõi có khả

năng chống thấm tốt nhưng khả năng chịu lực yếu được đặt vào lõi đập, đá đổ là vật

liệu có cường độ chống cắt cao hơn hẳn so với đất, được bố trí ở bên ngoài. Cách bố

trí này đó phát huy được hết các ưu điểm, hạn chế được nhược điểm của các loại vật

liệu. Hệ số ổn định của loại vật liệu này cao do vậy mà hệ số mỏi của đập thường

nhỏ, chính vì vậy mà hầu hết các đập cao trên thế giới đều là loại đập này. Đập loại

này chịu động đất tốt, khó bị phá hoại do chiến tranh, xây dựng được cả ở trên nền

đập có tầng cuội sỏi dày.

Ví dụ đập lõi mỏng Infernilo: lớp 1 gia cố bằng đá lớn; lớp 2 đệm bằng cuội sỏi

có cỡ hạt tới 50mm; lớp 3 khối đá đắp chặt bằng đá nhỏ; lớp 4,5 là lớp lọc thứ nhất

và thứ hai có cỡ hạt tương ứng là 0,1-10 và 5-150mm; 6,7 đê quay hạ lưu đợt 1 và

đợt 2; 8 hầm để khoan phun xi măng; 9 lõi đập; 10 màng phun xi măng chống thấm.

16

Hình 2.2: Đập đá đổ lõi thẳng đứng Infernilo

Ví dụ đập đá đổ lõi trọng lực là đập Triniti ( Mỹ): lớp 1 lõi bằng hỗn hợp đất sét

và sỏi; 2 vùng chuyển tiếp bằng đất cát sỏi; 3 lăng trụ bên bằng sỏi đá cuội và đá

tảng lăn; 4 đá đổ; 5 gia cố mái dốc; 6 đá andehit biến chất; 7 màng phun xi măng

chống thấm ở nền; 8 răng bê tông.

Hình 2.3: Đập đá đổ lõi giữa Triniti

Ở Việt Nam có đập đá đổ chống thấm kiểu lõi giữa như đập Ialy ở tỉnh Gia Lai,

đập Hòa Bình tỉnh Hòa Bình. Địa chất nền đập của công trình Thủy điện Ialy khá

tốt cho việc xây dựng đập đá đổ, lõi đập ở phần lòng sông và một phần ở sườn đồi

đặt trên nền đá, đây là loại đá rắn chắc nứt nẻ ít và đá rắn chắc nứt nẻ nhiều. Đập

Hoà Bình cũng ứng dụng hình thức mặt cắt này, do địa chất ở đây có tầng cuội sỏi

dày tới (60 ÷ 70)m.

17

10

8

8

10

+500.0

+522.01:1.70

1:1.90

M N DBT+518.0M ND GC

+515.0

1:1.80

1:1.70

4b

+480.03

21

+453.5

4a

4b

6

H ×nh 1.1 M Æt c¾t ngang t¹i vÞ trÝ lßng s«ng cña ®Ëp Ialy, ®Ëp ®¸ ®æ cã t−êng t©m lµ ®Êt ¸ sÐt

+482.0

1:2.0

M NC +490.0 55

1- Lâi chèng thÊm ®Êt ¸ sÐt, chiÒu réng ®Ønh lâi b=4m ,m ¸i dèc th−îng h¹ l−u lâi m =0.35, hÖ sè thÊm k=1.10 cm /s-5

2- C¸t läc ®−îc bè trÝ ë th−îng vµ h¹ l−u cña khèi lâi chiÒu dµy 3m .3- §¸ d¨m läc bè trÝ kÕ tiÕp líp c¸t läc ë th−îng vµ h¹ l−u chiÒu dµy 3m .

m ¸i dèc th−îng h¹ l−u lâi m =0.35, hÖ sè thÊm k=1.10 cm /s4a- § ¸ ®¾p chuyÓn tiÕp ®−îc bè trÝ ë m Æt ngoµi líp ®¸ d¨m läc chiÒu dµy 4m

4b- § ¸ ®¾p chÝnh

th−êng lµ tõ (80-100)cm , bè trÝ ë c¶ m ¸i th−îng vµ h¹ l−u.5- Líp ®¸ b¶o vÖ lµ ®¸ cã c−êng ®é cao, ®−êng kÝnh h¹t lín

6- K hoan phôt xö lý nÒn.

+13.0

+123.0Hçn hîp c¸t sái 4m

1:2.75

1:4.50

1:1.75

1:1.75

1:2.5

Thay ®æi1:1.5

1:3.0

-18.0

-62.0

+18.0

§¸ nhá dµy 3m

Líp läc dµy 1m

§Êt ®¸ hçn hîp §Êt ®¸ hçn hîpLâi sÐt

Khoan phôt xö lý nÒn

H×nh 1.2 MÆt c¾t ngang t¹i vÞ trÝ lßng s«ng cña ®Ëp Hoµ B×nh, ®Ëp ®¸ ®æ cã t−êng t©m lµ ®Êt sÐt

18

Đập đá đổ lõi nghiêng là loại kết cấu chống thấm thuộc dạng trung gian giữa

tường nghiêng và lõi đứng, được lựa chọn phụ thuộc vào các điều kiện cụ thể như

yêu cầu nối tiếp lõi với kết cấu chống thấm ở nền, vấn đề thi công, các điều kiện

kinh tế kĩ thuật.

Ví dụ đập lõi nghiêng như đập Tichves: lớp 1 đá lớn gia cố mái đập; 2 đá nhỏ; 3

đá dăm; 4 đá lát; 5 khối đá đổ; 6 hỗn hợp đá núi; 7 lõi và sân trước bằng á sét; 8

màng chống thấm; 9 hành lang khoan phun.

Hình 2.4. Đập đá đổ lõi nghiêng Tichves

2.1.2. Đập đá đổ có vật chống thấm không phải là đất

a) Vật chống thấm dạng tường nghiêng

Vật liệu tường nghiêng có thể gồm các loại sau: bê tông và bê tông cốt thép; bê

tông atphan.

Tường nghiêng bê tông và bê tông cốt thép: thường có các loại cứng, nửa cứng

và dẻo. hàm lượng cốt thép trong bê tông có thể tới 0.5-1%. Nếu đá đổ được đầm

chặt thì hàm lượng cốt thép trong bê tông có thể giảm tới 0.1%. Bê tông dùng cho

tường nghiêng phải có mác cường độ chịu nén không dưới M200 và mác chống

thấm không nhỏ hơn B8.

Chiều dày của tường nghiêng bê tông cốt thép ở phần trên đỉnh thường là 20-

30cm, còn ở dưới đáy được tăng lên đến 1% chiều cao đập.

Tường nghiêng bê tông cốt thép loại cứng là tường có kết cấu nguyên khối đổ tại

chỗ, do đó kích thước tấm có thể lớn với độ dày lớn. Bê tông được đổ trực tiếp lên

19

trên bề mặt lớp đá lát hoặc đá xây khan ( xây không có vữa) và chỉ bố trí khớp nhiệt

( khe co dãn) theo phương thẳng đứng, không có khớp lún theo phương ngang. Cốt

thép được đặt theo cả hai hướng xuyên qua các khe thi công. Hàm lượng cốt thép

trong phạm vi 30-70 kg/ m3 bê tông.

Chiều dày tường nghiêng được tăng từ 25-35cm ở trên đỉnh đến 1/60 chiều cao

đập ở dưới chân tường. Tường nghiêng được néo vào khối đá xây ( tầng đệm dưới

đáy tường) với khoảng cách néo 1,2-1,5m.

Tường nghiêng cứng được thi công sau khi hoàn thành thi công thân đập. Loại

tường nghiêng cứng ít phổ biến, chỉ sử dụng cho các đập có chiều cao nhỏ và xây

dựng trên nền đá khi biến dạng lún không đáng kể.

Tường nghiêng nửa cứng là loại kết cấu được chia thành các tấm có khớp nối

chống lún và chống co dãn ( gọi là khe nhiệt-lún) được đặt ngang – dọc theo bề mặt

mái dốc. Khoảng cách giữa các khớp thay đổi trong phạm vi phổ biến là 4-5m.

Khoảng cách giữa các khớp nhiệt thẳng đứng thường là 12-18m, còn khoảng cách

giữa các khớp lún lấy bằng 12-20m ở phần trên và bằng 3-6m ở phần sát nền.

Hình 2.5 minh họa cắt ngang đập đá đổ tường nghiêng bê tông cốt thép: 1 đá đổ;

2 đá xây khan dày 3-8.6m; 3 tường nghiêng bê tông cốt thép dày 0.3-1.1m; 4 răng

bê tông có hành lang khoan phun; 5 màng phun xi măng chống thấm ở nền; 6 đổ

cao su trong khớp góc; 7 nút; 8 gỗ; 9 mattit; 10 nhựa đường; 11 lá đồng; 12 bề mặt

phủ nhựa đường.

Hình 2.5. Đập đá đổ có VCT tường nghiêng bê tông cốt thép

20

Tường nghiêng bê tông cốt thép nửa cứng được đặt trên lớp bê tông có quét phủ

nhựa đường ở bề mặt, hoặc dán vải tẩm nhựa đường, cho phép tường và mặt đập có

thể biến dạng tự do, đảm bảo sự chống thấm tốt.

Tấm bê tông của tường nghiêng được phân khối có thể là vuông hoặc chữ nhật

với chiều dài 10-20m. Khe nối giữa các tấm có kết cấu chắn nước để chống thấm.

Bề rộng khe nối thường 2.5-5 cm. Khu vực tường nghiêng nối tiếp với bờ và nền có

khe biên để chống nứt khi tường nghiêng biến dạng.

Biện pháp chống trượt theo mặt bitum đối với tường nghiêng nửa cứng là sử

dụng các néo liên kết tấm bê tông cốt thép với tầng đệm bằng đá xây khan, hoặc

làm tăng chiều dày ở chân tường nghiêng để tường tựa chắc và ổn định vào gối đỡ

bằng bê tông.

Loại kết cấu tường nghiêng bê tông cốt thép dạng nửa cứng được sử dụng khá

phổ biến trong đập đá đổ.

b) Vật chống thấm không phải bằng đất dạng tường tâm – lõi giữa

Vật chống thấm không phải bằng đất dạng tường tâm – lõi giữa cấu tạo bằng bê

tông, bê tông cốt thép, bê tông atphan…Dạng kết cấu này thường áp dụng hạn chế.

Tường tâm bằng bê tông và bê tông cốt thép hiện nay ít được sử dụng, vì kinh

nghiệm vận hành của các đập đã xây dựng với loại kết cấu vật chống thấm kiểu này

như ở đập Xudoranskaia ( Nga), Asocan ( Mỹ), Vaynec ( Mỹ)…cho thấy rất khó

khắc phục hiện tượng xuất hiện vết nứt trong vật chống thấm dưới tác dụng của áp

lực nước và khối đá đổ bị đẩy nổi ở phía thượng lưu.

Tường tâm bằng bê tông atphan hiện nay được sử dụng khá phổ biến ở những

đập thấp và trung bình.

Ví dụ mặt cắt đập Ây-Khaghen ( Đức): 1 tường tâm bê tông atphan; 2 vùng lan

tỏa của nhựa đường vào trong đá đổ; 3 răng bê tông; 4 màn xi măng chống thấm ở

nền; 5 đá đổ được đầm chặt; 6 đá lát có đầm; 7 mực nước do nước dâng ở đập phụ;

8 bê tông nhựa đường có đá trộn chìm vào khi đầm; 9 vùng lan tỏa nhựa đường khi

đầm; 10 lớp nhũ bitum; 11 máng bằng kim loại để thu và đo lượng nước thấm qua

tường; 12 trầm tích aluvi.

21

Hình 2.6. Đập Ây-khaghen có tường lõi bê tông atphan

2.2. Cơ sở khoa học sử dụng hình thức phòng thấm đập đá đổ bằng bản mặt bê

tông

Cơ sở khoa học của việc sử dụng hình thức phòng thấm của đập đá đổ bằng bản

mặt bê tông cũng giống như sử dụng hình thức tường nghiêng chống thấm bằng đất

của đập đá đổ. Để hiểu được thấm qua bản mặt bê tông chúng ta cần phải biết thấm

qua đập đá đổ.

2.2.1. Thấm qua đập đá đổ khi chưa có bản mặt bê tông

Vận tốc dòng thấm qua đập đá đổ được xác định bằng công thức: 0.5

tv KJ= (2.1)

Trong đó:

+ vt – vận tốc trung bình của dòng thấm, m/s

+ J- độ dốc thủy lực

+ K- hệ số thấm của đá đổ, 0.514(20 )K n DD

= − (2.2)

+ n - độ rỗng của đá đổ

+ D – đường kính trung bình của đá được quy đổi thành hình cầu, tính

bằng cm.

Lưu lượng thấm qua đập đá đổ thấm nước có thể xác định từ hệ 4 phương trình

sau:

22

[ ]1 1

1

2 ( )

( ) ( )2

2 ( )

( )

o o o o

o oo o o

H o o

q H h H H hK m

h a h h a hqK S

a aq a h aK m m

S b m H a h

⎫−= − − ⎪

⎪⎪+ + − +

= ⎪⎬⎪

= + + − ⎪⎪⎪= + − + ⎭

(2.3)

Sơ đồ tính toán dòng thấm qua đập đá đổ:

Hình 2.7. Sơ đồ tính thấm qua đập đá đổ không có vật chống thấm

2.2.2. Thấm qua đập đá đổ bản mặt bê tông

Tính toán thấm giống như sơ đồ tính thấm qua đập đất có tường nghiêng bằng

đất sét theo phương pháp N.N. Pavolopxki. Sử dụng giả thiết dòng thấm qua bản

mặt có phương vuông góc với mái dốc của bản mặt và chia sơ đồ thấm qua tường

thành hai phần: thấm qua đoạn tường nằm trên đường bão hòa với lưu lượng q1 và

thấm qua đoạn tường phía dưới đường bão hòa với lưu lượng q2

Hình 2.8. Sơ đồ tính thấm qua tường nghiêng

23

Đối với đoạn tường nghiêng trên đường bão hòa lưu lượng phân tố qua đoạn dl

cách mép nước l có thể viết theo công thức:

(2.4)

Trong đó:

+ Kt – hệ số thấm của tường nghiêng

+ Jt – Gradian thấm qua tường nghiêng, Jt = z/δ

+ z – cột nước tác dụng tại mặt cắt xét

+ δ - chiều dày trung bình của tường nghiêng

+ θ - góc nghiêng của mái dốc tường so với mặt nằm ngang

Ta được lưu lượng q1 sẽ là:

(2.5)

Đối với đoạn tường dưới đường bão hòa ta có:

(2.6)

Do đó:

(2.7)

Lưu lượng toàn phần qua tường nghiêng có dạng:

(2.8)

2.3. Tính toán thiết kế bản mặt bê tông

Bản mặt bê tông cốt thép được chia theo phương trục đập thành các bản có chiều

rộng B trừ 2 bản nằm ở hai vai đập. Chiều dày bản mặt được tính toán theo công

thức:

t = 0.3 + 0.003H (m) (2.9)

Trong đó:

24

+ t là chiều dày bê tông tại độ sâu H, (m)

+ H là khoảng cách tính theo phương thẳng đứng từ điểm đỉnh bản

mặt đến điểm tính toán, (m)

Bê tông bản mặt phải có độ lưu động tốt, tính chống nứt, chống thấm và tính bền

vững. Mác bê tông bản mặt không thấp hơn C250. Cấp chống thấm không thấp hơn

B8. Cấp chống đông của bê tông bản mặt theo tiêu chuẩn SL 211-98 “ Quy phạm

thiết kế kháng đông của công trình thủy công”.

Bê tông bản mặt nên dùng xi măng Puzlan mác 525 hoặc xi măng Puzlan phổ

thông. Nếu dùng loại xi măng khác phải làm thí nghiệm để quyết định.

Trong bê tông bản mặt nên trộn thêm tro bay hoặc các loại vật liệu khác có

phẩm chất tốt. Cấp tro bay không nên thấp hơn cấp II, lượng trộn thêm nên là 15%-

30%, phải phù hợp với tiêu chuẩn GBJ 146-90 “ Quy phạm kỹ thuật ứng dụng bê

tông tro bay”.

Bê tông bản mặt phải trộn thêm phụ gia sinh khí, phụ gia giảm nước, theo yêu

cầu cũng có thể trộn thêm phụ gia điều chỉnh thời gian ninh kết ban đầu. Lượng phụ

gia và vật liệu trộn thêm phải qua thí nghiệm để xác định.

Bê tông bản mặt phải dùng hai cấp phối vật liệu, đường kính cỡ đá lớn nhất

không lớn hơn 40mm. Cát dùng cho bản mặt ngậm nước không quá 3%, hàm lượng

bùn đất không quá 2%, môđun độ mịn nên trong phạm vi 2.4-2.8. Độ ẩm của đá

không vượt quá 2%, hàm lượng bùn đất phải nhỏ hơn 1%.

Tỷ lệ N/X của bê tông bản mặt nếu ở vùng ấm áp phải nhỏ hơn 0.5, nếu ở vùng

lạnh giá phải nhỏ hơn 0.45. Nếu dùng máng trượt để đổ bê tông thì độ sụt phải thỏa

mãn yêu cầu thi công, độ sụt trước máng trượt nên là 3cm-7cm. Lượng khí trong bê

tông khống chế ở mức 4%-6%.

Cốt thép bản mặt được bố trí 1 lớp theo cấu tạo cho cả hai hướng, trong phạm vi

20 m đến khớp nối chu vi (vị trí sát bản chân) cốt thép được đặt với hàm lượng

khoảng 0.5% cho mỗi hướng, phần còn lại được bố trí với hàm lượng 0.4% cho mỗi

hướng. Các vị trí sát khớp nối cốt thép được đặt cấu tạo phù hợp với kết cấu khớp

nối.

25

2.4. Phân tích lựa chọn kết cấu chống thấm cho đập đá đổ

Sử dụng hình thức phòng thấm đập đá đổ bằng bản mặt bê tông hay cách gọi

khác là sử dụng vật chống thấm bằng bê tông dạng tường nghiêng. Phương pháp

này hiện nay được sử dụng phổ biến ở các đập đá đổ ở các nước trên thế giới và

nước ta. Ở nước ta các đập đá đổ sử dụng hình thức chống thấm này là đập Quảng

Trị, đập Tuyên Quang và đập Cửa Đạt (Thanh Hóa).

Bản mặt bê tông làm vật chống thấm có tác dụng tích cực như chống thấm tốt,

ổn định cao, khối lượng nhỏ hơn so với loại tường nghiêng bằng đất, kết cấu đơn

giản hơn vì không phải làm các lớp gia cố bảo vệ mái như tường nghiêng bằng đất.

Tuy nhiên nó cũng có một số điểm hạn chế như phải có công nghệ thi công bê tông

bản mặt hiện đại, xử lý các khớp nối chống thấm khó khăn hay có hiện tượng thoát

không giữa mặt dưới bê tông với lớp tiếp xúc đá đổ của đập gây mất ổn định bản

mặt bê tông.

