Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Xây dựng quy trình công nghệ thi công bê tông bản mặt và những bài học kinh nghiệm khi thi công công trình Cửa Đạt

Phin lớn công nghệ thi công do tw vấn nước ngoài đảm nhận, các Công ty của chúng ta trực tiếp thi công nhưng chưa đúc kết xây dựng được quy trình công nghệ thi công cho loại công trình n

LOI CAM ON

Luận văn “XAY DUNG QUY TRÌNH, CONG NGHỆ THI CONG BE

TONG BAN MAT VA NHUNG BAI HOC KINH NGHIEM KHI THI CONG

CONG TRINH CUA DAT ” được hoàn thành ngoài sự cố gắng nỗ lực của bản thân, tác giả còn được sự giúp đỡ nhiệt tình của các Thay, Cô, co quan, ban bè va

gia dinh.

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

KIM TRUYEN, đã tận tình hướng dẫn cũng như cung cấp tài liệu, thông tin khoa học cần thiết dé tác giả hoàn thiện luận van.

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

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

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

Đề hoàn thành luận văn, tác giả còn được sự cỗ vũ, động viên khích lệ

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

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

còn nhiều hạn chế, vi vậy cuốn luận văn này chắc chắn còn nhiều thiếu sót Tác giả kính mong Thay giáo, Cô giáo, Bạn bè và đồng nghiệp góp ý dé tác giả có thé tiếp

tục học tập và nghiên cứu hoàn thiện đề tài.

Xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày tháng năm 2013

Tác giả luận văn

Bùi Quốc Đạt

LỜI CAM DOAN

Têntôi li: BUI QUOC ĐẠT

Học viên lớp: 19C11

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

và kết quả tinh bay trong luận văn là trung thực va chưa được ai công bé trong bắt

kỳ công trình khoa học nào.

Hà Nội ngày thing — năm2013

“Tác giả luận văn

Bui Quốc Đạt

MỤC LỤC

MỞ DAU, 1

CHUONG 1.TONG QUAN BAP ĐÁ ĐỒ BẢN MAT BETONG 3

1.1 Lich sử phát triển và cấu tao mặt cắt ngang cơ bản dip đá đổ bản mặt BT

1.3.1 Sự phát triển của CFRD trên thé giới 7

1.3.2 Sự phát tein dip CFRD ở Việt Nam 9 1.4 Những yêu edu cơ bản khỉ thi công bản mặt bê tông 10 1.5 Kết luận chương L R

CHUONG 2.C0 SỐ KHOA HỌC LỰA CHON HÌNH THỨC CHONG THÁM

CHO DAP ĐÁ BO 14

2.1 Các hình thức chống thắm cho dip dé đổ 4

2.1.1 Bip da đỗ có VCT bằng dit 4

3.12 Đập đá đổ cổ vat chẳng thắm không phải là đất ssa2.2 Cơ sở khoa học sử dung bình thúc phông thắm đập dé d& bằng bản mat be tổng

2.2.1, Thắm qua đập đồ đổ khi chưa cổ bản mặt bê tông ai

2.22 Thắm qua dap dé đổ bản mat bê tông 2

2.3 Tinh toán thiết kế bản mặt bê tông ~ - 232.4 Phân tích lựa chọn kết cầu chống thắm cho đập đá đỗ 35

3.5 Kết luận chương 2 ¬ vs csv 26

'CHƯƠNG 3.XÂY DỰNG QUY TRINH, CÔNG NGHỆ THI CONG DAP ĐÁ DO

BAN MAT BÊ TONG 27

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

3.1.1 Các tiêu chuẩn, quy phạm áp dung 2ï

3.12 dòng, chống lũ - - " „28

3.13 Xử lý nền vai đập 30

3.1.4 Yêu cầu vật liệu đắp đập 313.15 Dip đập 3

3.1.6 Thi công tắm bản chân và bản mặt 33

3.17 Thi công chắn nước khớp nổi 3

3.2 Thi công dip đập 3s 3.2.1 Tiêu chuẩn đập ~ - 35

3.22 Xác dịnh cấp phối vật iệu các vũng dip dip 36

3/23, Thiết bị thì công đắp đập 38

3.24, Trinh te thi céng của mỗi khu vục đấp, 40

3.2.5 Phương pháp thi công dip đập 40

3.3 Thi công bê tông bản chân và bản mặt 4 3.3.1 Các tiêu chuẩn quy phạm áp dung 4

3.3.2 Xác định cấp phối bê tông : "5

3.33 Lựa chọn thết bị thi công bê tông bản mặt 45 3.3.4, Quy trình thi công bê tông bản mặt, 49 3.35 Biện pháp thi công bé tông bản ỉ 49 3.3.6 Biện pháp th công bê tông bản mặt 50

3.4 Kết luận chương 3 sCHUONG 4,THI CÔNG BAP ĐÁ BO BAN MAT BÊ TONG CUA ĐẠT VÀ

NHUNG BÀI HỌC KINH NGHIEM vs ¬ 53

4.1 Giới thiệu công tinh Cita Dat 33 441.1, Địa hình 33

4.1.2 Địa chất sa4.2 Clu tạo mặt cắt ngang dip Cita Dat s4

4.2.2 Các khối dip chuyển tiếp 5s

4.2.3 Hệ thông phòng chống thắm

1g dip CFRD Cửa Dat 43.1, Thi công tắm bản chân

4.3.2 Thí công các khối đá đắp.

43.3 Thi công bản mặt bê tông

44 Những bài học kinh nghiệm,

KET LUẬN VA KIEN NGHỊ

“

73 90 2

92

DANH MỤC HÌNH VEHình!.l Mặt cắt ngang dip điễn hình 3

Hình 2.1 Đập di dé Miboro Is Hình 2.2 Bip đi đỏ lõi thing đứng Inferilo 16 Hình 2.3 Đập đi đỏ loi giữa Triniú 16 Hình 2.4 Dap đá đồ lõi nghiêng Tichves: - 18

Hình 2.5 Bip da đỗ có VCT tường nghiêng Bê tong cốt hep 19Hình 2.6 Đập Ay-khaghen có tường lõi b tông aphan 21

Hình 2.7 Sơ đồ tinh thắm qua đập dé đổ không có vật chồng thắm 2

Hình 2.8 Sơ đồ tinh thắm qua tường nghiêng 2

Hình 3,1 Nước lũ tràn qua cao trình S0m đập Cita Đạt 29 Hình 3.2 Đường him xả lũ thi công đập Cita Đạt ° 30

Hình 3.3 Hồ móng thượng lưu đập Cita Đạt 3Hình 3.4 Máy đầm rung bánh thép XSM 220 sin xuất tại Trung Quốc, tải trong

tình 20 tin, tải trong rung 32 tin 39 Hình 3.5 Thi công mái hạ lưu đập Cửa Đạt áI Hình 3.6 Thi công rải asphan 46 Hình 3.7 Máy ri Asphan 47

