Tính cấp thiết củađềtài
Công trình thủy lợi, thủy điện là những công trình có vốn đầu tư lớn từ vài chục đến hàng ngàntỷđồng, nhiệm vụ chủ yếu là trữ nước, dùng cột nước để cấp nước, phát điện, phòng lũ… Nếu công trình bị thấm, mất nước thì hiệu quả đầu tư sẽ thấp, đôi khi công trình không phát huy được tácdụng.
Công trình thủy lợi, thủy điện là sản phẩm đơn chiếc, nó không thể áp dụng máy móc hoàn toàn một mẫu hình của công trình khác bởi nó phụ thuộc vào đặc điểm tự nhiên, vị trí và nhiệm vụ công trình Đặc biệt công tác chống thấm cho nền phụ thuộc phần lớn vào đặc điểm địa chất, tính cơ lý của nền và cột nước công tác của hồ chứa.
Công tác xử lý chống thấm cho nền nằm sâu dưới mặt đất, không thể quan sát bằng mắt thường và khó đánh giá chất lượng công tác khoan phụt cho nên cần có những giải pháp chủ động từ khâu thiết kế đến quá trình thi công, nghiệm thu để chủ động đảm bảo chất lượng công trình đạt yêu cầu chống thấm đềra.
Nền không xử lý chống thấm hoặc xử lý nhưng không đạt yêu cầu sẽ dẫn đến mất nước, có thể gây xói ngầm làm công trình mất an toàn, sự cố vỡ đập có thể xảy ra.
Với những đặc điểm và yêu cầu nêu trên, đề tài “Nghiên cứu giải pháp tổchức quản lý bảo đảm chất lượng khoan phụt vữa xử lý chống thấm nền công trình thủy lợi, thủy điện” mang ý nghĩa thiết thực, cần thiết nhằm nâng cao hiệu quả đầu tư, phòng ngừa các sự cố có thể xảy ra đối với các công trình thủy lợi, thủy điện.
Mục đích củađềtài
Một là, nắm được đặc điểm kỹ thuật và nội dung các phương pháp phụt xi măng xử lý chống thấm nền đập để có giải pháp quản lý bảo đảm chất lượng công trình.
Hai là, đề xuất các phương pháp chủ động để đảm bảo chất lượng và kiểm tra đánh giá chất lượng trong quá trình thi công và kết thúc công tác khoan phụt xi măng.
Ba là, áp dụng phương pháp tổ chức quản lý công tác khoan phụt chống thấm vào công trình cụ thể: Thủy điện Lai Châu
Cách tiếp cận và phương phápnghiêncứu
- Tìm hiểu các tài liệu đã được nghiên cứu và ứngdụng;
- Khảo sát thực tế ở những công trình đã ứng dụng ở ViệtNam;
- Các đánh giá của các chuyêngia.Phương pháp nghiêncứu:
- Nghiên cứu tổng quan lý thuyết và thựctiễn
- Nghiên cứu ứng dụng ở ViệtNam;
4 Kết quả dự kiến đạtđược
Tổng quan về công tác khoan phụt chống thấm trong các công trình thủy lợi,thủy điện hiện tại, đề xuất những giải pháp tổ chức quản lý phù hợp bảo đảm hiệu quả, chất lượng công tác khoan phụt xi măng chống thấm cho nền công trình, áp dụng cụ thể cho công trình Thủy điện Lai Châu.
Dự kiến kết quảđạtđược
Mởđầu
Công trình thủy lợi – thủy điện xây dựng trên các nền đá nứt nẻ hoặc cuội sỏi có hệ số thấm lớn, khi có độ chênh cột nước thượng hạ lưu sẽ làm xuất hiện dòng thấm ở nền và bờ; dòng thấm qua nền và hai bên vai công trình sẽ làm mất nước hồ chứa và còn gây nên áp lực lên đáy công trình có phương thẳng đứng với mặt đáy,làm giảm khả năng chống trượt cũng như sự ổn định của công trình Nước thấm cũng có thểgâynên phản ứng hóa học, làm hòa tan chất muối trong nền và hình thành nên xói ngầm hóa học, có thể mang đi các hạt đất rất nhỏ về hạ lưu và dẫn đến xói ngầm cơ học Để hạn chế lượng nước thấm (giảm lưu lượng thấm đơn vị q),giảm áp lực thấm lên đáy công trình và giảm gradien thấm J ở cửa ra để tránh xói ngầm và mất nước, cần phải có những biện pháp để chống thấm cho nền công trình.Một trong những biện pháp phổ biến được sử dụng để chống thấm cho nền công trình rất hiệu quả là khoan phụt vữa tạo màn chốngthấm.
Các phương pháp xử lý làm tăng khả năng chống thấm của nềncôngtrình
Dòng thấm gây ra nhiều ảnh hưởng bất lợi có tính chất nghiêm trọng đối với công trình Do đó trong các công trình thủy lợi – thủy điện, đặc biệt là các đập ngăn nước bắt buộc cần phải có các biện pháp phòng chống thấm cho nền công trình nhằm các mục đích sau:
- Giảm áp lực thấm dưới bản đáy để tăng ổn định cho côngtrình;
- Giảm gradien thấm ở cửa ra để tránh xói ngầm và mấtnước.
Tùy theo đặc điểm của công trình có thể đặt ra đồng thời cả 3 mục tiêu trên, hoặc chỉ một trong số đó Chẳng hạn đối với hồ chứa thì cần hạn chế lưu lượng thấm, còn đối với một số loại cống thì yêu cầu này không bắt buộc.
Ngoài ra, khi đề xuất các biện pháp công trình để phòng và chống thấm, cần phân tích các điều kiện cụ thể để thỏa mãn cả 2 yêu cầu là kỹ thuật và kinh tế.
Có nhiều phương pháp để giảm lượng thấm qua nền công trình, tùy vào điều kiện địa chất, chiều sâu tầng thấm và điều kiện thi công mà lựa chọn những phương pháp xử lý hợp lý.
1.2.1 Giải pháp chống thấm bằng tường nghiêng và sânphủ
Hình 1.1 – Sơ đồ chống thấm bằng tường nghiêng và sânphủ
- Nội dung: Xây dựng tường nghiêng và sân phủ phía thượng lưu đập, thường làm bằng đất sét, đất có hệ số thấm nhỏ như trong hình 1.1 Tường nghiêng, sân phủ có tác dụng kéo dài đường viềnthấm.
- Ưu điềm: Sử dụng vật liệu địa phương nên giá thành rẻ, thi công đơn giản, thời gian thi công ngắn và có thể thi công song song với thi công thân đập nên rút ngắn được thời gian xây dựng côngtrình.
- Nhược điểm: Tác dụng giảm lượng thấm không được nhiều, nếu có yêu cầu giảm lượng thấm lớn thì chiều dài sân phủ phải rất lớn, làm kinh phí xây dựng tăng lênnhiều.
- Điều kiện áp dụng: Thường ứng dụng với công trình đập đất, đập đá đổ nằm trên nền thấm mỏng, cột nước thấm không lớn lắm, đất làm vật liệu chống thấm sẵncó.
1.2.2 Giải pháp chống thấm bằng tường răng kết hợp lõigiữa
Hình 1.2 – Sơ đồ chống thấm bằng tường răng kết hợp lõi giữa
- Nội dung: Làm tường răng kết hợp lõi giữa bằng vật liệu có hệ số thấm nhỏ để chống thấm cho thân và nền đập như trong hình1.2.
- Ưu điểm: Thi công đơn giản, thời gian thi công nhanh, giá thành rẻ; so với giải pháp dùng tường nghiêng sân phủ thì có khối lượng íthơn.
- Nhược điểm: Khả năng giảm lượng nước thấm không đượcnhiều.
- Điều kiện áp dụng: Thường áp dụng đối với đập đất có lõi giữa xây dựng trên nền thấm nước và chiều dày tầng thấm nước không lớn lắm, vật liệu sẵncó.
1.2.3 Giải pháp chống thấm bằng tường hàobentonit
Hình 1.3 – Sơ đồ chống thấm bằng tường hào bentonit
- Nội dung: Công nghệ chống thấm bằng tường hào bentonit sử dụng máy đào hào chuyên dụng để moi đất và thay thế vào đó bằng vật liệu (dung dịch xi măng + bentonit hoặc xi măng + đất sét tại chỗ nghiền mịn) có tính chống thấm cao. Trong quá trình đào phải chống sập vách bằng vữa bentonit như trong hình1.3.
- Ưu điềm: Độ tin cậy cao, chủ động kiểm soát chấtlượng.
- Nhược điểm: Thiết bị thi công cồngkềnh.
- Điều kiện áp dụng: Áp dụng hiệu quả đối với nền cát, cát cuội sỏi, đất có chiều sâu tới 60m Khuyến cáo chỉ sử dụng công nghệ này để chống thấm cho đập cũ vì với đập mới đắp thì có hiện tượng nứt tách giữa tường và thânđập.
1.2.4 Giải pháp chống thấm bằng khoan phụt truyền thống
Hình 1.4 – Sơ đồ chống thấm bằng khoan phụt truyền thống
- Nội dung: Khoan phụt truyền thống còn được gọi là khoan phụt có nút bịt.Nguyên lý của công nghệ này là bơm dung dịch chất kết dính (xi măng, đất sét, hoá chất, )vàotrongđấtđádướimộtáplựcphùhợp(thườngtừvàiatmđếnvàichục atm tùy thuộc đối tượng xử lý, loại đất và thiết bị công nghệ) Nút bịt có tác dụng bịt không cho dung dịch trào lên miệng hố khoan Sơ đồ chống thấm bằng khoan phụt chống thấm như trong hình1.4.
- Ưu điểm: Khả năng chống thấm tốt, quy trình thi công đã khá hoàn chỉnh và thốngnhất.
- Điều kiện áp dụng: Giải pháp này có thể áp áp dụng thích hợp cho nền là lớp bồi tích dày, phía dưới là đá phong hóa nứt nẻ mạnh, hoặc trong lớp bồi tích có lẫn đá lăn, đá tảng lớn Đặc biệt phương pháp này áp dụng phổ biến cho nền đá nứt nẻ ít hoặc nứt nẻlớn.