Vấn đề thi công bê tông bản mặt ở Việt Nam đã được giải quyết, chúng ta đã thi

công thành công nhiều đập đá đổ bê tông bản mặt thuộc loại đập lớn như đập Tuyên

Quang. Do đó lựa chọn hình thức đập đá đổ có kết cấu chống thấm bằng bê tông cốt

thép là tốt hơn cả.

Vấn đề chống thấm: Dùng bê tông có mác chống thấm cao như B8 trở lên tốt

hơn là sử dụng đất sét chống thấm. Như chúng ta đã biết thì bê tông có độ kết dính

cao, sử dụng xi măng kết hợp các phụ gia chống thấm thì ổn định hơn so với đất sét

và có tuổi thọ cao hơn, không bị dòng thấm tác động như đối với đất sét.

Dùng đất sét có hệ số thấm nhỏ tới đâu cũng xuất hiện đường bão hòa thấm

trong thân đập, và nếu mái thượng lưu bảo vệ không tốt thì lớp đất sét có thể bị

sóng đánh làm hư hãi, hoặc các hạt đất sét dễ dàng theo dòng thấm trôi xuống hạ

lưu, theo thời gian dài sẽ làm dòng thấm lớn trong thân đập, gây mất ổn định.

Đối với bản mặt bê tông vấn đề chống thấm ở chính các khớp liên kết các tấm

bản mặt trong quá trình thi công. Hiện nay các khe kết cấu sử dụng các tấm đồng để

chống thấm. Sử dụng các tấm đồng thiết kế theo chuẩn đã chặn được dòng thấm

thấm qua các khe thi công và đảm bảo ổn định về chịu nứt cho tấm bản mặt.

26

Từ những phân tích trên cho thấy rằng sử dụng kết cấu đập đá đổ có hình thức

chống thấm bằng bê tông bản mặt là thích hợp nhất cho công nghệ xây dựng ngày

nay. Ngày nay với công nghệ vật liệu chống thấm bằng bê tông tốt hơn nhiều so với

đất sét, và công nghệ thi công, các thiết bị thi công bê tông đáp ứng các yêu cầu thi

công bê tông bản mặt.

2.5. Kết luận chương 2

Đập đá đổ là loại công trình thường được sử dụng rộng rãi trong xây dựng công

trình thủy lợi-thủy điện, nó có nhiều ưu điểm và đặc biệt là sử dụng được vật liệu

địa phương với mức độ an toàn cao, thích hợp với các loại nền khác nhau. Nhưng

tồn tại lớn nhất là vật liệu và hình thức chống thấm cho đập. Theo phương pháp

truyền thống chống thấm cho đập đá đổ có các hình thức: lõi đất ở giữa, tường

nghiêng sân phủ, các tấm kim loại… Để đảm bảo độ an toàn cao cho công trình

người ta đã chuyển sang thiết kế và xây dựng đập đá đổ bản mặt bê tông.

CFRD là loại đập có thân đập được đắp bằng đá hoặc cuội sỏi được đầm nén

từng lớp bằng loại đầm rung nặng, dùng bản mặt bằng bê tông, bê tông cốt thép phủ

toàn bộ bề mặt thượng lưu để chống thấm. Bản mặt bê tông được tiếp giáp với khối

đá đổ thông qua lớp chuyển tiếp.

CFRD là loại đập được sử dụng rộng rãi trên thế giới và ở Việt Nam đã được sử

dụng đầu tiên ở Tuyên Quang, đập Rào Quán- Quảng Trị và đập Cửa Đạt – Thanh

Hóa, bởi vì nó có nhiều ưu điểm khi thi công cũng như làm việc trong quá trình sử

dụng.

27

CHƯƠNG 3

XÂY DỰNG QUY TRÌNH, CÔNG NGHỆ THI CÔNG ĐẬP ĐÁ ĐỔ

BẢN MẶT BÊ TÔNG

3.1. Những yêu cầu kỹ thuật chung khi thi công đập đá đổ CFRD.

3.1.1 Các tiêu chuẩn, quy phạm áp dụng

Để thiết kế phần chuyên nghành xây dựng công trình thủy lợi- thủy điện, các

tính toán thiết kế phải tuân thủ theo các Tiêu chuẩn Việt Nam có liên quan. Đối với

những điều khoản chuyên ngành mà chưa được đề cập đến trong các tiêu chuẩn Việt

Nam sẽ áp dụng các tiêu chuẩn và hướng dẫn chuyên ngành của nước ngoài được

phép sử dụng tại Việt Nam ( Mỹ, Anh, Pháp, Đức, Nhật, Nga, Úc và hai tổ chức

quốc tế ISO và EURO).

Đối với đập đá đổ đầm nén bản mặt bê tông ( Concrete Face Rockfill Dam –

CFRD) mới được thiết kế và xây dựng ở Việt Nam nhưng có những điều khoản

chuyên ngành riêng chưa được đề cập đến trong các TCVN nên để thiết kế CFRD

cần sử dụng tiêu chuẩn SL 228-98, DL/T 5128 - 2001 của Trung Quốc. Tiêu chuẩn

này đã được thỏa thuận của Bộ Xây Dựng cho phép áp dụng với Thủy điện Tuyên

Quang, Cửa Đạt… Phạm vi áp dụng của tiêu chuẩn này là thích ứng với đập cấp I,

II, III và cấp III trở xuống. Đập cao 70m trở lên.

Các đơn vị sử dụng tiêu chuẩn này nên sử dụng những nội dung mới nhất của

các tiêu chuẩn được liệt kê dưới đây để khi vận dụng có hiệu quả nhất.

GB 50201-1994: Tiêu chuẩn chống lũ

DL/T5016-1999: Quy phạm thiết kế đập đá đổ bản mặt bê tông

DL/T5115 – 2000: Quy phạm chắn nước khớp nối đập đá đổ bản mặt bê tông

DL/T5123-2000: Quy trình nghiệm thu công trình xây dựng cơ bản nhà máy

thủy điện.

JGJ52 – 1992: Tiêu chuẩn chất lượng và phương pháp kiểm nghiệm cát dùng

cho bê tông thông thường.

JGJ53-1992: Tiêu chuẩn chất lượng và phương pháp kiểm nghiệm đá dăm hoặc

cuội sỏi dùng cho bê tông thông thường.

28

SDJ12-1978: Tiêu chuẩn thiết kế và phân chia cấp công trình đầu mối thủy lợi,

thủy điện.

SDJ207-1982: Quy phạm thi công bê tông thủy công

SDJ128-1984: Quy phạm thiết kế đập đá đầm nén và quy định bổ sung.

SDJ336-1989: Quy trình kỹ thuật quan trắc đập lớn bê tông.

SL60-1994: Quy trình kỹ thuật quan trắc đập đất đá.

3.1.2. Dẫn dòng, chống lũ

Dẫn dòng, chống lũ đập đá đổ đầm nén bản mặt bê tông bao gồm tiêu chuẩn

phân cấp công trình và tiêu chuẩn chống lũ, tiêu chuẩn xả lũ qua công trình tạm

trong thời kỳ thi công thân đập. Tiêu chuẩn xả lũ qua thân đập sau khi bịt nút công

trình dẫn dòng.

Phần kết nối giữa công trình dẫn dòng với công trình vĩnh cửu phải thi công

theo công trình vĩnh cửu, giảm thiểu khối lượng công việc chỉnh sửa giai đoạn sau.

Khi dùng mặt cắt tạm thời thân đập để chắn nước thì phải thi hành theo quy định

DL/T 5016.

Khi xả nước qua thân đập, hình thức kết cấu xả lũ qua thân đập và giải pháp bảo

vệ đường viền nước phải đảm bảo yêu cầu thiết kế và hoàn thành đúng thời hạn.

Trong quá trình thi công phải đảm bảo công trình dẫn dòng vận hành bình

thường, tăng cường dự báo khí tượng thủy văn, tính đến giải pháp ứng cứu trong

tình hình bất khả kháng, làm tốt phương án thoát hiểm chống lũ, chuẩn bị vật tư, xe

máy… nhằm đảm bảo an toàn cho công trình.

Cần phải nghiên cứu đặc điểm thủy văn khí tượng, địa chất và điều kiện thi công

tại vị trí khu vực đập… định ra phương án dẫn dòng và chống lũ thi công. Nên ưu

tiên phương thức dẫn dòng, chặn dòng một lần bằng đường hầm xả lũ.

Khi chọn phương thức dẫn dòng: dùng chặn dòng một lần bằng đê quay, dẫn

dòng qua hầm. Trước khi ngăn sông cần làm tốt mọi công việc chuẩn bị thi công

bảo đảm trong mùa khô thứ nhất sau khi ngăn sông, đập phải đắp đến cao trình

chống lũ do đó có thể áp dụng các giải pháp như:

+ Đê quay dùng tiêu chuẩn lưu lượng thiết kế mùa khô để chắn nước.

29

+ Thân đập có thể đắp thành mặt cắt tạm thời, nên đắp đến cao trình vượt lũ.

+ Mặt mái lớp đệm thượng lưu cần phải thi công lớp bảo vệ để trực tiếp chắn nước.

Hình 3.1. Nước lũ tràn qua cao trình 50m đập Cửa Đạt

Khi chọn phương án dẫn dòng mùa lũ thứ nhất qua hầm và thân đập, nói chung

nước chảy qua đê quay thượng lưu, mùa lũ không đắp thân đập, song nếu có điều

kiện, tùy tình hình cụ thể, có thể chọn một trong hai hình thức sau để đắp phần thân

đập vào mùa lũ:

+ Chừa khoang tràn tạm trong thân đập với một cao trình nào đó để xả lũ qua

thân đập, đồng thời có giải pháp gia cố mặt tràn tạm và mái đập hạ lưu, tại hai vai

đập vẫn tiếp tục đắp đập, sau mùa lũ nhanh chóng đắp khoang tràn tạm trong thân

đập đến cao trình phòng lũ năm thứ 2.

+ Thân đập, dùng kết hợp giữa phương thức ngăn nước và xả nước. Trong mùa

khô đắp thân đập, đồng thời tại mái hạ lưu đập gia cố chống xói lở bằng rọ đá, lưới

cốt thép…khi nước chưa chảy qua tiếp tục đắp đập, chiều cao gia cố mái hạ lưu đạt

đến cao trình chống lũ của mùa lũ thứ nhất sau khi chặn dòng.

30

Hình 3.2. Đường hầm xả lũ thi công đập Cửa Đạt

3.1.3. Xử lý nền vai đập

Xử lý nền vai đập cần phải thi công, kiểm tra nghiệm thu theo yêu cầu tiêu

chuẩn thiết kế. Đồng thời đặc biệt chú ý xử lý nền móng tấm bản chân và tiến hành

mô tả địa chất. Nếu phát hiện vấn đề địa chất phát sinh phải kịp thời nghiên cứu tìm

hướng giải quyết.

Trong quá trình xử lý nền, vai đập phải bố trí hệ thống thoát nước để làm khô hố

móng khi thi công và ngăn nước bề mặt, đề phòng tầng đệm bị xói lở, đảm bảo mái

đào ổn định.

Khi dùng khoan nổ đào nền tấm bản chân, cần khống chế nổ mìn để bảo vệ tốt

lớp bảo vệ và mặt đá gốc nhằm bảo đảm nền tấm bản chân nằm trên mặt đá đúng

yêu cầu thiết kế.

Trước khi chặn dòng phải hoàn thành công tác đào hai bên vai đập, nền tấm bản

chân và nền móng các công trình lân cận ảnh hưởng đến thân đập, phải hoàn thành

từ trên xuống. Nếu có điều kiện, nên có kế hoạch xử lý nền khu vực thân đập nước

lũ không ảnh hưởng đến. Nếu gặp điều kiện địa chất phức tạp nên phân đoạn, phân

tầng để đào từ dưới lên trên thì phải lập kế hoạch tổ chức thi công.

31

Khi gặp nền đá bị nứt nẻ nhiều thì dùng các biện pháp xử lý sau:

+ Khi đá thành khối hoàn chỉnh, ít nứt nẻ: Xối rửa sạch bụi đất trong khe nứt,

phun vữa xi măng hoặc vữa xi măng cát vào khe nứt.

+ Khi đá nhiều khe nứt, thấm nước nhiều: Không những phải phun vữa chèn vào

khe nứt mà còn phải có giải pháp dẫn dòng nước thấm để khi đổ bê tông tấm bản

chân nền luôn khô ráo.

+ Khi trong hố móng có dòng nước ngầm phụt lên thì dùng giải pháp nút và

thoát nước.

Hình 3.3. Hố móng thượng lưu đập Cửa Đạt

3.1.4. Yêu cầu vật liệu đắp đập

Quy hoạch mỏ vật liệu:

+ Đơn vị thi công căn cứ vào hồ sơ thiết kế, kiểm tra về chất lượng, trữ lượng và

điều kiện vận tải đề lập báo cáo, lập kế hoạch khai thác. Nếu cần lập báo cáo quy

hoạch tối ưu khai thác mỏ vật liệu.

+ Căn cứ vào quy mô công trình, điều kiện địa hình, địa chất, phương thức dẫn

dòng, phân chia giai đoạn thi công và cường độ đắp đập. Theo nguyên tắc cân bằng

tổng hợp vật liệu đập, quy hoạch gương tầng khai thác, trình tự khai thác, bố trí

32

đường vận chuyển, bãi trung chuyển vật liệu, bãi thải và mặt bằng bố trí hệ thống

gia công đá, cát, sỏi.

+ Quy hoạch tốt cân bằng đào, đắp tận dụng tối đa vật liệu phù hợp đào ở các hố

móng công trình đầu mối. Tại bãi trữ cần có quy hoạch để riêng vật liệu cần dùng

tách khỏi vật liệu thải, không những cần có bãi trung chuyển vật liệu mà nên tận

dụng khả năng xúc, chuyển vật liệu đắp trực tiếp vào đập.

+ Tỷ lệ vật liệu khai thác tại mỏ và vật liệu tận dụng so với lượng vật liệu đắp

đập nên từ 1,2-1,5; cát sỏi nên từ 1,5-2,0 ( trên cạn), dưới nước từ 2,0-2,5.

+ Vật liệu đá chính của thân đập nên chọn mỏ đá có trữ lượng lớn, cự ly vận

chuyển ngắn, dễ khai thác và bố trí trữ lượng đáp ứng nhu cầu cường độ đắp đập

cao nhất.

Khai thác và gia công vật liệu đắp đập:

Vật liệu đá đổ nên dùng phương pháp nổ mìn vi sai theo từng bậc thang lỗ sâu

hoặc phương pháp nổ mìn chèn ép. Trong điều kiện địa hình, địa chất và an toàn thi

công cho phép có thể nổ mìn buồng nhưng khai thác theo chia tầng, giật cấp.

Vật liệu vùng chuyển tiếp nên tổ chức khai thác trực tiếp bằng khoan, nổ tại mỏ

đá, tận dụng vật liệu đào hố móng các công trình đầu mối, qua tuyển chọn khống

chế tốt cấp phối cỡ hạt vật liệu.

Vật liệu đắp vùng lớp đệm và vùng lớp đệm đặc biệt: được gia công bằng hệ

thống máy nghiền, sang, gia công trộn lại; có thể dùng cát sỏi hoặc đá hộc tươi

cường độ trung bình để nghiền, sang rồi đảo trộn. Công nghệ gia công đảo trộn phải

căn cứ vào yêu cầu cấp phối rồi tiến hành thí nghiệm để xác định.

3.1.5. Đắp đập

Đắp đập sau khi tiến hành nghiệm thu phần đào nền đập, vai đập và một phần

tấm bản chân đã đổ bê tông. Có thể tiến hành đắp một phần thân đập tại các khu vực

nước lũ không ảnh hưởng đến tại một bờ hoặc hai bờ vai đập. �auk hi đào xong nền

đập phần lòng sông, có thể tiến hành cùng lúc việc đào móng tấm bản chân và đắp

đập.

33

Trước khi đắp đá vào đập, phải tiến hành thí nghiệm đầm nén vật liệu đắp đập

tại hiện trường, xác định thông số đầm nén và kiểm tra lại chỉ tiêu thiết kế. Thí

nghiệm đầm nén tại hiện trường theo quy phạm DL/T5129.

Đắp các lớp vật liệu vùng lớp đệm, vùng chuyển tiếp, một phần khu vực đá

chính nên cùng đắp lên ngang bằng nhau cùng một mặt bằng. Đối với khu vực đắp

đá chính, đá phụ có thể chia khu vực để đắp. Tại các mặt cắt dọc cắt ngang đều có

thể bố trí đường thi công tạm thời.

Các yêu cầu về tính chất cấp phối đá, hàm lượng bùn đất đảm bảo đúng yêu cầu

thiết kế. Vật liệu không đúng yêu cầu phải được dọn sạch ra khỏi khu vực đắp.

3.1.6. Thi công tấm bản chân và bản mặt

Chất lượng và chủng loại bê tông bản mặt và tấm bản chân phải phù hợp với yêu

cầu thiết kế.

Xi măng, chất phụ gia hóa dẻo, phụ gia khoáng, cốt thép… chuyển đến công

trường phải có kiểm nghiệm chất lượng sản phẩm của nhà máy sản xuất.

Khống chế chặt chẽ hàm lượng bùn đất trong cốt liệu, cát sỏi. Trong đá hàm

lượng bùn đất không được vượt quá 1%. Trong cát hàm lượng bùn đất không vượt

quá 3%.

Thành phần phối trộn bê tông bản mặt và bản chân phải dựa vào yêu cầu thiết kế

và công nghệ thi công, thông qua thiết kế thành phần phối trộn và thí nghiệm để xác

định.

Trình tự, thời gian trộn bê tông nên thông qua thí nghiệm để xác định. Đối với

bê tông có trộn phụ gia cuốn khí nên kéo dài thời gian trộn bê tông. Tùy thuộc vào

tính dễ thi công nên lấy từ 150-180 giây, lấy mẫu bê tông tại miệng máy trộn để xác

định lượng chứa khí.

Nên dùng trạm trộn cố định có cân đong tự động để sản xuất bê tông, dùng xe

mix có thùng trộn để vận chuyển bê tông đến khối đổ. Có thể để trạm trộn ở khu

vực gần khối đổ, dùng ô tô loại nhẹ để vận chuyển bê tông đổ vào máng trượt. Trạm

trộn phải có thiết bị cân đong chuẩn xác. Khi dùng xe tải vận chuyển bê tông phải

34

có giải pháp tránh để bê tông bị phân lớp, rò vữa, nổi váng nước và tổn thất quá

nhiều về độ sụt.

Bê tông bản mặt dùng máng trượt để đưa bê tông vào khối đổ, tùy theo chiều

rộng tấm bản mặt để xác định số lượng máng trượt, máng phải liên tục, không rò rỉ

vữa. Miệng ra của máng trượt cách vị trí đổ bê tông không nên lớn hơn 2m.

Đổ bê tông tấm bản chân và bản mặt nên liên tục, nếu do nguyên nhân khách

quan phải dừng thi công thì phải để khối nối thi công. Nghiêm cấm dùng nước trộn

bê tông rồi lại đổ vào khối đổ. Thời gian giãn cách khi đổ bê tông thông qua thí

nghiệm để xác định.

