THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ VẬN HÀNH THIẾT BỊ KHOAN PHỤT VỮA GIA CỐ ĐÊ PHỤC VỤ CÔNG TÁC PHÒNG, CHỐNG LỤT, BÃO VÀ BẢO VỆ ĐÊ ĐIỀU

Xuất phát từ thực tế trên và với sự nhất trí của Bộ Khoa học và Công nghệ và Bộ Nông nghiệp và PTNT, Cục Quản lý đê điều và PCLB đã được giao thực hiện dự án “Hoàn thiện công nghệ, thiết

BÁO CÁO TỔNG KẾT DỰ ÁN

SẢN XUẤT THỬ NGHIỆM CẤP NHÀ NƯỚC

HOÀN THIỆN CÔNG NGHỆ, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO

VÀ VẬN HÀNH THIẾT BỊ KHOAN PHỤT VỮA GIA CỐ ĐÊ PHỤC VỤ CÔNG TÁC PHÒNG, CHỐNG

LỤT, BÃO VÀ BẢO VỆ ĐÊ ĐIỀU

Chủ nhiệm dự án: Đặng Quang Tính

Cơ quan chủ trì dự án: Cục Quản lý đê điều và Phòng, chống lụt, bão

Địa chỉ: Nhà A4, số 2 Ngọc Hà, Ba Đình, Hà Nội

7017

06/11/2008

1 Viện Khoa học thủy lợi Phối hợp Bộ Nông nghiệp và PTNT

2 Viện Địa chất Phối hợp Công nghệ Việt Nam Viện Khoa học và

6 Sở Nông nghiệp và PTNT Nam Định Phối hợp

8 Công ty Thi công cơ giới xây dựng

Sở Nông nghiệp và PTNT Hà Nội

9 Ban Quản lý công trình phân lũ sông

11 Công ty Tư vấn, xây dựng Thủy lợi Hà Tây Phối hợp Sở Nông nghiệp và PTNT Hà Tây

13 Trung tâm tư vấn kỹ thuật về Đê điều Phối hợp Cục QLĐĐ&PCLB

TÓM TẮT

Trải qua quá trình tu bổ kéo dài gần một nghìn năm, hệ thống đê đã phát triển từ những đoạn nhỏ, thấp và rời rạc thành hệ thống liên tục và tương đối vững chắc như ngày nay Tuy nhiên, do việc đắp đê không liên tục và thiếu đồng nhất, trong thân đê và nền đê có những tồn tại, khi có lũ vẫn gây ra những sự cố thẩm lậu, đùn sủi, nứt, sạt trượt… Hệ thống đê đã và đang được

tu bổ hàng năm với nhiều biện pháp công trình để nâng cao chất lượng, đảm bảo an toàn Tuy nhiên, có một thực tế là đê không thể cứ tiếp tục tôn cao và

mở rộng mặt cắt, vì nhiều đoạn đê, tuyến đê đi qua những vùng dân cư đông đúc, công tác giải phóng mặt bằng hết sức khó khăn, tốn kém Mặt khác, đê càng cao thì xác suất rủi ro càng lớn, thảm hoạ do vỡ đê gây ra càng khốc liệt

Vì vậy, giải pháp tăng cường thoát lũ lòng sông và gia cố chất lượng thân đê

là giải pháp hàng đầu bảo đảm an toàn chống lũ cho hệ thống đê điều

Kết quả tu bổ nhiều năm cho thấy, khoan phụt vữa gia cố thân đê là một giải pháp có hiệu quả, tăng cường chất lượng thân đê nhưng không làm thay đổi mặt cắt đê, tránh được công tác giải phóng mặt bằng Tuy nhiên, thiết bị khoan phụt vữa được sử dụng còn rất thô sơ, lạc hậu, năng suất thấp, chưa đảm bảo yêu cầu kĩ thuật và kinh tế, cần phải được nghiên cứu cải tiến thiết bị cũng như vật liệu sử dụng nhằm nâng cao năng suất, chất lượng

Xuất phát từ thực tế trên và với sự nhất trí của Bộ Khoa học và Công nghệ và Bộ Nông nghiệp và PTNT, Cục Quản lý đê điều và PCLB đã được

giao thực hiện dự án “Hoàn thiện công nghệ, thiết kế, chế tạo và vận hành thiết bị khoan phụt vữa gia cố thân đê phục vụ công tác phòng, chống lụt, bão và bảo vệ đê điều” Mục tiêu chính của dự án là nghiên cứu thiết kế, hoàn

thiện công nghệ chế tạo thiết bị khoan phụt vữa mới phù hợp với điều kiện thực tế ở Việt Nam, đảm bảo tính ưu việt về kỹ thuật, công nghệ, thiết bị gọn nhẹ và vận hành đơn giản, có năng suất và chất lượng cao hơn, giá thành hạ phù hợp với nền kinh tế

Để hoàn thành được mục tiêu đề ra, tổ điều hành dự án đã tổ chức thực hiện:

chế tạo thiết bị khoan phụt mới ưu việt hơn, sử dụng tối đa vật liệu có sẵn trong nước Thiết bị mới được khoan phụt thử nghiệm, kiểm tra, điều chỉnh để hoàn thiện thiết kế và quy trình chế tạo

- Phối hợp với các chuyên gia kết hợp các phương pháp: nghiên cứu hiện trường, nghiên cứu trong phòng và phân tích tổng hợp để xác định được loại đất sét đạt tiêu chuẩn làm nguyên liệu cũng như một dây chuyền sản xuất bột sét hợp lý, phù hợp với điều kiện thực tế, đảm bảo chất lượng bột sét

- Nghiên cứu chế tạo thiết bị khoan tạo lỗ

- Xây dựng quy trình khoan phụt vữa thử nghiệm phù hợp với thiết bị và vật liệu mới

- Tổ chức đào tạo về phương pháp vận hành hệ thống thiết bị mới

Dự án hoàn thành đã đạt được những kết quả theo đúng mục tiêu đề ra:

- Thiết kế hệ thống khoan phụt vữa KPV-0 với nhiều đặc điểm ưu việt đã được ứng dụng rộng rãi, hiệu quả trong công tác khoan phụt vữa gia cố đê

- Xác định được các yêu cầu đối với vật liệu sét sử dụng làm bột sét và xây dựng dây chuyền để sản xuất bột sét phù hợp với điều kiện thực tế

- Xây dựng Quy trình phụt vữa gia cố đê phù hợp với thiết bị mới và vật liệu mới Quy trình này đã được Cục Quản lý đê điều và PCLB tiếp tục hoàn

thiện thành “Tiêu chuẩn ngành 14TCN 1-2004 - Quy trình kỹ thuật khoan phụt vữa gia cố đê” để áp dụng rộng rãi trong cả nước

- Đào tạo đội ngũ cán bộ công nhân vận hành thiết bị khoan phụt vữa mới

Với thiết bị mới, vật liệu mới và Quy trình kỹ thuật phù hợp là kết quả của dự án, công tác khoan phụt vữa đã được áp dụng rộng rãi trong công tác

tu bổ và xử lý sự cố hư hỏng về đê điều ở các tỉnh phía Bắc và Bắc Trung bộ, giúp cho các công trình gia cố đê bằng khoan phụt vữa được đảm bảo cả về tiến độ và chất lượng thi công cũng như đảm bảo về vệ sinh môi trường, góp phần nâng cao chất lượng công trình đê điều

Một kết quả khác, có ý nghĩa lâu dài là dự án đã tạo đà, thúc đẩy công tác nghiên cứu trong lĩnh vực khoan phụt vữa nói chung và gia cố đê nói riêng

MỤC LỤC

TÓM TẮT i

MỤC LỤC iii

DANH SÁCH HÌNH v

DANH SÁCH BẢNG vi

BÁO CÁO THỰC HIỆN 1

LỜI MỞ ĐẦU 2

CHƯƠNG I TỔNG QUAN 4

1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 4

1.1.1 Tình hình nghiên cứu trong nước 4

1.1.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước 5

1.1.3 Kết luận: 5

1.2 Lựa chọn đối tượng nghiên cứu 5

1.2.1 Các đơn vị thực hiện tham gia, phối hợp 5

1.2.2 Thiết kế, cải tiến thiết bị và công nghệ: 6

1.2.3 Về vật liệu: 6

CHƯƠNG II NHỮNG NỘI DUNG ĐÃ THỰC HIỆN 7

2.1 Tổ chức và triển khai 7

2.2 Hoàn thiện thiết kế và chế tạo thiết bị khoan phụt vữa 8

2.2.1 Phương pháp nghiên cứu 8

2.2.2 Công tác đã thực hiện 9

2.3 Nghiên cứu sản xuất vật liệu khoan phụt vữa 18

2.3.1 Phương pháp nghiên cứu 18

2.3.2 Nội dung nghiên cứu 19

2.3.3 Khối lượng công tác đã thực hiện 19

2.5 Xây dựng Quy trình kỹ thuật khoan phụt vữa gia cố đê 23

2.6 Các kết quả khác từ sản phẩm của dự án 25

2.7 Chuyển giao kết quả 26

2.8 Tổ chức kiểm tra thực hiện dự án 27

CHƯƠNG III TỔNG QUÁT HÓA VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THU ĐƯỢC 29