1.2.5 Giải pháp chống thấm bằng cọc xi măng + đất (Công nghệ khoan phụt áplựccao)
Hình 1.5 – Sơ đồ chống thấm bằng cọc xi măng + đất
- Nội dung: Đặc điểm của giải pháp chống thấm bằng cọc xi măng + đất là sử dụng công nghệ khoan phụt áp lực cao tạo ra cột đất gia cố từ vữa phụt và đất nền. Nhờ tia nước và vữa phun ra với áp suất cao (từ 200÷400 atm), vận tốc lớn (100m/s), các phần tử đất xung quanh hố khoan bị xói tơi ra và hoà trộn với vữa phụt, sau khi đông cứng tạo thành một khối đồng nhất gọi là cọc xi măng đất (XMĐ) Cọc xi măng đất vừa có tác dụng chịu lực vừa có tác dụng chống thấm Sơ đồ chống thấm như trong hình1.5.
- Ưu điểm: Khả năng chống thấm tốt, ngoài ra có tác dụng gia cố nền, giá thành rẻ hơn so với khoan phụt truyềnthống.
- Nhược điểm: Thi công phứctạp.
- Điều kiện áp dụng: Giải pháp chống thấm này áp dụng thích hợp cho đất nền cát sỏi hạt rời đến đất bùn sét, kích thước hạt từ 0,005mm đến 10mm; không áp dụng cho nền đá, đá nứt nẻ có đá lăn, đátảng.
Đặc điểm của công tác khoan phụt xử lý nền và những yêu cầu kỹ thuật khi thiết kế, thi công mànchống thấm
1.3.1 Đặc điểm của công tác khoan phụt xử lýnền
Về bản chất, phụt là kỹ thuật đưa một lượng hỗn hợp chất lưu (lỏng – khí) vào môi trường đất có khe – lỗ hổng hoặc đá nứt nẻ - lỗ rỗng nhằm mục đích giảm tính thấm xuống mức cần thiết hoặc gia cường tính ổn định và chịu lực của chúng, hoặc cả hai.
Những mục đích của công tác khoan phụt có hai mức độ thời gian: tạm thời hoặc vĩnh cửu Dây chuyền thiết bị trên mặt đất nhằm tạo ra và đưa chất lưu vào đất đá gọi là công nghệ phụt, còn chính chất lưu có tính năng đáp ứng những mục đích trên được gọi là vữa phụt.
1.3.2 Những yêu cầu kỹ thuật khi thiết kế, thi công màn chốngthấm
Khi thiết kế, thi công màn chống thấm cần phải đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật sau:
- Màn chống thấm là một bộ phận của công trình nên phải đạt được các tiêu chuẩn như thiết kế công trình (về tuổi thọ, độ ổn định, độbền,…);
- Màn chống thấm có tác dụng làm giảm được lưu lượng thấm theo yêucầu;
- Đảm bảo và vượt tiến độ thicông.
Đặc điểm của phương pháp khoan phụt xi măng trongnềnđá
Theo TCVN 8645-2011: Nền công trình thủy công được coi là nền đá khisứcchố ng n é n t ứcthờimộtt rụcR R n Rc a ủa c á c mẫuđ ák h ô n gt h ấ p h ơn50 daN/cm2.Khác với các loại nền khác như đất, cuội sỏi, khi nghiên cứu nền đá, ta còn phải xác định được thế nằm của đá, mức độ và sự phân bố nứt nẻ, phương của các nứtnẻ…
Nền đá nói chung có độ rỗng nhỏ Đối với nền là đá phún xuất thì độ rỗng khoảng 0,5÷0,8%; đối với đá trầm tích là 4÷35% Hệ số thấm qua đá nguyên khối khoảng 10 -6 ÷10 -9 cm/s Vì vậy, có thể bỏ qua hiện tượng thấm qua lỗ rỗng trong đá. Thấm ở nền đá chủ yếu là qua các khe nứt Các khe nứt qua khối đá được hình thành do quá trình kiến tạo, đoạn tầng, tác dụng của phong hóa hay do nổ mìn khi đào móng gây nên v.v… Chiều rộng khe nứt thường từ vài mm đến vài cm hoặc hơn nữa Nước từ thượng lưu thấm qua các khe nứt trong nền đá công trình và thoát ra hạlưu.
Phương pháp khoan phụt xi măng trong nền đá là phương pháp đưa vữa xi măng vào trong các khe rỗng của nền đá công trình xây dựng bằng thiết bị khoan phụt.
Theo TCVN 8645-2011, những nền đá có đặc tính sau đây mới áp dụng biện pháp khoan phụt xi măng:
- Nền là đá cứng hoặc nửa cứng bị nứt nẻ, có độ mở rộng khe nứt từ 0,1mm đến10mm;
- Lượng mất nước đơn vị trong phạm vi từ 0,01lit/(phút.m 2 )đ ế n
10lit/(phút.m 2 PP)vàvậntốcchuyểnđộngcủanướcngầmnhỏhơn2400m/d(2,8.10 -2 PP m/s);
- Thành phần hóa học của nước ngầm không phá hoại quá trình ninh kết và đông cứng của dung dịch vữa ximăng. Đặc điểm của phương pháp khoan phụt xi măng trong nền đá là được tiến hành sâu trong lòng đất nên việc kiểm soát chất lượng khá phức tạp, đòi hỏi cần có quy trình đồng bộ và chính xác ngay từ khâu thiết kế ban đầu và trong khi thi công.
1.5 Tổng quan về công nghệ khoan phụt ở Việt Nam và những tiến bộ công nghệ trên thếgiới
Từ đầu thế kỷ trước, phụt đã được áp dụng trong xử lý nền móng công trình. Trong hơn nửa thế kỷ, chủ yếu có hai công nghệ phụt: phụt đáy mở và phụt phân đoạn từ trên xuống hoặc từ dưới lên, tức phân đoạn thụ động tùy thuộc địa tầng Từ hơn ba thập niên trước, phụt phân đoạn chủ động tức phụt ống bọc (còn gọi là hai nút) mới đi vào hoàn thiện công nghệ Tuy nhiên, trong 20 năm gần đây đánh dấu sự ra đời phong phú của các công nghệ tiên tiến nhất như phụt dòng (tia) quét, phụt siêu áp, phụt nén-rung, … thậm chí không những xử lý móng mà còn tạo chính những cọc móng cho công trình Khoan cọc nhồi gần đây thực chất cũng là một biến thể của công tác phụt. Đi đầu về công nghệ phụt là những nước phát triển, nơi có điều kiện thuận lợi về kinh tế và kĩ thuật công nghệ Tại những nước đó có những đòi hỏi cao về xử lý nền và móng cho các công trình siêu kích thước và tải trọng, cùng những nguy cơ cao của của chất thải ngầm cực độc về hóa học và phóng xạ cần được ngănchặn.
Tại Việt Nam, công nghệ phụt đáy mở được áp dụng ở miền Bắc từ hơn 40 năm nay, ban đầu chủ yếu để xử lý các tổ mối rỗng trong thân đê điều Sau này, phụt phân đoạn thụ động đã phổ biến cho nhiều mục tiêu đa dạng trong xử lý chống thấm và một phần để xử lý nền Từ gần một thập niên cuối, công nghệ phụt ống bọc và xử lý chống thấm bằng tường hào thẳng đứng được công ty Bachy Soletance (Pháp) thực hiện thành công và chuyển giao công nghệ cho một số đơn vị chuyên ngành Mấy năm gần đây là bắt đầu các thử nghiệm và thực hiện thành công bước đầu công nghệ phụt dòng quét, còn gọi là phụt áp lựccao. Ở nước ta hiện nay đã xây dựng được quy trình khoan phụt xi măng vào nền đá (khoan phụt có nút bịt) khá hoàn chỉnh và đã được áp dụng ở nhiều công trình thủy điện lớn như Tuyên Quang, Hủa Na (Nghệ An), Bản Chát (Lai Châu) v.v….đạt hiệu quả tốt Ngoài ra, chúng ta đã chủ động được kỹ thuật khoan phụt áp lực cao, khoan phụt tuần hoàn giúp mở ra những hướng mới trong công tác xử lý nền.Phương pháp khoan phụt có nút bịt tuần hoàn lần đầu tiên được áp dụng tạic ô n g trình đập Cửa Đạt (Thanh Hóa), các kết quả kiểm tra cho thấy đã đạt kết quả tốt. Đặc biệt, gần đây hai công trình thủy điện lớn là Sơn La và Lai Châu đã áp dụng công nghệ khoan phụt chống thấm theo mô hình GIN là một tiến bộ trên thế giới và bước đầu đã chứng minh được tính ưu việt của nó so với công nghệ khoan phụt truyền thống thôngthường.
Khoan phụt xử lý nền để tăng khả năng chống thấm là nội dung thường gặp khi xây dựng các công trình thủy lợi, thủy điện Có nhiều giải pháp để giảm lượng thấm qua nền và vai đập; mỗi phương pháp đều có ưu nhược điểm riêng và phù hợp cho loại nền yêu cầu chống thấm, nên khi lựa chọn cần phân tích so sánh để chọn được phương pháp phù hợp với yêu cầu xử lý và điều kiện cung cấp thiết bị, tổ chức thi công Lựa chọn phương pháp chống thấm nào đều phải đạt được yêu cầukỹthuật do thiết kế đề ra và có lợi về mặt kinh tế, rút ngắn thời gian thicông.
NHỮNG GIẢI PHÁP CHỦ ĐỘNG TRONG THIẾT KẾ ĐỂ ĐẢM BẢO CHẤTLƯỢNGMÀNCHỐNGTHẤMBẰNGPHƯƠNGPHÁPKHOANPHỤTXI MĂNG
Đặtvấnđề
Phụt vữa vào nền đá là nhu cầu thường gặp nhất trong xử lý nền móng các hạng mục của đập lớn nói chung Hiệu quả phụt quyết định đến tính kinh tế và ổn định của công trình Thực trạng ở Việt Nam cho thấy có nhiều nơi thường phải xử lý phụt sau khi công trình đã đi vào vận hành Không chỉ đập lớn, nhiều đập nhỏ cũng thường nảy sinh vấn đề về mất nước ngầm, giảm khả năng trữ nước, thậm chí đôi khi không còn khả năng xử lý vì quá tốn kém so với vốn tài chính ban đầu Đặc thù của màn chống thấm là nằm sâu dưới đáy công trình nên nếu có sự cố thì việc xử lý sẽ rất khó khăn và tốn kém Do đó, việc chủ động trong khâu thiết kế màn khoan phụt chống thấm sẽ giúp cho công trình đảm bảo an toàn về mặt kĩ thuật và tiết kiệm chi phí, tránh những rủi ro phát sinh saunày.
