Đang tải... (xem toàn văn)
Microsoft Word Loi cam doan doc LỜI CẢM ƠN Luận văn “Nghiên cứu phương pháp khoan phụt vữa xi măng tuần hoàn áp lực cao xử lý nền công trình thuỷ lợi và ứng dụng xử lý nền đập tràn Tả Trạch – Thừa Thi[.]
LỜI CẢM ƠN Luận văn “Nghiên cứu phương pháp khoan vữa xi măng tuần hoàn áp lực cao xử lý cơng trình thuỷ lợi ứng dụng xử lý đập tràn Tả Trạch – Thừa Thiên Huế” hoàn thành trường Đại học Thủy Lợi Tác giả xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc đến PGS.TS.Nguyễn Văn Bản GS.TS Vũ Thanh Te tận tình hướng dẫn tác giả hồn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn giảng viên Khoa công trình - Trường đại học Thủy Lợi, đồng nghiệp ngành cung cấp tài liệu phục vụ cho luận văn Do hạn chế mặt thời gian, kiến thức khoa học kinh nghiệm thực tế nên q trình nghiên cứu để hồn thành luận văn, chắn khó tránh khỏi thiếu sót Tác giả mong nhận nhận xét đóng góp nhà chun mơn Hà Nội, ngày 12 tháng năm 2015 Tác giả Trương Công Đức LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ kỹ thuật với đề tài “Nghiên cứu phương pháp khoan vữa xi măng tuần hoàn áp lực cao xử lý cơng trình thuỷ lợi ứng dụng xử lý đập tràn Tả Trạch – Thừa Thiên Huế” đề tài nghiên cứu riêng tơi Các số liệu trình bày luận văn trung thực, tổng hợp từ thực nghiệm Hà Nội 12, tháng năm 2015 TÁC GIẢ LUẬN VĂN Trương Công Đức DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Kết khoan ép nước kiểm tra khoan cơng trình thuỷ điện Sông Ba Hạ……………………………………………… 21 Bảng 2.2: Một số kết khoan ép nước kiểm tra khoan đập hồ chứa nước Định Bình………………………………… 22 Bảng 2.3: Kết khoan ép nước kiểm tra khoan đập chính, cơng trình hồ chứa nước Sơng Sào………………………… 23 Bảng 2.4: Một số kết khoan ép nước kiểm tra khoan đập hồ chứa nước Sơng Lịng Sơng………………………… 23 Bảng 2.5 Một số kết khoan ép nước kiểm tra khoan đập hồ chứa nước EASOUP thượng………………………… 24 Bảng 2.6 Giá trị RMR tính phương pháp cho điểm yếu tố để tính độ bền địa chất GSI (theo Bieniawski, 1989) 29 Bảng 2.7: Hệ số tin cậy theo cấp cơng trình……………………… 39 Bảng 2.8: Građient cột nước cho phép chắn……………… 44 Bảng 2.9: Chiều dày theo građient thuỷ lực cho phép (Jcp) 45 Bảng 2.10: Các trị số Po P……………………………………… 49 Bảng 2.11: Lưu lượng vữa lớn cho phép……………………… 50 Bảng 2.12: Lưu lượng vữa nhỏ cho phép……………………… 51 Bảng 2.13: Thành phần vữa xi măng chọn sơ theo lượng nước đơn 52 vị Bảng 3.1: Áp lực thiết kế dự kiến…………………………… 77 Bảng 3.2: Kết ép nước thí nghiệm trước vữa……… 81 Bảng 3.3: Bảng áp lực thiết kế tối đa áp lực thực tế khu vực TN1……………………………………………………… Bảng 3.4: Kết khoan ép nước kiểm tra khu vực TN 1……… 82 83 Bảng 3.5: Bảng thống kê kết thí nghiệm mẫu khu vực thí nghiệm 1………………………………………………………… 85 Bảng 3.6: Áp lực tối đa…………………………………… 87 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Ngun lý số công nghệ khoan chống thấm cho công trình thuỷ lợi……………………………………………… 11 Hình 2.1: Sơ đồ bố trí khoan vữa xi măng hố khoan 17 Hình 2.2: Sơ đồ bố trí khoan vữa xi măng tuần hồn áp lực cao hố khoan……………………………………………… 27 Hình 2.3: Sơ đồ cắt dọc đập có chống thấm, độ sâu S=f(Z)…………………………………………………………… 37 Hình 2.4: Sơ đồ thiết kế chống thấm đập đất có tường lõi đá…………………………………………………… 