Hình 3.8 Máy thi công tim đồng 48

Hình 3.9 Quy trình thi công bê tông ban mặt 49 Hình 4.1 Vị tí tuyén công trình Cứa Đạt _

Hình 4.2 Mặt cắt ngang đập Cửa Đạt 35 Hinh 4.3 Bản mặt bê tông đập Cửa Dat Hi 60

Hình 44 Lắp đặt cốt thép tắm phòng thắm sau bản chin dip Cửa Đạt 02Hình 45 Lắp dat cốt thép, dng PVC, khớp nỗi tim bản chân đập Cita Đạt đ2

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

Hình 47 Bảo dưỡng bê tông bản chân 64

Hình 4.8 Dim lớp IIIB tại cao trình +33 70

Hình 4.9 Mặt bằng thi công lớp IIIC tại +55.45 ¬— 7

Hình 4,10, Mat bing lớp HIE tai cao tỉnh 233.5 2

Hình 4.11, Quan lý chất lượng công tác đắp đập 73

Hình 4.12 Sơ đỗ công nghệ thi công bản mặt bê tông đập Cửa Đạt 7

Hình 4.14:7hi công cốt thép, cốt pha vin khuôn trượt, máng và kiểm tra trước khi

«46 bê ông bản mặt sl Hình 4.15, Đỗ bê tông bản mặt 81 Hình 4.16 Công tác xử lý khe thi công giữa hai đợi đỗ bê tông bản mặt ¬ Hình 4,17 Công tác xử lý khe thi công giữa hai đợt đỗ bê tông bản mat ` Hình 4.18 Nghiệm thu công tác hoàn thiện lớp vữa bảo vệ lớp IIA trước khi tiến

hành thi công cốt thép, cốt pha, khớp nồi tắm bản mit conn

DANH MỤC BANG BIEU

Bảng 1.1 giới đã và đang xây dựng cao trên 100m 8 Bảng 1.2 Các đập CERD của Trung quốc xây cao hơn 100m 9

Bang 3.1, Bảng chọn độ rỗng đá dip vs csv 35

Bảng 3.2 Cấp phi vùng vật liga HA, IIB đập Tuyên Quang 37

Bảng 3.3 Cấp phối vat liệu ving ILA, IIIB dip Tuyên Quang 7

Bảng 3.4 K&tqia thi nghiệm dim nén hiện trường của dp Tuyên Quang 7

Bảng 3.5 Thành phần e: phối b tông bản mặt sử dụng cho đập Cửa Đạt theo kết

«qui thí nghiệm trong phòng và thí nghiệm đối chúng hiện trường 4BBảng 3.6, Bảng thành phần cấp phối bê tông 44Bảng 4.1, Bảng chức năng và yêu cầu vật liệu cho từng vùng soe 56

Bảng 4.2 Cấp phi vật liệu của vùng độm IIA đập Cửa Đạt 65 Bảng 4.3, Cấp phối vật liệu của vùng đệm đặc biệt IB đập Cửa Đạt %6

Bing 4.4 Cip phối vậ liệu của vũng chuyển tiếp HA dip Của Đạt 66

Bảng 4.5 Cip phối vt liu của ving đ chính IIB đặp Cửa Đạt %6

vật liệu của vùng đá hạ lưu IIIC đập Cửa Dat - 67

Bing 4.7 Thành phần cấp phối bê tông bản mặt sử dụng cho đập Cita Đại theo kếtBảng 4.6 Cấp phố

‘qua thí nghiệm trong phòng và thí nghiệm đổi chứng hiện trường 76

Bảng 4.8, Các tiêu chuẩn thí nghiệm 86

MỞ DAU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Đập đá dé chống thấm bằng bản mat bé tông là loại công trình đã và đang được

sử dụng rộng rải trên thể giới như Trung Quốc, Bồ Bio Nha, Mỹ, Australia, HànQuốc, Chỉ Lê 6 nước ta trong những năm qua đã ứng dụng loại đập này ở một

số công trình như đập Tuyên Quang, đập Cửa Dat — Thanh Hóa, đập Rao

Quán-Quảng Tri

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

nghiệm chưa có nhiều Phin lớn công nghệ thi công do tw vấn nước ngoài đảm

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

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

Để đảm bảo chit lượng thi công, rút ngắn thi gian thi công và jim chỉ phí xây

ding trong giải đoạn thi công, ching ta cin nghiên cứu, tổng kết và xây dựng quý

trình công nghệ thi công Bê tông bản mặt ở nước ta, đó là vẫn để rit cần thiết,

thuật kinh tế trong quá trình xây dựng đập đá đồ bản mặt

mang nhiều ý nghĩa

bê tông

2 Mục đích của đề tài

~ Nghiên cứu quy trình, công nghệ thi công đập đá đổ bản mặt bê tổng

- Nghiên cứu tổng kết công nghệ thi công bản mặt bé tông ở công trinh Cửa Đạt Thanh Hóa

3 Đối tượng, phạm vi và phương pháp nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu: Đập đá đổ ban mặt bêtông Cửa Dat

Pham vi nghiên cứu: Quy trình và công nghệ thi công đập đá đỏ ban mặt BT Phương pháp nghiễn cứu:

~ Thu thập, nghiên cứu tài liệu của các công trình thực tế: Tổng hợp, kế thừacác kết quả nghiên cửu từ trước đến nay trong lĩnh vực đặp đá dim nền Khảo sit

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

nghiên cứu và ứng dung Các đánh giá của các chuyên gia

~ Nghiên cứu tổng quan lý thuyết và thực tiễn

- Nghiên cứu ứng dụng ở Việt Nam;

~ Chuyển giao và img dụng các công nghệ mới tong nước và quốc

4 Kết quả dự kiến đạt được

Xây dựng được quy tỉnh, công nghệ th công béténg bản mặt cho đập đá đồ nói chung và đúc

Thanh Hóa

i những bai học kinh nghiệm khi thi công công trình Cửa Đạt

ip di đỗ bản mặt bể tông (Concrete Face RockfiI Dam - CFRD) là kế cầu

đập đang được ứng dụng phổ biến hiện nay trên thé giới Nó có ưu thé đến mức đã.được ting kết trong các sich giáo khoa v thuỷ công là "loại đập đầu tiên được nghi

cđến khi có yêu cầu xây dựng đập", Vì nó lả loại đập có tinh an toàn cao, it "kén

chọn" điều kiện địa hình địa chit, cổ thể thi sông ở mọi loại thi tiết, tân dụng được

tối da các loại đá thải loại dio từ hỗ móng tran hoặc đường him tháo lũ, mang lại hiệu quả lớn về kinh tế và kỹ thuật

VỀ nguyên lý, kết cấu đập gm hai phần chính (h 1.1) Một là bộ phận chịu

lực với yêu cầu bảo dim cho đập én định dưới tác dung diy ngang của khối nước

boi khối đá 1B

chứa trong hồ ở thượng lưu đập Bộ phận này được cấu tạo chủ

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

448 chọn lọc lấy từ mỏ đá, còn khỏi HIIC được làm từ đá thải loại tận dụng từ đá đào