3.1 Độ tin cậy của kết quả thu được 29

3.2 Độ ổn định công nghệ và hiệu quả kinh tế 29

3.3 Thực trạng áp dụng những kết quả đạt được của dự án vào thực tiễn 29

3.3.1 Về thiết bị máy móc cho khoan phụt 30

3.3.2 Về vật liệu 31

3.3.3 Về máy khoan tạo lỗ 32

3.3.4 Về quy trình kỹ thuật 32

CHƯƠNG IV KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 34

4.1 Kết luận 34

4.2 Kiến nghị 35

LỜI CẢM ƠN 36

PHỤ LỤC 37

DANH SÁCH HÌNH

Hình 2.1 Máy khoan phụt vữa thế hệ cũ từ 1980-1998 9

Hình 2.2 Máy ChemGrout CG-555 10

Hình 2.3 Sơ đồ máy khoan phụt vữa cải tiến KPV 11

Hình 2.4 Máy khoan phụt vữa KPV 12

Hình 2.5 Sơ đồ máy khoan phụt vữa cải tiến KPV-0 15

Hình 2.6 Máy khoan phụt vữa KPV-0 17

Hình 2.7 Quy trình sản xuất bột sét 22

Hình 3.1 Máy khoan phụt vữa DB-30 và các thông số kỹ thuật chính 31

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 2.1 So sánh máy KPV với máy CG-555 11 Bảng 2.2 Tiêu chuẩn của đất sét nguyên liệu 20 Bảng 2.3 Các đoạn đê tả sông Đáy được khoan phụt vữa thử nghiệm 24 Bảng 2.4 Khối lượng, kinh phí thực hiện khoan phụt vữa gia cố đê từ năm

1999 đến năm 2006 27

BÁO CÁO THỰC HIỆN

1 Tên cơ quan thực hiện Dự án

Cục Quản lý đê điều và phòng chống lụt bão - Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn

- KS.Vũ Văn Tú - KS Vũ Hữu Vân

- TS Cao Thị Lụa - CN Nguyễn Thị Bình

5 Xuất xứ báo cáo

Báo cáo được thực hiện trên cơ sở:

1 Các báo cáo định kỳ về kế hoạch thực hiện và sử dụng tài chính hàng quý, các biên bản nội dung cuộc họp, hội thảo và các kỳ kiểm tra thực tế hiện trường của nhóm thực hiện đề tài cùng phối hợp với cán bộ theo dõi dự án của

Bộ Khoa học và Công nghệ, Bộ Tài Chính, Vụ Khoa học và Công nghệ, Vụ Tài chính thuộc Bộ Nông nghiệp và PTNT

2 Hồ sơ bản vẽ thiết kế kỹ thuật của các loại máy cần chế tạo, cải tạo sửa chữa, nâng cấp, các dây chuyền sản xuất bột sét

3 Báo cáo của các đơn vị được hỗ trợ để chế tạo hoặc nâng cấp sửa chữa máy khoan phụt vữa cũng như máy khoan tạo lỗ

4 Số lượng thiết bị chế tạo sản xuất hiện có đang được sử dụng tại các đơn vị có trách nhiệm thực hiện gia cố đê bằng biện pháp khoan phụt vữa

LỜI MỞ ĐẦU

Hệ thống đê sông ở nước ta được xây dựng từ thế kỷ 12, lúc đầu còn thấp và nhỏ Trải qua quá trình tôn cao áp trúc của nhiều thế hệ, các tuyến đê dần được kéo dài, khép kín, nâng cấp như ngày nay Do nhu cầu cấp thiết của giai đoạn đầu nhằm bảo vệ làng mạc, nhà cửa, tài sản, tính mạng của nhân dân, cha ông ta với kinh nghiệm cổ truyền, kỹ thuật thô sơ đã dựng nên những tuyến bờ bao ngăn lũ ban đầu, qua năm tháng được bồi trúc trở thành

hệ thống đê ngày nay Tuy nhiên, việc đất đắp thân đê không đồng nhất, nền

đê không được xử lý, nhiều đoạn đi qua lòng sông cổ có nền đất mềm yếu Với những lý do trên cộng với tác động của thiên nhiên và con người nên vào mùa lũ, bão, trên đê thường xuyên xuất hiện sự cố thẩm lậu, rò rỉ, đùn sủi, nứt, sạt trượt,… Tính đến năm 2000, chiều dài đê sông chính ở đồng bằng Bắc bộ là 2.700 km (kể cả đê trên sông nhánh thượng du) gấp ba lần chiều dài đê năm 1926 Dưới thời Pháp thuộc, đê sông Hồng tại Hà Nội có khả năng ngăn lũ ở mức 12,00m Đến nay, hệ thống đê đã ngăn được mức nước

lũ tương ứng dưới 13,30m tại Hà Nội Trong điều kiện chiến tranh chống xâm lược kéo dài liên miên (từ 1945 đến 1975), chúng ta vẫn cố gắng giữ vững đê và tìm nhiều biện pháp khắc phục những sự cố nứt, thẩm lậu, rò rỉ bằng các vật liệu và biện pháp truyền thống Mặc dù vậy những thành tựu đã đạt được thật to lớn, giữ được an toàn cho hệ thống đê điều tạo điều kiện cho đồng bằng Bắc bộ phát triển về sản xuất, đảm bảo an ninh chính trị Để phát huy những kết quả đã đạt được, trong điều kiện phát triển chung của đất nước, chúng ta cần tăng cường cải tiến công nghệ, thiết bị, áp dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật trong công tác hộ đê, chống lụt

Hàng năm, Nhà nước và nhân dân đã tập trung sức người, sức của để xây dựng, tu bổ, gia cố tăng cường ổn định của đê Tuy nhiên, chúng ta đang đứng trước một thực tế là đê không thể tôn cao và mở rộng mãi mặt cắt, vì nhiều đoạn đê, tuyến đê đi qua những vùng dân cư đông đúc, công tác giải phóng mặt bằng hết sức khó khăn, tốn kém Mặt khác, đê càng cao thì xác suất rủi ro càng lớn, thảm hoạ do vỡ đê gây ra càng khốc liệt Vì vậy giải pháp tăng cường thoát lũ lòng sông và gia cố chất lượng thân đê là giải pháp hàng đầu bảo đảm an toàn chống lũ cho hệ thống đê điều

Thực tế những năm qua cho thấy, một trong những biện pháp kỹ thuật quan trọng, có hiệu quả là khoan phụt vữa gia cố thân đê Giải pháp này đảm bảo tăng cường được chất lượng đê nhưng không làm thay đổi mặt cắt đê, tránh được công tác giải phóng mặt bằng Tuy nhiên, thiết bị khoan phụt vữa đang được sử dụng còn rất thô sơ, lạc hậu, năng suất thấp, chưa đảm bảo yêu cầu kĩ thuật và kinh tế, cần phải nghiên cứu, sửa đổi, cải tiến thiết bị cũng như vật liệu sử dụng cho biện pháp này, nâng cao năng suất, chất lượng

Trong chương trình hợp tác khoa học kỹ thuật với nước ngoài, Cục Phòng chống lụt bão và Quản lý đê điều thấy rằng cần phải áp dụng và cải tiến công nghệ trong nước và nước ngoài để chế tạo thiết bị phù hợp với điêù kiện thực tế hiện nay, đảm bảo tính ưu việt về kỹ thuật , công nghệ, thiết bị gọn nhẹ và vận hành đơn giản, có năng suất và chất lượng cao hơn, giá thành

hạ phù hợp với nền kinh tế hiện nay để trang bị cho các đội khoan phụt vữa Được sự nhất trí của hai Bộ: Bộ Khoa học và Công nghệ và Bộ Nông nghiệp và PTNT, Cục Quản lý đê điều và PCLB đã được giao thực hiện dự án

“Hoàn thiện công nghệ, thiết kế, chế tạo và vận hành thiết bị khoan phụt vữa gia cố thân đê phục vụ công tác phòng, chống lụt, bão và bảo vệ đê điều” (Hợp đồng số 09/98/HĐ-DA ngày 03/12/1998 giữa Bộ Khoa học và