38 Hình 2.5: Sơ đồ thiết kế chống thấm đập đất có lõi tường nghiêng……………………………………………… 39 Hình 2.6: Sơ đồ tính tốn chiều dày chắn…………………… 42 Hình 3.1: Sơ đồ bố trí hố khoan thí nghiệm…………… 69 Hình 3.2: Sơ đồ bố trí thiết bị khoan phân đoạn phụt…… 76 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Nền cơng trình thủy lợi đóng vai trò quan trọng việc đảm bảo an tồn khai thác cơng trình hồ chứa nói riêng cơng trình thuỷ lợi nói chung Khi bị ổn định (bị thấm không đủ khả chịu lực) gây ảnh hưởng lớn tới làm việc cơng trình, đặc biệt q trình vận hành khai thác cơng trình sau Do vậy, việc xử lý chống thấm, gia cố tăng ổn định công việc đặc biệt quan trọng, góp phần khơng nhỏ đến tính ổn định bền vững cơng trình Hiện nay, Việt Nam việc xử lý đất, đá yếu thực với nhiều phương pháp khác Mỗi phương pháp có ưu nhược điểm, khả ứng dụng tính hiệu kinh tế kỹ thuật riêng, phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: Tính chất địa chất nền, hình thức kết cấu, quy mơ cơng trình….vv Phương pháp khoan vữa xi măng tuần hoàn áp lực cao phương pháp xử lý chống thấm, gia cố tăng ổn định hiệu nghiên cứu áp dụng Việt Nam Đập tràn Tả Trạch xây dựng sông Tả trạch, huyện Hương Thuỷ, tỉnh Thừa Thiên Huế Đập tràn hạng mục quan trọng cơng trình Hồ chứa nước Tả Trạch cơng trình thuỷ lợi lớn Việt Nam Đập tràn xây dựng địa chất phức tạp Vì vậy, biện pháp xử lý chống thấm gia cố tăng ổn định đặt lên hàng đầu Đề tài “Nghiên cứu phương pháp khoan vữa xi măng tuần hoàn áp lực cao xử lý cơng trình thủy lợi ứng dụng xử lý đập tràn Tả Trạch – Thừa Thiên Huế” cần thiết, có ý nghĩa khoa học thực tiễn 2 Mục đích đề tài Nghiên cứu phương pháp khoan vữa xi măng tuần hoàn áp lực cao xử lý cơng trình thủy lợi tính khả thi phương pháp xử lý đập tràn Tả Trạch Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu Cách tiếp cận: - Tiếp cận lý thuyết, tìm hiểu tài liệu phương pháp khoan vữa xi măng tuần hoàn áp lực cao - Tiếp cận nghiên cứu quy trình, quy phạm có liên quan Phương pháp nghiên cứu: - Phương pháp thu thập phân tích tổng hợp tài liệu - Phương pháp nghiên cứu lý tuận kết hợp tính tốn - Phương pháp tiếp cận thực tế Kết dự kiến đạt Nghiên cứu tính hiệu khả ứng dụng phương pháp khoan vữa xi măng tuần hồn áp lực cao xử lý cơng trình thủy lợi ứng dụng phương pháp công tác xử lý đập tràn Tả Trạch CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG Nền cần xem phận cấu thành thống cơng trình, với thân cơng trình chống lại tác động phá hoại thường xuyên thiên nhiên mà trước hết nước để đảm bảo cơng trình làm việc an tồn bền vững lâu dài Vì điều kiện địa chất có vai trị quan trọng an tồn cơng trình Để cho có chất lượng tốt phịng tránh cố, nhiệm vụ thiết kế cần tìm biện pháp xử lý thích hợp Trước hết cần nhận thức tầm quan trọng đặc biệt công trình, để có quan tâm mức, đầu tư nghiên cứu cẩn thận tài liệu địa chất nền, sau tìm biện pháp xử lý tốt Kinh nghiệm thực tế cho thấy chi phí cho biện pháp xử lý thường tốn u cầu thiết kế cơng trình chất lượng tốt cơng trình an tồn, xảy cố cơng trình gây hậu nghiêm trọng, có cịn gây tai họa chi phí để khắc phục cố đập gây có cịn lớn nhiều lần chi phí để xử lý ban đầu Hiện gia cố đất, đá yếu thực với nhiều