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

giảm thiểu tác động xấu đến môi trường Hai là bộ phận chống thắm bao gém bản

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

tối da rò rí nước từ hồ chứa, tránh mắt nước và gây xói thân đập, làm mắt an toànđập Vi bể tông cốt thép loại vật iệu dn, để bị nứt nẻ kh có biển dạng lớn nên

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

chân phải ít biển dạng trong quá trình chịu lực Bản mặt được thiết ké chủ yếu đểbảo đâm yêu cầu chống thắm và đủ "mễm” để có thể biển dạng theo biến dạng của

mặt thượng lưu thân đập, nên cỏ bé diy khá mông Do vậy, khả năng chịu lực của

bản mat chủ yếu dua vào sự tiếp xúc chặt chế của bản mặt với mặt thượng lưu củathin dip VỀ nguyên lý, vì thân dip được đầm nén kỹ, it bị biến dạng, nên bản mặt

hầu như không chịu uốn ma chỉ chịu biển dạng do bê tông co ngét và dan nở do

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

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

khó thực hiện để hạn chí ấtkhó

cđều của đá dùng để dip đập cũng như chất lượng dim nén các khối đá ở hiện trường

n dang lớn của thân dip, vi soái sự đồng

với khối lượng thi công lên tới hang triệu khối Mặt khác, mặc dù bản mặt được đổ.khi kết quả quan rắc cho thấy thân đập đã ôn dịnh lún, nhưng trong quá trình tíchnước kết quả tính toán cũng như quan trắc thực tế cho thấy thân đập vẫn tiếp tục bị

lún và bị chuyên địch về phía hạ lưu

Đá là vật liệu được sử dung từ hàng ngàn năm nay dé xây dựng những đập ngăn nước trên 6 c sông suối, nhất là ở những vùng sẵn có đ tự nhiên, Đá là loi vật iệubền chắc và có khả năng chịu nền ao, việc thi công ítbị ảnh hưởng bai những biểnđộng của thời tiết Tuy nhiên trong thân đập đá có những khoảng rỗng đáng kể limcho nước dễ thoát qua đập xuống hạ lưu ĐỂ giữ nước, người ta phải ding những

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

bằng đắt, bê tông aspbal: hoặc phủ mặt thượng lưu đập bằng bản bê tông cốt thép

(gi tit i "CERD* — conerete face roekfll dam).

Những CFRD đầu tiên trên thể giới được xây dựng từ những năm 20 của thé kytrước, song đó chỉ là một số it đập nhỏ, Vài thập ky gần đây, củng với sự xuất hiện

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

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

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

Cô thể kế những CERD vào - loạicaonhấtthễ giới hign nay như

Shuibuya (233m, Trung Quốc), Jiangpinghe (221m, Trung Quốc), La Yesca (210,Mexico), Bakun (205m, Malaysia), Campos Novos (202m, Brazin), Cũng có thé

kể — dhêm thing «5/2008, day tận

động đất (8 độ Richter) tại vùng Tứ Xu

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

(Trung Quốc, Cách tâm

nhất thể giới

và "top" 10 CERD cao nhất Trung Quốc) vẫn an toàn tuy có chút ít xô xệch 6 nước.

ta, hiện nay mới có 3 CERD đều do các chuyên gia Việt Nam thiết kể và ổ chức thicông Diu tiên là đập Rio Quin (Quảng Trị) cao 69m, iếp dé là dip Nà Hang

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

đã được khánh thành Các chuyên giaquốc tế nhấttr nhận định rằng CFRD có,

những yêu cầu kỹ thuật rất nghiêm khắc và dip cảng cao thi cảng có nhiều vẫn đềrất phúc tạp phải giải quyết, cả tong thiết kế và thi công, Kỹ thuật CERD không

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

aicicoi bản mặt bê tông cối màng móng, có chuyển vị áp theo mặt dap,nên chỉ đặt cốt thép đơn Thực tế tuy bé diy bản là nhỏ so với các kích thước khác

p như.

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

nhất định, đặc bit là ở những đập cao, nhiều khả năng bị Kin không đều trên mặtđập Vì vậy, chúng ta đã đặt cốt thép kép tại bản mặt đập Cửa Đạt Cách làm này

được thảo luận và nhất trí cao trong Hội nghị quốc tế Đập đá tại Thành Đô (Trung Quốc) tháng 10/2009,

Ưu nhược điểm của CFRD

1.2.1, Ui điểm.

~ Tận dung được các vat iệu tai chỗ Đặc biệt có thể tận dung đá do mồng tin xã

lũ, đường him, nhà máy thủy phải sử dụngvật liệu hiểm hoặc

vân chuyển từ xa tối Giá thành CFRD có thấp hơn các loại dip khác như đập bé

tông trong lực, vòm, bản chống v v Trường hợp hiểm đất có đủ tiêu chuẩn để dip

đập thì CERD còn kính tẾ hơn cả đập đt

~ Thời gian thi công ngắn hơn so với các loại đập khác, quả tinh thi công ít chịu

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

được thời gian thi công

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

phin đủ đắp trong thin đập được đằm nén chặt nên hệ số ôn định cia mái hượng hạ

lu đập khá cao và mái thượng hạ lưu có thể rắt đốc ( m = 1.4 + L7 ) dẫn đến khi

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

~ Dẫn đường thi công đơn giản mà it tốn kém hơn

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

~ Về độ dn định chống động đắt chồng trượt và tuổi thọ công trình không thua kém.

cứ loại p nào,

+ Trong nhiều trường hợp CERD có thể xây dựng ngay trên nền cát cuội sỏi lòngsông, mà phần lớn khối lượng cát sỏi không phải bóc bỏ khi đắp đập Có thể cho

nước trần qua đập đang xây dở nên vin đề dẫn ding vii lưu lượng lớn có thể được

giải quyết với giá thành khá rẻ.

1.2.2 Nhược điểm

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

thếtk thi sông yê cầu phủ toán, lựa chọn các phương ấn hợp lý, giám sit thi

công phải chat chế để tránh hiệ tượng treo ứng sut hoặc biển dạng quá mức gây nênnút gây thủy lực đã xảy ra ở một số công trình ngay cả khí ở cột nước thấp, đặc biệt

khi sự chênh lệch lớn về mô đun biển dang của vật acc lớp kề nhau

~ Hiện tượng thoát không xảy ra ở lớp tiếp giáp dưới bÈ mat bê tông và lớp phía.dưới nó gây biến dạng bé mat

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

thường, nhưng với kh năng thiết bị như ngày nay thì điều này không côn ay

quan trong nữa.