Nhiệm vụ, đặc điểm màn chống thấm bằng phương pháp khoan phụtximăng
2.2.1 Nhiệm vụ của màn chống thấm
Màn chống thấm là một bộ phận của công trình làm những nhiệm vụ sau:
- Hạn chế lượng nước thấm qua nền côngtrình;
- Giảm áp lựcđẩyngược dưới đáy côngtrình;
- Tăng thêm độ ổn định, chắc chắn cho đánền;
- Chịu được áp lực cột nước theo thiếtkế;
- Tạo liên kết tốt giữa nền và công trình, tăng ổn địnhtrượt.
2.2.2 Đặc điểm của màn chốngthấm
Màn chống thấm bằng phương pháp khoan phụt xi măng có các đặc điểm sau:
- Chứa cột nước áp lực lớn và có biên độ thay đổilớn;
- Tồn tại và làm việc trong suốt quá trình vận hành của công trình (có cùng tuổi thọ với côngtrình);
- Là một bộ phận quan trọng không thể thiếu của công trình thủy lợi, thủy điện xây dựng trên nềnđá.
Những nhân tố ảnh hưởng đến cấu tạo và chất lượng mànchốngthấm
Cấu tạo và chất lượng của màn chống thấm bằng phương pháp khoan phụt phụ thuộc vào những nhân tố chủ yếu sau:
- Đặc điểm, nhiệm vụ của công trình: Các công trình có đặc điểm, nhiệm vụ khác nhau sẽ có yêu cầu chống thấm khác nhau, do đó màn chống thấm sẽ cũng có những yêu cầukỹthuậtriêng;
- Công tác khảo sát địa hình, địa chất: Công tác khảo sát càng chính xác thì càng nâng cao chất lượng thiết kế, vì thế chất lượng của màn chống thấm sẽ được nângcao;
- Điều kiện địa chất công trình, địa chất thủy văn: Tùy thuộc vào đặc điểm địa chất của nền mà màn chống thấm được thiết kế với những chỉ tiêu phù hợp đảm bảo chất lượng và kinhtế;
- Phương pháp khoan phụt: Phương pháp và công nghệ khoan phụt đóng vai trò quan trọng bảo đảm và nâng cao chất lượng màn chống thấm, công nghệ càng tiên tiến và phù hợp thì chất lượng thi công càng cao và rút ngắn thời gian hoàn thành;
- Vật liệu phụt: Việc lựa chọn vật liệu phụt đảm bảo chất lượng theo tiêu chuẩn cùng công tác chế tạo và bảo quản vữa phụt đóng vai trò quan trọng quyết định chất lượng màn chốngthấm;
- Kỹ thuật thi công khoan phụt: Kỹ thuật thi công càng hiện đại, công tác tổ chức thi công chính xác, hài hòa giúp đẩy nhanh tiến độ và bảo đảm chất lượng màn chốngthấm;
- Công tác kiểm soát, thí nghiệm đánh giá chất lượng: Đây là công tác rất quan trọng, cần tiến hành liên tục, thường xuyên với sự chính xác cao thì chất lượng màn chống thấm mới được đảm bảo theo yêu cầu thiếtkế.
Những yêu cầu kỹ thuật khi thiết kế và thi công màn chống thấm bằng phương pháp khoan phụtxi măng
2.4.1 Những yêu cầu kỹ thuật khi thiết kế màn chống thấm bằng phương phápkhoan phụt ximăng
Thiết kế màn chống thấm bằng phương pháp khoan phụt xi măng cần đảm bảo được các yêu cầu kỹ thuật sau:
- Màn chống thấm phải ổn định, đạt được độ bềncao;
- Màn chống thấm không bị xâm thực, mài mòn trong môi trường đánền;
- Màn chống thấm phải có tác dụng giảm được lưu lượng thấm theo yêucầu.
2.4.2 Những yêu cầu kỹ thuật khi thi công màn chống thấm bằng phương phápkhoan phụt ximăng
Những yêu cầu kỹ thuật khi thi công màn chống thấm bằng phương pháp khoan phụt xi măng như sau:
- Cần bố trí đủ mặt bằng và không gian phù hợp với công nghệ thi công khoan phụt Khi tiến hành khoan phụt từ các hành lang ngầm thì hành lang đó phải có đủ chiều rộng, chiều cao để bố trí các thiết bị khoan và các máng dẫn mùn khoan, thiết bị xói rửa vận chuyển mùn khoan ra nơi tậptrung;
- Khoan phụt xi măng phải được thực hiện trước khi dâng nước Trường hợp phải tiến hành khoan phụt khi đã dâng nước trước công trình thì phải xem xét ảnh hưởng của cột nước gây ra đối với hiệu quả của biện pháp khoan phụt và có biện pháp xử lý phùhợp;
- Phải kết thúc việc phụt xi măng trước khi thi công các công trình tiêu nước của nền trong phạm vi ảnh hưởng của hố khoan phụt hoặc phải có các biện pháp ngăn ngừa các công trình tiêu nước bị lấp tắc bởi dung dịchphụt;
- Khi khoan phụt qua các công trình bê tông có khớp nối phải có biện pháp che chắn không để cho dung dịch xi măng xâm nhập làm cứng các khớpnối;
- Khi khoan phụt vào lớp đá dưới nền, thông thường phải có một lớp gia tải bên trên Lớp gia tải này phải đảm bảo sao cho khi tiến hành phụt với áp lực thiếtkế không bị gãy nứt, dung dịch phụt không chảy ra bề mặt hoặc chảy vào lớp gia tải. Lớp gia tải có thể là lớp đá thiên nhiên hoặc tấm bê tông Không cần bố trí lớp gia tải nếu áp lực phụt không lớn hơn 0,2Mpa (2atm) và nền công trình là đá nguyên khối, ít nứt nẻ và khi phụt thử nghiệm cho kết quả tốt;
- Nếu lớp đất nền trên mặt là không ổn định thì phải đặt các ống chèn qua phạm vi lớp này và phải đổ vữa xi măng vào khoảng trống bên ngoàiống;
- Phụt vữa phải được tiến hành liên tục, không gián đoạn bởi vì khi ngừng thì lượng ăn vữa giảm, có lúc không ăn vữa nữa Muốn thế phải chuẩn bị đầy đủ vật liệu, thiết bị và các tiện nghi phục vụ như điện, nước, hơi ép v.v… Trong quá trình phụt phải thường xuyên theo dõi, kiểm tra để phát hiện và xử lý kịp thời những vấn đề xảy ra Sau khi phụt xong mỗi đoạn phải phụt nước để rửa hệ thống thiết bị dẫn vữa, tránh tình trạng lắng đọng, ninh kết làm tắc thiết bị Trường hợp bắt buộc phải ngừng thì cố gắng thời gian ngừng ngắn nhất Khi tiến hành phụt lại, nếu lượng ăn vữa xấp xỉ bằng lượng ăn vữa trước khi ngừng thì có thể dùng nồng độ cũ Nếu lượng ăn vữa giảm xuống nhiều thì phải dùng nồng độ mới loãng hơn, rồi sau đó tăng dần Nếu thời gian ngừng quá lâu (vượt quá thời gian ninh kết của vữa) thì phải ép nước rửa đoạn này rồi mới phụt lại lần thứhai;
- Áp lực phụt lúc đầu nên lớn hơn áp lực nước tĩnh của đoạn phụt từ0,5÷1atm, mỗi lần sau chỉ nên tăng thêm 0,5atm và chỉ được tăng khi lượng ăn vữa xuống tới 50lit/giờ hoặc lúc thay đổi nồng độ Phụt vữa phải tiến hành liên tục cho tới khi dùng nồng độ thiết kế với áp lực thiết kế mà lượng ăn vữa vẫn bằng 0 hoặc nhỏ hơn 0,4lit/phút thì cần kéo dài thêm 20 phút nữa là có thể kếtthúc.
Lựa chọn tiêu chuẩn thiết kế và thi công màn chống thấm bằng phương pháp
2.5.1 Lựa chọn tiêu chuẩn thiếtkế
Căn cứ vào yêu cầu chống thấm cho công trình và kết quả khảo sát địa hình,địa chất, tiến hành lựa chọn các tiêu chuẩn sau phục vụ cho công tác thiết kế màn chống thấm:
- Tiêu chuẩn TCVN 8645:2011 “Công trình thủy lợi – Yêu cầukỹthuật khoan phụt xi măng vào nềnđá”;
- Tiêu chuẩn TCVN 4253:2012 “Nền các công trình thủy công – Tiêu chuẩn thiếtkế”;
- Tiêu chuẩn TCVN 9149:2012 “Công trình thủy lợi – Xác định độ thấm nước của đá bằng phương pháp thí nghiệm ép nước vào hốkhoan”;
- Tiêu chuẩn TCVN 9137:2012 “Công trình thủy lợi – Thiết kế đập bê tông và bê tông cốtthép”;
- Tiêu chuẩn TCVN 8216:2009 “Thiết kế đập đất đầmnén”;
- Tham khảo các yêu cầu kỹ thuật do Công ty tư vấn Colenco (Thụy Sĩ) kiến nghị với khoan phụt chống thấm cho thủy điện Sơn La và LaiChâu.
2.5.2 Lựa chọn tiêu chuẩn thicông
Căn cứ vào các yêu cầu của thiết kế, tiến hành lựa chọn áp dụng các tiêu chuẩn sau để thi công màn chống thấm bằng phương pháp khoan phụt vữa xi măng:
- Quy trình thi công khoan phụt và các yêu cầukỹthuật trong khi thi công theo tiêu chuẩn TCVN 8645:2011 “Công trình thủy lợi – Yêu cầu kỹ thuật khoan phụt xi măng vào nền đá”;
- Lựa chọn thiết bị khoan phụt theo yêu cầu thi công và khả năng đáp ứng thựctế;
- Lựa chọn vật liệu khoan phụt theo các tiêuchuẩn:
+ Tiêu chuẩn 14TCN 66-2002 “Xi măng cho bê tông thủy công – Yêu cầu kỹ thuật”;
+ Tiêu chuẩn 14TCN 72-2002 “Nước dùng cho bê tông thủy công – Yêuc ầ u kỹ thuật”;
+ Tiêu chuẩn TCXDVN 325:2004 “Phụ gia hóa học cho bê tông”.