Công nghệ và Cục Quản lý đê điều và PCLB) Mục tiêu chính của dự án là

nghiên cứu thiết kế, hoàn thiện công nghệ chế tạo thiết bị khoan phụt vữa mới phù hợp với điều kiện thực tế ở Việt Nam, đảm bảo tính ưu việt về kỹ thuật, công nghệ, thiết bị gọn nhẹ và vận hành đơn giản, có năng suất và chất lượng cao hơn, giá thành hạ phù hợp với nền kinh tế

CHƯƠNG I TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

1.1.1 Tình hình nghiên cứu trong nước

Cuối những năm 1980, Cục Quản lý đê điều và Phòng chống lụt bão lúc đó là Cục Đê điều đã có chủ trương nghiên cứu và áp dụng khoan phụt vữa để xử lý các hiện tượng rò rỉ, thẩm lậu, thấm qua đê để tăng cường sự

ổn định của đê Việc nghiên cứu thử nghiệm được tiến hành từng bước, đầu tiên được thử nghiệm tại tỉnh Bắc Ninh đối với những đoạn đê có hiện tượng thấm và thẩm lậu trên đê sông Đuống Qua theo dõi những đoạn đã khoan phụt gia cố bằng vữa sét, hiện tượng thẩm lậu mái đê phía đồng đã giảm hẳn ở mùa lũ năm sau Từ những đoạn thử nghiệm này, Cục đã chủ trương cho thử nghiệm ở Vĩnh Phúc, Hải Dương, v.v và đặc biệt là khu vực đê xã Sen Chiểu, huyện Phúc Thọ, tỉnh Hà Tây vì đây là đoạn đê rất đặc biệt, địa chất dưới nền đê chủ yếu là cuội sỏi có chiều dày tới 30m, khi nước lũ ở mức báo động 3 trở lên thì dòng thấm từ sông chảy vào đồng gây mạch đùn, mạch sủi, thậm chí làm cho từng khu vực bùng nhùng và đã làm sập cả một nhà dân Tuy nhiên, thiết bị khoan phụt vữa

sử dụng còn rất thô sơ lạc hậu, chất lượng vữa còn kém do dùng đất sét tươi để làm vữa, chất lượng đất không được kiểm định Trong suốt thời gian từ năm 1980 ÷ 1989, thiết bị khoan phụt vữa hầu như không được thay đổi, cải tiến, thiết bị cồng kềnh, lượng tiêu hao nhiên liệu nhiều mà năng suất rất thấp Đất sét khai thác tại chỗ chất lượng không đồng đều, thời gian đánh vữa lâu, mất vệ sinh môi trường do sử dụng thùng trộn vữa trục khuấy ngang, khi đánh vữa thì phải ngừng phụt và ngược lại, khi phụt vữa thì phải ngừng khuấy vữa Đặc biệt thiết bị hiện tại không kiểm soát được chặt chẽ về tỷ lệ vữa, lượng vữa vào từng hố dẫn đến chất lượng công trình thực tế không được kiểm soát chặt chẽ Tất cả những vấn đề trên đặt ra yêu cầu cần thiết phải nghiên cứu cải tiến đồng bộ cả thiết bị

và vật liệu sử dụng làm vữa trong gia cố đê

1.1.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước

Đối với vấn đề khoan phụt ở các nước tiên tiến trên thế giới hiện nay không chỉ khoan phụt vữa làm chắc thân đê bằng loại vữa thông thường

mà còn triển khai áp dụng khoan phụt vữa xử lý nền bằng công nghệ Betonit vào các công trình đê biển như Hà Lan, xử lý nền móng công trình đập, cống dưới đê và các nhà cao tầng như Pháp, Úc Tuy nhiên giá thành của các biện pháp xử lý này còn cao so với điều kiện hiện tại của Việt Nam

1.1.3 Kết luận:

Các thiết bị cho khoan phụt vữa gia cố đê dùng tại Việt Nam vào thời điểm năm 1997 đã lạc hậu và cũ, vật liệu dừng trong khoan phụt không còn phù hợp với giai đoạn công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước Việc nghiên cứu áp dụng nguyên lý của loại máy cao cấp, các dung dịch vữa và cải tiến các thiết bị hiện có để chế tạo các loại máy mới hoạt động hiệu quả, rẻ tiền và dễ vận hành đang là một vấn đề đặt ra rất cấp bách và cần thiết, nhất là trong giai đoạn hiện nay chúng ta xác định không thể nâng thêm chiều cao đê lên mãi mà tăng cường củng cố vững chắc thân đê có thể cho nước tràn qua mặt đê

1.2 Lựa chọn đối tượng nghiên cứu

Đối tượng triển khai dự án gồm:

- Nhóm chuyên gia về công tác dự án

- Các đơn vị nghiên cứu , thiết kế, viết quy trình quy phạm

- Đơn vị chế tạo theo mẫu máy thiết kế và cải tiến, nâng cao năng suất của máy cũ, thiết kế máy khoan tạo lỗ

- Nghiên cứu vật liệu làm vữa và phụ gia nhằm thay thế vật liệu sử dụng trước đây để nâng cao chất lượng công trình và tạo cơ sở để cải tiến, thiết kế chế tạo thiết bị khoan phụt vữa đồng bộ

1.2.1 Các đơn vị thực hiện tham gia, phối hợp

- Dự án đã chọn 3 đơn vị đã có nhiều năm thi công về công tác khoan

+ Công ty Xây dựng đê, kè Hải Dương

+ Trung tâm khảo sát, thiết kế xây dựng và cung ứng vật liệu thuộc Ban Quản lý Công trình phân lũ sông Đáy

- Chọn Công ty thi công cơ giới xây dựng Thuỷ lợi thuộc Sở Nông nghiệp và PTNT Thành phố Hà Nội là một đơn vị có kinh nghiệm nhiều năm tham gia vào công tác khoan phụt vữa gia cố đê để thiết kế, chế tạo máy khoan tạo lỗ

- Viện Địa chất - Trung tâm Khoa học tự nhiên Quốc gia, thiết kế cải tiến thiết bị khoan phụt vữa

- Viện Khoa học Thuỷ lợi: Nghiên cứu thành phần vật liệu và dây chuyền khoan phụt vữa

- Trung tâm Tư vấn kỹ thuật về đê điều - Cục Quản lý đê điều và PCLB: Thiết kế khoan phụt thử nghiệm và giám sát quá trình thi công, thí nghiệm

1.2.2 Thiết kế, cải tiến thiết bị và công nghệ:

1.2.2.1 Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thiết bị khoan phụt vữa mới

Dựa trên nguyên lý làm việc của máy CG-555, hãng Chemgrout và tận dụng những tiến bộ về kỹ thuật, công nghệ trong nước để thiết kế chế tạo máy khoan phụt vữa mới bằng thiết bị, vật liệu trong nước phù hợp với tiêu chuẩn

kỹ thuật và điều kiện thực tế của Việt Nam nhưng phải gọn nhẹ, cơ động, nâng cao năng suất, chất lượng thi công đảm bảo hiệu quả cả về kỹ thuật và kinh tế

1.2.2.2 Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy khoan tạo lỗ

Máy khoan tạo lỗ được dùng để phục vụ khoan phụt vữa gia cố đê, thay thế việc tạo lỗ bằng thủ công đang thực hiện từ trước đến nay

1.2.3 Về vật liệu:

Nghiên cứu vật liệu và phụ gia sử dụng trong khoan phụt vữa đồng thời đưa ra một dây chuyền sản xuất bột sét thay thế cho loại đất sét tươi trước đây, sử dụng phụ gia nâng cao độ lưu động của vữa, khi phụt vữa phải đi được vào hết các kẽ rỗng và khe nứt của công trình

CHƯƠNG II NHỮNG NỘI DUNG ĐÃ THỰC HIỆN

2.1 Tổ chức và triển khai

Sau khi dự án được duyệt, Hợp đồng đã được ký kết giữa Bộ Khoa học, Công nghệ và Môi trường (nay là Bộ Khoa học và Công nghệ) với Cục Phòng chống lụt bão và QLĐĐ, Ban chủ nhiệm dự án cùng các thành viên tham gia

đã triển khai các bước:

1 Thành lập tổ điều hành dự án “Hoàn thiện công nghệ thiết kế chế tạo

và vận hành thiết bị khoan phụt vữa gia cố đê phục vụ công tác phòng chống lụt bão và bảo vệ đê điều” kèm theo Quyết định số 728/PCLB ngày

18/12/1998 của Cục trưởng Cục Phòng chống lụt bão và QLĐĐ cử cán bộ tham gia tiểu ban dự án “Cải tiến thiết bị khoan phụt vữa”