1.3 Sự phát triển của CERD trên thé giới và Việt Nam

1.3.1 Sự phát tiễn của CERD trem thế giới

Củng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật nói chung, kỹ thuật thiết kế và thí công các công trình thủy lợi - thủy điện trên thể giới có sự in bộ vượt bậc trong thời gian qua Với những ưu việt của CFRD nên nó được xây dựng ngày cảng

nhiều, hinh thức bố tri mặt cắt đập ngày cảng được nghiên cứu hoàn thiện và đạt

hiệu qa kinh tẾ hơn, Nhật Bản là nước đặt tiền để cho việc phát triển CERD, trong

thập ky 70 của thé kỹ 20 ở nước này đã xây dựng được

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

vào thống kế chưa diy đủ về các đập dang và đã xây dựng xong từ sau năm 1966,

trên toàn thể giới đã có 180 đập, ong đó đập cao rên 100m có 25 đập.

“Trung Quốc là nước có sự phát triển mạnh mẽ loại đập này trong thời gian qua.Trong một thời gian ngắn vào cuối thể kỹ 20 hàng loạt đập lớn đã được xây dụng

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

được xây dựng là dip hỗ chứa Tây Bắc Khẩu - Hỗ Nam, đập cao 95m Nhưng đậpđược hoàn thành đầu tiên là đặp hỗ chứa Quan Môn Son - Liên Ninh, đập cao

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

‘Trung Quốc khỏi điểm rit mạnh và phát triển nhanh Chỉ trong vòng 10 năm đã phổbiến ra toàn quốc, đến cuối năm 1998, căn cứ vào thống ké chưa đầy đủ, ở Trung

h

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

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

dang xây dựng có hon 20 đập.

Bảng 1.1 Một số CERD trên thé giới đã và đang xây dựng cao trên 100m,

THỊ tenaip | tenmnse | CVO | Chews

27 14

Bảng L2 Các đập CERD ci Trung quốc xây cao hơn 100m

Địa điềm [Chiucao| Chiêuđài | Khốilượng

7 | Đại Liệu Thụ Ninh Hạ 156 770 1450

® | Hương Thuy Dong AnHuy 133 316 257

9 | Cit Lam Đài Tân Cương | 152 393 930

10 | Than Khẩu Sơn Tây 140 1150 2395

1.3.2, Sự phát miễn đập CERD ở Việt Nam

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

Tuy nhiên đa số là đập có chiều cao H1< 40m thuộc loại đập thấp, Đập VLĐP được

Trung và Tây Ngụ) hầu hết các công

trình trên đều là dip đắt đồng chit, hoặc đập đất nhiều khối

Đập đá d6 nói chung và CERD nói riêng được xây dựng ở nước ta còn ít so.với đập dit, nhưng những công trình loại này đều là các đập cao như laly, Hòa

Binh, Ham Thuận-Đa Mi (đập đá đỏ hoặc đất đá hỗn hợp), Thủy lợi - Thuy điện

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

đồ dip Cửa Dat (H=102m, khối lượng đắp #x10°mÌ) dang xây dựng được xếp vào

hàng đập lớn của khu vực

CERD là một loi bình đập đá đỗ mới được đưa vào nước ta Tuy nhiễn nó

đang din từng bước chứng minh được tính wu việt của nó so với các loại đập đá đốkhác, nhất là với các loại đập cao Với công nghệ và trang thiết bi thi công ngày

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

t nhiều và việc xây đơng đập loi này sẽ ngày cing phit iển ở nước ta, Từ

thành công và những kinh nghiệm nit ra từ công tắc khảo sắt, thiết kế vi thi công

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

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

sẽ được xây dựng rộng rãi ở Việt Nam trong tương li

Những yêu cầu cơ bản khi công bản mặt bê tông

Bản mặt bé tông là kết cấu chẳng thấm chủ yếu của dip, nhưng độ dày khámong; Mặc dù các lớp đá đổ ở hạ lưu có tính thắm nhỏ, nhưng hệ số thắm vẫn lớn

tổn thất cột nước hơn rất nhiều lần bản mặt bê tông, vì vệ: chủ yếu phát sinh & trong phạm vi độ dây của bản mặt bê tông, khiến bản mặt chịu chênh lệch áp lực rất lớn Trong thời kỳ dài, bản mặt bề tông dưới tác dụng của chênh I ch dp lục lớn, chất kết dính canxi trong bê tông sẽ bị nước thắm hod tan và cuốn ti, khiển cường

độ bê lông giảm xuống,

“Tốc độ hoà tan chất canxi và lưu lượng thắm có quan hệ trực tp với nhau; đểgiảm tốc độ hoà tan, kéo dài thời gian kim việc của bản mat, bản mat bê tông cần.phải cổ tinh năng phòng thẩm cao, nên sử dụng bê tông chống thẳm cao, thông

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

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

‘uy thuộc tăng giảm của mục nước trong hỗ, chịu khô ướt xen kể trong thời kỳ dai,

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

bê tông nên có tính năng chịu được xâm thực cao, chịu nhiệt độ thấp, thông thường, không nên thấp hơn D100,

én hình của khối đá đồLớp dém của bản mặt bê tông trên mái đốc tuỷ thuộc

mà biển hình theo, ở trong nội bộ bản mặt sẽ phát sinh ứng suất do tốn, vi vậy bản

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

tông M200,

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

nút bản mặt bé tông là do ứng suất nhiệt, mã nguyên nhân trong yéu la eo ngốt bể

tông trong quá trình đông cứng: vì vậy nên khổng chế lượng xi măng trong mỗi

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

khống chế nigtthich hop: ngoài m vẫn nên khổng chế chat che t suất thủy hoá vôi

của bê tông, tăng cường dưỡi hộ và dưỡng hộ trong thời gian dài, để giảm nhỏ co ngột Tỷ suất thủy hóa vôi của BE tông nên nhỏ hơn 0.55

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

vừa đủ trong bê tông bản mặt không những cỏ lợi đối với tỉnh năng bê tông ma còn không gây ác dụng phụ.