- Tham khảo điều kiện kỹ thuật thi công của các công trình tươngtự.
Lựa chọn các chỉ tiêu trong thiết kế màn chống thấm bằng phương pháp khoan phụtximăng
Các chỉ tiêu cần phải được làm rõ khi thiết kế màn chống thấm bằng phương pháp khoan phụt xi măng là:
- Lượng mất nước đơn vị yêu cầu: Phụ thuộc vào đặc điểm, tính chất của nền và côngtrình;
- Chiều dày màn chống thấm: Phụ thuộc vào chênh lệch mực nước thượng, hạ lưu và gradien cột nước cho phép của màn tương ứng với loại đánền;
- Chiều sâu màn chống thấm: Căn cứ vào cột nước trước đập, các yêu cầu kéo dài đường viền thấm để giảm J và áp lực thấm lên nền, yêu cầu liên kết các khối đá lại để tăng khả năng chịu tải của nền và độ bền cho khốiđá;
- Số hàng khoan và khoảng cách các hố: Căn cứ vào yêu cầu của lượng nước thấm cho phép sau khi có màn chốngthấm;
- Phương của các hố khoan: Căn cứ vào phương các nứt nẻ chủ yếu của đá nền, yêu cầu tạo ra màn chống thấm kín khi khoan phụt từ các hành lang ở các cao độ khácnhau;
- Nồng độ dung dịch phụt: Căn cứ vào mức độ nứt nẻ của đá nền, tiến hành thí nghiệm để chọn nồng độ phùhợp;
- Áp lực phụt lớn nhất: Căn cứ vào yêu cầu bảo đảm không phá hoại kết cấu của tầng đá và lớp bê tông bêntrên.
Lựa chọn công nghệ và thiết bị thi công khoan phụt vữa mànchốngthấm
2.7.1 Lựa chọn công nghệ khoanphụt
Việc lựa chọn công nghệ khoan phụt đóng vai trò quyết định hàng đầu tới chất lượng của màn chống thấm Yêu cầu đặt ra là phải lựa chọn được công nghệ khoan phụt áp dụng với điều kiện thực tế của công trình vừa đảm bảo độ bền cho công trình mà giá thành rẻ nhất, thời gian thi công nhanh.
Các công nghệ khoan phụt cống thấm cho công trình thủy lợi ở nước ta hiện nay được minh họa như trong hình 2.1.
Khoan phụttruyềnthống Khoan phụt kiểuépđất Khoan phụtthẩmthấu Khoan phụt Jet-grouting(KPCA)
Hình 2.1 - Nguyên lý một số công nghệ khoan phụtchống thấm cho công trình thuỷ lợi, thủy điện
2.7.1.1.1 Khoan phụt truyền thống thôngthường
Khoan phụt truyền thống còn được gọi là khoan phụt có nút bịt (1 nút hoặc 2 nút) được thực hiện theo sơ đồ hình 2.2 Nguyên lý của nó là bơm dung dịch chất kết dính (xi măng, đất sét, hoá chất, ) vào trong đất dưới một áp lực phù hợp (thường từ vài atm đến vài chục atm tùy thuộc đối tượng xử lý, loại đất và thiết bị công nghệ) Nút bịt có tác dụng bịt không cho dung dịch trào lên miệng hốkhoan.
Mục tiêu của phương pháp là sử dụng áp lực phụt để ép vữa xi măng (hoặc xi măng – sét) lấp đầy các lỗ rỗng trong các kẽ rỗng của nền đá nứt nẻ Gần đây, đã có những cải tiến để phụt vữa cho công trình đất (đập đất, thân đê, ).
Phương pháp này sử dụng khá phổ biến trong khoan phụt nền đá nứt nẻ, quy trình thi công và kiểm tra đã khá hoàn chỉnh Tuy nhiên, với đất cát mịn hoặc đất bùn yếu, mực nước ngầm cao hoặc nước có áp thì không kiểm soát được dòng vữa sẽ đi theo hướng nào.
Hình 2.2 - Sơ đồ khoan phụt có nút bịt
2.7.1.1.2 Công nghệ khoan phụt theo mô hình GIN (là một bước phát triển của khoan phụt truyềnthống)
Do khoan phụt chống thấm ngày càng có nhiều quy trình – quy phạm khác nhau trên thế giới, chúng hiện được các nước tiên tiến thống nhất thành hệ thống quy trình gọi là “Mô hình GIN” với mục đích đạt chất lượng phụt ổn định bằng cách đơn giản hóa quy trình và ngăn ngừa tác động nứt thủy lực có entropi tăng (nhất là dưới nền các đập lớn) Mô hình này đã được thống nhất và thông qua tại Hội nghị quốc tế lần 3 về “Phụt và xử lý nền” diễn ra từ 10 đến 12/2/2003 ở New Orleans, Los Angeles, HoaKỳ.
Cơ sở cho mô hình hóa công tác phụt chính là chỉ số GIN Chỉ số GIN(Grouting Intensity Number – Chỉ số cường độ phụt) xác định điều kiện dòng vữa ĐƯỜNG CONG GIỚI HẠN PHỤT VỮA
Khối lượng vữa đã phụt V (l/m) ngừng thấm, tức điều kiện ngừng phụt, tránh áp suất tăng quá 10÷20% áp lựcquyđịnh Về bản chất, đây chính là năng lượng tối đa có thể thực hiện phụt Trị số GIN cho biết mức thấm vữa trung bình, thí nghiệm trong phòng cho thấy GIN luôn độc lập với độ mở của khe nứt Các khe nứt nhỏ có lượng ăn vữa thấp nhưng đòi hỏi áp lực cao Nguyên nhân của việc tăng đều lượng ăn vữa là do hiện tượng tăng “khe nứt thủy lực” cả mới và cũ Khách quan hơn cả là dừng phụt khi đạt mức cường độ phụt và do đó tốt nhất nên sử dụng chỉ sốGIN.
Hình 2.3 - Đường cong giới hạn GIN cho khoan phụt
Những khía cạnh quan trọng của mô hình GIN:
- Sử dụng một công thức hỗn hợp vữa thống nhất và thỏa đáng được xác định trên cơ sở các thí nghiệm tiên tiến, độ bền của vữa cũng để đảm bảo độ bền vữa của côngtrình;
- DùngcôngthứcGINgiớihạn(vớibathôngsốP R max R ,V R max R vàGIN),mậtđộhố, chiều dài đoạn phụt, cỡ hạt xi măng tương thích tính chất đá Theo yêu cầu của dự án mà tiến hành thử nghiệm thử tại hiện trường về phụt và chỉ tiêu cơ họcđá;
- Tự động hóa khâu theo dõi và ghi đo số liệu trong quá trìnhphụt;
- Phân tích thường xuyên số liệu và điều chỉnh tối ưu quá trìnhphụt; Á p lự cp hụ tv ữ ap (a tm )
- Tránh thí nghiệm ép nước vào nền đá đã phụt hoànchỉnh.
Những lợi thế chính của phương pháp khoan phụt theo mô hình GIN:
- Đơn giản hóa việc sử dụng vữa về một loại thống nhất và do vậy loại trừ cũng như giảm thiểu đáng kể lượng vữa thải bỏ khi phải đổi nồng độ - tỷlệ;
- Giảm bớt và thậm chí ngăn chặn nguy cơ thông khe thủy lực (hydro- jacking) và quan trọng là ngăn nứt thủy lực (hydro-fracturing) trong đá do loại bỏ được sự tăng áphaylượng vữa phụt quángưỡng;
- Cân bằng tương đối độ ngấm vữa cho mọi đoạn phụt, không phân biệt tính đất đá khiến cho quy trình phụt dễ thiết kếhơn;
- Cho kết quả dữ liệu mạch lạc, nhờ đó dễ dàng giám sát tiến trình phụt, đảm bảo kết quả chất lượng và tối ưu về kinhtế;
- Quy phạm GIN có khả năng tự thích nghi nên nhờ vậy sẽ áp dụng được cho các điều kiện tự nhiên đa dạng gặp dưới nền đá móng côngtrình.
Các nguyên lý thiết kế phụt theo mô hình GIN
- Ấn định chính xác mục đích công tácphụt;
- Thiết kế một quy trình phụt linhhoạt;
- Dùng thí nghiệm trong phòng để lựa chọn “vữa tốt nhất” cả về mặt kỹ thuật lẫn kinh tế Chỉ loại vữa có tính bền này mới được thiết kế sửdụng;
- Chỉ dùng một loại vữa thích hợp nhất cho mọi phân đoạn phụt nhằm đảm bảo chất lượng cuối cùng và đơn giản hóa quy trình phụt Điềunàycũng giúp giảm hẳn lượng vữa thảibỏ;
GIN=P.V Cân nhắc mọi đơn nguyên địa chất và tính chất cơ lý của đá để có cái nhìn toàn diện và giải quyết tốt mặt kinh tế của dựán;
- Hoàn chỉnh giai đoạn phụt thí nghiệm hiện trường và kiểm tra chất lượng tiến trình công việc bằng cách phụt thí nghiệm bổsung;
Xác định vị trí các hố khoan ngoàithựcđịa
Việc xác định chính xác vị trí các hố khoan ngoài thực địa theo như trên mặt bằng thiết kế đóng một vai trò rất quan trọng Phải sử dụng máy trắc địa hoặc các thiết bị đo đạc chính xác để xác định vị trí và cao độ miệng các hố khoan ngoài thực địa Cứ 2 hố khoan đợt 1 cách nhau không quá 20m thì xác định vị trí tim mốc và cao độ cho 1 hố.
Sai lệch vị trí thực tế của hố khoan phụt so với vị trí trên bình đồ không được vượt quá 0,1m.