2 Cục Phòng chống lụt bão và Quản lý đê điều đã ký kết hợp đồng với các đơn vị có đủ năng lực để thực hiện việc thiết kế, chế tạo máy khoan phụt vữa, xây dựng dây chuyền sản xuất bộ sét, máy khoan tạo lỗ:

- Hợp đồng thiết kế hệ thống thiết bị khoan phụt vữa số 02/HĐKT ngày 31/12/1998 và hợp đồng số 24/HĐKT ngày 25/4/1999 với Viện Địa chất thuộc Trung tâm Khoa học tự nhiên và Công nghệ quốc gia

- Hợp đồng chế tạo và vận hành thiết bị khoan phụt vữa gia cố đê số 01/HĐKT ngày 05/01/1999 và số 25/HĐKT ngày 10/12/1999 với Công ty Xây dựng đê kè Hải Dương

- Hợp đồng chế tạo và vận hành thiết bị khoan phụt vữa gia cố đê số 02/HĐKT ngày 05/01/1999 với Công ty Tư vấn Xây dựng Thuỷ Lợi Hà Tây

- Hợp đồng nghiên cứu khoa học công nghệ xác định chỉ tiêu cơ lý vật liệu cấp phối hỗn hợp và lựa chọn loại vật liệu, phụ gia phù hợp với thiết bị khoan phụt vữa và điều kiện môi trưòng số 04/ HĐKT ngày 13/01/1999 với Viện Nghiên cứu khoa học Thuỷ lợi

- Hợp đồng chế tạo và vận hành dây chuyền sản xuất bộ sét phục vụ

sát, Thiết kế, Xây dựng và cung ứng vật liệu thuộc Ban Quản lý công trình phân lũ sông Đáy

- Hợp đồng thiết kế chế tạo máy khoan tạo lỗ phục vụ khoan phụt vữa gia cố đê số 26/HĐKT ngày 10/12/1999 với Công ty Thi công cơ giới xây dựng Thuỷ lợi thuộc Sở Nông nghiệp và PTNT Thành phố Hà Nội

Đồng thời, Cục đã giao nhiệm vụ cho các thành viên tham gia dự án làm trưởng các nhóm thực hiện các nội dung sau:

- Trung tâm tư vấn kỹ thuật về đê điều thực hiện 2 nhiệm vụ:

+ Khảo sát hiện trường, thiết kế khoan phụt thử nghiệm 10 km đê

+ Theo dõi giám sát tổng hợp và xử lý số liệu sau khi khoan phụt thử nghiệm

- Phòng Quản lý đê thực hiện nhiệm vụ: Xây dựng quy trình khoan phụt vữa

Sau khi ký hợp đồng và theo sự phân công của Chủ nhiệm dự án, nhóm điều hành dự án đã đi kiểm tra thực tế các đơn vị thực hiện chế tạo máy khoan phụt cải tiến, chế tạo máy khoan tạo lỗ

2.2 Hoàn thiện thiết kế và chế tạo thiết bị khoan phụt vữa

2.2.1 Phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu thiết bị khoan phụt vữa cũ từ 1980-1998, phân tích những

ưu điểm, tồn tại của thiết bị

- Nghiên cứu thiết bị công nghệ hiện đại của nước ngoài, khả năng ứng dụng cho thực tế Việt Nam

- Kết hợp những đánh giá về thiết bị cũ với khả năng áp dụng công nghệ hiện đại của nước ngoài để thiết kế, chế tạo thiết bị khoan phụt mới ưu việt hơn, sử dụng tối đa vật liệu có sẵn trong nước

- Chế tạo mẫu, khoan phụt thử nghiệm, kiểm tra, điều chỉnh để hoàn thiện thiết kế và quy trình chế tạo thiết bị khoan phụt vữa mới

2.2.2 Công tác đã thực hiện

2.2.2.1 Nghiên cứu chế tạo máy khoan phụt vữa KPV

Hình 2.1 Máy khoan phụt vữa thế hệ cũ từ 1980-1998

Trong suốt thời gian từ năm 1980-1998, thiết bị khoan phụt vữa hầu như không được thay đổi, cải tiến: Thiết bị cồng kềnh, lượng tiêu hao nhiên liệu

lớn mà năng suất rất thấp (xem Hình 2.1) Đất sét khai thác tại chỗ chất lượng

không đồng đều, thời gian đánh vữa lâu, mất vệ sinh môi trường do sử dụng thùng trộn vữa trục khuấy ngang, không thể trộn vữa và phụt vữa đồng thời Đặc biệt thiết bị cũ không kiểm soát được tỷ lệ vữa, lượng vữa vào từng hố dẫn đến chất lượng công trình thực tế không được kiểm soát chặt chẽ

Chemgrout là một công ty của Mỹ chuyên sản xuất các thiết bị khoan

trộn – bơm vữa CG-555 (xem

Hình 2.2) Hệ thống sử dụng cơ chế truyền động bằng thủy lực để truyền chuyển động đến cả bộ phận khuấy và máy bơm trục xoắn (xem Hình 2.3) Hệ

thống này cũng đảm nhiệm vai trò cấp nước có áp lực cho công tác khoan tạo

lỗ Bơm ép vữa là loại bơm trục xoắn Moyno, chế tạo tại Mỹ

Hình 2.3 Sơ đồ máy khoan phụt vữa cải tiến KPV

Hệ thống thiết bị đầu tiên này được đặt tên là KPV (tên khác là

KPĐC-01) Chi tiết một số cải tiến chính xem trong Bảng 2.1

Bảng 2.1 So sánh máy KPV với máy CG-555

Động cơ Động cơ xăng Hon

đa, 11 mã lực

Động cơ xăng 4 kỳ, honda GX 340, 11

Áp lực bơm vữa 150psi × 0,07031

Điều khiển từ xa Lắp đặt thêm van

điều khiển từ xa và

Chưa chế tạo

Vật liệu + nước Động cơ Bộ khuấy trục đứng

Bộ phận CG-555 KPV So sánh

tay từ xa Động cơ kéo máy Toàn bộ máy được

gắn trên một khung

rơ móoc có bánh để kéo động cơ trên hiện trường

Sau khi xem xét, đã dùng loại máy kéo bông sen thay thế cùng kéo máy di chuyển trên hiện trường một cách thuận tiện và dễ dàng

Đã cải tiến phù hợp với những loại máy đã có sẵn tại Việt Nam

Hệ thống thiết bị gọn nhẹ được gắn trên rơ moóc kéo để tiện di chuyển

trên thực địa (xem Hình 2.4)

Hình 2.4 Máy khoan phụt vữa KPV

So với CG-555, KPV đã được cải tiến một số bộ phận để thích ứng với

công tác khoan phụt vữa gia cố đê ở Việt Nam, sử dụng nguyên vật liệu, thiết

nguội dầu thuỷ lực tốt hơn trong điều kiện thi công liên tục trong thời tiết nóng bức tại Việt Nam

- Hệ thống khung xe được thiết kế dựa trên việc tham khảo các hệ thống thiết bị khoan phụt vữa sẵn có của các đội khoan phụt vữa đê điều của tỉnh Hà Tây, Hải Dương

- Hệ thống dẫn động bao gồm động cơ xăng, bơm thuỷ lực, các mô tơ thuỷ lực, hệ thống vòi lực, van chia, các bộ lọc được thiết kế dựa trên các đặc tính kỹ thuật của các chi tiết do các nhà chế tạo cấp và kết quả tính toán mô men của trục khuấy vữa

- Việc tính toán ổn định chống lật của hệ thống máy đặt thêm rơ moóc kéo được quan tâm đặc biệt để đảm bảo hệ thống thiết bị có thể được di chuyển và vận hành trong điều kiện thi công trên các tuyến đê

Hệ thống có một số ưu điểm như sau:

- Phần lớn các chi tiết được thiết kế, chế tạo trong nước Riêng máy bơm trục Moyno chế tạo tại Mỹ có ưu điểm là cho dòng vữa đi liên tục Còn lại một số chi tiết phải làm việc trong điều kiện khắc nghiệt cũng do các hãng có

thiết bị chế tạo trong nước vẫn đảm bảo chất lượng tương đương, một số tính năng được cải tiến để phù hợp với chức năng chuyên dụng hơn đồng thời giá thành chế tạo sẽ giảm đáng kể so với thiết bị nhập ngoại

2.2.2.2 Thi công thử nghiệm

Thiết bị mới và bột sét được sản xuất trên dây chuyền mới đã được sử dụng để khoan phụt vữa tại tuyến đê tả sông Đáy, tỉnh Hà Tây với chiều dài khoan phụt 10km