Khi đổ bê tông, phải thường xuyên theo dõi dự báo thời tiết để có biện pháp

chống mưa, chống nắng. Nên chọn thời điểm nhiệt độ ngoài trời thích hợp, độ ẩm

cao, tránh đổ bê tông vào thời điểm quá nóng, mưa nhiều và gió mạnh.

Bê tông ra khỏi cốt pha trượt, dùng tấm ni lông che đậy, sau khi bê tông đạt ninh

kết ban đầu phải phủ bao tải đay hoặc tấm cỏ, rơm và tưới nước dưỡng hộ, dưỡng

hộ cho đến khi tích nước hồ chứa hoặc ít nhất 90 ngày.

Phải có người thường xuyên theo dõi, kiểm tra chất lượng trong quá trình đổ bê

tông, ghi chép số liệu ban đầu, nếu cần, căn cứ kết quả kiểm nghiệm điều chỉnh

thành phần phối trộn và công nghệ thi công.

3.1.7. Thi công chắn nước khớp nối

Căn cứ quy phạm DL/T5115, để tiến hành gia công, lắp đặt, bảo vệ kết cấu chắn

nước khớp nối.

Ngoài vật liệu chèn tính không dính ra, các vật liệu cách nước khác không được

lỗ ra ngoài.

Trước khi thi công cách nước khe nối phải định ra quy trình thao tác an toàn đối

với thứ tự các công việc và có biên bản hướng dẫn tác nghiệp. Trong quá trình thi

công phải tăng cường quản lý an toàn.

Trước khi thi công phải thí nghiệm hàn nối hoặc thí nghiệm các cách liên kết khác

đối các loại tấm cách nước, xác định công nghệ liên kết và vật liệu liên kết.

35

Khi đổ bê tông ở phạm vi xung quanh tấm cách nước, phải chỉ định người

chuyên làm công việc san đầm bê tông, đồng thời có chuyên viên lắp đặt tấm cách

nước giám sát trông coi tránh để tấm cách nước bị biến dạng, dịch chuyển sai vị trí.

Phải đảm bảo ở vùng này bê tông được chèn đầy, tránh cốt liệu tập trung, bọt khí

hay đọng nước.

3.2. Thi công đắp đập

Phần đắp đập gồm tổ chức thi công đắp các lớp đệm phụ, lớp đệm, lớp chuyển

tiếp, thân đập chính, phần khối đắp hạ lưu, gia cố bằng đá lớn hạ lưu, vùng hộ trợ và

phần gia cường.

Trong quá trình thi công đắp đập phải phối hợp giữa công tác đắp và công tác bê

tông, phối hợp đắp giữa các vùng đắp, tổ chức đắp theo các giai đoạn để đảm bảo

tiến độ chung của công trường, đảm bảo thoát lũ qua thân đập trong mùa lũ đầu tiên

sau khi lấp sông; đảm bảo giao thông chung trên công trường trong công tác đào hố

móng, thi công bê tông và công tác vận chuyển vật liệu đắp đập.

3.2.1. Tiêu chuẩn đắp đập

Tiêu chuẩn đắp các vùng của đập: Tầng đệm, chuyển tiếp, đập chính và các vùng

hạ lưu phải căn cứ vào cấp của đập, chiều cao đập, tình hình lòng sông, cấp địa chấn

và đặc tính các bãi vật liệu, tham khảo thêm công trình tương tự để quyết định.

Tiêu chuẩn đắp các vùng của đập có thể căn cứ vào kết cấu đập để xác định,

phạm vi chọn xem trong bảng 3.1. Thiết kế phải quy định độ rỗng ( hoặc mật độ

tương đối), phạm vi cấp phối và tham số đầm lăn ép. Mật độ khô thiết kế có thể tính

đổi từ độ rỗng và mật độ của đá.

Bảng 3.1. Bảng chọn độ rỗng đá đắp

Vật liệu hoặc vùng Độ rỗng (%) Mật độ tương đối

Vùng đệm 15-22

Đá nhỏ vùng chuyển tiếp 18-22

Vùng đập chính 20-25

Vùng hạ lưu 23-28

Cuội sỏi 0.75-0.85

36

Mật độ khô bình quân không được nhỏ hơn trị số mật độ khô tính đổi từ độ rỗng

( hoặc mật độ tương đối) ra, tiêu chuẩn sai số không vượt quá 0.1g/cm3.

Vùng tầng đệm đặc biệt dưới khớp nối phải tăng tiêu chuẩn lên một chút để

giảm lượng biến dạng quanh khớp nối.

Đối với các chỉ tiêu thiết kế và tiêu chuẩn đắp của loại đá mềm phải qua thí

nghiệm và so sánh công trình tương tự để quyết định.

Đắp đập nên chỉ rõ yêu cầu tưới nước. Lượng nước phải qua thí nghiệm hoặc

theo kinh nghiệm để quyết định. Đối với đập ở vùng lạnh, thi công vào mùa đông

nếu không tưới nước thì phải có giải pháp khác để đạt yêu cầu của thiết kế.

3.2.2. Xác định cấp phối vật liệu các vùng đắp đập.

Trước khi đắp đập, phải làm thí nghiệm đầm nén hiện trường để xác định cấp

phối, chỉ tiêu cơ lý của các khối đắp chính của đập CFRD là IIA, IIB, IIIA, IIIB và

IIIC. Trên cơ sở thí nghiệm xác định được công nghệ thi công và thiết bị đầm nén

phù hợp cho các khối đắp, giúp cho công tác thiết kế và thi công đập đạt yêu cầu kỹ

thuật trên cơ sở các quy trình, quy phạm hiện hành và đạt hiệu quả kinh tế cao. Thí

nghiệm hiện trường để xác định các thông số sau đây:

- Xác định các thông số tối ưu: Số lần đầm, chiều dày lớp đầm, tốc độ di chuyển

của máy đầm và lượng nước tưới tương ứng với mỗi khối đắp.

- Xác định cấp phối tối ưu trước và sau khi đầm của từng loại vật liệu, trên cơ sở

đá được khai thác bằng nổ mìn cấp phối và đường bao cấp phối yêu cầu của các

khối đắp.

- Xác định các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu cho các khối đắp:

+ Với khối đắp IIA, IIB cần xác định: Dung trọng khô (γk), độ rỗng (n) và hệ

số thấm (K).

+ Với khối đắp IIIA, IIIB, IIIC cần xác định: Dung trọng khô (γk) và độ rỗng (n).

- Đề xuất thiết bị thi công, công nghệ đầm nén và biện pháp theo dõi quản lý

chất lượng của các khối đắp.

Ví dụ các bảng 3.2, 3.3 và 3.4 dùng thí nghiệm đầm nén hiện trường để xác định

cấp phối các vùng đắp chính đập Tuyên Quang.

37

Bảng 3.2. Cấp phối vùng vật liệu IIA, IIB đập Tuyên Quang

Thành phần cỡ hạt (mm) %/ Hàm lượng tích lũy lọt �auk (%) Đường giới

hạn 80 60 40 20 10 5 2 1 0.5 0.25 0.1

Trên 100 88 75 57 45 35 24 15 7.0 0.0 0.0 IIA

Dưới 100 100 97 80 66 55 43 35 27 19.0 8.0

Trên 100 100 82 65 51 35 25 15 8 3 IIB

Dưới 100 100 66 64 48 38 28 20 10

Bảng 3.3 Cấp phối vật liệu vùng IIIA, IIIB đập Tuyên Quang

Thành phần cỡ hạt (mm) %/ Hàm lượng tích lũy lọt sàng (%) Đường

giới hạn 800 600 400 300 200 100 80 60 40 20 10 5 2

Trên 100 82 57 51 40 27 12 0 0 0 III

A Dưới 100 86 80 70 57 40 27 15 3

Trên 100 100 100 70 45 37 30 18 8 7 5 IIIB

Dưới 100 80 60 35 15 10 5 3

Bảng 3.4 Kết qủa thí nghiệm đầm nén hiện trường của đập Tuyên Quang

Khối đắp TT Các chỉ tiêu, thông số

IIA IIB IIIA IIIB

1 Chiều dày lớp rải (m) 0.44 0.43 0.43 1.0

2 Số lần đầm 6 6 10 10

3 Tốc độ di chuyển máy đầm (km/h) 1.8 1.8 1.8 1.8

4 Lượng nước tưới (%KL VL) 8 ÷ 10 8 ÷ 12 10÷15 10÷15

5 Độ ẩm khối đắp (%) 2.5 ÷ 3 3 ÷ 4 0.4÷1.1 0.3÷1

6 Độ rỗng khối đắp (%) 16.2 16.4 18.4 22.6

7 Dung trọng khô γk (T/m3) 2.70 2.278 2.237

8 Hệ số thấm (cm/s) 0.56 x10-4 0.54 x10-4

Cấp phối vật liệu của các vùng này tương tự như đập Cửa Đạt về giới hạn đường

kính hạt ở cận trên và dưới, các đường kính hạt trung gian ở đập Cửa Đạt được

38

khống chế chi tiết hơn. Trình tự thí nghiệm đầm nén hiện trường xác định các chỉ

tiêu, thông số được tiến hành tương tự ở công trình Cửa Đạt (sẽ trình bày ở các mục

sau).

Đầm nén được tiến hành bằng máy đầm rung Ingersoll Rand có tải trọng tĩnh 19

tấn, lực rung 32 tấn, các vệt đầm trùng nhau 1m. Kết qủa thí nghiệm được ghi trong

bảng 3.4, trên cơ sở đó có thể vận dụng và so sánh các kết qủa đầm nén tại Cửa Đạt.

3.2.3. Thiết bị thi công đắp đập

- Dây chuyền khai thác và vận chuyển vật liệu:

Khai thác đá đắp đập bằng khoan nổ mìn cấp phối đạt tiêu chuẩn đắp đập cho

khối IIIA, IIIB và IIIC, đá sau nổ mìn được xúc lên ô tô vận chuyển đến mặt đập.

Các khối khác đắp bằng đá có kích thước nhỏ hơn sẽ được gia công qua dây chuyền

nghiền �auk. Các loại vật liệu khác (đất, cát cuội sỏi…) được khai thác bằng dây

chuyền máy đào gầu sấp và ô tô vận chuyển.

+ Khoan nổ mìn khai thác đá phải bằng các máy hiện đại và thông dụng nhất

hiện nay. Loại máy khoan được dùng phổ biến ở nước ta hiện nay là FURUKAWA

(Nhật Bản) và TAMROCK (Đức), đường kính khoan D=(42÷105)mm.

+ Xúc đá lên ô tô bằng máy đào gầu sấp hoặc máy xúc lật, dung tích gầu (2.3 ÷

3.5)m3. Các loại máy thông dụng hiện nay là KOMATSU và KOBELCO (Nhật

Bản), tầm với xa nhất 12m với máy đào gầu sấp, chiều cao nâng lớn nhất 5.5m với

máy xúc lật và 10m với máy đào gầu sấp.

+ Ô tô tự đổ (12 ÷ 27) tấn vận chuyển vật liệu thông dụng hiện nay là

HUYNDAI (Hàn Quốc), KAMAZ, VOLVO (Nhật Bản). Ô tô tưới nước phục vụ thi

công là xe stéc 12 m3, bộ phận phân phối áp lực hay thiết bị khác được thiết kế để

phun nước đồng đều và kiểm soát được khối lượng nước ứng với các bề rộng khác

nhau của bề mặt lớp đầm.

- Thiết bị đầm: Đây là thiết bị rất quan trọng khi thi công đập đá đổ, sự hợp lý

của thiết bị đầm sẽ làm ổn định các vùng vật liệu và đẩy nhanh tiến độ thi công.

+ Các vùng vật liệu chính (như trong thí nghiệm) phải dùng loại đầm có lực tự

trọng ≥19 tấn, lực đầm khi rung ≥32 tấn, loại đầm đã dùng thí nghiệm là XSM 220

39

(Trung Quốc), có thể dùng các loại máy đầm khác có tính năng tương tự như BW

219H-3 và BOMAG (Đức). Loại máy đầm này cũng được dùng để đầm các vùng

IIIE, IIIF và IB.

+ Các vùng vật liệu khác (IA, IIIG) có thể dùng máy đầm rung phẳng áp lực

thay đổi, lực rung (9.8 ÷ 12.7) tấn, loại máy thường dùng là BOMAG (Đức).

+ Đầm trên mái nghiêng dùng loại YZT10L (Nga) tự trọng 10 tấn, lực rung 24

tấn.

+ Các vị trí không đủ rộng để dùng các loại máy đầm nêu trên thì sử dụng máy đầm

rung phẳng cầm tay Shuanxi (Trung Quốc) có tự trọng 0.85 tấn, lực rung 2.35 tấn.

- Máy ủi 180CV san vật liệu thông dụng là KOMATSU (Nhật Bản).

Hình 3.4. Máy đầm rung bánh thép XSM 220 sản xuất tại Trung Quốc, tải

trọng tĩnh 20 tấn, tải trọng rung 32 tấn

40

3.2.4. Trình tự thi công của mỗi khu vực đắp

- Trắc đạc mặt bằng khu vực chuẩn bị đắp và cắm đường biên vật liệu khu vực

đắp. Cắm cờ đường phân chia ranh giới, phạm vi đắp các vùng vật liệu.

- Ô tô vận chuyển vật liệu vào đổ tải

- Máy ủi san phẳng, tưới nước

- Đầm vật liệu

- Xử lý những vùng có đá quá cỡ, bù vật liệu vào vùng lõm, đầm những vùng đã

xử lý.

- Đào hố lấy mẫu thí nghiệm

- Nghiệm thu khu vực đắp

- Đắp vật liệu sau khi đã nghiệm thu.

3.2.5. Phương pháp thi công đắp đập

Khu đá chính của đập tiếp xúc với mái vai đập và giải công trình bê tông phải

đắp vật liệu chuyển tiếp rộng từ 1m-2m.

Khu vật liệu lớp đệm đặc biệt ở dưới khớp chu vi tấm bản chân nên dùng thủ

công kết hợp với cơ giới để đắp, san. Chiều dày mỗi lớp đắp không quá 20cm, dùng

đầm bàn rung, đầm rung loại nhỏ, hoặc đầm cóc để đầm chặt.

Các lớp đắp vật liệu nên đắp dôi ra về phía mái thượng lưu từ 20cm-30cm. Nếu

dùng đầm bàn rung để đầm thì có thể giảm bớt chiều dày đắp dôi ra. Nếu dùng đầm

rung lớn để đầm thì chiều dày đắp dôi ra về thượng lưu không quá 40cm.

Khi đắp vật liệu đập nên dùng biện pháp đắp lấn dần khi đổ vật liệu và phải san

lớp ngay, mặt lớp đắp phải được san phẳng. Mỗi một sân đắp, sau khi san mặt lớp

xong cần phải tiến hành đo kiểm tra chiều dày lớp đắp, chỗ nào quá dày thì gạt bớt.

Khi đắp vật liệu nên tưới nước rồi mới đầm. Đối với đá đắp hàm lượng bùn đất

lớn hơn 5% và đá mềm thì lượng nước tưới thông qua đầm thí nghiệm để xác định.

Đầm nén vật liệu đắp đập nên dùng đầm rung, trọng lượng làm việc không nhỏ

hơn 10T. Đập cao nên dùng loại đầm rung loại nặng, thường xuyên kiểm tra thông

số làm việc của đầm rung đảm bảo đầm luôn ở trạng thái làm việc bình thường.

41

Đầm theo từng khu vực đắp đập, chia dải, vết đầm chồng lên giữa các lượt đầm

không nhỏ hơn 1m.

Vật liệu lớp đệm mỗi lần đắp lên cao 10m-15m phải tiến hành bạt sửa mái và

đầm mái. Nếu dùng máy xúc gầu ngược để sửa mái thì mỗi lần đắp lên cao 3m-5m

tiến hành sửa mái một lần và để lại một lớp dày hơn so với đường thiết kế mái từ

5cm-8cm theo chiều vuông góc với mặt mái.

Các sân đắp, mái tiếp giáp ngang, dọc, phải xử lý và tạo thành giật cấp như hình

3.5 mái đập hạ lưu Cửa Đạt. Chiều rộng giật cấp không nhỏ hơn 1m, nếu do hạn chế

về địa hình thì xử lý theo ổn định mái, nhưng khi đắp tiếp các lớp sau phải bạt mái

đến mặt tiếp giáp cũ đạt yêu cầu mới được tiếp tục rải vật liệu và phải bố trí đầm sát

mép biên, chiều cao đắp không nên cao quá.

Gia cố mái hạ lưu cùng tiến hành với lớp đắp lên cao của thân đập phía hạ lưu,

chọn đá lớn để ốp mái hạ lưu, dùng thủ công lát mái, chèn khe thật chặt, mái phải

phẳng.

Hình 3.5. Thi công mái hạ lưu đập Cửa Đạt

42

3.3. Thi công bê tông bản chân và bản mặt

3.3.1. Các tiêu chuẩn quy phạm áp dụng

Công tác thi công bê tông bản mặt phải tuân thủ chặt chẽ các tiêu chuẩn, quy

phạm sau:

- TCVN 4453:1995 “Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép toàn khối. Quy phạm

thi công và nghiệm thu”.

- TCVN 5592-1991: Bê tông nặng – yêu cầu bảo dưỡng ẩm tự nhiên, sử dụng

nguồn nước từ hệ thống cấp nước kỹ thuật để bảo dưỡng bê tông.

- 14 TCN 159-2006 “Quy định kỹ thuật thi công đập chính Công trình đầu mối

thủy lợi “.

Do các quy phạm về thi công bê tông bản mặt của nước ta chưa đầy đủ nên

trong quá trình lập biện pháp thi công được áp dụng kinh nghiệm từ các đập đã thi

công ở trong nước và các công trình ở nước ngoài, tham khảo các quy phạm, tài

liệu liên quan của Trung Quốc như: Quy phạm thi công đập đá đổ bê tông bản mặt

DL/T 5128-2001, Tuyển tập đập đá đổ bê tông bản mặt Trung Quốc, Tổng quan

về sự phát triển đập đá đổ bản mặt bê tông...

3.3.2. Xác định cấp phối bê tông

Thành phần cấp phối bê tông phải thỏa mãn yêu cầu thiết kế, không bị phân tầng

khi vận chuyển bằng máng, thuận tiện cho đầm bê tông.

Các vật liệu trộn bê tông phải đạt tiêu chuẩn như mác xi măng PC40, đá, cát, tro

bay, các loại phụ gia chống thấm tốt phải trộn đúng tỉ lệ tính toán.

Ngoài việc tính toán thiết kế cấp phối cho bê tông bản chân, bản mặt cần phải thí

nghiệm trong phòng và hiện trường để đạt được loại bê tông theo đúng cường độ

thiết kế.

Ví dụ bảng 3.5 là bảng xác định thành phần cấp phối bê tông bản mặt sử dụng

cho đập Cửa Đạt theo kết quả thí nghiệm trong phòng và thí nghiệm đối chứng hiện

trường.