Tất cả các hố khoan phụt phải được đánh số theo quy định thống nhất để xác định được vị trí của hố trên mặt bằng thi công không phụ thuộc vào thời gian thi công.
Tất cả các hố khoan phụt bổ sung trong quá trình thi công phải được mang số hiệu của hố khoan phụt gần nhất và thêm các ký hiệu đặc trưng cho công việc bổ sung.
Người giám sát kỹ thuật có trách nhiệm theo dõi, kiểm tra sự chính xác của vị trí các hố khoan trên hiện trường so với thiết kế trên bản vẽ thi công Trường hợp bắt buộc phải thay đổi vị trí hố khoan thì cần có biên bản thỏa thuận và đồng ý của tư vấn thiếtkế.
Xác định chiều sâu và phương cáchốkhoan
Chiều sâu thiết kế của hố khoan phải được chính xác hóa trong quá trình phụt xi măng thông qua kết quả xác định vị trí thực tế của lớp đá được coi là ranh giới của màn chống thấm và thông qua kết quả xác định độ thấm nước thực tế của vùng đất đá bêndưới.
Các hố khoan của màn chống thấm hoàn chỉnh phải được cắm sâu vào lớp đá không thấm nước ít nhất là từ 0,5÷1,0m.
Nếu màn chống thấm được thiết kế là loại không hoàn chỉnh (không cần cắm sâu vào lớp đá không thấm nước) thì các hố đợt 1 khoan qua ranh giới lớp đá không thấm nước chỉ là những hố khoan thăm dò Sau khi đã khoan và phụt xong những hố khoan đó, cơ quan tư vấn thiết kế cần xem xétkỹcác tài liệu hoàn công và căn cứ vào đó để quyết định có cần phải thu hẹp khoảng cách giữa các hố khoan thăm dò hoặc hiệu chỉnh ranh giới của màn chống thấm haykhông.
Khi thi công màn chống thấm không hoàn chỉnh và khi không có những hố khoan thăm dò, nếu lượng mất nước đơn vị và lượng tiêu hao dung dịch xi măng ở đoạn cuối cùng của các hố khoan vượt quá lượng mất nước đơn vị trung bình 10 lần thì đối với các hố khoan đó bắt buộc phải khoan và phụt thêm một đoạn nữa xuống sâu hơn ranh giới của màn chống thấm thiết kế Nếu ở đoạn phụt bổ sung thêm vẫn xảy ra tình trạng mất nước đơn vị lớn hơn yêu cầu thiết kế thì phải tăng thêm chiều sâu của màn chống thấm Mức độ tăng thêm này do tư vấn thiết kế tính toán và quyết định.
Ngoài ra khi xác định chiều sâu màn chống thấm còn phải xét đến các mặt khác như hiệu quả của màn làm giảm áp lực đẩy ngược của nước (thông qua hệ số hiển thị cột nước thấm còn lại sau màn chắn α) do đó có thể giảm bớt khối lượng) do đó có thể giảm bớt khối lượng phần thân đập, tức là phải so sánh giá thành thân đập với giá thành màn chống thấm với một số chiều sâu khoan phụt vữa khác nhau để sao cho có lợi nhất về kinh tế đối với toàn bộ công trình Khi chọn chiều sâu màn chống thấm cũng cần phải dựa vào phương tiện thiết bị và khả năng thi công của nhà thầu.
Khi tính toán sơ bộ để từ đó lựa chọn chiều sâu chính xác, có thể lấy chiều sâu khoan phụt xi măng bằng khoảng (0,4÷0,6)H, trong đó H là cột nước trước đập.
Phương của màn khoan phụt chống thấm nên thẳng góc với phương của mặt lớp hoặc khe nứt chủ yếu Khi góc kẹp giữa khe nứt chủ yếu và mặt nằm ngang không lớn nên khoan phụt màn thẳng đứng, ngược lại thì nên khoan phụt màn nghiêng, phương nghiêng của màn chống thấm nên ngược với phương nghiêng của khe nứt chính Riêng phương của màn chống thấm một hàng thì tùy thuộc vào điều kiện thi công.
Xác định khoảng cách giữa cáchốkhoan
Khoảng cách giữa các hố khoan không những phụ thuộc vào độ nứt nẻ của đávàcộtnướcthấmmàcònphụthuộcvàothiếtbị,phươngphápthicôngvàchất lượng loại xi măng dùng để phụt Khoảng cách giữa các hố khoan nên xác định dựa trên cơ sở thí nghiệm phụt xi măng vào đá ở nền đập Khoảng cách cuối cùng giữa các hố khoan và số đợt khoan do Tư vấn thiết kế quy định và phải được chính xác hóa trong quá trình thi công, sau khi phụt xong mỗi đợt và qua phân tích kết quả phụt theo tài liệu hoàn công Đợt khoan đầu tiên có thể bố trí các hố khoan cách nhau từ 6m đến 16m, các đợt tiếp theo khoan vào giữa các hố khoan đợt trước theo nguyên tắc thu dần khoảng cách các hố khoan trên một hàng Trường hợp khi phụt vữa thấy có sự thông nhau về thủy lực với hố khoan bên cạnh (thấy vữa xuất hiện ở hố khoan bên cạnh) thì phải tăng khoảng cách các hố khoan phụt lên gấp đôi.
Phụtthửnghiệm
Trước khi thi công phải phụt thử nghiệm để hiệu chỉnh lại các thông số thiết kế như khoảng cách giữa các hố khoan, nồng độ dung dịch, áp lực phụt v.v… trước khi tiến hành phụt đại trà Vị trí các hố khoan phụt thử nghiệm được chọn trong số các hố khoan có trong đồ án thiết kế.
Nếu trong đồ án thiết kế có dự kiến kiểm tra chất lượng phụt bằng các phương pháp địa vật lý hoặc các biện pháp khác v.v… thì trong đợt phụt thử nghiệm cũng tiến hành kiểm tra chất lượng bằng các phương pháp đó để rút ra các chỉ tiêu đánh giá.
Phụt xi măng thử nghiệm nhằm mục đích tối ưu hóa công nghệ thi công để đạt được các kết quả mong muốn của việc phụt xi măng đã được thiết kế Các kết quả phụt xi măng thử nghiệm phải được cơ quan tư vấn thiết kế xem xét, làm cơ sở để điều chỉnh thiết kế ban đầu cho hợp lý hơn.
Phải phụt xi măng thử nghiệm trước khi thi công khoan phụt đại trà Nếu các điều kiện địa chất công trình phức tạp và đa dạng thì phụt xi măng thử nghiệm được thực hiện vào thời gian bắt đầu thi công phụt xi măng ở mỗi khu vực mới của hạng mục công trình.
Phải tách riêng một phần của màn chống thấm để tiến hành phụt xi măng thử nghiệm, bao gồm không ít hơn 3 hố khoan của đợt 1 và tất cả các hố khoan thuộc các hàng của màn chống thấm, rơi vào giữa các hố khoan đợt 1 đã được chọn nói trên.
Phụt xi măng ở các phần thử nghiệm phải được thực hiện theo công nghệ thi công mà thiết kế quy định Nếu không có sự phù hợp giữa các điều kiện địa chất thực tế và các giả thiết của thiết kế thì phải đưa các hiệu chỉnh cần thiết vào công nghệ phụt xi măng.
Khi thi công ở phần thử nghiệm, tùy thuộc vào tính chất của các điều kiện địa chất công trình mà bổ sung thêm một số công việc khác theo quyđịnh.
Khi kết thúc thi công ở phần thử nghiệm của màn chống thấm, phải khoan các hố khoan kiểm tra để tiến hành ép nước và phụt xi măng vào từngđoạn.
Khi phân tích các kết quả phụt xi măng thử nghiệm phải làm rõ các vấn đề sau:
- Đặctrưngthựctếcủacácđáởnềncôngtrìnhvàsựphùhợpcủanósovới các giả thiết thiết kế, các đặc tính của địa chất công trình của các đá mà thiết kế chưa xéttới;
- Phương pháp khoan và thiết bị phụt xi măng tối ưu, tính chất độ uốn cong của các hốkhoan;
- Lưu lượng và áp lực cho phép của vữa, tính chất biến dạng của nền đá khi phụt xi măng;
- Chiều sâu đặt nút tốiưu;
- Các điều kiện thi công tối ưu về mặt gia tải trên các hốkhoan;
- Chế độ phụt vữa xi măng tối ưu, các biện pháp để chống lại sự phá hoại tiến trình phụt ximăng;
- Độ thấm nước và tính chất cơ lý của nền đá đã được phụt xi măng, bước tối ưu của các hố khoan, yếu tố cần thiết để đạt được hiệu quả phụt xi măng đãđịnh;
- Khối lượng và các đặc tính có khả năng là cần thiết phải có của các vật liệu và vữa phụt để đạt được hiệu quả phụt xi măng đãđịnh.
Màn chống thấm là một bộ phận công trình nằm trong lòng đất, có vai trò lớn trong việc đảm bảo tránh mất nước và độ bền của công trình thủy lợi, thủy điện Khi đã thi công và đi vào vận hành thì việc duy tu, sửa chữa sẽ rất khó khăn, tốn kém.
Do đó, việc chủ động quản lý chất lượng màn chống thấm ngay từ khâu khảo sát, thiết kế, giai đoạn chuẩn bị thi công có ý nghĩa rất quan trọng, không những tăng hiệu quả cho công trình về mặt kỹ thuật mà còn rất tiết kiệm về kinh tế, phòng tránh những rủi ro về sau Trong chương 2 tác giả đã kiến nghị các giải pháp quản lý chất lượng của màn chống thấm từ khâu khảo sát địa hình, địa chất, đánh giá, thiết kế trong phòng đến các công việc cần tiến hành trước khi thi công như lựa chọn phương pháp khoan phụt, lựa chọn thiết bị khoan, thiết bị phụt vữa, vật liệu chế tạo vữa, cách chế tạo hỗn hợp vữa phụt, công tác chuẩn bị ngoài hiện trường, khoan phụt thử nghiệm để chọn ra các thông số tốt nhất trước khi tiến hành thi công đại trà.
Có thể nói chất lượng màn chống thấm có đảm bảo hay không phần quan trọng là phụ thuộc vào việc chủ động đảm bảo chất lượng trong công tác thiết kế và chuẩn bị thicông.