Dưới đây giới thiệu các chỉ tiêu có liên quan của hai đập đá đổ bản mặt bê tông, Cường độ kháng kéo 28 ngày của bê tông bản mặt đập đá đổ bản mặt bê tông Foz

do Areia ở Brazil là 20.6 MPa (tương ứng 210 kgfem2), lượng dùng xi mang trong,

mỗi khối bê tông à 310kg, tỷ suất thủy bod vôi là 053, lượng trộn khi 4.5% độ sụt

là Sem Đập đá đỗ bản mat bê tông Quan Môn Sơn nằm trên sông Tiểu Thang là một nhánh nhỏ sông Thái Tir thuộc vùng Đông Bắc Trung Quốc Nhiệt độ ở nơi xây, dựng đập biển đổi từ ~ 37.9 ~ 35.2”, nhiệt độ thấp trong suốt thời gian dai 5 tháng

(thing 11 đến thing 3) Do yêu cầu cấp nước từ hỗ cho nhà máy ngim, mực nướchiệu quả trong hỗ thấp trong thời gian ải, khiến đại bộ phận bản mặt chịu nhiệt độthấp: mà bản mặt Iai là nơi ảnh nắng trực iẾp chiếu vào, nhiệt độ cao nhất b tông

có thé đạt đến 40-S0°C, điều kiện làm việc của bin mặt rit khắc nghiệt Vì thể yêu

cầu thiết kế đối với bê tông bản mặt khá cao Bê tông bản mặt sử dụng xi măng lớn

525, cốt liệu lớn nhất 400mm, mác bê tông không thấp hon 250, trộn bê tông bằng

máy, thêm phụ gia ngoài để giảm lượng nước dùng, sớm đạt cường độ Tiêu chuẩn khẳng lạnh của b tổng là D250, tiêu chuẳn khing thắm là S8, Tỉnh trang làm việc

của bản mặt đập sẽ được nghiệm kiểm nghiệm qua thực tiễn

Chiều dây bản mặt đặp đá đỗ bản mặt b tông thông thường giảm dần từ đỉnhđập xuống đưới, được tính theo công thức đưới đây

bxH (LA) Trong đó

+ độ diy bản mặt ở mỗi cao trinh khác nhau (m)

a độ đây bản mặt ở đính đập, thông thường là 03 m

1H mực nước tác dụng ở cao trình bản mặt tinh toán (m)

b— hệ số tỉ lệ gia tăng mực nước tác đụng và gia tăng độ diy bản mặt phía dưới

“Trong giai đoạn đầu (1850 ~ 1940) đập đá dé bản mặt bê tông thường dingphương pháp 48 tự do, thông thường hệ số b lấy 0,0065 ~ 0,0075; trong giai đoạnthứ ba (1960 đến nay) đập đá đỗ bản mặt be

độ chặt thực của khối đá và lượng biển hình ngang đều khá cao, b thường lấy 0,001

~ 0/0037, Khi thiết kế đập Foz do Areia xét đến cấp phối của vật liệu đá đồ tươngđối kém, đá có tính cứng, dự tính khi chịu áp khó đạt đến độ chặt cao, sau khi tích

h tương đối lớn, đồng thời vì đập đá đỗ bản mặt

bê tông đang ở trạng thái cao nhất, để thận trọng nên sử dụng b tương đổi lớn

động đầm nén, do đó

ng dùng chỉ

nước, khối đá sẽ phát sinh biển

(b=0,00357) Năm 1978 tại Colombia, đập Golillas đang xây dựng, vì đập đá vụn tằm lăn bản mặt bê tông đang cao phải sử dung b tương đối lớn (b = 0,0037 ).

Nghiên cứu độ day bản mặt bé tông bao nhiêu là hợp lý, ý kiến các chuyên gia

đều không thống nhất Có người cho rằng bản mặt mỏng tinh mém tương đổi lớn,

dễ thích hợp với biển hình của khối đã đổ; có người cho rằng sử dụng chiều đầy bảnmặt như nhau không những dễ thi công mi còn khả kinh tẾ nhưng quy tắc chungcần xét đến đó là tính bền và

ing thức kiến nghị tính toán chiề

Trước đây sử dụng khá phổ biến đây của Cooke t

độ diy bản mật là 0,25 ~ 0.3 m), Xét đến khía cạnh thi công, chiễu diy mỏng nhấtnên là 0,25m; chiều dày nhỏ hơn 0, thi công rất khó khăn Sau khi tích nước,

phần bản mặt ở phía đưới chịu chênh lệch thuỷ tinh không quá lớn và xét đến tính

0,3 + 0.0030H; đối với đặp rung bình và cao (75~ 100 m), cũng sử đụng

bền của bản mặt, sử dung công thức (1-1) để tinh toán là khá hợp lý Nhưng những năm gần đây, độ dày bản mặt có xu hướng giảm nhỏ một chút.

1.5 Kết luận chương 1

Dap đã đỗ bản mặt bé tong ngày cing khẳng định tu thé rõ ring của nó so với

các loại dp khác, Nguyên lý làm việc của đập rit rõ ring và đơn giản, tuy vậy cầnchú trọng tuân thủ chặt chế các qui định về thiết kể, thi công cũng như vận hành đập

để bảo đảm an toàn và ning cao tuổi thợ cho đập Mặt khác, cũng cin cập nhật kịp thời các công nghệ đã được áp dụng ở trong và ngoài nước để nâng cao Khả năng an toàn của dp.

Xu hưởng phát triển dip CERD:

+ Tỉnh toán lựa chọn cấp phổi hợp lý giữa các vùng

+ Sử dụng mây móc thi công có năng suất lớn

+ Nghiên cứu sử dụng bê tông mác cao, phụ gia và chất hộ tờ khác trong bêtông như phụ gia gốc silica fume dùng kết hợp với phụ gia siêu déo để giảm lượngthấm và đạt cường độ cao, tăng độ bên cho bê tông

Nghiên cứu để xây dựng ở các loại nền khác nhau và nghiên cứu sự làm việc

giữa nền - đập — bản mặt.

Nghiên cứu khắc phục một số sự cổ thường gặp trong quá trình thi công như nứt

nẻ bé mặt bê tông

Hiện ở Việt Nam đã có 6 đập được thiết ké và thi công bởi các đơn vị tư vẫn và

nhà thiu trong nước, trừ đập Sông Bung 2 đang xây dụng, các đập khác đang vận

hành an toàn, Đây là bước tiền đáng kể của đội ngũ cán bộ khoa học kỹ thuật trong nước trong việc tiếp cận và ứng dung công nghệ tiên tiễn trên thé giới về xây dựng đập.

Kết cấu chống thắm, gọi tit là vật chéng thắm (VCT) được làm bằng vật liệu có

hệ s nhỏ hơn nhiều so với da đỗ ( vậ liệu đấu hoặc hầu như không thắmnước ( vật liệu không phải là đắt)

ấu tạo và vị tỉ VCT trong thân đập có hai loại: ung nghiêng nằm ở mái thượng lưu đập và lõi giữa ( bổ trí trong thân đập) Vật liệu của VCT được sử dụng

phố biến là đất thắm gọi là đắt đính (set, á sét, bể tông set)

“Trong trường hợp không có dit ở vũng xây dựng đập thỏa mãn yêu cầu làm

VCT ( vé khối lượng hoặc chất lượng) thì phải sử dụng VCT làm bằng bê tông, bê.tông cốt thép, bê ông atphan, chit déo tổng hợp

“Chiều diy tối thiêu ở phần định của tưởng nghiêng được lấy theo điều kiện thi

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

Phía mặt ngoài mái thượng lưu của tường nghiêng được phủ lớp bảo về gin cổ mái để chẳng sóng

Ví dụ đập đá đỗ Miboro: Lớp | là lớp đá đỗ loại đá granit; lớp 2 ting lọc ngược

bằng cát sis lớp 3 là tường nghiêng bằng dit sét

Hình 2.1 Đập đá đổ Miboro

b Vật chẳng thắm hd lõi giữa

Lôi giữa là loại kết cấu chống thấm được sử dụng rất phổ biển trong đập đá đỏ

Lõi giữa được chia làm bai lại: lõi thẳng đứng và Ibi nghiêng

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

tường nghiêng chống thắm và đập có lỗ nghiêng

Lõi giữa của đập có thể chia thành lõi mỏng và lõi đầy Lõi mỏng khi b/H<I, lõi day hay còn gọi li lõi trong lực ti sé biH>L

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

Ất lõi có khảphương Mặt cắt đập thiết kế phù hợp với tin hình vật liga tại chỗ,

năng chống thắm tốt nhưng khả năng chịu lực yếu được đặt vào lồi đập, đã đỗ là vật

'bên ngoài Cách bố cao hơn hẳn so với đất, được bố trí

đập có ting cuội sồi dy.