Để có được loại bê tông có cường độ thiết kế, chống thấm tốt sử dụng bảng thiết

kế thành phần cấp phối bê tông như bảng 3.6 sau:

43

Bảng 3.5. Thành phần cấp phối bê tông bản mặt sử dụng cho đập Cửa Đạt theo kết quả thí nghiệm trong phòng và thí

nghiệm đối chứng hiện trường

- Cát mỏ 25A KL riêng 2640kg/m3 KL thể tích xốp 1410 kg/m3 Mô đun độ lớn: 2.4

- Đá (5-40)mm KL riêng 2700kg/m3 KL thể tích xốp 1420 kg/m3 Độ rỗng 48%

Đá gồm 2 cỡ 50% hạt có tỷ lệ 50%(5-20)mm và 50%(20-40)mm

- Xi măng PC40 Nghi Sơn.

Cấp phối bê tông

Mác bê

tông

Xi

măng

(kg)

Tro

bay

(kg)

Nước

(lít)

Cát

(kg)

Đá (5-40)

(kg)

QT-36B

(lít)

Sika

Aer

(lít)

Độ

sụt

(cm)

N/CKD

Ghi chú

(Sử dụng phụ gia siêu dẻo và phụ

gia cuốn khí)

M300-

B10

365 40 165 704 1074 2,8 0,61 4-6 0,41 QT-36B (0,7%), Sika Aer

(0,15%)

44

Bảng 3.6. Bảng thành phần cấp phối bê tông

Khối lượng vật liệu cho 1m3 bê tông Các thông số kết quả

Đá Kết quả nén

(kg/cm2)

TT Mác

Bê

tông

Mác

Xi

măng

Dmax

đá

(mm)

Độ

sụt

(cm)

Tỉ lệ

N

X+tro

Tỉ lệ

C

C+D

(%)

Xi

măng

(kg)

Tro

bay

( kg)

Nước

( lít)

Cát

(kg) 5-20

(kg)

20-40

(kg)

Phụ

gia

DE

(lít) R7 R28

Kết quả

thấm

(at)

1

250

R28

B12

PC40

40

4-6

0.421

34

313

122

183

602

409

759

2.39

256

301

12

2

250

R28

B8

PC40

40

4-6

0.483

35.63

273

106

183

651

412

765

2.09

239

289

8

45

3.3.3. Lựa chọn thiết bị thi công bê tông bản mặt

a) Máy trộn và rải vữa asphan

- Cấu tạo máy trộn và xe rải đầm:

+ Máy trộn asphan có động cơ thùng trộn cánh khuấy, có cơ cấu xả theo máng

vào xe rải asphan.

+ Sử dụng xe rải và đầm asphan trên mái dốc theo đúng hình dạng, vị trí thiết

kế, xe di chuyển và lái được, có thùng chứa vật liệu, có cơ cấu rải dùng cánh gạt

nâng hạ được và luôn áp sát nền, có quả lu đầm, thùng nước làm mát không dính

khi đầm và cơ cấu liên động.

- Nguyên lý hoạt động:

+ Dùng cần trục DEK 251 tổ hợp rời, máy trộn và máy rải asphan vào vị trí.

+ �auk hi sấy khô cát, đun nóng chảy nhựa đường dùng thủ công đong theo tỷ

lệ cấp phối đổ vào thùng trộn asphan. Khi vật liệu đã nạp đầy thùng, ấn nút động cơ

điện thứ nhất, theo cơ cấu liên động sẽ làm cho cánh khuấy quay các vật liệu trộn

được trộn đều.

+ Khi vật liệu đã được trộn đều, mở cửa máng dẫn asphan và bật động cơ thứ 2.

Động cơ này sẽ làm quay vít tải, asphan đã trộn đều theo vít tải qua hệ thống máng

dẫn được đưa xuống thùng chứa asphan của xe rải asphan.

+ Khi toàn bộ asphan đã được đưa vào thùng chứa của xe rải asphan, lúc này

người điều khiển tời điện phía trên sẽ ấn nút nhả cáp để cho xe theo mái đập xuống

tận vị trí cần rải asphan. Để cho xe rải asphan theo đúng hướng người ngồi trên xe

rải điều chỉnh cần lái dẫn hướng bánh xe để đảm bảo cho xe vận chuyển asphan đến

đúng vị trí cần rải.

+ Khi xe rải asphan đã đến đúng vị trí, dùng tời điện 5 tấn, điều chỉnh đáy cửa

xả theo cao độ đỉnh asphan đã được trắc địa đánh dấu. Khi đã điều chỉnh khoảng

cách phù hợp, người vận hành máy rải asphan mở đáy xả và bấm động cơ điện.

Động cơ điện sẽ làm trục của thanh gạt quay và asphan được san đều qua cửa xả.

+ Khi asphan đã được san đều người lái máy rải asphan nâng tay gạt của cơ cấu

đóng nắp cửa xả và ra kí hiệu cho người vận hành tời điện 5 tấn đên đỉnh đập ấn nút

46

để kéo xe vận chuyển lên vị trí tiếp theo. Lúc này khi quả lu tới vị trí asphan mới

rải, dùng cơ cấu điều khiển để điều chỉnh khoảng cách quả lu và bề mặt asphan, quả

lu sẽ đầm nén toàn bộ asphan nóng mới được rải đảm bảo độ nén theo đúng yêu cầu

thiết kế. Để chống dính asphan vào bánh lu, trên quả lu có 1 thùng nước, người điều

khiển máy lu mở nước để chảy đều trên bánh lu trong quá trình đầm.

+ Tại vị trí tiếp theo toàn bộ công việc được lặp lại như vị trí thứ nhất. Đến khi

asphan trong thùng trộn đã hết máy được kéo lên đỉnh đập nhờ hệ thống tời điện và

quá trình cứ như vậy cho đến khi hoàn thành toàn bộ dải asphan đó.

+ Để chuyển sang dải asphan khác, dùng cần trục DEK 251 để chuyển máy rải,

thùn trộn asphan và tời điện 5 tấn.

Hình 3.6. Thi công rải asphan

47

Hình 3.7. Máy rải Asphan

b) Máy uốn và dập tấm đồng

Theo thiết kế tấm đồng cách nước là đồng nguyên chất rộng 40cm phẳng, dày

2mm, uốn tấm có hình dạng Ômêga (Ω) dùng để chống thấm giữa các dải bê tông

và không được làm biến dạng mặt của đồng khi gia công và yêu cầu hạn chế tối đa

các mối nối.

- Cấu tạo máy uốn và tấm dập đồng:

+ Khung, sàn thao tác và hệ động cơ di chuyển: Sử dụng máy khoan CBY có

nhiệm vụ di chuyển máy và làm giá đỡ cho hệ thống thủy lực và cho 2 bàn ép.

+ Hệ thống thủy lực ( được hoạt động bởi 2 động cơ điện 1.5Kw) và 2 bàn ép

trên, dưới ( bàn ép được định vị chắc chắn với khung máy, bàn ép dưới được gắn

với hệ thống thủy lực có thể nâng lên hạ xuống theo yêu cầu)

+ Máy ép có nhiệm vụ ép tấm đồng theo đúng hình dạng thiết kế.

- Nguyên lý hoạt động:

48

+ Điều khiển máy đến vị trí giữa khe biến dạng thuận lợi cho việc lắp đặt tấm

đồng tại bản mặt. Quả lô của cuộn đồng được đặt tại vị trí đối diện trước máy đảm

bảo thuận tiện cho việc đưa đồng vào máy.

+ Dùng thủ công kéo đồng và nâng lên vị trí đầu của máy dập ( giữa hai bàn ép)

đưa đồng vào khoảng 40cm đến 50cm. Bật 2 động cơ điện, điều khiển hệ thống thủy

lực. Nhờ hệ thống thủy lực bàn ép dưới được đẩy lên ép tấm đồng vào giữa 2 bàn

ép. Khi ép xong, điều khiển cho hệ thống thủy lực đi xuống. Tiếp tục đẩy đồng vào

thêm 40cm nữa. Cứ như vậy đầu ra của máy sẽ được hình dạng đồng như đúng thiết

kế.

+ Đầu ra của máy bố trí thủ công để nâng chuyển tấm đồng đến đúng vị trí lắp

đặt. Cả cuộn đồng được ép liên tục đến đủ chiều dài của tấm đồng theo thiết kế do

đó đã giảm thiểu hẳn được mối nối đồng, chất lượng khe nối được nâng cao.

Hình 3.8. Máy thi công tấm đồng.

49

3.3.4. Quy trình thi công bê tông bản mặt.

Quy trình dưới đây sẽ cho cách nhìn khái quát về các bước tiến hành và trình tự

công việc trong công tác thi công bê tông bản mặt.

Hình 3.9. Quy trình thi công bê tông bản mặt

3.3.5. Biện pháp thi công bê tông bản chân

Thi công bê tông tấm bản chân tiến hành sau khi đã xử lý xong móng, căn cứ

công trình khuất để nghiệm thu xong. Hoàn thành trước khi đắp lớp đệm, cùng

chuyển tiếp và khu vực đá chính thân đập.

Trước khi lắp dựng lưới cốt thép phải tiến hành đặt thép néo móng và dùng thép

đó để gá lắp lưới cốt thép.

Khi lắp dựng cốt thép tấm bản chân nên cùng lắp ống khoan phụt và cố định tấm

chắn nước đúng vị trí.

Tấm bản chân ở khu vực lòng sông có thể bố trí một số ống thoát nước và khi đắp

tầng phủ đập thượng lưu thì phun vữa nút ống thoát nước.

50

Sau khi đổ xong bê tông tấm bản chân, trong phạm vi cách 20m không được nổ

mìn. Ngoài phạm vi 20m phải khống chế lượng thuốc nổ.

Bề mặt bê tông tấm bản chân giáp khớp nối chu vi phải làm thật bằng phẳng

dùng thước thép 2m kiểm tra, độ lồi lõm không quá 5mm.

Khi đổ bê tông tấm bản chân phải chú ý đầm chặt, đặc biệt là bê tông xung

quanh tấm chắn nước phải đầm kỹ và không chạm vào tấm chắn nước gây cong

vênh, đứt gãy.

3.3.6. Biện pháp thi công bê tông bản mặt

Trước khi thi công tấm bản mặt, đối với bề mặt mái dốc thượng lưu vật liệu lớp

đệm, phải bố trí ô lưới trắc đạc, sai lệch giữa đường viền ngoài so với đường thiết

kế mái đập phải phù hợp với thiết kế.

Khi đập cao không quá 70m, bản mặt nên đổ một lần bê tông. Đập cao trên 70m,

căn cứ tiến độ thi công hoặc do nhu cầu tích nước hồ chứa, bản mặt có thể chia 2

hoặc 3 đợt đổ bê tông. Khớp thi công phải được xử lý đúng yêu cầu thiết kế.

Tại đỉnh đập bố trí tời kéo ván khuôn trượt phải đủ chiều rộng cho tời và ô tô

vận chuyển bê tông, chiều rộng không nhỏ hơn 9m.

Dùng ván khuôn trượt không ray để đổ bê tông bản mặt. Mảnh tam giác giáp với

tấm bản chân cũng phải đổ cùng với tấm bê tông bản mặt và phân tấm đổ bê tông

theo giãn cách.

Khi thiết kế ván khuôn trượt cần tuân thủ nguyên tắc sau:

+ Đảm bảo đủ chiều rộng của tấm bản mặt và yêu cầu bề mặt phải thẳng.

+ Có đủ trọng lượng bản thân và đối trọng.

+ Có đủ độ cứng chắc và cường độ

+ Lắp đặt, vận hành, tháo dỡ thuận tiện và linh hoạt

+ Thỏa mãn nhu cầu đầm bê tông và láng ép bề mặt bê tông

+ Có giải pháp an toàn, có thiết bị hãm phanh treo giá vào lưới cốt thép. Tời kéo

phải cố định chắc vào cọc đóng.

51

Bề mặt giải lớp đệm vữa xi măng cát ở dưới khớp nối đứng phù hợp với yêu cầu

của thiết kế. Sai số cho phép ±5mm. Dùng thước thép 2m kiểm tra sai số bằng

5mm, chiều rộng và chiều dày giải đệm vữa xi măng cát phù hợp yêu cầu thiết kế.

Ván khuôn thành có thể là ván khuôn gỗ hoặc gỗ thép kết hợp. Chiều cao đảm

bảo yêu cầu thiết kế về chiều dày tấm bản mặt. Chiều dài từng tấm ván khuôn sao

cho lắp đặt, tháo dỡ trên mái nghiêng thuận tiện, có thể dùng kết cấu ván khuôn làm

giá đỡ của ván khuôn trượt.

Ván khuôn thành phải lắp đặt thật vững chắc và đúng vị trí lá đồng cách nước.

Sai số khi lắp đặt là:

+ Sai lệch với đường khớp nối là ±3mm.

+ Độ thẳng đứng sai lệch ±3mm

+ Sai lệch đỉnh ván khuôn thành ±5mm

Cốt thép bản mặt buộc hoặc hàn tại hiện trường, cũng có thể gia công thành lưới

thép sau đó vận chuyển ra hiện trường để nối ghép. Cốt thép đóng cọc để cố định

lưới cốt thép bố trí theo yêu cầu thiết kế.

Công tác đổ bê tông cần tuân thủ các quy định sau:

+ Phải rải đều vữa bê tông vào khối đổ, chiều dày mỗi lớp rải 250mm-300mm.

Bê tông xung quanh tấm cách nước khớp nối chu vi dùng thủ công rải đều, nghiêm

cấm bê tông bị phân lớp.

+ Bê tông rải xong phải đầm ngay, khi đầm máy đầm không được chạm vào ván

khuôn trượt, cốt thép và tấm đồng chắn nước; máy đầm đầm ở phía trước ván khuôn

trượt không cắm vào bụng ván khuôn trượt. Đầm thẳng đứng xuống lớp bê tông

dưới là 50mm. Dùng máy đầm dùi loại nhỏ φ30mm đầm kỹ bê tông xung quanh tấm

đồng chắn nước để bê tông được thật chặt.

Trong quá trình đổ bê tông, dọn sạch vữa bê tông bám vào ván khuôn, cốt thép,

mỗi lần ván khuôn trượt lên, phải dọn sạch bê tông còn sót ở phía trước.

Bề mặt bê tông sau khi ra khỏi ván khuôn trượt phải láng mặt, vỗ mặt cách mép

ván khuôn thành khoảng 50cm, bê tông phải được láng phẳng, dùng thước 2m kiểm

tra, độ lồi lõm không quá 5mm.

52

Mỗi lần ván khuôn trượt lên không quá 300mm, thời gian giãn cách của mỗi lần

trượt lên không quá 30 phút. Tốc độ bình quân trượt lên từ 1.5m/h-2.5m/h.

Khớp nối thi công ngang, phần ở dưới cốt thép theo chiều ngang, phần trên cốt

thép theo chiều vuông góc với bản mặt, cốt thép phải xuyên qua khớp nối thi công,

thép chờ ra khớp nối dài không nhỏ hơn chiều dài cốt thép néo. Xử lý khớp nối thi

công phù hợp với quy định trong quy phạm DT/T5016.

Khi đổ bê tông chia theo đợt, hoặc trước khi đổ bê tông đầm đáy tường chắn

sóng, phải kiểm tra kỹ mức độ tiếp xúc giữa đỉnh tấm bản mặt với vật liệu lớp đệm

để có giải pháp xử lý thật kỹ.

Căn cứ quy định trong quy phạm SDJ207, để tiến hành kiểm tra chất lượng thi

công bê tông bản mặt, tại hiện trường kiểm tra độ sụt và hàm lượng khí của bê tông

đồng thời điều chỉnh theo nhu cầu. Kiểm nghiệm cường độ, chống thấm của bê tông

tiến hành theo quy định của các tiêu chuẩn, quy phạm.

3.4. Kết luận chương 3

Bản mặt bê tông là bộ phận quan trọng nhất để chống thấm cho đập đá đổ. Sự ổn

định, an toàn của đập đá đổ phụ thuộc phần lớn vào kết cấu bản mặt. Đập đá đổ

chống thấm bằng bản mặt bê tông là loại công trình đã được sử dụng rộng rãi trên

thế giới nhưng ở nước ta chưa nhiều và chưa có kinh nghiệm.

Để đảm bảo chất lượng công trình CFRD nói chung và bản mặt nói riêng, người

cán bộ kỹ thuật phải nắm vững những yêu cầu về thi công CFRD. Trong luận văn

này đã trình bày các giải pháp kỹ thuật và công nghệ thi công để đảm bảo chất

lượng xây dựng đập CFRD. Đó là quy trình công nghệ thi công các khối đá ở giữa

đập, quy trình thi công bộ phận chuyển tiếp giữa khối đá và bản mặt, quy trình thi

công bê tông bản mặt. Các quy trình trên đều dựa vào yêu cầu bản vẽ thiết kế, yêu

cầu về kỹ thuật và các tiêu chuẩn, quy phạm hiện hành cũng như thực tế thí nghiệm

hiện trường.

53

CHƯƠNG 4

THI CÔNG ĐẬP ĐÁ ĐỔ BẢN MẶT BÊ TÔNG CỬA ĐẠT VÀ

NHỮNG BÀI HỌC KINH NGHIỆM

4.1. Giới thiệu công trình Cửa Đạt

Hồ chứa nước Cửa Đạt là một hồ chứa lớn thuộc xã Xuân Mỹ, huyện Thường

Xuân, tỉnh Thanh Hóa. Đây là một hồ chứa lớn khai thác tổng hợp nguồn nước

sông Chu phục vụ cho các yêu cầu phát triển của vùng hạ lưu sông Mã, tỉnh

Thanh hóa. Công trình đã được Thủ tướng Chính phủ cho phép đầu tư theo

Quyết định số 348/QĐ-TTg ngày 10/4/2004 với các nhiệm vụ chủ yếu như sau:

- Giảm lũ với tần suất 0,6%, bảo đảm mực nước tại Xuân khánh không vượt

quá 13,71m (lũ lịch sử năm 1962),

- Cấp nước cho công nghiệp và sinh hoạt với lưu lượng 7,715 m3/s,

- Tạo nguồn nước tưới ổn định cho 86 862ha đất canh tác (trong

đó Nam sông Chu là 54 043 ha và Bắc sông Chu-Nam sông Mã là 32 831 ha),

- Kết hợp phát điện với công suất lắp máy N=(88-97) MW,

- Bổ sung nước mùa kiệt cho hạ du để đẩy mặn, cải tạo môi trường sinh thái

với lưu lượng Q=30,42 m3/sec.