QUẢN LÝ KỸ THUẬT VÀ GIÁM SÁT NGHIỆM THU TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG KHOAN PHỤT XI MĂNG XỬ LÝCHỐNGTHẤM
Quản lý chất lượng trong quá trình khoan phụt vữaximăng
3.2.1 Những căn cứ để quản lý chất lượng khoan phụtvữa Để quản lý chất lượng khoan phụt vữa màn chống thấm một cách đầy đủ, chính xác, nhà quản lý cần căn cứ vào các yếu tố sau đây:
- Các tiêu chuẩn, quy phạm trong thiết kế, thi công khoan phụt vữa ximăng;
- Kết quả khảo sát đánh giá địa chất công trình, địa chất thủy văn củanền;
- Hồ sơ thiết kế màn chống thấm bằng phương pháp khoan phụt, các bản vẽ thi công do Tư vấn thiết kếlập;
- Giám sát hiện trường, nhật ký thi công thực tế ngoài hiệntrường;
- Các kết quả thí nghiệm trong phòng, thí nghiệm và kiểm tra ngoài hiện trường;
- Hồ sơ hoàn công của nhà thầu thicông.
3.2.2 Tổ chức kiểm tra giám sát chất lượng khoan phụt vữa
Thông thường, có 4 cơ quan chịu trách nhiệm trước pháp luật và Nhà nước về việc đảm bảo chất lượng màn chống thấm của công trình thủy lợi, thủy điện, đó là: Nhà thầu thi công, Chủ đầu tư, Tư vấn thiết kế và cơ quan giám sát chất lượng công trình của Nhànước.
3.2.2.1 Tổ chức quản lý chất lượng khoan phụt của Nhà thầu thicông
Nhà thầu là tổ chức nhận nhiệm vụ thi công, chịu trách nhiệm đảm bảo chất lượng màn chống thấm theo thiết kế; chịu sự giám sát của Chủ đầu tư, của Tư vấn thiết kế và cơ quan giám định chất lượng của Nhà nước Nhà thầu thi công được tổ chức thành các đơn vị phối hợp để thi công khoan phụt màn chống thấm bao gồm: cơ khí, trắc địa, điện nước, khoan, phụt v.v… Nhà thầu thi công phải tổ chức theo dõi, điều hành từ công ty có phòng thiết kế, phòng thi công, phòng kỹ thuật kiểm tra chất lượng Ngoài ra, Nhà thầu thi công cần xây dựng phòng thí nghiệm đủ tiêu chuẩn để tiến hành thí nghiệm đánh giá chất lượng trước, trong và sau khi thi công xong.
3.2.2.2 Tổ chức quản lý, kiểm tra chất lượng khoan phụt của Chủ đầutư
Hình 3.1 – Mô hình về sự chịu trách nhiệm của Chủ đầu tư về chất lượngkhoan phụt thông qua các đơn vị và thí nghiệm hiện trường
Chủ đầu tư phải thành lập tổ giám sát khoan phụt gồm các kỹ sư, kỹ thuật viên có đủ trình độ chuyên môn thường xuyên giám sát công tác khoan phụt, có mặt cả 3 ca trên hiện trường để giám sát quy trình đảm bảo chất lượng khoan phụt và nghiệm thu từng hố khoan với đơn vị thi công, tư vấn thiết kế để cho chuyển giai đoạn công nghệ khoan phụt.
Ngoài ra, chủ đầu tư nên thuê một tổ chuyên gia độc lập (tư vấn giám sát) để đánh giá chất lượng của công tác khoan phụt Các kết quả của tổ chuyên gia được thông báo để công trường điều chỉnh công nghệ và có tài liệu nghiệm thu công tác khoan phụt.
Công tác giám sát chất lượng của chủ đầu tư đóng vai trò rất quan trọng và có tính quyết định trong cáckhâu:
- Định vị, đánh dấu chuẩn trên thực địa các mốc, tim đập; các hố khoank i ể m tra.
- Xác định ranh giới đá gốc trên các mặt cắt thực địa qua phân tích mẫu trong quá trình khoan lấy mẫu, hoặc dựa vào tốc độ khoan, mùnkhoan.
- Công tác kiểm tra thực hiện đối với 100% hố khoan thi côngmàn chống thấm.
3.2.2.3 Tổ chức giám sát của cơ quan Tư vấn thiếtkế
Cơ quan Tư vấn thiết kế phải có bộ phận giám sát tác giả làm nhiệm vụ theo dõi, giám sát chất lượng thi công ở công trình, thường xuyên kết hợp với các chuyên gia công nghệ, chuyên gia thiết kế tại hiện trường để điều chỉnh hoặc chỉ dẫn kỹ thuật, khắc phục các sai lệch thiết kế, tham gia các hội đồng nghiệm thu giai đoạn của công tác khoanphụt.
3.2.2.4 Cơ quan giám sát chất lượng công trình của Nhànước
Là Cục giám định chất lượng xây dựng của Nhà nước, đại diện thường trực của Hội đồng nghiệm thu Nhà nước, không thường xuyên làm việc tại công trình nhưng thường xuyên nhận các thông tin và tham gia xử lý khi có sự cố Thực hiện giám định chất lượng khoan phụt chống thấm theo tiêu chuẩn và thiết kế, trong quá trình thi công và kết thúc xây dựng màn chống thấm Sau khi hoàn thành công trình theo từng giai đoạn phải cùng cơ quan quản lý ở công trường xác định chất lượng và sự an toàn của nó để nghiệm thu bàn giao cho cơ quan vận hành côngtrình.
Việc quản lý chất lượng của 4 cơ quan trên nếu được phối hợp tốt sẽ mang lại những tác dụng vô cùng quan trọng trong việc thi công khoan phụt màn chống thấm Sự phối hợp đó không hề cản trở đến tốc độ thi công, trái lại sẽ đề ra và cung cấp những giải pháp hợp lý thúc đẩy quá trình thi công và kiểm tra tốt công tác đảm bảo chấtlượng.
3.2.3 Nội dung và yêu cầu của công tác kiểm tra giám sát chấtlượng Để có thể đạt được chất lượng tốt nhất trong thi công màn chống thấm, việc kiểm tra chất lượng và đánh giá mức độ hoàn thiện của công tác phụt xi măng phải được tiến hành có hệ thống ở tất cả các công đoạn thi công.
Kiểm tra công tác khoan phụt xi măng theo trình tự sau:
- Kiểm tra chứng chỉ chất lượng các vật liệu để chế tạo dung dịch phụt Loại vật liệu nào chưa có chứng chỉ thì phải tiến hành thí nghiệm để xác định chấtlượng;
- Kiểm tra tác nghiệp trong quá trình thi công và sự phù hợp với đồ án thiết kế, quy trình thi công và tiêu chuẩn hiện hành Việc kiểm tra này nhằm xác định kết quả khoan phụt và tiến độ hoàn thành toàn bộ công tác dự kiến trong đồ án thiết kế hoặc hoàn thành một giai đoạn nàođó;
- Kiểm tra đánh giá chất lượng khoan phụt sau khi hoànthành.
Kết quả của công tác kiểm tra khi đã hoàn thành phụt toàn bộ hoặc một phần khối lượng theo đồ án thiết kế là xác định độ thấm nước của khối đá đã được phụt vữa Độ thấm nước của khối đá này được biểu thị bằng giá trị của lượng mất nước đơn vị thu được qua thí nghiệm ép nước trong các hố khoan kiểm tra với đoạn ép dài5m.
Các công việc cần làm của người quản lý kỹ thuật khi kiểm tra:
- Phân tích các kết quả công việc trong tài liệu hoàn công, trong đó phải làm rõ được những nội dungsau:
+ Các đoạn trong các hố khoan và vị trí của màn chống thấm cần phải thực hiện thêm các công việc bổ sung do độ thấm nước của nền đá còn cao hoặc do việc phụt xi măng chưa đạt yêu cầu;
+ Các vị trí ở màn chống thấm hoặc trong diện tích đã được phụt mà ở đó có khả năng có độ thấm nước lớn nhất cần bố trí các hố khoan kiểm tra.
- Xác định độ thấm nước của nền đá qua thí nghiệm ép nước và phụt xi măng trong hố khoan kiểmtra.
3.2.3.1 Kiểm tra giám sát quy trình trước khi phụtvữa
3.2.3.1.1 Kiểm tra vị trí các hố khoan trên hiệntrường
Trước hết xác định tâm, tuyến và mép công trình, sau đó sử dụng các thiết bị đo như máy toàn đạc, thước dây để đo xem vị trí các hố khoan được cắm mốc đánh dấu trên hiện trường đã đúng theo thiết kế trong bản vẽ thi công hay chưa.
3.2.3.1.2 Quy trình khoan hố và kiểm tra quy trình khoanhố
Công tác thí nghiệm hiện trường xác định chất lượng khoan phụt vữaximăng
Sau khi phụt vữa phải thực hiện lấy nõn khoan các hố kiểm soát trong mặt phẳng màn chống thấm Các hố này phải được thí nghiệm ép nước và sau đó khoan phụt lại theo cách tương tự như những hố tiến hành trong các phân đoạn thí nghiệm hiện trường Vị trí và độ nghiêng của các hố kiểm soát phải được hướng dẫn bởi tư vấn giám sát thi công khoan phụt.
Những nhiệm vụ của công tác thí nghiệm xác định chất lượng màn chống thấm sau khi thi công xong:
Lượng thấm qua nền sau khi khoan phụt có đạt yêu cầu không? V.v…
- Xác định khả năng nâng cao sức chịu tải của nền: thông qua công tác lấy mẫu thí nghiệm và đo địa chấn trong hố khoan để xác định sóng dọc của tầng đá trước và sau khi khoanphụt.
- TínhtoánthấmquanềnsaukhikhoanphụtxácđịnhgradienJ R ra R cóđảmbảoyêu cầu thiết kếkhông?
Trong mục này chỉ đi sâu vào công tác thí nghiệm ép nước để kiểm tra chất lượng màn chống thấm.