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

có cỡ hat tới SOmm: lớp 3 khổi đá đắp chit bằng đá nhỏ; lớp 4.5 là lớp lọc thứ nhất

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

đợt; 8 him để khoan phun xi măng, 9 lõi đập; 10 mảng phun xi măng chống thắm

Hình 2.2: Đập đá đổ lõi thẳng đứng Infernilo

Vi dụ đập đá đỏ lõi trọng lự lä đập Trniti ( Mỹ): lớp 1 lõi bằng hỗn hợp đất sét

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

4 đã đổ: Sia

chống thắm ở nên; 8 ring bê tông

ố mái đốc; 6 đá andehit biến cha 7 mang phun xi ming

Ở Việt Nam có đập đá đỗ chống thắm kiểu lõi giữa như đập Ialy ở tỉnh Gia Lai, đập Hòa Bình tinh Ha Bình Địa chit nén đập của công trình Thủy điện aly khá tốt cho việc xây dưng dip dé đổ, lõi đập ở phần lòng sông và một phần ở sườn đổi đặt rên nén đủ, day là loại để rin chắc nứt né it và đá rắn chắc nứt nề nhiễu, Đập Hoà Bình cũng ứng dụng hình thức mặt

day tới (60 + 70)m.

này, do dia chit ở đây có ting cuội sồi

mm askew B,

S

“ al 00

Mình 1.1 Mat cat ngang tại vi trí lòng sông của dap Ialy, đập đá đổ có tường tâm là đất á sét

1- Lãi chống him đít £sú, hiệu rộng inh li beản, ab Dé dp dính

mát dốc bung ha a lõm 3S he số thâm Ke 10 ems 5 Lap đ bảo vệ để sổ cường độ cao, đường kính hạ lớn

‡-Cốtlạc due bs thug và hạ ng của Nôi li chiêu dy 3m, ig Ls (80 10o)em, hổ c hái thượng và hạ lu

SER t0 MU tá hộ cà Dân vì lm SH li tạ — á khan at

1 Da dlp chyen ep đc 8 mạng dân le Hiệu ty em

mà TP thoy hy ov Dị me 39 he sd him kD ems

Đập đã đổ lời nghiêng là loại kết céu chống thắm thuộc dang trung gian giữa

tường nghiêng vả lõi đứng, được lựa chọn phụ thuộc vảo các điều kiện cụ thể như.

yêu cầu nỗi tiếp lõi với kết cầu chống thắm ở nền, vấn để thi công các điều kiện

kinh thuật

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

đá dim; 4 đã lầu 5 khôi đá đổ; 6 hỗn hợp đá núi, 7 lỗi va sân trước

màng chống thắm; 9 hành lang khoan phun.

Hình 24 Đập

2 Đập đá đỗ có vật ching thắm không phải tà đắt

l lõi nghiêng Tichves

2

40) Vật chẳng thắm dang tưởng nghiêng

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

tông atphan.

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

và déo, hàm lượng cốt thép trong bé tông có thể tới 05-154 Nếu đá đỗ được dimchặt thì hàm lượng cốt thép trong bê tông có thể giảm tới 0.1% Bê tông dùng chotường nghiêng phải có mác cường độ chịu nén không dưới M200 và mác chống.thắm không nhỏ hơn BS

Chiều day của tường nghiêng bé tổng cốt thép ở phần trên đình thường là 30em, côn ở đưới dy được tăng lên đến 1% cl cao đập.

20-“Tường nghiêng bé tông cốtthép loại cứng là tường có kết cầu nguyên khi đổ ti

chỗ, do đó thước tim có thể lớn với độ dây lớn, BE tông được đổ trực ấp lên

trên bé mat lớp đá lát hoặc đá xây khan ( xây không có vữa) và chỉ bổ trí khớp nhiệt

(khe co dan) theo phương thẳng đúng, không có khớp lún theo phương ngang, Cốt

thếp được đặt theo cả ha hướng xuyên qua các khe thi công Hàm lượng cốt théptrong phạm vi 30-70 kg/m’ bê tông

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

đập ở dưới chân tường Tường nghiêng được nẻo vào khối đá xây (ting đệm dưới

day tường) với khoảng cách néo 1

“Tường nghiêng cứng được thi công sau khỉ hoàn think thi công thân dip Loại tường nghiêng cứng ít phổ bign, chỉ sử dung cho các đập có chiều cao nhỏ và xây đựng trên nền đá khí biển dạng lún không đáng kể.

“Tường nghiêng nửa cứng là loại kết edu được chia thành các tắm có khóp nổichống lún và chồng co dan ( gọi là khe nhiệt-lún) được đặt ngang ~ dọc theo bẻ mặt

là 45m mái di Khoảng cách giữa các khớp thay đổi trong phạm vi phổ

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

giữa các khớp lớn lấy bằng 12-20m ở phin trên và bằng 3-6m ở phần sit nên

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

2 đá xây khan day 3-8.6m; 3 tường nghiêng bê tông cốt thép dày 0.3-1.Im; 4 răng

bê tông có hành lang khoan phun: 5 ming phun xi măng chống thắm ở nền; 6 đỗ

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

a

WORT

Hinh 2.5 Bip da đổ có VCT tường nghiêng bê tông cốt thép

“Tường nghiêng bê tông cốt thép nữa cứng được đặt rên lớp bê tông cổ quớt phủ

nhựa đường ở bé mặt, hoặc dán vai tim nhựa đường, cho phép tường và mặt đập có

thé biển dang tự do, dim bảo sự chống thắm tốt

“Tắm bê tông của tưởng nghiêng được phân khối có thé là vuông hoặc chữ nhật

với chiều dai 10-20m Khe nỗi giữa các tắm có kết edu chin nước để chống thắm

BS rộng khe nổi thường 2.5-5 em Khu vực tưởng nghiêng nỗi tếp với bờ và nền cókhe biên để chống nứt khi tường nghiêng biến dạng

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

dạng các néo liên kết tắm bê tông cốt thép với ting đệm bằng đá xây khan, hoặc

làm ting chiều diy ở chân tường nghiêng để tường tựa chắc và én định vio gỗi đỡ bằng bé tông

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

ph biễn trong dip da đổ

+b) Vật chẳng thẩm không phải bằng đất

Vật et

dang tường tâm — lõi giữa

ng thắm không phải bằng đất dạng tường lâm — u lạo bằng bếtông, bê tông ct thép, bê tông atphan Dạng kết edu này thường ấp dụng hạn chế,

“Tường tâm bằng bê tông và bề tông cốt thép hiện nay ít được sử dụng, vì kinhnghiệm vận hành của các đập đã xây dựng với loại kết cầu vật chống thắm kiểu nàynhư ở đập Xudoranskaia ( Nga), Asocan ( Mỹ), Vaynee ( Mỹ) cho thấy rất khó.khắc phục hiện tượng xuất hiện vết nứt trong vật chống thắm dưới tác dụng của áp

lực nước và khối đá đổ bị đây nỗi ở phía thượng lưu.