4.1.1. Địa hình

Vùng tuyến III được lựa chọn trong báo cáo nghiên cứu khả thi kéo dài dọc theo

sông Chu khoảng 800m. Vai trái là núi cao trên +200m và dốc, hầu như không có

điều kiện để bố trí công trình xả lộ thiên. Nếu điều kiện địa chất cho phép bố trí

công trình ngầm thì tuyến công trình cũng sẽ khá dài, kênh dẫn vào ra công trình

cũng không thuận tiện. Vai phải có các yên ngựa, cao độ mặt đất tự nhiên dưới

+200m có thể xem xét để bố trí công trình xả kiểu hở. Đoạn sông Chu đi qua vùng

tuyến thay đổi hướng từ tây bắc-đông nam sang hướng bắc-nam sau đó trở về

hướng tây bắc- đông nam. Nếu bố trí công trình xả bên bờ phải thì dòng chảy sau

công trình có thể nối tiếp tương đối thuận với dòng sông tự nhiên. Sau đoạn tuyến

54

800m, địa hình mở rộng về hai phía bờ sông tương đối thuận tiện để bố trí mặt bằng

thi công công trình.

Hình 4.1. Vị trí tuyến công trình Cửa Đạt

4.1.2. Địa chất - Kết quả khảo sát địa chất cho thấy phân bố địa tầng khu vực tuyến khá phức

tạp, tầng phong hóa khá dày, đặc biệt ở vai trái. Tại đây tầng phong hóa mãnh liệt đến phong hóa mạnh sâu 30-50m nên hầu như không có khả năng bố trí các công trình ngầm. Bên vai phải, tầng phong hóa có nông hơn nhưng có nơi cũng sâu đến 20-30m . Dọc theo hướng tây bắc-đông nam có nhiều đứt gãy cổ chiều rộng hàng chục mét, tuyến đập hầu như bắt buộc phải cắt qua các đứt gãy này. Ngoài ra còn có các đứt gãy á vĩ tuyến có hướng gần vuông góc với các đứt gãy trên.

- Về vật liệu xây dựng, vật liệu tại chỗ như đất, đá, cát cuội sỏi khá phong phú, cự ly tương đối gần công trình có thể khai thác để xây dựng các công trình đập đất đá, bê tông... 4.2. Cấu tạo mặt cắt ngang đập Cửa Đạt

Đập có cấu tạo gồm hai phần chính là khối đá đắp thân đập chịu lực đẩy ngang

55

của nước và hệ thống phòng thấm chống thấm.

Hình 4.2. Mặt cắt ngang đập Cửa Đạt

4.2.1. Khối đá đắp chính

Khối đá đắp thân đập chịu lực đẩy ngang của nước thường được cấu tạo bởi khối

đá thượng lưu ( vùng thân đập chính ) ký hiệu IIIB, khối đá đổ hạ lưu ký hiệu IIIC,

và khối đá gia cố hạ lưu ký hiệu IIIF. Khối IIIB và IIIC được đắp bằng đá có kích

cỡ lớn. Đá đắp khối IIIB phải là đá tốt lấy từ mỏ, đá sử dụng đắp vùng IIIC có thể

tận dụng đá từ đào hố móng các hạng mục công trình hoặc đá lấy từ các mỏ có chất

lượng kém hơn đá đắp vùng IIIB. Đá gia cố vùng IIIF là đá quá cỡ có đường kính từ

400mm-1200mm được khai thác từ mỏ và đào các hố móng.

4.2.2. Các khối đắp chuyển tiếp

Để đảm bảo bề mặt tiếp xúc của tấm bản mặt với khối đá chính được êm thuận,

dưới bản mặt được cấu tạo lớp đệm ký hiệu IIA được làm bằng vật liệu có kích cỡ

hạt nhỏ, lớp đệm này còn được thiết kế ở dạng bán thấm để hộ trợ cho việc chống

thấm của bản mặt trong trường hợp có nước rò rỉ qua tấm bản mặt hoặc khớp nối.

Hỗ trợ thêm về chống thấm, vùng dưới chân mặt thượng lưu đập còn cấu tạo

tầng phủ và dưới tấm bản mặt khu vực khớp chu vi còn có cấu tạo lớp đệm đặc biệt

ký hiệu IIB. Tầng phủ thượng lưu gồm hai lớp, lớp nằm sát tấm bản chân và bản

mặt là vật liệu vùng hỗ trợ IB ( lớp phủ thượng lưu) sử dụng đất tầng edQ đào từ

móng đập. Lớp nằm ngoài là vùng gia trọng IA đắp bằng đá bất kỳ để ổn định và

+50.00 +50.00

+75.00

+120.80

+120.77MNLN 0,01%

11

1

H×nh 1 . 5 MÆt c¾t ngang t¹i vÞ trÝ lßng s«ng cña ®Ëp Cöa §¹t

109

2

MNC

MNLN 0,1%

MNDBT +110.0

3

+73.0

4

7

5

8

+119.05 6 +120.80

(IIIF)

1:1.50

1:1.50

®¸ kÝch th−íc lín dµy 150cmLíp ®Öm b»ng ®¸ d¨m dµy 30cm

Líp b¶o vÖ m¸i ®Ëp (IIID) b»ng

1:1.50

1:1.40

1:1.601:2.50

1:1.50

Bª t«ng l−íi thÐp M20 dµy 15cmLíp ®Öm dµy 80cm

thÊm dù kiÕn Q < 0.03 l/ph.mGiíi h¹n khoan phôt mµng chèng

Khoan phôt n«ng s©u 10mB¶n ch©n B = 8m

ThÐp nÐo fi25, a = 1.2m, L = 4m

1:1.0

(IIIE)

(IIIC)

(IIIB)

1- Khèi gia t¶i2- Khèi ®Êt hç trî chèng thÊm3- Bª t«ng b¶n mÆt4- Líp ®Öm dµy 3m (IIA)

5- Líp chuyÓn tiÕp dµy 4m (IIIA)6- T−êng ch¾n sãng7- Líp ®¸ ®æ chÝnh cña ®Ëp (IIIB)8- Líp ®¸ ®µo mãng tËn dông (IIIC)

9- Líp ®Öm ®Æc biÖt (IIB)10- Mµng khoan phôt chèng thÊm11- §¸ b¶o vÖ m¸i h¹ l−u (IIID)

56

bảo vệ vùng hộ trợ IA.

Để biến dạng của lớp đệm ăn khớp với biến dạng của khối đá chính và vật liệu

lớp đệm không bị cuốn trôi nếu có dòng thấm phát sinh khi bản mặt bị hư hỏng,

giữa lớp đệm và lớp đá chính cấu tạo một lớp đá chuyển tiếp ký hiệu IIIA có kích

cỡ hạt trung gian giữa lớp IIA và IIIB.

Để bảo vệ mái hạ lưu và tăng thẩm mỹ của đập, mái hạ lưu được lát bằng đá lát

khan bằng đá hộc với chiều dày ≥ 30cm ký hiệu là lớp IIID.

Bảng 4.1 Bảng chức năng và yêu cầu vật liệu cho từng vùng

Tên vùng Chức năng Yêu cầu vật liệu

Vùng đệm đặc biệt IB Đảm bảo cho sự ổn định

phần tiếp giáp giữa bản mặt

và tấm bản chân, tác dụng

như lớp đệm và có tác dụng

lọc

Dùng vật liệu cấp phối liên

tục cỡ đá lớn nhất ≤ 40mm,

đá tốt, nhiều vật liệu mịn, cỡ

đá <5mm chiếm 45%-80%

Vùng đệm IIA Kê cho bản mặt được bằng

phẳng, tránh ứng suất tập

trung, giảm nhỏ biến dạng

do tải trọng gây ra, hỗ trợ

phòng thấm cho bản mặt

Dùng vật liệu có cấp phối

liên tục, cỡ đá hạt lớn nhất

≤80mm, đá tốt, nhiều vật

liệu mịn, cỡ đá < 5mm

chiếm 30% -50%, cỡ đá

0.075mm < 8%

Vùng chuyển tiếp IIIA Là lớp lọc bảo vệ lớp đệm,

để biến dạng giữa lớp đệm

và khối đá chính được hài

hòa

Dùng vật liệu có cấp phối

liên tục cỡ đá lớn nhất

≤300mm, đá tốt, sau khi

đầm có tính nén ép thấp,

cường độ chịu cắt cao và

khả năng thoát nước tự do

Vùng khối đá chính IIIB Chống lại lực đẩy và áp lực

nước

Đá có tính bền lâu, tính nén

ép thấp, cường độ chống cắt

cao, cỡ đá lớn nhất 80cm-

100cm, d<5mm<20%,

57

d<0.075mm<5%

Khối đá hạ lưu IIIC Cùng khối đá chính của thân

đập giữ ổn định cho đập, ít

ảnh hưởng đến biến dạng bề

mặt

Đá tận dụng từ đào hố móng

hoặc từ mỏ có chất lượng

thấp hơn đá IIIB, cỡ đá lớn

nhất ≤120cm

Khối đá gia cố hạ lưu IIIF Gia cố chân hạ lưu, làm vật

thoát nước thấm, tăng khả

năng ổn định đập

Đá lớn có d=400mm-

1200mm

Vùng hỗ trợ IB Tác dụng hỗ trợ phòng thấm

cho bản chân và khớp chu vi

Sử dụng đất đào từ hố móng

có hàm lượng hạt sét d<

0.005mm tối thiểu 15%,

d>2mm< 25%

Vùng gia trọng IA Tăng sự ổn định cho tấm

bản chân, bảo vệ vùng hỗ

trợ IB

Đá đào hố móng hoặc khai

thác trên mỏ đá.

4.2.3. Hệ thống phòng chống thấm

Hệ thống phòng chống thấm bao gồm tường chắn sóng, bản mặt, tấm bản chân

và màng khoan phụt chống thấm. Giữa tường chắn sóng và bản mặt, giữa bản mặt

và tấm bản chân được cấu tạo khớp nối. Để phòng ngừa nứt nẻ bản mặt do hiện

tượng lún không đều hoặc do co ngót bê tông, bản mặt được chia thành nhiều tấm,

giữa các tấm có cấu tạo khớp nối bảo đảm yêu cầu chống thấm. Cấu tạo một số bộ

phận chính như sau:

a) Tấm bản chân

Theo Quy phạm SL-228-98, đối với đoạn đập cao (H > 70m), nói chung bản

chân có thể đặt trên tầng phong hóa vừa, đoạn đập vừa và thấp (H < 70m ) có thể

đặt ở phần giữa tầng phong hóa mạnh. Đối với đập chính Cửa Đạt, trên chiều dài

dọc theo trục đập những đoạn đập có chiều cao (tính từ bản chân) cao từ 70m trở

lên (H≥70m) thì bản chân được đặt trên mặt đá phong hóa vừa, những đọan có

chiều cao nhỏ hơn 70m (H<70m) bản chân đặt ở giữa lớp đá phong mạnh. Cụ thể

được thể hiện trên các bản vẽ.

58

Bản chân bằng bê tông cốt thép, chiều rộng của bản phụ thuộc vào gradien thuỷ

lực của đá nền. Theo kinh nghiệm, với đập Cửa Đạt chọn chiều rộng bản chân của

đoạn đập cao ở lòng sông là 8m, chiều dày là 0.8m; các đoạn tiếp theo hai vai có

chiều rộng 6m, chiều dày 0.6m và hai đoạn còn lại nằm tiếp giáp với đỉnh đập là 4m

và 0.4m. Để tránh hiện tượng xói làm hư hỏng nền, phía hạ lưu bản chân bố trí một

tầng lọc cát cuội sỏi dày 0.5m. Các đoạn bản chân được nối với nhau bằng các khớp

nối kín nước. Khớp nối chỉ bố trí tại những nơi bản chân đổi hướng, hoặc tại nơi

nền bản chân có đới đứt gãy hoặc vùng nham thạch mềm.

Đá nền bản chân ở các phương án đều có hiện tượng nứt nẻ, đứt gãy ở các mức

độ khác nhau. Do vậy, cần được xử lý trước khi đổ bê tông bản chân. Tùy theo quy

mô các khiếm khuyết mà áp dụng các biện pháp đào bỏ các nham thạch mềm bở,

làm sạch đến độ sâu nhất định, sau đó lấp lại bằng bê tông mác 200 rồi phụt vữa xi

măng. Với những đứt gãy, xen kẹp lớn thì sẽ xem xét thiết kế biện pháp xử lý cụ thể

tại chỗ.

Bản chân được néo chặt vào nền. Đoạn nền trong phạm vi độ sâu 6-8m được

phụt vữa cố kết nhằm tăng cường độ lớp đá dưới bản chân và gia cường cho néo

đồng thời tạo ra một lớp phản áp ở trên để có thể chịu một áp lực rất lớn khi phụt

tạo màng ở dưới. Màng chống thấm bố trí dọc theo tâm của bản chân. Độ sâu khoan

phụt phải đảm bảo đạt đến độ sâu mà tại đó lượng mất nước đơn vị tối đa ở nền

không lớn hơn 3 lugeon và cắm vào lớp đá giới hạn này 3 ∼5m nhưng cũng không

quá 1/3 chiều cao đập.

Bê tông bản chân mác 25 (M25), đặc tính chống thấm và bền vững theo thời

gian tương đương với bê tông bản mặt.

b) Tấm bản mặt

Bản mặt bằng bê tông cốt thép cấu tạo dạng tấm đặt ở mái thượng lưu đập. Ở

phía dưới nối với bản chân, ở phía trên nối với tường chống sóng đều có các khớp

nối kín nước. Chiều dày bản biến đổi theo chiều cao cột nước trước đập (H) và được

tính bằng công thức kinh nghiệm:

t = 0.3 + 0.0035H, trong đó H là chiều cao đập tính đến mặt nền bản chân.

59

Theo chiều trục dọc đập, bản được chia thành nhiều tấm có chiều rộng phụ thuộc

và chiều cao đập: đoạn lòng sông và lân cận rộng 14-16m, đoạn nối tiếp hai bờ

chiều rộng 6m. Giữa các tấm bản mặt đều có các khớp nối đứng kín nước. Do biến

dạng lún, thông thường các khớp nối ở hai vai đập là các khớp chịu kéo, còn các

khớp ở giữa thân đập là các khớp chịu nén.

Căn cứ vào kinh nghiệm của Trung quốc, các chuyên gia Viện Hoàng Hà đề

nghị dùng bê tông M25, độ chống thấm B10 cho bê tông bản mặt và bản chân đập

Cửa Đạt.

Thép trong bê tông được bố trí theo hai hướng. Cốt thép bố trí ở giữa tấm, hàm

lượng thép ở mỗi hướng 0.3% cho hướng ngang và 0.4% cho hướng đứng.

- Các khớp nối

Để liên kết các tấm bản chân, bản mặt và tường chắn sóng tạo ra tuyến kín nước

hoàn chỉnh, cần bố trí các loại khớp nối như sau:

+ Khớp nối biên (hay khớp nối vòng quanh) được bố trí giữa các tấm bản chân

với nhau và giữa bản chân và bản mặt.

+ Khớp đứng đứng nối các tấm bê tông bản mặt với nhau.

+ Khớp nằm ngang nối các tấm bản mặt với tường chắn sóng.

Dọc theo chiều dài bản mặt chỉ có khớp nối thi công.

Các khớp nối mặt đứng và mặt bằng được bố trí so le, vật chắn nước phải được

liên kết với nhau để đảm bảo kín nước. Cụ thể xem chi tiết ở các bản vẽ.

60

Hình 4.3. Bản mặt bê tông đập Cửa Đạt

c) tường chắn sóng

Tường chắn sóng nối với đỉnh bản mặt và có tác dụng chống sóng, tường bằng

bê tông cao 4m-6m và đỉnh tường cao hơn đỉnh đập 1m-1.2m, cao trình đáy tường

cao hơn mực nước dâng bình thường.

d) Khoan phụt chống thấm

Để đảm bảo chống thấm và chống xói mòn vật liệu nền, nền tấm bản chân được

phụt vữa gia cố và chống thấm. Phụt vữa gia cố được bố trí thành 2-4 hàng và chiều

sâu không nhỏ hơn 5m. Phụt vữa chống thấm được bố trí vào giữa tấm bản chân và

phải cắm sâu vào tầng không thấm nước 5m và chiều sâu khoan phụt bằng ½-1/3

chiều cao đập.

4.3. Công nghệ thi công đập CFRD Cửa Đạt

4.3.1. Thi công tấm bản chân

4.3.1.1 Yêu cầu kỹ thuật

61

Thi công tấm bản chân phải được tiến hành ngay sau khi hoàn thành đào hố

móng và xử lý nền, đã được nghiệm thu đạt yêu cầu chất lượng. Việc thi công tấm

bản chân phải tiến hành khi các bộ phận lân cận như vùng đệm, vùng đệm phụ, tầng

chuyển tiếp và đập chính đã hoàn thành ở mức độ tương ứng.

Trước khi buộc cốt thép của bản chân phải bố trí xong thép néo theo yêu cầu

thiết kế. Cho phép thép néo làm giá đỡ cốt thép.

Khi buộc cốt thép phải đồng thời đặt sẵn đường ống PVC φ110 để phục vụ công

tác khoan phụt vữa gia cố và chống thấm nền đập, cố định chính xác tấm đồng chắn

nước và các chi tiết của khớp nối.

Sau khi đổ bê tông bản chân trong vòng 28 ngày, trong phạm vi 20m không

được phép nổ mìn, nổ mìn ngoài phạm vi 20m phải khống chế nghiêm ngặt lượng

thuốc nổ.

4.3.1.2 Công tác bê tông

- Quy định chung:

+ Chủng loại và chất lượng của vật liệu làm bê tông phải phù hợp với yêu cầu

của thiết kế.

+ Xi măng, phụ gia, thép… đưa đến công trường phải có đủ chứng chỉ xuất

xưởng và được đơn vị có đủ pháp nhân kiểm chứng.

+ Cốt liệu phải làm sạch, hàm lượng bẩn trong đá dăm không quá 1%, trong cát

không quá 3%.

+ Tỷ lệ cấp phối bê tông phải theo yêu cầu thiết kế và công nghệ thi công được

thiết kế và thí nghiệm tại hiện trường đạt yêu cầu mới đưa vào thi công.

+ Xác định chủng loại và lượng phụ gia thông qua thí nghiệm

+ Lượng tro bay cho vào vữa bê tông thông qua thí nghiệm

+ Tỷ lệ N/X không vượt qua 0.5

- Theo thiết kế và thí nghiệm tại hiện trường, tấm bản chân được đổ bê tông mác

M250-B8 và B12 tuổi R28, sử dụng đá 2-4, độ sụt OK = 4-6cm.

62

Hình 4.4. Lắp đặt cốt thép tấm phòng thấm sau bản chân đập Cửa Đạt

Hình 4.5. Lắp đặt cốt thép, khớp nối ống PVC tấm bản chân đập Cửa Đạt

63

- Thiết bị thi công:

+ Trạm trộn 120 m3/h

+ Xe vận chuyển bê tông chuyên dụng

+ Đổ bê tông bằng cần trục tự hành

+ Đầm dùi

- Công tác quản lý chất lượng thực hiện theo quy trình nghiêm ngặt.

Hình 4.6. Lấy mẩu quản lý chất lượng bê tông bản chân

- Công tác bảo dưỡng bê tông: Sau khi đổ bê tông xong cần bảo dưỡng bê tông

bằng biện pháp giữa độ ẩm liên tục trên bề mặt khối đổ. Dùng bao tải phủ trên mặt

và tưới nước liên tục bằng hệ thống nước tự chảy.