3.3.1 Những yêu cầu thí nghiệm xác định độ thấm nước (TCVN9149:2012)
Các hố khoan kiểm tra khoan phụt chống thấm được tiến hành sau khi hoàn thành công tác phụt vữa chống thấm ít nhất 10 ngày tại mỗi khu vực khoan phụt. Các hố khoan kiểm tra khoan bằng công tác khoan phá mẫu Trường hợp có yêu cầu của Tư vấn thiết kế và Chủ đầu tư mới tiến hành khoanlấymẫu Các hố khoan lấy mẫu phải chụp ảnh, lưu giữ và bảo quản nõn khoan theo quy định Độ sâu các hố khoan kiểm tra phải bằng độ sâu các hố khoan phụt lâncận.
Rửa hố khoan trước khi tiến hành thí nghiệm ép nước Bắt buộc phải rửa hố khoan bằng nước sạch để mùn khoan không hay rất ít trám bít vào thành hố khoan.
Việc rửa hố khoan phải được thực hiện trước khi thí nghiệm ép nước bằng nước lã trong không có chứa phù sa lơ lửng theo phương pháp tuần hoàn: nước rửa được đẩy mạnh đến đáy hố khoan và cuốn theo mùn khoan trở lên miệng hố khoan. Đầu dưới của ống dẫn nước phải hạ tới cách đáy hố khoan từ 10cm đến 20cm Cũng có thể rửa (thổi) bằng máy nén khí.
Trong đá chứa nước, nếu điều kiện cho phép có thể rửa bằng cách hút nước (hay múc nước) từ hố khoan.
Trong quá trình rửa hố khoan phải quan trắc lượng tiêu hao nước rửa, xác định rõ tỷ lệ phần trăm nước bị mất so với lượng nước đã dùng (mất từng phần hoặc toàn bộ).
Hố khoan được coi là rửa sạch khi nước trào lên miệng hố khoan không có mùn khoan. Đoạn thí nghiệm:
- Đoạn thí nghiệm phải tương đối đồng nhất về tính thấm nước và nằm hoàn toàn trong môi trường chứa nước hay không chứa nước (trừ trường hợp khi nghiên cứu các lớp kẹp đất đá, các đới tiếp xúc hay phá hủy kiếntạo,…)
- Chiều dài đoạn thí nghiệm cố gắng bằng nhau trong phạm vi nghiên cứu của cùng công trình nhằm so sánh đánh giá đúng đắn hơn mức độ thấm nước của đá ở các vị trí khác nhau Chiều dài đoạn thí nghiệm ép nước tiêu chuẩn là 5m Trong trường hợp đá thấm nước quá yếu hay rất mạnh thì chiều dài đoạn thí nghiệm có thể thay đổi (tăng dài hay rút ngắn), nhưng trong bất kỳ trường hợp nào cũng phải đảm bảo:
+ Chiều dài nhỏ nhất của đoạn thí nghiệm lớn hơn 5 lần bán kính hố khoan; + Khi đã giảm như vậy, nếu không nâng được áp lực cần thiết thì phải cung cấp nước tối đa theo khả năng có thể của phương tiện và quan trắc áp lực;
+ Chiều dài lớn nhất của đoạn thí nghiệm không được lớn hơn 10m;
+ Khi có các khe nứt phát triển theo chiều dọc hố khoan, sau khi thí nghiệm đoạn thứ nhất, nên tiến hành phun xi măng cho đoạn đó để khi thí nghiệm đoạn dưới nước không dâng lên trên theo khenứt. Đường kính hố khoan ở đoạn thí nghiệm ít ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm. khi đường kính hố khoan nhỏ hơn 0,25m thì không cần xét ảnh hưởng của đường kính hố khoan đến kết quả thí nghiệm.
Nước dùng trong thí nghiệm không được chứa phù sa lơ lửng để tránh hiện tượng bít tắc thành hố khoan Nước có nhiệt độ tương đương với nhiệt độ của tầng chứa nước để tránh hiện tượng tách bọt khí gây cản trở tính thấm nước trong môi trường nứt nẻ, lỗ rỗng Nước có độ khoáng hóa không cao. Áp lực thí nghiệm ép nước phải đủ lớn để đảm bảo thu được các kết quả thí nghiệm đúng Khi thí nghiệm ép nước để nghiên cứu mức độ thấm của nền đá và thân công trình dùng áp lực tiêu chuẩn bằng 10m cột nước Còn để nghiên cứu biến dạng thấm của môi trường sẽ dùng nhiều cấp áp lực, trong đó áp lực lớn nhất là100m cột nước (thí nghiệm Lugeon) hoặc với cột nước bằng 1,1 đến 1,5 lần (tùy cấp công trình) cột nước tác dụng tại công trình Khi thân công trình không chịu được áp lực tiêu chuẩn 10m cột nước thì áp lực thí nghiệm ép nước phải được ấn định dựa vào trạng thái ứng suất biến dạng của công trình, bề dày thân côngtrình.
3.3.2 Tổ chức bố trí thínghiệm
Thí nghiệm ép nước xác định độ thấm của nền đá được tổ chức như sau:
- Lập đề cương tổ chức thí nghiệm Trong đề cương phải xác định cấu tạo hố khoan thí nghiệm, đường kính và chiều dài đoạn ép, số đoạn và chiều sâu đoạn ép, loại và nhãn hiệu máy bơm, áp kế, lưu lượng kế, các phương pháp và tần số đo lượng tiêu hao nước, phương pháp dẫn nước ra, nguồn cấp nước cho máy bơm, biện pháp cách ly đoạnép;
- Trước khi đưa máy móc, thiết bị vào vị trí cần tổ chức hiện trường nhằm kiểm tra đường, nền đảm bảo an toàn cho người và thiết bị máy móc tập kết vào hố khoan thí nghiệm; lựa chọn phương án cấp nước và thoát nước để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật và bảo vệ môi trường;
- Làm việc với chính quyền địa phương để đảm bảo an toàn, an ninh tài sản cho đơn vị thicông;
- Kiểm tra đảm bảo máy bơm phải hoạt động liên tục, ổn định và đạt yêu cầu bơm nước vào hố khoan Nếu cần máy dự phòng phải cùng có tính năng tươngtự;
- Các dụng cụ đo áp lực, lưu lượng, mực nước cần phải đủ và phù hợp, sử dụngtốt;
- Để tránh mưa nắng, ở hố khoan phải bố trí nhà lưu độnghaylều bạt, trong đó có kê bàn để vẽ các đồ thị và thực hiện các tính toán cầnthiết;
Giám sát nghiệm thu khoan phụt vữa xi măngchốngthấm
Công tác nghiệm thu chứng tỏ rằng công việc đã được tiến hành và đã làm xong, chất lượng công việc đạt theo các yêu cầu đề ra trong hồ sơ mời thầu, theo đúng các quy chuẩn, tiêu chuẩn được xác định và theo đúng kế hoạch Công việc đã hoàn thành trong điều kiện Nhà thầu quản lý chất lượng cẩn thận, có sự giám sát của Chủ đầu tư, đúng số lượng và công trình bảo đảm các điều kiện sử dụng an toàn, thuận lợi, không làm suy giảm các yếu tố môitrường.
Nghiệm thu là công tác hết sức quan trọng để xác định chất lượng sản phẩm xây dựng đã hoàn thành Lập hồ sơ nghiệm thu là lưu giữ tài liệu theo dõi tình trạng sản xuất, chế tạo sản phẩm xây dựng nhằm chứng minh rằng sản phẩm làm ra có chất lượng phù hợp với yêu cầu của dự án Chỉ khi có hồ sơ nghiệm thu đầy đủ thì dự án mới quyết toán được Đây là khâu hết sức quan trọng đối với Chủ đầu tư và các nhà thầu liên quan.
Công tác nghiệm thu khoan phụt được thực hiện theo các quy định hiện hành của nhà nước (Nghị định 15/2013/NĐ-CP về Quản lý chất lượng công trình xây dựng và Tiêu chuẩn TCXDVN 371:2006 “Nghiệm thu chất lượng thi công công trình xây dựng”) Đơn vị thi công khoan phụt xi măng phải lập đầy đủ các tài liệu sau:
- Các bản vẽ hoàn công của công tác khoanphụt;
- Tài liệu nhật ký khoan, nhật ký phụt (các băng ghi tự động các tham số trong quá trìnhphụt);
- Các tài liệu kỹ thuật như chứng chỉ chất lượng xi măng và các vật liệuk h á c ;
- Các tài liệu kết quả kiểmtra;
- Kết luận của tư vấn thiết kế qua phân tích hồ sơ hoàn công và kết quả kiểm tra về mức độ hoàn thành côngviệc.
Công tác thi công màn chống thấm bằng phương pháp khoan phụt vữa xi măng là một quá trình công nghệ phức tạp, đòi hỏi chất lượng cao; sự biến động và khả năng xảy ra sự cố hàng ngày, hàng giờ gây tổn hại đến chất lượng công trình.
Do đó, việc tổ chức công tác kiểm tra chất lượng phải được thực hiện ở tất cả các khâu từ giám sát kỹ thuật, thiết bị, vật liệu, thí nghiệm, trắc địa,… đến lập tài liệu, hồ sơ kỹ thuật, nghiệm thu từng khâu, từng giai đoạn phải được tiến hành chặt chẽ ở hiện trường và các hội đồng nghiệm thu Trong chương 3, tác giả đã đề nghị quy trình giám sát kiểm tra theo các tiêu chuẩn, quy định hiện hành của Nhà nước nhằm bảo đảm chất lượng cho thi công màn chống thấm Chất lượng màn chống thấm được đánh giá dựa vào các kết quả thí nghiệm, quá trình thi công và nghiệm thu,…Trong công tác kiểm tra giám sát này, người quản lýkỹthuật đóng một vai trò quyết định đến chất lượng côngtrình.
CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU KHOAN PHỤT VỮA
XỬ LÝ CHỐNG THẤM CHO NỀN CÔNG TRÌNH THỦY ĐIỆN LAI
Giới thiệu tóm tắtcôngtrình
Thủy điện Lai Châu là bậc thang trên cùng của dòng chính sông Đà, bậc trên của thủy điện Sơn La và được xây dựng tại xã Nậm Hàng, huyện Mường Tè, tỉnh Lai Châu Đây là công trình thuỷ điện không những có vai trò quan trọng trong việc phát điện, tham gia cấp nước cho đồng bằng sông Hồng về mùa kiệt mà còn tạo cơ hội góp phần phát triển kinh tế xã hội tỉnh Lai Châu, Điện Biên (đặc biệt là huyện miền núi biên giới Mường Tè), đảm bảo an ninh quốc phòng khu vực Tây Bắc.