Sau khi có ý kiến của các chuyên gia đề nghị bổ sung như hướng dẫn cụ thể khi vận hành, các dung sai lấy theo một tiêu chuẩn nhất định, bảng kê chi tiết thứ tự các bản vẽ, nhóm tác giả đã chỉnh sửa lại hoàn chỉnh bộ hồ sơ về thiết kế Đến tháng 11/2001, hồ sơ thiết kế máy CG-555 cải tiến hoàn chỉnh theo các ý kiến đóng góp đã được nghiệm thu

2.2.2.3 Máy khoan phụt vữa KPV-0 cải tiến từ KPV

Máy KPV tuy đã được thiết kế để phù hợp với thực tế ở Việt Nam nhưng khi đưa vào thử nghiệm đã bộc lộ một số nhược điểm cần phải khắc phục:

- Chi phí chế tạo hệ thống thiết bị cao hơn nhiều lần so với hệ thống thiết

bị cũ (mặc dù được chế tạo trong nước với giá thành giảm đáng kể so với thiết

có thể chấp nhận được Đối với công tác khoan phụt vữa gia cố thân đê với khối lượng vật liệu lớn, vật liệu kém chọn lọc (điều kiện bơm phụ vật liệu tương đương hoặc khó khăn hơn) theo đơn giá thấp hơn nhiều lần so với đơn giá gia cố nền công trình thuỷ lợi, việc chi phí cho vận hành và bảo dưỡng thiết bị KPV chiếm một tỷ lệ không nhỏ trong giá thành thi công công trình

- Thùng trộn vữa mặc dù đã được thiết kế và chế tạo lớn hơn so với thiết

bị ngoại nhập nhưng khi bơm phun vữa đất sét gia cố thân đê với lưu lượng nhận vữa rất lớn vẫn tỏ ra chưa đủ, đòi hỏi phải nạp nhiên liệu nhiều lần để đảm bảo công suất bơm liên tục

Vì vậy, tổ điều hành dự án đã tiến hành cải tiến, thiết kế một hệ thống

mới đặt tên là máy KPV-0

Hệ thống KPV-0 đã kế thừa được những ưu điểm của hệ thống KPV: Trục khuấy đứng, động cơ vận hành khấy – bơm phụt độc lập với động cơ hệ thống di chuyển, lắp đặt đồng hồ theo dõi áp lực Để khắc phục những nhược điểm của KPV, nguyên lý hoạt động của KPV-0 đã được thay đổi về

cơ bản: Sử dụng bình nén khí để tạo áp lực đẩy vữa thay cho bơm xoắn ruột

gà và dây đai buly để truyền động thay cho hệ thống thủy lực Việc chế tạo hệ thống mới này sẽ dễ dàng hơn và giá thành thấp hơn nhờ sử dụng các vật liệu

có sẵn trong nước, đồng thời cũng giải quyết được vấn đề mòn trục cuốn

Sơ đồ hoạt động của máy KPV-0 được trình bày trên Hình 2.5

Hình 2.5 Sơ đồ máy khoan phụt vữa cải tiến KPV-0

Cần khoan 1

a Phần phụt vữa

- Được lắp đặt toàn bộ trên Rơmoóc gồm:

+ Đường truyền 1: Vận hành máy nén khí thông qua hệ thống dẫn cứng

và bình khí nén có lắp đặt van an toàn và van tác dụng cung cấp khí cho hai bình nén dung dịch một cách hoàn toàn độc lập

+ Đường truyền 2: Thông qua bộ số vi sai vận hành bộ khuấy trục đứng

để khấy vữa Nhờ hệ thống Buly tăng đai mà ta có thể vận hành cùng một lúc

cả nén khí và khuấy vữa hoặc vận hành riêng từng chức năng tuỳ theo yêu cầu của công việc một cách thuận tiện

+ Bình dung dịch - Kết cấu theo kiểu bình bán nguyệt và có tổng dung tích là 1.000 lít, bên trong lắp hệ thống sàng lọc thô trước khi cung cấp vữa cho bình nén dung dịch

- Hệ thống khuấy vữa chuyển từ trục ngang sang trục đứng đường kính cách khuấy và buồng khuấy tăng hơn 4 lần so với trước dây đồng thời cánh khuấy được thiết kế theo nguyên lý cánh quạt nên làm việc nhẹ nhàng và hiệu quả cao Trong trường hợp dùng vật liệu là sét cục thì chỉ cần tháo cách khuấy phẳng và lắp vào hệ cách khuấy răng là được mà không cần thay đổi kết cấu

có thể kiểm soát được chất lượng ép vữa và chất lượng công trình trong quá trình thi công

b Phần vận chuyển:

- Đầu kéo là máy bông sen D12 hệ lái vô lăng do Nhà máy cơ khí nông nghiệp sản xuất

- Phần rơ moóc: Được thiết kế theo kiểu mẫu KPV-0 đảm bảo chắc chắn

và thuận tiện cho việc lắp đặt thiết bị và vận hành của công nhân

Hình 2.6 Máy khoan phụt vữa KPV-0

Hình 2.6 minh họa một sản phẩm KPV-0 sau khi chế tạo

Hệ thống mới KPV-0 đã khắc phục được những nhược điểm của KPV và

có thêm những ưu điểm:

- Hệ thống khuấy vữa vận hành nhẹ nhàng và hiệu quả cao

- Máy nén khí được lắp đặt hợp lý cùng với bình cung cấp khí nén cho bình ép dung dịch đảm bảo tiện lợi và an toàn trong thi công

- Bình ép tăng dung tích và lắp đặt hệ thống an toàn đảm bảo không xảy

ra vữa sống, sổng hơi làm mất an toàn công trình

- Kiểm soát được lượng vữa ép để đảm bảo trong quá trình thi công

2.2.2.4 Chế tạo thiết bị khoan phụt vữa

a Máy KPV

Máy KPV có 11 bộ phận chính được mua ở nước ngoài, còn lại 18 bộ phận được chế tạo ở Việt Nam, phù hợp với điều kiện sản xuất, khí hậu và hạ

Trong năm 1999 và đầu năm 2000, Công ty Tư vấn xây dựng thuỷ lợi Hà Tây và Công ty Xây dựng đê kè Hải Dương kết hợp với Nhà máy chế tạo máy bơm thuỷ lực Hải Dương đã chế tạo 21 máy khoan phụt vữa sử dụng bơm áp lực bằng máy nén hơi đảm bảo thông số kỹ thuật theo thiết kế

Ngay sau khi được chế tạo, Công ty Tư vấn xây dựng thuỷ lợi Hà Tây và Trung tâm khảo sát thiết kế - Cung ứng vật liệu xây dựng thuộc Ban Quản lý công trình phân lũ sông Đáy đã áp dụng thử nghiệm loại máy này Qua lắp đặt

và thử nghiệm, các đơn vị đã góp ý, điều chỉnh một số điểm chưa phù hợp như chân chống cần phải gắn thêm, chiều cao của máy phải hạ thấp để phù hợp với chiều cao của công nhân Việt Nam

2.3 Nghiên cứu sản xuất vật liệu khoan phụt vữa

Mục tiêu của việc nghiên cứu là xác định được loại đất sét thích hợp cũng như vị trí mỏ đất để sản xuất bột sét, tỷ lệ trộn phụ gia thích hợp và đặc biệt là một dây chuyền sản xuất hợp lý đảm bảo năng suất cũng như chất lượng bột sét

2.3.1 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1.1 Phương pháp nghiên cứu hiện trường

- Thu thập tài liệu, xác định các mỏ vật liệu có tiềm năng khai thác trong khu vực dự kiến;

- Thăm dò, đánh giá sơ bộ tính chất đất, trữ lượng, khả năng khai thác của các mỏ;

- Khảo sát địa chất ở các mỏ thích hợp nhất: Khoan, đào, lấy mẫu và thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ lý của đất sét; đánh giá trữ lượng và khả năng khai thác; xác định phương pháp khai thác phù hợp

2.3.1.2 Phương pháp nghiên cứu trong phòng

Xác định chỉ tiêu cơ lý của mỏ đất sét để làm dung dịch khoan phụt vữa: thành phần hoá học, thành phần khoáng vật, hàm lượng các loại sét, thành phần hạt; Xác định các chỉ tiêu cơ lý của dung dịch: Tỷ trọng, độ nhớt, độ thải nước, bề dầy vỏ sét, ứng suất trượt tĩnh, độ tách nước, độ tách cát, độ ổn định; Nghiên cứu, xác định ảnh hưởng của các loại phụ gia: xi măng, betonit, tro xỉ, muối, sô đa