64

Hình 4.7. Bảo dưỡng bê tông bản chân

4.3.2. Thi công các khối đá đắp

4.3.2.1. Yêu cầu kỹ thuật

Chất lượng đắp đập là khâu then chốt, cốt lõi đối với việc vận hành an toàn đập

chính sau này. Cần nắm vững các khâu sau để đáp ứng yêu cầu chất lượng về đắp

đập theo thiết kế:

- Đá khai thác tại mỏ vật liệu phải có cấp phối tốt mới đảm bảo được độ chặt sau

khi đầm.

- Nghiêm cấm dùng đá có lẫn tạp chất vượt quá quy định đưa vào đắp đập.

- Vật liệu IIB, IIA được sản xuất bằng máy nghiền và được gia công tại bãi trữ

và phải được thí nghiệm đảm bảo thành phần cấp phối liên tục theo yêu cầu của

thiết kế.

- Trong quá trình đắp phải được trắc đạc phóng tuyến cắm mốc xác định cho

từng lớp đắp một để đảm bảo đúng biên và độ dày của từng loại vật liệu.

65

- Khi đắp các loại vật liệu phải dùng phương pháp đổ lấn dần và dùng máy ủi để

san phẳng trước khi đầm. Phần tiếp giáp với bê tông hoặc các thiết bị quan trắc, vật

liệu chống thấm… phải kết hợp với thủ công để san, chỉnh và đầm bằng thủ công.

- Khi đắp vật liệu thô và vật liệu nhỏ xen kẽ nhau chỉ cho phép vật liệu nhỏ

chiếm dụng vật liệu thô, không cho phép vật liệu thô chiếm dụng vật liệu nhỏ. Ở

phần tiếp giáp giữa vật liệu thô và vật liệu nhỏ nếu có đá to tập trung thành từng

vùng phải được dọn sạch.

- Khi đắp từng vùng hoặc từng dải, chiều cao giữa phần đắp trước và phần đắp

sau không nên chênh lệch quá lớn, nên đắp bằng nhau để giảm thiểu việc xử lý tại

các biên đắp. Nếu là bắt buộc phải để làm đường hoặc phân vùng đợt đắp thì khi

đắp lớp trên phải dật cấp so với lớp trước 1m để sau khi đắp vùng biên cần được xử

lý để lớp đắp sau lấn vào lớp đắp trước và vùng biên được đầm nén đảm bảo yêu

cầu kỹ thuật.

4.3.2.2 Cấp phối vật liệu các khối đá đắp

- Lớp đệm IIA

Bảng 4.2 Cấp phối vật liệu của vùng đệm IIA đập Cửa Đạt

(Sử dụng hỗn hợp cát cuội sỏi, )

Thành phần cỡ hạt (mm) % Hàm lượng

tích lũy lọt

sàng (%) 0.1 1 5 10 20 40 60 80

Giới hạn trên 5 30 55 66 80 100 100 100

Giới hạn dưới 0 8 35 45 55 75 86 100

Độ rỗng sau khi đầm đạt n=(15 ÷ 20)%

- Lớp đệm đặc biệt IIB

66

Bảng 4.3 Cấp phối vật liệu của vùng đệm đặc biệt IIB đập Cửa Đạt

(Sử dụng đá nghiền)

Thành phần cỡ hạt (mm) % Hàm lượng tích

lũy lọt sàng (%) 0.1 1 5 20 40

Giới hạn trên 5 30 55 100 100

Giới hạn dưới 0 8 35 75 90

Độ rỗng sau khi đầm đạt n=(15 ÷ 18)%

- Lớp chuyển tiếp IIIA

Bảng 4.4 Cấp phối vật liệu của vùng chuyển tiếp IIIA đập Cửa Đạt

(Sử dụng đá nổ mìn cấp phối)

Thành phần cỡ hạt (mm) % Hàm lượng

tích lũy lọt

sàng (%) 5 10 20 40 60 80 100 200 300

Giới hạn trên 20 25 33 45 53 62 68 100 100

Giới hạn dưới 0 0 10 23 33 41 48 74 100

- Vật liệu chuyển tiếp đá cỡ nhỏ yêu cầu phải có cấp phối liên tục, cỡ đá lớn

nhất có D≤300mm, sau khi đầm có tính nén ép thấp, cường độ chịu cắt cao và phải

có khả năng thoát nước tự do.

- Độ rỗng cho phép của khối đắp n=(18÷22)%.

- Đá đắp phải là đá cứng có cường độ chịu nén cao hơn 30Mpa.

- Lớp đá chính thân đập IIIB

Bảng 4.5 Cấp phối vật liệu của vùng đá chính IIIB đập Cửa Đạt

(Sử dụng đá nổ mìn cấp phối)

Thành phần cỡ hạt (mm) % Hàm lượng

tích lũy lọt

sàng (%) 5 10 20 40 60 80 100 200 400 600 800

Giới hạn trên 5 7 8 18 30 37 45 70 100 100 100

Giới hạn dưới 3 5 10 15 35 60 80 100

- Độ rỗng sau khi đầm n=(20÷25)%.

67

- Cường độ chịu nén tối thiểu 30Mpa.

- Thành phần hạt dmax=80mm, d5mm≤20%, d0.075mm≤5%.

- Lớp đá hạ lưu đập IIIC

Bảng 4.6 Cấp phối vật liệu của vùng đá hạ lưu IIIC đập Cửa Đạt

(Sử dụng đá nổ mìn cấp phối)

Thành phần cỡ hạt (mm) % Hàm lượng

tích lũy lọt

�auk (%) 5 10 20 40 60 80 100 200 400 600 800

Giới hạn trên 5 7 8 18 30 37 45 70 100 100 100

Giới hạn dưới 3 5 10 15 35 60 80 100

- Độ rỗng sau khi đầm của khối đắp vùng IIIC: n=(23 ÷ 28)%.

- Cường độ chịu nén tối thiểu là 20Mpa.

- Thành phần hạt: dmax=800mm, d5mm≤20%, d0.075mm≤5%.

- Lớp biên hạ lưu IIID

Kích cỡ viên đá được sử dụng có d=(400 ÷ 1500)mm. Cường độ chịu nén ≥ 20Mpa.

Các viên đá của lớp IIID phải được xếp ổn định lâu dài, chiều dày của vùng IIID

thường lấy từ 3 đến 4m.

- Lớp chân hạ lưu hạ lưu IIIF

- Độ rỗng của khối đắp vùng IIIF: n=(23÷28)%.

- Cường độ chịu nén tối thiểu là 20Mpa.

- Thành phần hạt: Viên đá đắp có đường kính lớn nhất dmax=1200mm lượng

hạt có đường kính nhỏ hơn 5mm không vượt quá 20%, lượng hạt có đường

kính nhỏ hơn 0.075mm không vượt quá 5%.

4.3.2.3. Trình tự thi công các khối đắp đập

Căn cứ vào bản vẽ thi công từng giai đoạn để thi công đắp đập. Khi diện tích

đắp đập lớn, để đảm bảo các công đoạn đắp đập chính được thi công liên tục không

bị ngừng trệ khi đắp, không phải toàn bộ mặt bằng đều phải lên ngang nhau mà phải

phân chia thành các khu vực đắp đơn lẻ để khu vực này rải vật liệu, khu vực khác

68

tưới nước, khu vực đầm, khu vực đào lấy mẫu thí nghiệm thì khu vực kia đã nghiệm

thu xong và chuẩn bị đủ điều kiện để đắp tiếp…

Trình tự thi công của mỗi khu vực đắp:

+ Trắc đạc mặt bằng khu vực chuẩn bị đắp và cắm đường biên vật liệu khu vực

đắp. Cắm cờ đường phân chia ranh giới, phạm vi đắp các vùng vật liệu.

+ Ô tô vận chuyển vật liệu vào đổ tải

+ Máy ủi san phẳng, tưới nước

+ Đầm vật liệu

+ Xử lý những vùng có đá quá cỡ, bù vật liệu vào vùng lõm, đầm những vùng đã

xử lý.

+ Đào hố lấy mẫu thí nghiệm

+ Nghiệm thu khu vực đắp

+ Đắp vật liệu sau khi đã nghiệm thu

- Trình tự và phương pháp thi công khu vật liệu thượng lưu

Khu vực này được thi công sau khi đã đổ bê tông tấm bản chân, đã khoan phụt

gia cố nền, xử lý đứt gãy ở nền và phun lớp bê tông M250 có lưới thép dày 15cm.

Vùng vật liệu IIB sát tấm bản chân được san và đầm bằng thủ công để tránh làm

hỏng tấm đồng chống thấm.

Dải 30m phía hạ lưu tấm bản chân gồm các loại vật liệu IIB, IIA, IIIA và một

phần IIIB phải được cùng thi công và việc phát triển độ cao phải phối hợp đều đặn

và nhịp nhàng với nhau, không được chênh lệch quá 2 lớp. Vùng thân đập chính

khác có thể phân khu vực, phân thời gian để đắp; các mái dọc, ngang đều có thể bố

trí đường thi công.

Trước tiên dùng trắc đạc cắm biên đường ranh giới các vùng vật liệu IIB, IIA,

IIIA, IIIB. Lớp IIA rộng khoảng 4m, lớp IIB rộng khoảng 6m, lớp IIIA phần tiếp

giáp với nền đập lên cao 2m với lớp IIIB.

- Trình tự đắp lớp IIIA

+ Vận chuyển vật liệu vào đổ vào khu vực đắp IIIA, dùng máy ủi san phẳng theo

hướng vuông góc với dòng chảy.

69

+ Dùng máy xúc kết hợp với thủ công xúc vật liệu đã lấn sang khu vực đắp IIA

cho đúng biên, chọn loại những viên đá có kích cỡ lớn hơn 300 mm có trong vật

liệu đã loại ra khỏi vùng đắp.

+ Kiểm tra vật liệu IIIA đảm bảo yêu cầu cấp phối, nếu không phải xúc dọn và

thay bằng vật liệu đảm bảo cấp phối.

+ Đầm trước 2 lượt bằng đầm rung.

- Thi công lớp IIA, IIB

+ Lớp IIA khi lên trên chỉ rộng 2m nên khi rải vật liệu phải rải sao cho về phía

thượng lưu hạt mịn và hạ lưu hạt thô nên khi ô tô tự đổ phải đổ ở vùng IIIA rồi

dùng máy xúc kết hợp thủ công để rải vật liệu, chiều dày mỗi lớp là 40cm. Khi rải

chú ý không để vật liệu bị phân tầng.

+ Dùng thủ công xúc vật liệu đắp vào vùng tiếp giáp giữa lớp IIA và IIB; loại bỏ

các hạt có kích thước lớn hơn 80mm.

+ Khi lên trên vùng vật liệu IIA tiếp giáp với tấm bê tông bản mặt cần đắp dôi ra

40cm để đầm chặt phần mái, sau hoàn thiện bằng máy xúc và thủ công cho đúng

biên.

+ Lớp IIB được đắp với chiều dày mỗi lớp là 20cm, cứ đắp 2 lớp IIB được đầm

chặt thì đắp 1 lớp IIA, khi đầm cần cho đầm lấn qua biên của các loại vật liệu để

đảm bảo phần biên được đầm chặt.

- Đầm mái và bảo vệ mái:

+ Khi đắp vật liệu IIA cần đắp dôi ra 40cm nhằm tăng thêm phạm vi làm việc

của đầm tự hành nhằm tăng độ đầm chặt phía thượng lưu của lớp đệm IIA giảm

thiểu khó khăn cho việc đầm mái dốc sau này.

+ Bạt sửa mái lớp đệm IIA: Dùng máy xúc gầu ngược kết hợp với thủ công bạt

sửa mái. Nên đắp gần 5m thì dùng máy xúc gầu ngược sửa mái một lần. Nếu để mái

quá cao mới bạt một lần thì dễ sinh ra sạt trượt khi bạt mái gây lãng phí vật liệu và

không phù hợp với tầm máy xúc thông dụng.

70

b) Thi công các vùng tiếp giáp bê tông, nền và vai đập

Khu đập chính tiếp giáp với bê tông, tiếp giáp với nền, vai đập phải được đắp

bằng vật liệu chuyển tiếp IIIA có chiều rộng tối thiểu từ 1-2m. Có thể tận dụng cát

cuội sỏi hỗn hợp tận dụng khai thác tại lòng sông để đắp phần tiếp giáp với bê tông

và lớp 40cm đầu tiên tiếp xúc với nền sau đó đắp bằng đá chuyển tiếp.

c) Thi công đắp vật liệu IIIB và IIIC

Phần đập chính IIIB được đắp mỗi lớp 80cm sau khi đầm chặt và hạ lưu IIIC

đắp mỗi lớp 120cm. Phần tiếp giáp với lớp chuyển tiếp IIIA cần loại bỏ đá có

đường kính D≥80cm. Những vùng cục bộ có tập trung nhiều đá lớn cần xử lý rải

đều ra các nơi. Trước khi đầm cần tưới nước đủ theo yêu cầu và tưới bổ sung nếu

thiếu nước trong quá trình đầm.

Khu vực đắp đá IIIB và IIIC cần được chia ra thành các sân để có thể thi công

được liên tục theo các giai đoạn đổ san vật liệu, tưới nước và đầm, lấy mẫu thí

nghiệm, nghiệm thu.

Hình 4.8. Đầm lớp IIIB tại cao trình +33

71

Do phải phân ra các đợt thi công nên khu vực tiếp giáp vùng biên được đắp giật

cấp để an toàn mái dốc đá và sau này xử lý phần tiếp giáp đỡ mất nhiều thời gian.

Khi xử lý phần tiếp giáp cần dùng máy xúc hoặc máy ủi tạo cơ ở phần đắp cũ để khi

đắp lớp mới có thể đầm lấn sang khối đắp cũ ít nhất 1m để đảm bảo phần tiếp giáp

được đầm chặt.

Có thể bố trí đường giao thông phía hạ lưu, sau này đắp bù và xử lý tiếp giáp để

đảm bảo theo biên thiết kế và chất lượng đầm chặt.

Hình 4.9. Mặt bẳng thi công lớp IIIC tại +55.45

d) Thi công lớp đá gia cố IIIF

Trước khi đắp cần dùng trắc đạc cắm đúng tuyến để đắp đúng biên và đảm bảo

chiều rộng của lớp gia cố.

Đá đắp lớp IIIF được tuyển chọn từ mỏ đá có kích thước từ 400-1200mm và

được trữ tại bãi trữ. Khi có vị trí đắp thì kết hợp chọn trực tiếp từ mỏ đá cùng với

xúc đá IIIB

72

Lớp đắp có chiều dày 1.2m. Sau khi đổ vật liệu vào khu vực đắp dùng máy xúc

sắp xếp đá cho đúng biên và theo mái dốc thiết kế, rải thêm đá nhỏ lên bề mặt lớp

đắp để tạo phẳng và chèn vào đá lớn, đầm chặt vào đầm rung chấn động loại lớn.

Khu vực dùng để làm đường đi lên thi công đắp đập, cần hoàn chỉnh và nghiệm

thu khu vực IIIF trước khi đắp lên làm đường.

Hình 4.10. Mặt bằng lớp IIIF tại cao trình +33.5

73

Hình 4.11. Quản lý chất lượng công tác đắp đập

4.3.3. Thi công bản mặt bê tông

4.3.3.1. Yêu cầu kỹ thuật

Phân đợt đổ bê tông bản mặt phải theo yêu cầu thiết kế, khe chia đợt phải được

xử lý theo yêu cầu của khe thi công.

Trước khi thi công phải phóng mẫu theo ô vuông trên mái của vùng đệm. Sai

lệch các đường biên so với thiết kế không được cao quá 5cm và không được thấp

quá 8cm.

Thi công bằng ván khuôn trượt, yêu cầu của dàn công tác phải đủ rộng để thi

công như bố trí máy tời, thiết bị chuyển bê tông…

Trình tự đổ bê tông bằng ván khuôn trượt theo nguyên tắc cách đoạn ( bố trí các

khoảnh đổ so le)

Thiết kế ván khuôn trượt phải theo nguyên tắc sau:

+ Thích hợp về chiều rộng mỗi tấm bản mặt và mặt phẳng của ván khuôn trượt

74

+ Trọng tải vừa phải

+ Đủ độ bền và độ cứng

+ Thỏa mãn các yêu cầu về đầm và áp lực bề mặt

+ Lắp dựng, vận hành, tháo dỡ thuận tiện

+ Phải có các giải pháp về an toàn. Ván khuôn trượt nên có thiết bị hãm treo trên

lưới cốt thép. Thiết bị kích nâng nên có thêm tời. Các móc chon giá tời ở trên phải

chắc chắn.

Bề mặt của lớp Asphan đệm bên dưới khe nối đứng phải phù hợp với thiết kế;

độ sai lệch cho phép là ±5mm khi kiểm tra mặt phẳng bằng thước dài 2m. Chiều

rộng và chiều dày của lớp Asphan không được nhỏ hơn theo thiết kế.

Ván khuôn thành bên của tấm bản mặt có thể dùng gỗ hoặc kim loại; chiều cao

của ván khuôn phù hợp với chiều dày của tấm bản mặt. Phân đoạn theo chiều dài,

neo giữ cố định tùy theo thực tế sao cho tiện lợi trên mặt dốc. Nên ván khuôn thành

đứng đúng làm chỗ dựa cho ván khuôn trượt phải có thiết kế cụ thể.

Ván khuôn thành đứng phải cố định chắc chắn và cố định tốt cả tấm chắn nước

của khớp nối. Sai số cho phép như sau:

+ Sai lệch so với khe phân đoạn của thiết kế là ±3mm

+ Độ thẳng đứng là ±3mm

+ Đỉnh của ván khuôn bên cho phép sai với tuyến thiết kế là ±5mm

Lưới cốt thép của bản mặt bố trí theo thiết kế, có thể dùng cách lắp ráp lưới

được gia công tại xưởng. Giá thép đỡ được thiết lập trên vùng đệm phải tuân theo

thiết kế.

Đổ bê tông phải được tuân theo quy định sau:

+ Bê tông phải được rải đều trong khoảnh, chiều dày mỗi lớp là 250-300mm. Bê

tông quanh tấm chắn nước phải đổ bằng thủ công, không được để phân cỡ.

+ �Sau khi đổ xong phải đầm ngay. Khi đầm, máy đầm không được chạm vào

ván khuôn, cốt thép và tấm đồng chắn nước. Đầm trước lúc cho ván trượt, không

được cắm đầm dưới đáy ván khuôn. Đầm phải cắm xuống lớp trước 50mm. Đầm

75

quanh tấm đồng chắn nước nên dùng loại đầm dùi nhỏ có φ30mm, đầm cẩn thận.

Phải đảm bảo bê tông quanh tấm chắn nước không bị rỗ.

+ Quá trình đổ bê tông không được để bê tông dính vào ván khuôn và cốt thép.

Trước mỗi lần trượt ván khuôn lên phải làm sạch bê tông rơi rớt trước đó.