Mục tiêu đầu tư xây dựng công trình thủy điện Lai Châu là:
- Cung cấp điện cho hệ thống điện quốc gia;
- Góp phần cùng các nhà máy thủy điện trên sông Đà phục vụ chống lũ về mùa mưa, cấp nước về mùa khô cho đồng bằng BắcBộ;
- Phục vụ phát triển kinh tế - xã hội tỉnh Lai Châu, tỉnh Điện Biên và cả vùng TâyBắc.
Hình 4.1 – Sơ đồ vị trí Công trình thủy điện Lai Châu
Bảng 4.1 - Bảng thông số chính của công trình thủy điện Lai Châu
TT Nội dung Đơn vị Thông số Ghi chú
- Tổng lượng dòng chảy năm 10 9 PPm 3 P 26,9
Lũ lớn nhất có thể xảy ra (PMF) mP P 3 /s 27.823
- Chế độ điều tiết ngày
- Mực nước gia cường(ứng với lũ
- Mực nước kiểm tra (với lũ PMF) m 302,95
- Dung tích toàn bộ 10 6 P P Pm 3 1,215.1
- Dung tích hữu ích 10 6 P P Pm 3 710.9
- Dung tích chống lũ 10 6 P P Pm 3 -
- Diện tích mặt hồ (MNDBT) km 2 P 39,63
+ Tần suất thiết kế 0,01% mP P 3 /s 20.730
+ Xả cát kết hợp xả sâu
* Số lỗ xả (bxh) Lỗ 1(5x8m)
* Số khoang xả (bxh) khoang 5(17.5x20)
- Công suất đảm bảo (Nbđ) MW 155,70
- Công suất lắp máy (Nlm) MW 1200
- Năng lượng trung bình nhiều năm
(Eo) 10 9 P PkWh 4,670.83 vàtăngchobậcd ưới59,9.10 6 kWh
2 Loại nhà máy Sau đập
3 Bê tông các loại 10 3 P P Pm 3 3.604,24
4 Cốt thép các loại Tấn 49.465,74
7 T 7B ổngmứcđầutưcôngtrình 10 9 P Pđ 35.627,617 Theo p/ ahuyđộngvốn kiếnnghị
Điều kiện địa chất công trìnhvùngtuyến
4.2.1 Đặc điểm địa hình, địamạo
Toàn bộ vùng tuyến thủy điện Lai Châu nằm trong thung lũng sông Đà có dạng chữ V Cao độ địa hình phía đỉnh từ 450m đến 500m, lòng sông có cao độ khoảng 185m Hai bên bờ sông là bề mặt sườn xâm thực bóc mòn, độ dốc sườn từ 25-30 0 tới 40 0 , địa hình bị phân cắt mạnh bởi các nhánh suối nhỏ có hướng chảy gần vuông góc với dòng chảy của sông Bề mặt sườn trừ hai bên bờ sông và lòng suối lớn lộ đá gốc, phần còn lại hoàn toàn bị phủ bởi lớp đất sườn tàn tích, cây cối phát triển rậm rạp chủ yếu là tre, nứa, chuối rừng và ít cây thân gỗ nhỏ.
Dòng sông có hướng chảy Tây-Đông, chiều rộng thay đổi từ 80÷200m tạo ra nhiều hố xói, rãnh xói dưới lòng, trầm đọng aluvi có bề dầy thay đổi từ 5÷30m. Trong đoạn tuyến không gặp các bãi bồi ven sông.
Khu vực tuyến gặp các thành tạo Đệ Tứ gồm :
- Thành tạo aluvi (aQ) phân bố dọc theo lòng sông, luôn luôn bị ngập sâu dưới mực nước sông từ 9÷12m (về mùa cạn), thành phần gồm cuội tảng, cát hạt thô đến hạt nhỏ Hàm lượng cuội tảng chiếm tới 80% Bề dầy trung bình 10÷15m, cá biệt có chỗ 20÷30m Theo thực tế một số nơi gần tuyến đập có bãi cuội tảng ven sông thì tảng ở lòng sông tại tuyến đập Lai Châu có kích thước tới hàng mét, trong khi đó do hạn chế về đường kính khoan nên không thể dựa vào mẫu lấy từ hố khoan để mô tả đặc trưng cho lớp cuội sỏi lòng sông được Vì vậy đã tham khảo theo tài liệu đào hố thí nghiệm tại bãi cát cuội tảng HuaNon (thủy điện Sơn La) để đưa ra thành phần cấp phối cho lớp cát cuội tảng lòng sông tuyến đập LaiChâu.
- Thành tạo Proluvi (pQ) phân bố ít ở các cửa suối lớn bề dầy 1÷3m, thành phần không đồng nhất gồm tảng, cuội, dăm sạn, cát,sét.
- Thành tạo deluvi, eluvi (edQ) phân bố trên hầu hết bề mặt sườn phát triển trên đá gốc granit phức hệ Điện Biên Thành phần là á sét, ít gặp á cát lẫn ít dăm sạn, bề dày thay đổi từ một vài mét đến hai, ba chụcmét.
- Thành tạo đá gốc: Toàn bộ vùng tuyến phân bố đá macma xâm nhập thuộc phức hệ Điện Biên pha 2(P2-T1đb2) (Trần Đăng Tuyết và nnk 1994) thành phần là granođiorit horblend, diorit thạch anh, granitbiotit, plazogranit, đá mầu xám sẫm đến sáng màu.
Thành phần khoáng vật chính trong đá :
- Granođiorit: Plazoclas (45-50%) thạch anh (20-25%), fenspat 10%, biotit (10-15%), horblend(5-8%).
- Điorit thạch anh, horblend: Plazoclas (60-65%), thạch anh (10-15%), horblend (10%), biotit(10%)
- Granitbiotit đá sáng màu: Plazoclas (25-40%), fenspat(20-30%).
- Plagiogranit: Plazoclas (55-60%), fenspat kali (5-15%) Các khoángvậtp h ụ t h ư ờ n g g ặ p s p h e n , a p a t i t , zircon
Trong đá granit phức hệ Điện Biên còn gặp các khối nhỏ gabrođiorit và các đai mạch gabrodiaba màu xanh sẫm cùng xếp chung vào phức hệ Điện Biên.
Việc xác định các đứt gẫy chủ yếu dựa trên tài liệu đo vẽ địa chất 1/25000 vùng hồ, tỷ lệ 1/1000 vùng tuyến, tài liệu thăm dò địa vật lý bằng các mặt cắt điện địa chấn, tài liệu khoan thăm dò và tài liệu mô tả khe nứt trong hầm ngang số 1 và số2.
Trên cơ sở phân tích tài liệu khảo sát kết hợp với các yếu tố địa hình, địa mạo, tài liệu nghiên cứu về động đất kiến tạo của Viện Vật lý Địa cầu, vùng tuyến đập Lai Châu chỉ ghi nhận được các đứt gẫy bậc IV, V phát triển khá mạnh theo 2 hệ thống chính Tây Bắc-Đông Nam và Đông Bắc-Tây Nam Hệ thống đứt gẫy á kinh tuyến và á vĩ tuyến ít pháttriển.
- Hệ thống đứt gẫy phương Tây Bắc - Đông Nam gồm các đứt gẫy IV-1 đếnIV-9thếnằmcắmvềphíaĐôngBắcgócdốc70-80 0 ;cácđứtgãybậcVgồmV.7,V.8, V.13, V.18.
- HệthốngđứtgẫyphươngĐôngBắc-TâyNamgồmcácđứtgẫyIV.10đến IV.16 thế nằm cắm về phía Đông Nam, góc dốc 70-80 0 Đứt gẫy bậc V gồm V.1, V.2, V.3, V.5, V.12, V.15, V.17.
- Hệ thống đứt gẫy á kinh tuyến gồm IV-17, IV-18, IV-19 và V.4,V.20.
- Hệ thống đứtgãyphương á vĩ tuyến chỉ gặp các đứt gãy bậc V gồm V.3b, V.5, V.9 có thế nằm cắm về Bắc-Đông Bắc góc dốc60-80 0
Về tính chất các đứt gãy phương Tây Bắc - Đông Nam, Đông Bắc – Tây Nam đều là những đứt gãy trượt bằng thuận Các đứt gãy phương á vĩ tuyến và á kinh tuyến chỉ phát hiện được các đứt gãy bậc V trong các hầm khảosát
Cùng với các hệ thống đứt gãy phá huỷ kiến tạo nêu trên, mạng lưới khe nứt nhỏ phát triển trong đá gốc vùng tuyến được đo vẽ tổng hợp trong các hầm ngang thăm dò ở 2 vai đập cũng như các điểm lộ địa chất ven sông có thể chia ra làm 4 hệ thống khe nứt chính như trong bảng 4.2.
Bảng 4.2 - Bảng các hệ thống khe nứt chính khu vực công trình
Ký hiệu hệ thống Đường phương Phương vị hướng dốc Góc dốc a 80 – 100 45-85
25-40 Để phân chia các bậc đứt gãy, khe nứt dựa vào bề rộng, chiều dài khe nứt, đứt gãy, bề rộng đới ảnh hưởng phù hợp với TCVN 4253-86 Các đứt gãy, khe nứt vùng công trình được phân chia như trong bảng4.3.
Bảng 4.3 - Bảng phân cấp khe nứt, đứt gẫy kiến tạo khu vực công trình
Loại và đặc trưng phá huỷ
Chiều dài trong phạm vi nghiên cứu
Bề mặt đứt gẫy hoặc chiều rộng đới vỡ vụn Đới ảnh hưởng
IV Đứt gẫy trung bình
Hàng trăm đến hàng nghìn mét
V Đứt gẫy nhỏ, khe nứt lớn 50-1000m >20mm-
VI Khe nứt trung bình 10-100m 3-20mm đến 0.5m 2-40m
VII Khe nứt nhỏ 1-10m 1-2mm -