2.3.1.3 Phương pháp phân tích, tổng hợp

Thu thập tài liệu, tổng hợp, phân tích các kết quả thí nghiệm; lập báo cáo

2.3.2 Nội dung nghiên cứu

- Khảo sát tổng quan thực địa một số mỏ đất sét ở khu vực Thạch Hòa (huyện Thạch Thất) và Long Xuyên (huyện Phúc Thọ) tỉnh Hà Tây

- Thăm dò các mỏ có khả năng khai thác vật liệu sét: Khoan, đào lấy mẫu để đánh giá chất lượng sét và ước tính trữ lượng của mỏ

- Thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ lý của đất sét, xác định mỏ sét thích hợp để khai thác, sản xuất bột sét đóng bao

- Nghiên cứu lựa chọn các loại phụ gia phù hợp với loại sét của mỏ để tạo cấp phối vật liệu thích hợp

- Nghiên cứu xác định cấp phối vật liệu phù hợp với thiết bị khoan phụt

và điều kiện môi trường

- Khảo sát hiện trường xác định tính khả thi để xây dựng dây chuyền sản xuất vật liệu

- Nghiên cứu đánh giá lựa chọn phương án, vị trí xây dựng và thiết kế quy trình sản xuất vật liệu khoan phụt vữa

2.3.3 Khối lượng công tác đã thực hiện

2.3.3.1 Công tác khảo sát hiện trường

Tiến hành khoan khảo sát hiện trường tại: Thạch Hoà (3 mỏ sét), huyện

8 hố, đường kính khoan 110mm, sâu 3 m/hố; đào 5 hố, sâu 2 m/hố; Lấy 10 mẫu đất thí nghiệm

2.3.3.2 Công tác thí nghiệm trong phòng

- Thí nghiệm, xác định các chỉ tiêu cơ lý của 10 mẫu đất; xác định thành phần hoá học hàm lượng các loại sét theo phương pháp nhiệt; khoáng vật và hàm lượng các loại sét theo phương pháp rơn ghen

- Thí nghiệm dung dịch chưa có phụ gia, xác định các chỉ tiêu cơ lý: tỷ trọng, độ nhớt, độ thải nước và bề dầy vỏ sét, lượng lắng đọng cát, thời gian phân tầng, độ lắng đọng, ứng suất trượt tĩnh và độ mịn của bột sét Tổng số mẫu thí nghiệm là 63

- Thí nghiệm dung dịch với phụ gia, bao gồm: sô đa, muối ăn, bentonit,

xi măng Hoàng Thạch, tro xỉ Phả Lại với 9 mẫu cho mỗi loại; kết hợp sô đa +

xi măng Hoàng Thạch, sô đa + muối và sô đa + tro xỉ, với 3 mẫu cho mỗi loại kết hợp Các chỉ tiêu cơ lý như đối với dung dịch không có phụ gia

Trên cơ sở so sánh, phân tích các kết quả thí nghiệm, nhóm thực hiện đã đưa ra được những yêu cầu đối với đất sét dùng làm nguyên liệu sản xuất bột

sét trong công tác khoan phụt vữa gia cố đê (xem Bảng 2.2)

Bảng 2.2 Tiêu chuẩn của đất sét nguyên liệu

Các mỏ có đất sét đảm bảo 10 yêu cầu như trong Bảng 2.2 thì mới được

đưa vào khai thác để sản xuất bột sét

Như vậy muốn khai thác một mỏ sét nào ở bất cứ khu vực nào cũng phải thí nghiệm lại các chỉ tiêu cơ lý rồi mới cho khai thác và sản xuất

2.3.3.3 Xây dựng dây chuyền sản xuất vật liệu bột sét

Bột sét được sản xuất theo dây chuyền sau:

- Khai thác đất có hàm lượng sét cao tại các mỏ đất đã khảo sát

- Vận chuyển đến nơi có lò sấy khô hoặc có thể phơi nắng

- Đưa vào hệ thống nghiền sàng

- Kiểm nghiệm, trộn phụ gia (nếu cần), cân và đóng bao

- Đưa vào kho và bảo quản

Quy trình sản xuất được trình bày trên

- Thiết bị vận chuyển sét về xưởng hoặc ra công trường phải có mái che mưa, nắng

- Sét bột sau khi nghiền và pha trộn phụ gia (hoặc chưa có phụ gia) cần được đóng gói bảo quản; bên trong bao ni lông chống ẩm, bên ngoài bao tải dứa Trọng lượng mỗi bao 50kg trên bao bì cần ghi rõ cơ quan sản xuất và ngày sản xuất

- Sét bột sau khi đóng bao bảo quản ở nơi khô ráo tránh ẩm ướt

Hình 2.7 Quy trình sản xuất bột sét

Trên cơ sở dây chuyền mẫu này, các đơn vị đã hiệu chỉnh, lắp đặt dây chuyền sản xuất phù hợp với tình hình của đơn vị Các đơn vị đã tăng thêm thiết bị nghiền sàng vật liệu và cải tạo nâng cấp các kho chứa đã có sẵn, ngoài

ra còn mua máy đóng bao và xây dựng thương hiệu của mình Cụ thể như sau:

- Ba đơn vị đã xây dựng xưởng sản xuất bột sét để đóng bao là: Công ty

Tư vấn xây dựng thuỷ lợi Hà Tây, Trung tâm Khảo sát thiết kế, Cung ứng vật liệu xây dựng (Ban Quản lý công trình phân lũ sông Đáy) và công ty Xây dựng đê kè Hải Dương

- Kho chứa đất và sấy khô có 04 địa điểm: Kho chứa trong khu vực Ban Quản lý công trình sông Đáy, thành phố Hải Dương, thành phố Hà Đông và

Thái mỏng phơi khô Phụ gia

Nguyên liệu sét (đã kiểm định)

Tạp chất và hạt có kích thước lớn hơn quy định

Xí nghiệp sản xuất sét Pugiơlan (Sơn Tây)

- Tổng số thiết bị và dây chuyền: 12 thiết bị nghiền sàng, 08 dây chuyền đóng bao

2.3.3.4 Quy trình sản xuất vữa tại hiện trường

Để đảm bảo chất lượng vữa khoan phụt, việc chế tạo vữa phải tuân theo đung trình tự công nghệ sản xuất như sau:

- Chuẩn bị nguyên liệu sét (sét bột)

- Trước khi tiến hành sản xuất, điều chế cần xác tỷ lệ nước, tỷ lệ sét, phụgia theo như đã quy định để sản xuất vữa khoan phụt

- Rửa sạch thùng quấy trộn , máy tuần hoàn, ống dẫn vữa, bể chứa

- Bơm nước vào thùng quấy trộn theo tỷ lệ đã quy định; cho phụ gia theo

- Đo kiểm tra các thông số kỹ thuật của dung dịch vữ đã sản xuất

- Sau khi kiểm tra, vật liệu vữa đã đạt yêu cầu kỹ thuật vữa sét được sử dụng để bơm phụt

2.4 Nghiên cứu chế tạo máy khoan tạo lỗ phục vụ công tác khoan phụt vữa

Để tạo lỗ khoan phụt vữa gia cố đê cần 3 ÷ 4 công nhân có sức khỏe thực hiện thủ công tạo lỗ theo thiết kế Đây là khâu tốn nhiều sức lực, thời gian và việc tạo lỗ rất khó khăn, không chính xác Do vậy, để hoàn thiện thiết bị khoan phụt vữa đồng bộ, Chủ nhiệm dự án đã hợp đồng với Công ty Thi công

cơ giới Xây dựng thủy lợi Hà Nội nghiên cứu và chế tạo thành công máy khoan tạo lỗ phục vụ cho công tác khoan phụt vữa

Máy khoan tạo lỗ đã đưa vào khoan tạo lỗ thử nghiệm ở đê tả sông Cà

Lồ huyện Sóc Sơn vào quý III và quý IV năm 2000, tạo lỗ gọn, tốt và nhanh

2.5 Xây dựng Quy trình kỹ thuật khoan phụt vữa gia cố đê

Để xây dựng Quy trình kỹ thuật khoan phụt vữa phù hợp với thiết bị mới, vật liệu mới và điều kiện hiện trường, Chủ nhiệm dự án đã ký hợp đồng với Trung tâm Tư vấn kỹ thuật về đê điều (Đơn vị Thiết kế kỹ thuật, bản vẽ thi công) và Công ty Tư vấn xây dựng và Thuỷ lợi Hà Tây (đơn vị thi công)

Dự thảo Quy trình kỹ thuật khoan phụt vữa được xây dựng dựa trên cơ

sở Quy trình kỹ thuật khoan phụt vữa 14TCN-1-85 có sửa đổi, bổ sung phù hợp với hệ thống thiết bị và vật liệu mới