+ Bê tông mới thoát khỏi ván khuôn phải kịp thời tu sửa và ép mặt. Hai bên của

khe kết cấu trong khoảng 50cm phải kịp thời láng bằng mặt, dùng thước dài 2m để

kiểm tra, độ gồ ghề sai lệch không quá 5mm.

+ Mỗi lần trượt ván khuôn không quá 30cm. Thời gian 2 lần lượt liền nhau

không nên quá 30 phút. Tốc độ trượt bình quân từ 1.5m/h – 2.5m/h.

Nếu có khe thi công ngang của bề mặt nên để vị trí song song với cốt thép ngang

ở mặt dưới và theo chiều pháp tuyến ở cốt thép mặt trên. Cốt thép phải xuyên qua

khe thi công, chiều dài lộ ra nhỏ hơn chiều dài của néo cố định. Xử lý khe thi công

phải tuân thủ theo quy định.

4.3.3.2. Cấp phối bê tông bản mặt

- Cát mỏ 25A; KL riêng 2640kg/m3; KL thể tích xốp 1410 kg/m3; Mô đun độ

lớn: 2.4

- Đá (5-40)mm; KL riêng 2700kg/m3; KL thể tích xốp 1420 kg/m3; Độ rỗng 48%

Đá gồm 2 cỡ 50% hạt có tỷ lệ 50%(5-20)mm và 50%(20-40)mm

-Xi măng PC40 Nghi Sơn

76

Bảng 4.7 Thành phần cấp phối bê tông bản mặt sử dụng cho đập Cửa Đạt theo kết quả thí nghiệm trong phòng và thí

nghiệm đối chứng hiện trường

Cấp phối bê tông

Mác bê

tông Xi măng

(kg)

Tro bay

(kg)

Nước

(lít)

Cát

(kg)

Đá (5-40)

(kg)

QT-36B

(lít)

Sika

Aer

(lít)

Độ sụt

(cm) N/CKD

Ghi chú

(Sử dụng phụ gia siêu dẻo và phụ gia

cuốn khí)

M300-B10 365 40 165 704 1074 2,8 0,61 4-6 0,41 QT-36B (0,7%), Sika Aer (0,15%)

77

4.3.3.3. Sơ đồ công nghệ thi công

Hình 4.12. Sơ đồ công nghệ thi công bản mặt bê tông đập Cửa Đạt

4.3.3.4. Công nghệ thi công bê tông bản mặt

a) Làm phẳng mặt mái

Trước khi thi công bản mặt bê tông thì bản mặt phải dùng trắc đạc đo cao trình

các điểm theo ô vuông 3mx3m. Xác định chiều dày của bản mặt bê tông, xác định

sai số lồi lõm của lớp vữa xi măng cát vùng đệm.

Sai lệch các đường biên so với thiết kế phải phù hợp với điều kiện kỹ thuật ( lồi

lên không quá 5cm, lõm xuống không quá 8cm)

b) Thi công lớp đệm vữa asphan, tấm đồng cách nước

Trước khi thi công lớp đệm asphan, nếu bản chân bị nứt nẻ thì phải xử lý theo

yêu cầu của thiết kế. Sau khi tháo chụp gỗ bảo vệ tấm đồng ở bản chân, những chỗ

khiếm khuyết của lá đồng cũng phải được xử lý, tu sửa.

Đối với khe chu vi, lá đồng cách nước được đặt trên tấm đệm cao su nhân tạo

mục đích là để tránh tấm đồng cách nước bị đâm thủng bởi đá. Lớp đệm asphan trực

tiếp ở dưới tấm bản mặt, do vậy sự biến dạng của nó sẽ ảnh hưởng đến sự dịch

78

chuyển vị trí của khe. Vì vậy kích thước của lớp đệm asphan phải phù hợp với kích

thước của tấm đệm bảo vệ tấm đồng cách nước khe chu vi. Mô men biến dạng của

lớp đệm asphan phải cao hơn biến dạng của vật liệu lớp đệm một chút.

Đối với khe đứng, tác dụng của đệm asphan là gối đỡ, lá đồng cách nước hình

‘W’ và gối đỡ dưới cốt pha cạnh khe, là cơ sở khống chế kích thước bản mặt. Lớp

đệm asphan được làm trực tiếp trên lớp đệm vữa bảo vệ mái.

c) Lắp cốt pha thành

�Sau khi thi công lớp asphan dày 6cm, đặt tấm cao su nhân tạo 500x4, lắp đặt

tấm đồng “W” và cốt pha thành. Sử dụng gỗ hộp định hình các tấm theo hình dạng

thiết kế, chiều cao cốt pha thành đúng bằng chiều dày của bản mặt bê tông, chiều

dày gỗ từ 10-12cm mục đích để giảm tải không làm vỡ lớp vữa asphan, mỗi đoạn

cốt pha thành dài 2m, các đoạn cốt pha thành được liên kết với nhau bằng đinh.

Trên đỉnh cốt pha đặt thanh thép hình U100 để làm trơn cho bàn trượt mặt và

hiệu chỉnh chiều cao của ván khuôn trượt.

d) Gia công lắp dựng cốt thép

Xác định vị trí các tấm bản mặt sẽ thi công trước để đặt thép theo trình tự thi

công.

Cốt thép được gia công ( đánh rỉ, cắt, uốn, tỉa) theo yêu cầu của thiết kế tại

xưởng sau đó chuyển ra hiện trường bằng ô tô tải thùng.

Thép đặt ngang tấm bản mặt có kích thước bằng nhau, có khối lượng lớn được

sản xuất đúng kích thước tại nhà máy để tiết kiệm về vật liệu và nhân công.

Lắp dựng giá lắp cốt thép: Trước tiên đóng cốt thép φ25 vào lớp đệm mái với

chiều sâu từ 20cm-30cm theo lưới ô vuông kích thước từ 2.5-3m, hàn các thanh

thép φ25 vào các cọc để tạo thành lưới đỡ cốt thép và định vị cho cốt thép trong bản

mặt bê tông.

Tiến trình lắp đặt thép kết cấu trên giá đỡ theo nguyên tắc lắp các thanh chiều

dọc trước, chiều ngang sau, lắp đặt cốt thép theo chiều từ dưới lên, sử dụng xe vận

chuyển thép kết hợp thủ công để chuyển cốt thép từ đỉnh đập đến vị trí lắp, rải và

hàn buộc cốt thép.

79

Khi lắp các thanh thép dọc lưu ý trên một mặt cắt không được quá 50% số mối nối.

Hình 4.13. Bố trí cốt thép bản mặt

e) Lắp đặt ván khuôn trượt và máng đổ bê tông

Sử dụng cần trục để lắp ván khuôn trượt vào vị trí, kéo ván khuôn để kiểm tra.

Ván khuôn trượt được gia công bằng thép, trên ván khuôn có bố trí 2 sàn công tác

CT1 và CT2 để đầm bê tông và láng, sửa bề mặt bê tông.

Lắp xong ván khuôn trượt thì tiến hành lắp máng để dẫn bê tông từ phễu đổ đến

vị trí ván khuôn trượt, việc lắp máng được thực hiện thủ công. Yêu cầu về nối tiếp

máng phải tốt, không để rò rỉ nước xi măng, máng được đặt trực tiếp trên lưới cốt

thép và được gia cố vào giá đỡ cốt thép. Với vị trí tấm bản mặt có khoảng cách từ

khoảnh đổ lên đến đỉnh cao đập, phải làm các tấm cao su ở các vị trí nối tiếp các

đoạn máng trượt để giảm bớt tốc độ trôi của vữa, tránh làm văng vật liệu ra ngoài

máng trượt. trong quá trình đổ bê tông phải bố trí nhân công trực dọc máng để kiểm

tra rò rỉ và cào chuyển hỗn hợp vữa bê tông.

80

f) Đổ bê tông bản mặt

Sản xuất vữa bê tông: Vữa bê tông được sản xuất tại trạm trộn bê tông, thành

phần cấp phối phải thỏa mãn yêu cầu thiết kế, không bị phân tầng khi vận chuyển

bằng máng, thuận tiện cho việc đầm bê tông.

Vận chuyển vữa bê tông: Hỗn hợp vữa bê tông được vận chuyển từ trạm trộn

đến vị trí khối đổ bằng xe chở bê tông chuyên dụng 10m3, vận chuyển bê tông đến

vị trí ván khuôn trượt bằng máng dẫn.

Đổ bê tông vào khối đổ và đầm:

+ Khi khối đổ bản mặt đã được nghiệm thu, dùng cần trục DEK 251 tổ hợp tời

điện và ván khuôn trượt trên đỉnh đập. Khi đã tổ hợp xong, điều khiển tời nhả cáp

để đưa ván khuôn trượt xuống vị trí đáy khối đổ.

+ Xe bê tông xả bê tông theo hệ thống máng ( đặt tại tâm khối đổ) xuống vị trí

giữa vít tải của bàn trượt, nhờ 2 động cơ điện vít tải sẽ quay và san đều bê tông trên

bề mặt của khối đổ với chiều dày lớp đổ từ 20-30cm.

Trong khi kéo ván khuôn trượt lên phía trên, tiếp tục đổ bê tông bình thường,

phía sau ván khuôn trượt bố trí 1 sàn thao tác và cắt cử 3 công nhân để đầm và hoàn

thiện bề mặt bê tông.

Tiến trình đầm bê tông bằng máy đầm dùi 1.5Kw, đầm được cắm theo chiều

thẳng đứng sâu vào bê tông và vào lớp bê tông đã đổ 5cm, khoảng cách đầm không

lớn hơn 40cm, đầm sao cho bọt khí trong bê tông thoát hết ra ngoài.

Đầm không được chạm vào ván khuôn trượt, cốp pha thành và cốt thép, không

được luồn sâu đầm vào trong ván khuôn trượt để phòng ván khuôn bị nhấc lên, khi

rút đầm ra khỏi bề mặt bê tông, đầm phải đang ở chế độ hoạt động để tránh tạo lỗ

rộng trong bê tông.

Kết thúc đầm thì tiến hành dịch chuyển ván khuôn trượt lên một đoạn không quá

30cm, thời gian 2 lần trượt không quá 30 phút, tốc độ trượt bình quân 1.5-2m/giờ.

81

Hình 4.14. Thi công cốt thép, cốt pha ván khuôn trượt, máng và kiểm

tra trước khi đổ bê tông bản mặt

Hình 4.15. Đổ bê tông bản mặt

82

4.3.3.5. Phân đợt thi công bê tông bản mặt

Bê tông bản mặt được thi công làm 2 đợt với tổng khối lượng 52 850,37 m3

(chưa trừ khối lượng thép chiếm chỗ trong bê tông):

+ Đợt I: Từ 1/1/2008 đến 20/03/2008, trong đó:

Từ 1/1/2008 đến 30/1/2008 (đợt I-1) thi công các tấm bên vai phải từ T62 ÷ T78

đến ∇+117.5m (4 705,1m3); Từ 15/1/2008 đến 20/3/2008 (đợt I-2) thi công các tấm

vai phải từ T41 ÷ T61 đến ∇+85.0m (11 116,1m3); Từ 15/3/2008 đến 15/5/2008

(đợt I-3) thi công các tấm đoạn lòng sông từ T15 ÷ T40 đến ∇+55.0m (9 422,7m3).

+ Đợt II: Từ 1/1/2009 đến 15/2/2009 thi công toàn bộ phần bê tông bản mặt còn

lại đến cao trình thiết kế ∇+117.5m (26 957,1m3).

4.3.3.6. Biện pháp đảm bảo chất lượng bê tông

Để đảm bảo chất lượng bê tông bản mặt, trong quá trình thi công cần phải tuân

thủ các điều kiện sau:

- Tấm bê tông bản mặt phải được đổ liên tục đến cao độ quy định, nếu vì lý do

đặc biệt phải ngừng thi công với thời gian vượt quá thời gian ninh kết ban đầu của

bê tông thì phải tiến hành xử lý theo trình tự như xử lý khe thi công ngang.

- Vữa bê tông trộn xong phải đổ ngay, nếu để quá thời gian cho phép thì phải

loại bỏ, nghiêm cấm việc cho nước vào trộn lại để đổ vào bản mặt.

- Thành phần cấp phối của bê tông bản mặt phải theo đúng kết quả thí nghiệm

cấp phối đã được tiến hành ở cả trong phòng và hiện trường.

- Khi đổ bê tông cần tăng cường theo dõi dự báo thời tiết để chuẩn bị các biện

pháp che mưa, nắng kịp thời.

- Tiến hành tưới ẩm lớp vữa đệm dưới mỗi tấm bản mặt trước khi đổ bê tông.

Trong quá trình thi công bê tông và lắp đặt cốt thép cần có biện pháp bảo vệ lớp

vữa đệm và phần bê tông đã thi công.

+ Xi măng và các loại phụ gia phải để trong kho thoáng mát có trần chống

nóng. Cát, đá dăm tại bãi trữ phải có mái che.

- Hỗn hợp bê tông trước khi đổ vào khoảnh đổ (hỗn hợp bê tông tại mặt đập)

phải có nhiệt độ ≤ 28oC.

83

- Chỉ khi các tấm bê tông bản mặt đã đổ được tối thiểu 10 ngày và đạt cường

độ 25kg/cm2 mới được trượt ván khuôn trên mặt để đổ tấm ở giữa 2 tấm đổ trước.

- �Sau khi đã kéo ván khuôn đi qua phải dùng nilon che kín mặt bê tông vừa đổ.

�Sau khi đổ bê tông được 2 ngày bóc tấm nilon che thay bằng bao tải và phun nước

dưỡng hộ. Thời gian dưỡng hộ liên tục cho đến ngày tích nước hoặc tối thiểu là 90

ngày. Nước dùng để dưỡng hộ bê tông lấy từ bể chứa 60m3 đặt ở ∇+122.5m (vai

trái tràn xả lũ) cấp nước thi công tràn. Dẫn nước từ bể ra các tấm bê tông bản mặt

bằng đường ống thép đen D50 (đường ống chính), tưới nước vào tấm bê tông thông

qua ống nhựa PVC D20 đục lỗ φ1 cách nhau 200mm, dẫn nước từ ống chính sang

ống nhựa dùng ống mềm cao su D20.

4.3.3.7. Biện pháp xử lý khe thi công ngang của bê tông bản mặt

- Trước khi đổ bê tông đợt 2, cần kiểm tra phần tiếp giáp giữa bê tông bản mặt

đổ đợt 1

với lớp đệm, biến dạng của đập trong khi đắp liên tục có thể sinh ra những kẽ hở

giữa bê tông đổ đợt 1 và lớp đệm tiếp giáp. Xử lý các kẽ hở trên bằng cách làm sạch

bằng khí nén và nhét vào loại vữa ít co gồm xi măng + tro bay.

- Tẩy rỉ cốt thép, đánh xờm thật kỹ mặt tiếp giáp bề mặt bê tông đổ đợt 1, rửa

sạch bụi bẩn, tẩy hết các chất bẩn, lau sạch nước đọng, trước khi đổ bê tông đợt 2

phải đổ một lớp vữa xi măng cát có cấp phối giống như bê tông dày (20 ÷ 30)mm.

a) Trình tự và các bước xử lý

Bê tông bản mặt được đổ theo 2 đợt nên giữa các tấm có khe thi công ngang

(trừ các tấm T62 ÷ T78 vai phải). Việc xử lý khe thi công trước khi đổ bê tông đợt

2 là công việc bắt buộc và đòi hỏi phải tiến hành theo yêu cầu kỹ thuật hết sức

nghiêm ngặt để đảm bảo tính liên kết giữa phần bê tông đổ trước và đổ sau nhằm

tránh phát sinh khe nứt và các hiện tượng bất lợi khác và được tiến hành ngay

trước khi đổ bê tông bản mặt của từng tấm. Công tác xử lý phải tuân thủ chặt chẽ

theo 6 bước sau:

Bước 1: Dùng bàn chải sắt để làm sạch cốt thép chờ đảm bảo: Bề mặt sạch,

không dính bùn đất, dầu mỡ, các chất bẩn khác, không có vẩy sắt và các lớp gỉ.

84

Bước 2: Đục xờm bề mặt bê tông của khe thi công: Dùng đục nhọn bằng thép

và búa, đục thủ công đến khi đá trơ ra 2/3Dmax (Dmax là đường kính lớn nhất của

viên đá trong bê tông).

Bước 3: Sau khi đục xờm xong, dùng khí nén thổi sạch bê tông vừa đục, bụi

bẩn và các chất bám dính khác trên bề mặt bê tông của khe thi công. Tiếp theo

dùng vòi nước áp lực cao phun rửa sạch bề mặt, sau đó dùng khí nén thổi hết nước

đọng đảm bảo bề mặt bê tông khô ráo.

Bước 4: Quét lên bề mặt bê tông 01 lớp phụ gia bám dính, hàm lượng

0.8kg/m2.

Bước 5: Đổ 01 lớp vữa xi măng cát vàng M30 dày 25mm, rải vữa bằng thủ

công phải đảm bảo chiều dày trên toàn bộ bề mặt bê tông của khe thi công theo

quy định.

Bước 6: Trong quá trình thi công 5 bước trên, Nhà thầu phải hoàn thiện công tác

chuẩn bị để sau khi thực hiện xong 5 bước trên phải thi công ngay bê tông bản mặt

đợt 2

Hình 4.16. Công tác xử lý khe thi công giữa hai đợt đổ bê tông bản mặt

85

Hình 4.17. Công tác xử lý khe thi công giữa hai đợt đổ bê tông bản mặt

Trước khi quyết định thi công chính thức bê tông bản mặt đợt 2 phải tiến hành

làm thí nghiệm để kiểm chứng về chất lượng của các bước xử lý nêu trên, đồng thời

kiểm chứng tác dụng của phụ gia kết dính. Bê tông tại vị trí xử lý khe thi công phải

đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật như bê tông đổ liền khối. Phải tiến hành thuê nhà thí

nghiệm độc lập để kiểm chứng về cường độ, khả năng tiếp giáp và tính liên kết khi

dùng thêm phụ gia.

b) Yêu cầu về tiêu chuẩn kỹ thuật của phụ gia bám dính

Phụ gia để liên kết bê tông có thể dùng các lọai như: Sikadur 732, Imatex C,

Master Flex...nhưng phải thỏa mãn các chỉ tiêu kỹ thuật sau:

- Phụ gia phải đảm bảo kết nối vĩnh viễn cho bê tông mới trộn với bê tông đã

đông cứng và phải phù hợp với tiêu chuẩn ASTM C 881-02.