phương pháp xử lý khác nhiều nước giới Việt Nam Các phương pháp xử lý gia cố có đặc tính riêng biệt Mỗi phương pháp xử lý có mục đích, khả ứng dụng, tính hiệu kỹ thuật, kinh tế khác phụ thuộc vào tính chất tầng đất đá nằm phân bố xung quanh móng cơng trình, phụ thuộc vào loại cơng trình, vị trí quy mơ cơng trình xây dựng vv 1.2 ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA NỀN CƠNG TRÌNH THỦY LỢI Cơng trình thủy lợi xây dựng loại khác nhau, tuỳ theo tính chất loại để đưa giải pháp kết cấu đập cho phù hợp (Đập đất, đập đất đá hỗn hợp, đập đá đổ, đập bê tông trọng lực ) Do cơng trình xây dựng sông suối nên tạo chênh lệch mực nước thượng lưu hạ lưu, tác dụng cột nước chênh lệch mà sinh chuyển động nước qua lỗ rỗng khe nứt từ thượng lưu hạ lưu (hiện tượng thấm nước) Thấm đập gây tác hại như: - Tổn thất lưu lượng nước từ thượng lưu xuống hạ lưu - Dòng thấm gây nên áp lực lên đáy cơng trình có hướng từ lên trên, áp lực thấm làm giảm nhẹ cơng trình giảm khả chống trượt - Nước thấm gây nên tác dụng hố học đá, hồ tan mang hạ lưu loại muối khoáng, giảm sức chịu tải - Trong đất, nước thấm mang theo hạt đất nhỏ làm thay đổi tính chất lý gây lún trượt - Khi dòng thấm hạ lưu, đường dòng gần hướng thẳng đứng lên Do áp lực thấm tác dụng lên vùng đất khu vực mà số trường hợp nâng khối đất lên (Hiện tượng đùn đất) Nói chung, cơng trình thủy lợi làm việc tác dụng nhiều yếu tố như: Trọng lượng thân cơng trình, áp lực thấm, xói ngầm vv Vì việc xử lý đập vấn đề quan trọng định đến tính khả thi an tồn cho cơng trình 1.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ GIA CỐ NỀN CƠNG TRÌNH THỦY LỢI 1.3.1 Xử lý lớp đệm Xử lý lớp đệm nhằm mục đích tăng sức chịu tải làm giảm tính nén lún Người ta thường xử lý đệm cát, đất, đá, sỏi 1.3.1.1 Xử lý đệm cát - Dưới tác dụng tải trọng cơng trình σđất giảm theo độ sâu Khi gặp đất yếu người ta thay tầng đệm cát đủ sức chịu tải trọng tận dụng khả lớp đất yếu nằm - Tác dụng tầng đệm cát : + Giảm độ lún móng + Giảm chênh lệch lún móng phân bố lại σ đất + Giảm độ sâu chơn móng → tiết kiệm vật liệu làm móng + Tăng tốc độ cố kết nền, rút ngắn trình lún, tăng nhanh sức chịu tải - Sử dụng lớp đệm cát có hiệu lớp đất yếu trạng thái bão hồ nước có chiều dày < 3m khơng xuất nước ngầm có áp - Đệm cát thi cơng theo trình tự sau: Rải → San → Đầm & kiểm tra độ chặt 1.3.1.2 Xử lý đệm đất Trong thực tế xây dựng đất yếu bùn, bồi tích v.v Người ta đào bỏ thay vào lớp đất đắp 1.3.1.3 Xử lý đệm đá sỏi - Khi lớp đất yếu dày < 3m trạng thái bão hoà nước lớp đất yếu lớp đất chịu lực tốt xuất nước có áp lực cao dùng đệm cát sỏi - Trình tự thi cơng: Giống đệm cát riêng lớp đệm đá yêu cầu phải xếp chèn thật tốt khơng ổn định tồn lớp đệm 1.3.2 Xử lý cọc Xử lý cọc nhằm mục đích sau : - Khắc phục hạn chế biến dạng lún có trị số q lớn biến dạng khơng - Bảo đảm ổn định cho công trình có tải trọng ngang tác dụng - Giảm bớt vật liệu xây làm móng khối lượng đào, đắp - Có thể giới hố thi công chế tạo nên rút ngắn thời gian thi công 1.3.3 Xử lý nổ mìn ép - Nội dung phương pháp: Người ta khoan lỗ, bố trí lỗ mìn dài phạm vi cần gia cố dạng hình tam giác Sau nổ mìn tạo thành giếng có thành vách tương đối chặt → lấp cát đầm chặt