Các đơn vị tư vấn và thi công đã tiến hành thiết kế, thi công thử nghiệm

trên 10 km đê tả sông Đáy, tỉnh Hà Tây (xem Bảng 2.3), đánh giá hiệu quả để

hoàn chỉnh bản dự thảo Quy trình kỹ thuật thi công khoan phụt vữa mới

Bảng 2.3 Các đoạn đê tả sông Đáy được khoan phụt vữa thử nghiệm

(Hồ sơ thiết kế kỹ thuật – thi công được duyệt và hồ sơ nghiệm thu của công trình)

Hệ số thấm

(10 -4 cm/s)

STT Vị trí

Chiều dài (km)

Chiều dài khoan sâu

(mks)

Khối lượng bột sét

Cục Quản lý đê điều và PCLB đã tổ chức lấy ý kiến đóng góp cho bản

dự thảo Quy trình tại Hội nghị khoa học tại Đại Lải, tỉnh Vĩnh Phúc với sự tham dự của đại biểu từ 19 tỉnh, thành phố có đê và các chuyên gia Sau khi

có các ý kiến đóng góp của các tỉnh (thành phố), các công ty có đội khoan phụt vữa và dây chuyền sản xuất nguyên liệu, đơn vị lập định mức nhằm đảm bảo quy trình đạt chất lượng cao, phù hợp với điều kiện thực tế hiện nay, Cục Quản lý đê điều và PCLB đã tổng hợp, tiếp thu các ý kiến đóng góp, Ban kỹ thuật soạn thảo Quy trình đã điều chỉnh, sửa đổi và bổ sung hoàn thiện Quy trình kỹ thuật khoan phụt vữa gia cố thân đê cho 10 km đê tả sông Đáy, tỉnh

Hà Tây

Quy trình có những nội dung chính nhưsau:

1 Yêu cầu của công tác khoan phụt vữa gia cố đê

Bịt lấp được các lỗ rỗng, khe nứt và các loại ẩn hoạ khác trong thân đê đoạn từ K23+700 - K33+700 đê tả Đáy tỉnh Hà Tây tạo ra một màng chống thấm trong phạm vi gia cố để đạt được hệ số thấm K ≤ 10-4 cm/s, tăng sự ổn định của đê

2 Thu thập tài liệu

Trước khi thiết kế khoan phụt vữa gia cố đê phải thu thập các tài liệu sau

để chọn vị trí khoan phụt gia cố từ K23+700 ÷ K33+700 đê tả Đáy tỉnh Hà Tây Đây là đoạn đê trong nhiều năm đã xảy ra sự cố trong các mùa lũ như: Khe nứt, lỗ rỗng thân đê Thu thập mặt cắt ngang, dọc và bình đồ khu vực đoạn đê trên

3 Bố trí cụm khảo sát và các chỉ tiêu cần xác định

- Cách bố trí cụm khảo sát

Tùy theo tình hình cụ thể, trong quá trình khoan khảo sát, ở các cụm khác nhau bố trí lệnh các khoảng cách xa thêm hoặc gần lại (±0,5m) nhằm xác định chính xác hơn bán kính ảnh hưởng của vữa

- Các chỉ tiêu cần xác định cho một cụm trong giai đoạn khảo sát bao gồm: Lượng mất nước; Chiều sâu hố khoan; Bán kính hiệu quả của vữa ở mỗi

lỗ phụt; Áp lực phụt cực hạn của đoạn đê cần gia cố [P]; Nồng độ dung dịch (tỷ lệ Đ/N); Mức ăn vữa và lượng đất hoặc bột sét cho một hố khoan

2.6 Các kết quả khác từ sản phẩm của dự án

tỉnh, thành phố có các đội khoan phụt vữa với 109 máy khoan phụt vữa Đã có 18/19 tỉnh, thành phố có đê từ Hà Tĩnh trở ra áp dụng công nghệ, sản phẩm của dự án gia cố, tăng cường chất lượng thân đê

Từ mẫu máy KPV-0, năm 2006, Công ty cổ phần vật tư thiết bị và xây lắp Giang Sơn (Hải Dương) đã đăng ký bản quyền mẫu thiết bị khoan phụt vữa và được Cục sở hữu trí tuệ cấp Bằng độc quyền kiểu dáng công nghiệp

- Để phục vụ công tác khoan phụt vữa gia cố đê và có cơ sở pháp lý, Bộ Nông nghiệp và PTNT đã ban hành Định mức và đơn giá khoan phụt vữa gia

cố chất lượng thân đê ban hành kèm theo Quyết định số PCLB ngày 20/02/2001

13/2001/QĐ/BNN Quy trình kỹ thuật khoan phụt vữa gia cố thân đê: Sau khi được áp dụng rộng rãi, Cục Quản lý đê điều và PCLB phối hợp với các đơn vị thuộc

Bộ Nông nghiệp và PTNT, các tỉnh, thành phố, các đơn vị thiết kế, thi công hoàn thiện Quy trình kỹ thuật khoan phụt vữa gia cố đê ban hành kèm theo

Quyết định số 95/QĐ-BNN-KHCN ngày 17/01/2005 (Tiêu chuẩn ngành 14TCN 1-2004) và được áp dụng rộng rãi trong cả nước

- Đào tạo công nhân lành nghề: Trong quá trình thực hiện đề tài, đã tổ chức 2 lớp đào tạo và tập huấn cho công nhân chủ yếu thuộc 2 tỉnh Hà Tây và Hải Dương, giới thiệu về nguyên lý và cấu tạo của hệ thống Công nhân cũng được thực tập vận hành, thao tác thuần thục trên các máy khoan phụt vữa mới đảm bảo hiệu quả của công tác gia cố nhưng vẫn giữ an toàn công trình đê điều Ngoài ra, công nhân còn được hướng dẫn cách bảo quản và sửa chữa hỏng hóc nhỏ trong quá trình vận hành

2.7 Chuyển giao kết quả

Kết quả đạt được của dự án (dây chuyền sản xuất bột sét, thiết kế máy khoan phụt vữa mới sử dụng bột sét, quy trình mới thích hợp) đã được các đơn vị thi công khoan phụt vữa áp dụng rộng rãi để gia cố thân đê, xử lý mang cống trong công tác duy tu bảo dưỡng, tu bổ đê điều cũng như xử lý sự

cố khẩn cấp trên các tuyến đê của 19 tỉnh, thành phố có đê

Khối lượng, kinh phí thực hiện khoan phụt vữa gia cố đê từ năm 1999

đến năm 2006 được tổng kết trong Bảng 2.4

Bảng 2.4 Khối lượng, kinh phí thực hiện khoan phụt vữa gia cố đê

từ năm 1999 đến năm 2006 Năm Kinh phí đầu tư(triệu đồng) khoan sâu (mks) Chiều dài Chiều dài đê (km)

2.8 Tổ chức kiểm tra thực hiện dự án

- Thành lập đoàn kiểm tra liên nghành giữa Bộ Khoa học Công nghệ -

Môi trường, Bộ Tài chính và Bộ Nông nghiệp và PTNT (Vụ Khoa học, Công

nghệ và Chất lượng sản phẩm, Cục Quản lý đê điều và Phòng chống lụt bão)

kiểm tra thực địa tại các tỉnh Hà Tây, Hải Dương (các điểm thử nghiệm khoan

phụt vữa bằng máy đã cải tiến và điểm sản xuất bột sét) Đoàn đã có cuộc họp

đánh giá kết quả các công việc đã làm bằng biên bản: Biên bản kiểm tra dự án

sản xuất thử nghiệm độc lập cấp nhà nước ngày 21/7/1999

- Tổ chức họp nghiệm thu hồ sơ thiết kế máy cải tiến khoan phụt vữa

dựa trên nguyên lý của máy Chemgrout (trong đó các phản biện 1 và 2 đã

đọc các ý kiến đóng góp), có biên bản cuộc họp

- Tổ chức 2 đoàn của Cục Phòng chống lụt bão và QLĐĐ và đại diện Bộ

Khoa học, Công nghệ và Môi trường xuống tại các điểm khoan phụt vữa trên

đê tả Đáy để xem xét cụ thể 2 loại máy, phân tích ưu nhược điểm của từng

loại máy để cải tiến tại hiện truờng

- Trong quá trình thực hiện dự án, Cục Phòng chống lụt bão và QLĐĐ đã

lượng như cam kết trong hợp đồng và đồng thời đảm bảo cho dự án có tính khả thi cao