- Các tiêu chuẩn thí nghiệm:

86

Bảng 4.8. Các tiêu chuẩn thí nghiệm

+ Cường độ nén sau 7 ngày:

>35N/mm2

+ Độ dãn dài đến đứt sau 7 ngày: >1%

+ Môđun nén sau 7 ngày :

>600Mpa

+ Cường độ kết dính với BT sau 2 ngày:

>7N/mm2

+ Cường độ kéo sau 7 ngày:

>14N/mm2

+ Cường độ kết dính với BT sau 14

ngày: >10N/mm2

- Qua các thí nghiệm về phụ gia bê tông cho các hạng mục ở công trình Cửa Đạt,

cũng việc xử lý tiếp giáp ở các công trình đã và đang thi công, TVTK khuyến cáo

nên dùng phụ gia Sikadur 732.

c) Xử lý lớp vữa xi măng M10 dày 10cm

Theo các quy phạm của Trung Quốc thì lớp vữa bảo vệ IIA không nên quá cứng

(chỉ khoảng 5Mpa) để đảm bảo tính linh hoạt giữa bê tông bản mặt và lớp đệm, mặt

khác nó phải được áp sát bề mặt lớp đệm IIA (không có khe rỗng phía dưới) để bê

tông bản mặt được đặt trực tiếp lên lớp đệm không gây ra các biến dạng bất lợi. Ở

đập Cửa Đạt, khu vực chưa thi công được bê tông bản mặt đợt 1 phải gia cố vữa xi

măng M10 có lưới thép CQS4 đến cao trình +100m để đảm bảo chống lũ năm 2008.

Vì vậy, để dảm bảo tính linh hoạt, không gây ra khe rỗng dưới lớp vữa, cũng như

kiểm tra được khả năng tiếp giáp giữa lớp vữa và lớp đệm cần thiết phải cắt lớp vữa

này thành từng tấm nhỏ. Trình tự và biện pháp xử lý phải tuân theo các bước sau:

Bước 1: Tháo toàn bộ khớp nối giữa các đợt lăn vữa, bốc hết các tấm bê tông

gia cố kích thước (1x1x0.2)m. Dọn sạch bề mặt lớp vữa từ đỉnh bê tông bản mặt đợt

1 đến cao trình +100m.

Bước 2: Kiểm tra cao độ của bề mặt lớp vữa, nếu có sai số vượt quá quy định

cho phép thì phải tiến hành đục bỏ đến mái thiết kế hoặc trong phạm vi sai số cho

phép để đảm bảo chiều dày của bê tông bản mặt theo đúng thiết kế.

Bước 3: Dùng máy cắt theo chiều dọc các đợt lăn vữa (dọc theo mái đập thượng

lưu) và theo khe tiếp giáp giữa các lần lăn vữa để chia bề mặt để chia lớp vữa M10

thành các ô (tấm) riêng biệt có B=4m, chiều dài bằng chiều dài của các lần lăn vữa.

87

Bước 4: Kiểm tra sự tiếp giáp giữa lớp vữa và lớp IIA (kể cả phần gia cố bằng

tấm bê tông và phần dưới đường qua hố móng thượng lưu bờ trái), đánh giá bằng

mắt thường và dùng búa gõ trên bề mặt toàn bộ các tấm và lớp vữa dày 7cm. Đánh

dấu các vị trí nghi ngờ có khe (hoặc vùng) rỗng dưới lớp vữa xi măng. Đặc biệt chú

ý các vị trí dưới đỉnh bê tông bản mặt đợt 1 và chân của các lần lăn vữa.

Bước 5: Xử lý các vị trí phát hiện thấy khe rỗng:

- Tại các vị trí phát hiện thấy có khe rỗng, tiến hành đục bỏ lớp vữa cho đến

khi hết khe (vùng) rỗng.

Đánh xờm bề mặt lớp IIA trong phạm vi vùng rỗng. Đắp bù lớp IIA vào khe

rỗng đến mái của lớp IIA theo thiết kế, vật liệu đắp phải được tưới ẩm, lèn chặt

bằng đầm cóc và làm phẳng mặt để đảm bảo liên kết với khối IIA trước đây.

- Làm lại lớp vữa bảo vệ bằng vữa xi măng M7,5 dày 7cm bằng thủ công.

- Trường hợp trong các tấm (ô) không phát hiện được khe rỗng theo biện pháp

như bước 4 thì trong 1 tấm phải tiến hành đục (hoặc khoan) 01 lỗ đường kính

100mm cách chân của tấm (phía dưới) khoảng 2m để kiểm tra. Nếu phát hiện thấy

khe rỗng thì xử lý như biện pháp nêu trên, nếu không phát hiện thấy khe rỗng thì bù

lại lỗ khoan bằng vữa xi măng M7,5.

Bước 6: Dọn sạch bề mặt lớp vữa lần cuối cùng trước khi đổ bê tông bản mặt

đợt 2.

88

Hình 4.18. Nghiệm thu công tác hoàn thiện lớp vữa bảo vệ lớp IIA trước khi

tiến hành thi công cốt thép, cốt pha, khớp nối tấm bản mặt

* Các vấn đề cần lưu ý:

- Công tác xử lý tiếp giáp là đặc biện quan trọng, quyết định đến sự an toàn của

công trình nên phải được tiến hành thật cẩn thận, theo đúng trình tự và phải được

tăng cường giám sát chặt chẽ. Sau mỗi bước tiến hành hoặc mỗi công việc phải

được nghiệm thu bằng hồ sơ đảm bảo đạt yêu cầu mới được tiến hành các bước tiếp

theo.

- Xử lý khe thi công ngang được tiến hành cho từng tấm BTBM, các bước xử lý

từ 3 đến 6 phải được tiến hành liên tục (đến khi đổ bê tông đợt 2), nếu đang xử lý

gặp trời mưa thì phải tiến hành lại từ đầu.

- Bảo quản và sử dụng phụ gia bám dính phải tuân theo quy định chặt chẽ của

nhà sản xuất để phát huy tối đa hiệu quả.

89

- Công tác kiểm tra và xử lý khe rỗng dưới lớp vữa bảo vệ phải được tiến hành

đồng bộ trên toàn bộ bề mặt bề mặt lớp vữa từ đỉnh bê tông bản mặt đợt 1 đến cao

trình +100m. Đặc biệt chú ý các khu vực: Đỉnh bê tông bản mặt đợt 1, chân của các

lần lăn vữa và phần vữa phía dưới đường qua hố móng thượng lưu bờ trái.

- Vị trí, diện tích các khu vực cần xử lý và khối lượng xử lý sẽ được các bên liên

quan thống nhất bằng các biên bản hiện trường trong quá trình kiểm tra đánh giá để

làm cơ sở lập dự toán trình các cấp có thẩm quyền phê duyệt.

- Công tác kiểm tra và xử lý khe rỗng dưới bê tông bản mặt đã thi công đợt 1

được lập theo hồ sơ thiết kế riêng.

- Riêng khu vực phía dưới khe thi công ngang của bê tông bản mặt đợt 1 nếu

phát hiện tách rời (phát sinh khe rỗng) thì không thể xử lý như biện pháp nêu trên

được. Biện pháp xử lý ở các vị trí này là dùng loại vữa ít co gồm xi măng + tro bay

để lấp đầy, tỷ lệ trộn: XM/bột tro bay= (1/4 đến 1/6), N/XM=0.5 (lấy theo số liệu đã

xử lý ở đập Thiên Sinh Kiều – Trung Quốc), tỷ lệ trộn chính xác sẽ được xác định

thông qua thí nghiệm hiện trường.

4.3.3.8. Thiết bị phục vụ thi công

- Số lượng cốp pha trượt: 06 bộ khẩu độ 12m (Cốt pha trượt được thiết kế theo

kết cấu định hình của cốt pha trượt đã thi công bê tông bản mặt ở đập Tuyên

Quang).

- Số lượng cần trục phục vụ tháo lắp và di chuyển cốp pha, cốt thép, máng và kết

hợp đổ bê tông: 06 chiếc. Các tính năng của cần trục bánh xích: Tải trọng nâng lớn

nhất 25 tấn, tầm với xa nhất 37.2m.

- Thang lên xuống mái đập: 378 đoạn dài 3.0m.

- Máng vận chuyển vữa bê tông: 570 đoạn dài 2.0m.

- Tời điện 10 tấn: 12 chiếc.

4.3.3.10. Quy định về an toàn lao động

- Tại các vị trí thi công trên đỉnh đập phải có hệ thống rào chắn cao (1.0 ÷ 1.2)m,

đặt các biển báo an toàn đồng thời bố trí các gờ chắn xe.

90

- Các tời di chuyển cốp pha, giá lắp đặt cốt thép phải được neo chắc chắn và

phải thử tải theo đúng quy định trước khi vận hành.

- Vận hành các máy móc, thiết bị phải tuyệt đối tuân theo hướng dẫn của nhà

chế tạo và các chỉ dẫn về an toàn đối với từng loại thiết bị.

- Các công việc tiến hành phải tuyệt đối tuân theo: Quy phạm kỹ thuật an toàn

trong xây dựng TCVN 5308 – 91 và các quy trình, quy phạm hiện hành của Nhà

nước.

4.4. Những bài học kinh nghiệm

- Do đặc điểm của các tấm bản mặt bê tông dài và mỏng nên dễ phát sinh nứt nẻ

nguy hại. Theo kinh nghiệm của các đập đã thi công trên thế giới và ở nước ta, khi

chiều rộng khe nứt của bê tông bản mặt vượt quá 0.2mm phải tiến hành xử lý đặc

biệt. Để đảm bảo ổn định phải tiến hành xử lý từng đường nứt một, phương pháp xử

lý là chèn nhựa đặc biệt (có thể dùng nhựa SR) vào khe nứt và dán lên tấm phủ bảo

vệ chống thấm (có thể dùng tấm SR loại gia cường EPDM). Các loại vật liệu trên đã

được dùng để xử lý khe nứt bản mặt ở đập Tuyên Quang. Kinh phí xử lý đã được dự

trù vào dự toán.

- Bê tông bản mặt chỉ được phép thi công khi khối đập đã đắp vượt trên cao độ

cần đổ > 5m, thời gian chính xác để đổ bê tông bản mặt ở đập Cửa Đạt được quyết

định qua quá trình theo dõi quan trắc lún.

- Bê tông bản mặt đợt I-3 thi công từ 15/3/2008 đến 15/5/2008, đây là thời gian

nắng nóng nên sẽ ảnh hưởng không nhỏ đến chất lượng bê tông. Khi thi công bê

tông, vật liệu tại bãi trữ phải được làm mát bằng hệ thống phun sương liên tục trước

khi đưa vào trạm trộn, không tưới nước trực tiếp vào cốt liệu khi nhiệt độ nước ≥

28oC. Làm giảm nhiệt độ tại vị trí đổ (mặt đập) bằng cách phun sương hoặc các biện

pháp khác, vấn đề này sẽ được xem xét và quyết định cụ thể tại hiện trường khi thi

công trên cơ sở thuận lợi cho thi công và đảm bảo kỹ thuật.

- Cao trình thi công bê tông bản mặt đợt I-3 tối thiểu đến ∇+55.0m. Tùy theo

tình hình thực tế thi công các bên hữu quan sẽ xem xét, quyết định điều chỉnh tại

91

hiện trường vào cuối mùa khô năm 2008 có thể đổ bê tông lên cao hơn để giảm chi

phí gia cố chống lũ cho mái đập, tăng an toàn cho đập trong mùa lũ 2008.

- Công tác đắp đập vượt lũ 2008 (đến ∇+100m) dự kiến hoàn thành vào đầu

tháng 7/2008, vì vậy việc đưa đá từ bãi trữ thượng lưu về đắp đập sẽ kết thúc trong

thời gian này. Đầu tháng 7 có thể cắt đường qua bản chân vai trái (BM2÷BM3) để

có thể thi công bê tông bản mặt các tấm từ T2÷T14 trong tháng 7/2008.

- Thành phần cấp phối của vữa xi măng + tro bay sẽ được thí nghiệm tại hiện

trường cùng với thí nghiệm cấp phối bê tông bản mặt để tìm ra cấp phối tối ưu.

92

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

I. Kết luận

Công nghệ xây dựng đập CFRD rất phổ biến trên thế giới, ở nước ta đã và đang

được ứng dụng ngày một nhiều hơn như đập Rào Quán huyện Hướng Hóa, tỉnh

Quảng Trị, đập Tuyên Quang, đập Cửa Đạt - Thanh Hóa… Vì nó có nhiều ưu điểm

và mang lại hiệu quả kinh tế kỹ thuật cao.

Nhiều nước trên thế giới đã có quy trình, quy phạm riêng cho loại đập này, riêng

nước ta chưa có quy trình, quy phạm thiết kế thi công cho loại đập này mà hầu hết

tham khảo của các nước khác, đặc biệt của Trung Quốc, Mỹ , Nhật… để soạn quy

trình, quy phạm riêng cho từng công trình đã xây dựng.

Trong bản luận văn này tác giả đã tổng kết một số mặt cắt điển hình của CFRD

và những vấn đề kỹ thuật như: Vật liệu đắp đập, thiết kế bố trí các khối trong thân

đập, công nghệ thi công các bộ phận: bản chân, các khối đắp chính trong thân đập,

các khối chuyển tiếp và bản mặt bê tông.

Trong luận văn tác giả đã nêu lên được một số bài học kinh nghiệm ở công trình

Cửa Đạt như kiến nghị thay đổi cốt thép một lớp thành hai lớp ở bản mặt, để tăng an

toàn chống thấm cho đập; các công nghệ thi công, tổ chức thi công, lựa chọn thiết bị

thi công đầm nén, tốc độ lên cao đập, chiều dày lớp đá đắp…

Một bài học rất đáng giá là nếu quá trình thi công CFRD cho phép nước lũ tràn

qua cần phải tính toán nghiên cứu kỹ cao trình, chiều rộng của mặt cắt dẫn dòng và

tiêu năng phòng xói cho đập, bờ và hạ lưu đập.

Sự cố nứt bản mặt bê tông và xử lý nó là những bài học quan trọng cần tiếp tục

nghiên cứu cả về nguyên nhân và cách xử lý.

Trong luận văn do thời gian và trình độ có hạn nên chưa rút ra được nhiều bài

học sâu sắc khác.

II. Kiến nghị

Trong quá trình áp dụng công nghệ xây dựng đập CFRD chúng ta cần phải tiến

hành nghiên cứu kỹ từng khâu khảo sát thiết kế và thi công để đảm bảo yêu cầu kỹ

thuật và hạ giá thành xây dựng phù hợp với điều kiện nước ta.

93

Cần tăng cường tổng kết, rút kinh nghiệm để làm tài liệu tham khảo để ngày một

hoàn chỉnh công nghệ thiết kế cũng như thi công.

Cần tiến hành xây dựng tiêu chuẩn, quy trình, quy phạm cho phù hợp với tình

hình thực tế ở nước ta để tạo điều kiện cho kỹ sư thiết kế xây dựng chủ động áp

dụng loại đập này ở nước ta ngày một nhiều hơn.

94

TÀI LIỆU THAM KHẢO

TiÕng ViÖt

1. Bé thñy lîi ®iÖn lùc Trung Quèc (1984), Quy ph¹m thiÕt kÕ ®Ëp ®Êt ®¸ kiÓu

®Çm nÐn SDJ 218-84.

2. Bé thñy lîi ®iÖn lùc Trung Quèc (1988), Quy ph¹m thiÕt kÕ ®Ëp ®¸ ®æ b¶n

mÆt bª t«ng SL/228-98.

3. Bé thñy lîi ®iÖn lùc Trung Quèc (1983), Quy ph¹m kü thuËt thi c«ng ®Ëp

®Êt ®¸ kiÓu ®Çm nÐn SDJ 213-83.

4. PGS.TS Lª §×nh Chung (2005), §Ò c−¬ng thÝ nghiÖm hiÖn tr−êng ®Çm nÐn

®¸ phôc vô ®¾p ®Ëp chÝnh hå chøa n−íc Cöa §¹t.

5. C«ng ty t− vÊn X©y dùng Thñy lîi I (2004), B¸o c¸o biÖn ph¸p tæ chøc x©y

dùng, c«ng tr×nh ®Çu mèi thñy lîi Cöa §¹t giai ®o¹n TKKT.

6. C«ng ty t− vÊn X©y dùng Thñy lîi I (2005), Quy ®Þnh kü thuËt thi c«ng

c«ng tr×nh ®Çu mèi thñy lîi Cöa §¹t-TËp 2-§Ëp chÝnh.

7. C«ng ty t− vÊn x©y dùng ®iÖn I (2002), §iÒu kiÖn kü thuËt thi c«ng ®Ëp ®¸

®æ bª t«ng b¶n mÆt - c«ng tr×nh thñy ®iÖn Tuyªn Quang.

8. Phan §×nh §¹i (1992), Thi c«ng ®Ëp thñy ®iÖn Hoµ B×nh. Nhµ xuÊt b¶n x©y

dùng.

9. §Ëp lín ë Trung Quèc tæng quan 50 n¨m (2000). Nhµ xuÊt b¶n ®iÖn lùc

Trung Quèc.

10. Quy ph¹m thi c«ng ®Ëp ®¸ ®æ b¶n mÆt bª t«ng DL/T 5128-2001 (2001),

Tiªu chuÈn ngµnh ®iÖn lùc Trung Quèc.

11. Quy tr×nh ®æ n−íc thÝ nghiÖm x¸c ®Þnh hÖ sè thÊm QTTL B.3.74 (1974),

Bé thñy lîi (cò). Nhµ xuÊt b¶n N«ng nghiÖp.

12. TS. Lª Xu©n Roanh (2005), Chuyªn ®Ò c«ng nghÖ míi thi c«ng ®Êt ®¸, Bµi

gi¶ng sau ®¹i häc, Tr−êng ®¹i häc Thñy lîi, Hµ néi.

13. Tiªu chuÈn x©y dùng ViÖt nam (2002), C«ng tr×nh thñy lîi c¸c quy ®Þnh

chñ yÕu vÒ thiÕt kÕ TCXDVN 285:2002. Nhµ xuÊt b¶n X©y dùng.

95

14. Tiªu chuÈn ViÖt nam (1995), X¸c ®Þnh khèi l−îng thÓ tÝch kh« vµ ®é Èm

tèt nhÊt cña ®Êt nÒn s©n thÝ nghiÖm TCVN 4201-1995. Nhµ xuÊt b¶n X©y

dùng.

15. Tiªu chuÈn ViÖt nam (1987), X¸c ®Þnh thµnh phÇn h¹t vµ c¸c chØ tiªu c¬ lý

cña ®¸ TCVN 1772-1987. Nhµ xuÊt b¶n X©y dùng.

16. Tiªu chuÈn ngµnh (1979), X¸c ®Þnh ®é chÆt cña nÒn 22TCN 13-79, Bé

thñy lîi (cò).

17. Tæng quan vÒ sù ph¸t triÓn ®Ëp ®¸ ®æ bª t«ng b¶n mÆt (2000), ViÖn nghiªn

cøu khoa häc thñy lîi, thñy ®iÖn Trung Quèc, Lª V¨n Cung dÞch n¨m 2000.

18. Tr−êng ®¹i häc Thñy lîi (1987), Gi¸o tr×nh thi c«ng tËp 1, 2. Nhµ xuÊt b¶n

N«ng nghiÖp.

TiÕng Anh

19. Guidelines for Design of high CFRD, Hội CFRD quốc tế, 2008.

20. J.Barry Cooke and L.Sherard (1985), Concrete Face Rockfill Dams

Design, construction and performance American society of civil engineers.

96

PHỤ LỤC