"Tưởng tâm bằng bé tông atphan hiện nay được sử đụng khá phổ biến ở những

đập thấp và trung bình

‘Vi dụ mặt cắt đập Ay-Khaghen ( Đức): 1 tường tâm bê tông atphan; 2 vùng lantổa của nhựa đường vào trong đá đổ; 3 răng bê tông; 4 mẫn xỉ ming chống thấm ởnên; $ đá đổ được dim chặt; 6 đá lát có đầm; 7 mye nước do nước ding ở đập phụ;

8 bê tông nhựa đường có đá trộn chim vào khi dim; 9 ving lan tỏa nhựa đường khi

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

tường: 12 rằm ích alu

a) »

ñ

Of 04,0708 101

Ñ[J

ình 2.6 Đập Ay-khaghen có tường lõi bề tong atphan

2.2, Cơ sở khoa học sử dụng bình thức phòng t im đập đá đỗ bằng bản mặt bê

tông.

Cơ sở khoa học của việc sử dung hình thức phòng thắm của dip đá đỗ bằng bản

mặt bê tông cũng gi: tụ như sử dụng hình thức trờng nghiêng chống thắm bằng đất

của đập đá đỏ, DE hiểu được thắm qua bản mặt bê tông chúng ta cần phải biết thắm

qua đập đ dé

2.2.1 Thắm qua đập đá đỗ khi chưa có bản mặt bê tông

Van tốc dòng thắm qua dip đã đỗ được xắc định bằng công thức:

y= KI" (2,1) Trong đó:

+ w= vận ắc trung binh của đồng thắm, m/s

S=b, +m[H (a, +]

Sơ đồ tính toán đông thắm qua đập đá dé:

Hình 2.7 Sơ đồ tinh thấm qua đập đá đỗ không có vật chống thẩm

2.2.2 Thắm qua đập dé dé bản mặt bê tông

Tinh toán thắm giống như sơ đồ tính thắm qua đập đất có tường nghiêng bingđất sét theo phương pháp N.N Pavolopxki Sử dụng giả thiết dòng thắm qua bản

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

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

thắm qua đoạn tưởng phía dưới đường bão hòa với lưu lượng q›

Đối với đoạn tưởng nghiêng trên đường bão hia lưu lượng phân tổ qua đoạn dl

cách mép nước cổ th viế theo công thức

Do đó:

Fa Bat apa, =O

nà Bsin i087

La rong toàn phn qua tường nghiền có dang

—qsa eu | HWE Si 2 Ầ ho, |g HỆ chỉ =Ÿ

| ng sine sind

(2.8)

2.3 Tính toán thiết kế bản mặt bê tông

Bản mặt bề ông cốt thép được chia theo phương trục đập thành các bản có chiễu

xông B trừ 2 bản ở hai vai đập Chiéu đây bản mặt được tinh toán theo công thức:

0.3 + 0.003H (m) (2.9)

“Trong đó:

+ tli chiều đây bê tông tại độ sâu H, (m)

+11 là khoảng cách tính theo phương thẳng đứng từ điểm đình bản mặt đến điểm tính toán, (m)

Bê tông bản mặt phải có độ lưu động tốt, tính chồng nứt, chống thắm và tính bềnvig Mác bê tông bản mặt không thấp hơn C250 Cấp chéng thắm không thấp hơn

BB Cấp chống đ

thiết kế kháng đông của công trình thủy công”.

1g của bê tông bản mặt theo tiêu chuẩn SL 211-98 * Quy phạm.

ê tông bản mặt nên ding xi măng Puzlan mắc 525 hoặc xi măng Puzlan phổ thông Nếu ding loại xi mang khác phải làm thí nghiệm để quyết định

“rong bé tông bản mặt nên trộn thêm tro bay hoặc các loi vật liệu khác có

phẩm chất tốt Cp tro bay không nên thấp hơn cáp II, lượng rộn thêm nên là 15%

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

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

ing có thể trộn thêm phụ gia điều chinh thời gian ninh kết ban đầu Lượng phụ

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

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

không lớn hơn 40mm Cát ding cho bản mặt ngậm nước không quá 3%, him lượng

bùn dit không quá 2%, môđun độ mịn nên trong phạm vi 24-2.8 Dộ ẩm của đákhông vượt quả 2%4, him lượng bin đất phải nhỏ hơn 1%

Ty lệ N/X của bê tông bản mặt nếu ở ving ấm áp phải nhỏ hơn 0.5, nếu ở vùng lạnh giá phải nhỏ hơn 0.45, Nếu ding máng trượt đễ đỗ bê tông thì độ st phải thỏa mãn yêu cầu thi công, độ sụt trước máng trượt nên là 3em-7em Lượng khí trong bê

tông khống chế ở mức 44-63

“Cốt thép ban mặt được bé trí 1 lớp theo cấu tạo cho cả hai hướng, trong phạm vi

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

khoảng 0.5% cho mỗi hướng, phần cồn lại được bổ tí với him lượng 0.4% cho mỗi

hướng Các vị trí sát khớp ni cốt thép được dat cầu tạo phi hợp với kết cầu khớp

2.4, Phân tích lựa chọn kết cầu chống thắm cho đập đá đổ

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

Khác là sử dụng vật chống thẩm bằng bê tông dạng tường nghiêng, Phương pháp

này hi nay được sử dụng phổ biến ở các đập đá đổ ở các nước trên thể giới và nước ta, Ở nước ta các đập đá dé sử dụng hình thức chồng thắm nảy lả đập Quảng.

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

Ban mặt bê tông làm vật chống thắm có tác dụng tích cực như chẳng thắm tối,

én định cao, khối lượng nhỏ hơn so với loại tường nghigng bing dit, kết cầu dongiản hon vi không phải lim các lớp gia cổ bảo vệ mái như tường nghiêng bằng đất

“Tuy nhiên nó cũng có một số điểm hạn chế như phải có công nghệ th công bê tôngbản mặt hiện đại, xử lý các khớp nổi chống thắm khó khăn hay có hiện tượng thoátkhông giữa mặt dưới bê tông với lớp tiếp xúc đá đỗ của đập gây mắt dn định bản

mặt bê tông.