- Cục Phòng chống lụt bão và Quản lý đê điều đã có 2 báo cáo về quá trình thực hiện dự án gửi Bộ Khoa học công nghệ-Môi trường và Bộ Tài Chính: Số 63/PCLB ngày 29/01/1999 và Số 425/PCLB ngày 20/7/1999 Một báo cáo tình hình sử dụng tài chính 6 tháng đầu năm 1999 số 512/BC-PCLB

ngày 23/8/1999

CHƯƠNG III TỔNG QUÁT HÓA VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THU ĐƯỢC

3.1 Độ tin cậy của kết quả thu được

Đây là một dự án chế tạo thử nghiệm từ vốn hỗ trợ của Bộ Khoa học và Công nghệ, mang tính kỹ thuật và công nghệ cao Do mục tiêu của dự án là đổi mới cả về thiết bị và nguyên vật liệu và nâng cao kỹ thuật về khoan phụt cho công nhân nên trong quá trình thực hiện dự án đã cho thử nghiệm ở 10km

đê phân lũ huyện Phúc Thọ, tỉnh Hà Tây, đồng thời khoan phụt do yêu cầu cấp bách bằng bột sét tại tất cả các tuyến đê của 19 tỉnh thành có đê, sau khi kiểm tra thấy các sự cố về mạch đùn mạch sủi trong lũ không xuất hiện, thân

đê ổn định Độ tin cậy được khẳng định

3.2 Độ ổn định công nghệ và hiệu quả kinh tế

Đây là một dự án áp dụng trong thực tiễn làm chắc và ổn định thân đê đem lại hiệu quả rất rõ rệt, cụ thể đến nay, qua 5 năm thực hiện đề tài các máy được chế tạo và cải tiến rất ổn định, đảm bảo đúng các chỉ tiêu kỹ thuật phụt trong quá trình khoan phụt Cục Phòng chống lụt bão - Quản lý đê điều mới đi kiểm tra về máy khoan phụt ở 2 địa điểm là Hà Tây và Hưng Yên thì thấy rằng các máy sau khi được cải tiến cần bảo dưỡng và thay thế các chi tiết phụ, đảm bảo máy hoạt động về khoan phụt khoảng 10 năm liên tục

Vấn đề so sánh hiệu quả kinh tế với máy nhập khẩu thì một máy nhập của Mỹ hãng Chemgrout lên đến 500 triệu, trong khi đó sản xuất trong nước tính đến giá thành cuối cùng là 105 triệu

3.3 Thực trạng áp dụng những kết quả đạt được của dự án vào thực tiễn

Dự án “Hoàn thiện công nghệ thiết kế, chế tạo và vận hành thiết bị khoan phụt vữa gia cố đê phục vụ công tác Phòng chống lụt bão” là dự án Sản xuất thử nghiệm độc lập được Bộ Khoa học công nghệ và Môi trường và Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn kết hợp thực hiện trong giai đoạn từ tháng 11/1998 đến tháng 5/2001 đã được triển khai dúng tiến độ Do đây là vấn đề bức xúc, là đòi hỏi thực tế trong công tác bảo vệ đê điều, vì vậy các

kiện về kỹ thuật, công nghệ, giá thành sản phẩm Vì vậy đến tháng 5/2001 tất

cả các đơn vị vay vốn sản xuất thử nghiệm đã hoàn thiện sản phẩm của mình được áp dụng thực tế và hoàn trả đầy đủ, đúng thời hạn phần kinh phí dự án

hỗ trợ cho vay

Mặc dù công tác tổng hợp, bảo vệ đề tài do tổ thư ký triển khai chậm vì những lý do khác nhau nhưng kết quả của dự án đã được triển khai áp dụng vào thực tế một cách mạnh mẽ, đồng bộ và rộng khắp

3.3.1 Về thiết bị máy móc cho khoan phụt

Máy KPV được áp dụng công nghệ khoan phụt vữa cải tiến từ máy Chemgrout với hệ thống giàn máy gọn nhẹ, linh hoạt có thể hoạt động trên mọi địa hình Hệ thống thiết bị khoan phụt vữa này được thiết kế đã mang lại một sự tiến bộ rõ rệt trong công tác khoan phụt vữa

Tuy nhiên, trong quá trình thực hiện dự án, thiết bị mới này đưa vào sản xuất thử nghiệm đã bộc lộ một số nhược điểm và việc chế tạo, vận hành không hoàn toàn phù hợp với điều kiện thực tế ở nước ta Do vậy, thiết kế mới, máy KPV-0, đã ra đời khắc phục được những nhược điểm của hệ thống máy cũ

Hệ thống mới kế thừa những ưu điểm của các hệ thống trước đây (cả máy khoan phụt vữa thế hệ đầu và máy KPV), đồng thời được cải tiến, nâng cấp, có những ưu điểm đáp ứng những yêu cầu đối với công tác khoan phụt vữa gia cố đê:

- Tăng năng suất khoan phụt

- Tăng cường chất lượng, hiệu quả

- Tăng tính linh hoạt của hệ thống thiết bị

- Cải thiện điều kiện làm việc, đảm bảo vệ sinh môi trường, tăng mức độ

máy và áp dụng sản xuất 10 máy theo mẫu thiết kế để đưa ra hiện trường sản xuất

Qua 3 năm thi công từ 1999, 2000 và 2001 các máy đã chế tạo đưa vào sản xuất đã chứng minh được tính ưu việt và ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong thực tế Kết thúc dự án, đã có tổng số 29 máy khoan phụt vữa được sản xuất và đưa vào sử dụng

Dựa vào kết quả của dự án, Công ty cổ phần Vật tư thiết bị và Xây lắp Giang Sơn tiếp tục nghiên cứu, phát triển thành sản phẩm có thương hiệu trên thị trường: Máy khoan phụt vữa DB-30 đã đăng ký bằng độc quyền kiểu dáng

công nghiệp (xem Hình 3.1)

Hình 3.1 Máy khoan phụt vữa DB-30 và các thông số kỹ thuật chính

- Việc sử dụng bột sét đóng bao làm dung dịch vữa cũng tạo tiền đề cho phép cải tiến thiết bị khoan phụt vữa đảm bảo tính cơ động, gon nhẹ, đảm bảo

vệ sinh môi trường

- Các dây chuyền sản xuất bột sét đã được xây dựng vừa tăng cường khả năng kiểm soát chất lượng bột sét, vừa đảm bảo nguồn cung cấp và góp phần giảm giá thành vật liệu cho công trình khoan phụt vữa

Tính đến tháng 8/2005, trong 19 tỉnh, thành phố có đê từ Hà Tĩnh trở ra

đã có 12 tỉnh, thành phố, đơn vị triển khai áp dụng kết quả của dự án, sản xuất chế tạo 109 máy khoan phụt vữa loại mới, đã thi công khoan phụt vữa được 235km đê và nếu tính bình quân 1mks cần 100kg bột sét thì lượng bột sét đã sản xuất khoảng 150.000 tấn dủ tiêu chuẩn cho công tác trên (số lượng trên chưa kể tới khối lượng đê dưới cấp III đã được đầu tư gia cố với giải pháp này bằng nguồn vốn do tỉnh cấp)

3.3.3 Về máy khoan tạo lỗ

Trong công tác khoan phụt vữa, việc tạo lỗ bằng thủ công là công việc nặng nhọc, không đảm bảo chất lượng, an toàn lao động và vệ sinh môi trường Vì vậy, dự án đã tập trung thiết kế, sản xuất máy khoan tạo lỗ phục vụ việc phụt vữa gia cố đê

Công ty Thi công Cơ giới Xây dựng thuỷ lợi Hà Nội là một trong những đơn vị có lực lượng khoan phụt vữa được hỗ trợ cho vay kinh phí để nghiên cứu sản xuất máy khoan tạo lỗ và đã chế tạo thành công loại máy này Với thiết bị gọn nhẹ, cơ động, giá thành thấp và khả năng khoan sâu từ (18÷20)m, máy khoan tạo lỗ đã thay thế cho 3÷4 công nhân phải làm việc vất vả, nặng nhọc Đặc biệt những công trình khoan phụt vữa cho mang cống, đập nhỏ việc tạo lỗ bằng phương pháp thủ công rất khó thực hiện nhưng với máy khoan tạo

lỗ lại thực hiện có hiệu quả cao

3.3.4 Về quy trình kỹ thuật

Trên cơ sở nghiên cứu về quy trình kỹ thuật sản xuất chế tạo thiết bị mới

và qua công tác giám sát việc sử dụng thiết bị mới, vật liệu mới trong công tác khoan phụt vữa gia cố đê thử nghiệm cho hơn 10 km đê tả sông Đáy, tỉnh Hà Tây, đồng thời đối chiếu, so sánh với quy trình kỹ thuật khoan phụt vữa với thế hệ máy khoan phụt vữa kiểu cũ, Dự án đã điều chỉnh, bổ xung xây dựng