‘Van dé thi công bê tông bản mặt ở Việt Nam đã được giải quyết, chúng ta đã thi

công thành công nhiễu đập đá đỗ bê tông bản mặt thuộc loại đập lớn như đập Tuyên

Quang Do đó lựa chọn hình thức đập đá đỗ có kết edu chống thắm bing bê tông cốtthép lẻ tốt hơn cả

Vin đề chống thắm: Dũng bé tông có mắc chẳng thắm cao như BS trở lên tốthơn là sử đụng dat sét chống thắm Như chúng ta đã biết thi bê tông có độ kết dính.cao, sử dung xi mang kết hợp các phụ gia chẳng thắm thi dn định hơn so với đắt sét

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

Dùng đắt sét có hệ số thắm nhỏ tới đầu cũng xuất hiện đường bão hòa thắm

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

song đánh làm hư hai, hoặc các hat đất sét dé đảng theo dòng thắm trôi xuống he

ưu, theo thời gian dai sẽ làm dòng thắm lớn trong thân đập, gây mắt ồn định.

Đối với bản mặt bê tông vấn đề chống thắm ở chính các khớp liên kết các tắm

bản mặt rong quả trình th công Hiện nay các khe kết cấu sử đụng các tim đồng để

chống thắm Sử dụng các tắm đồng thiết kế theo chuẩn đã chặn được dòng thắm.

thắm qua các khe thí công và dim bảo én định về chịu nứt cho tắm bản mặt

“Từ những phân tích trên cho thấy ring sử dụng két cấu đập đã đổ có hình thức

chống thắm bằng bê tổng ban mặt là thích hợp nhất cho công nghệ xây dựng ngày

nay Ngày nay với công nghệ vật liga chống thắm bằng bê tông tốt hơn nhiều so với

đấ sét, và công nghệ thi công, các thiết bị thi công bê tông đáp ứng các yêu edu thi công bê tông bản mặt

3.5 Kết lui chương 2

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

trình thủy lọithữy điện, nó có nhiều ưu đề n và đặc biệt là sử dụng được vật liệu địa phương với mức độ an toàn cao, thích hợp với các loại nén khác nhau Nhưng,

tổn tại lớn nhất là vật liệu và hình thức chống thấm cho đập Theo phương pháptruyền thông chẳng thim cho đập đá đổ có các hình thức: lõi đắt ở giữa, time

nghiêng sân phủ, các tắm kim loại Để đảm bảo độ an toàn cao cho công trình người ta đã chuyển sang thiết kế và xây dựng đập đá đỗ bản mặt bê tông.

CERD là loại đập có thân đập được đắp bằng đá hoặc cuội sỏi được đầm nén.từng lớp bằng loại đầm rung nặng, ding bản mặt bằng bê lông bé tông cốt thép phùtoàn bộ bề mặt thượng lưu để chống thắm Bản mặt bê tong được tiếp giáp với khối.đá đỗ thông qua lớp chuyển tiếp

CERD là loại đập được sử dụng rộng rãi trên thể giới và ở Việt Nam đã được sit dụng đầu tiên ở Tuyên Quang, đập Rio Quan- Quảng Trị và đập Cửa Dat - Thanh Hóa, bởi vì nó có a tu điểm khi thi công cũng như làm việc trong qué trình sit

dụng.

CHƯƠNG 3

XÂY DỰNG QUY TRINH, CÔNG NGHỆ THI CÔNG DAP ĐÁ ĐÓ

BAN MAT BÊ TONG

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

3.11 Các teu chuẩn, quỹ phạm áp dung

"Để thết kế phần chuyên nghành xây đợng công tình thủy lợ- thủy điện, cáctính toán thiết kế phải tuân thủ theo các Tiêu chuẩn Việt Nam có liên quan Đối vớinhững điều khoản chuyên ngành ma chưa được để cập trong các tiêu chuẩn Việt

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

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

quốc tế ISO và EURO),

Đối với đập đá đỗ đầm nén bản mặt b tông ( Concrete Face Rockfill Dam ~CFRD) mới được thiết kế và xây dựng ở Việt Nam nhưng có những điều khoảnchuyên ngành riêng chưa được để cập đến trong các TCVN nên dé thiết kế CFRD

dung tiêu chuẩn SL 228.98, DL/T 5128 - 2001 của Trung Quốc Tiêu chuẩn

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

Quang, Cửa Đạt Phạm vĩ áp dụng của tiêu chun này là thích ứng với đập cắp 1

II, II và cấp 1 trở xuống Đập cao 70m trở lên

Cée đơn vị sử dụng tiêu chuẩn này nên sử dụng những nội dung mới nhất củacác tiều chuẩn được ligt kê đưới đây dé khi vận dung có hiệu quả nhất

‘GB 50201-1994: Tiêu chuẩn chống lũ

DL/T5016-1999: Quy phạm thiết kế đập đá đỗ bản mặt bé tông

DLITS115 - 2000: Quy phạm chắn nước khớp nỗi đập đá dé bản mặt bê tông

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

JG152 — 1992: Tiêu chuẩn chất lượng và phương pháp kiểm nghiệm cát dùng

cho bê tông thông thường.

JG153-1992: Tiêu chuẩn chất lượng và phương pháp kiểm nghiệm đá dim hoặc cuội sỏi đùng cho bê tông thông thưởng.

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

thủy điện,

SDI207-1982: Quy phạm thi công bê tông thủy công

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

SIDI336-1989: Quy trình kỹ thuật quan trắc đập lớn bê tông

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

3.1.2, Đẫn đồng, chống lũ

in dong, chống lũ đập đá đỏ đầm né: bản mặt bê tông bao

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

trong thời ky thi công thin đập Tiêu chuẩn xi 10 qua thân đập sau khí bit nút công

Khi xã nước qua thân dip, hình thức kết cấu xa lũ qua thân đập và giải pháp bảo

vệ đường viễn nước phải đảm bảo yêu cầu thiết kế và hoàn thành đúng thời hạn Trong quá trình th công phái dim bảo công tỉnh dẫn dòng vận hình bình

thường, tăng cường dự báo khí tượng thủy văn, tính đến giải pháp ứng cứu trong.tình hình bắt khả khing, làm tốt phương án thoát hiểm chẳng lũ, chuẳn bị vật tư, xe

máy nhằm đảm bảo an toàn cho công trình.

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

tại vị tí khu vực đập định ra phương án dẫn ding và chống lũ thí công, Nên ưu

tiên phương thức dẫn dòng, chặn dòng một lan bằng đường him xả lũ

Khi chọn phương thúc dẫn ding: ding chặn dòng một lần bằng đề quay, dẫn dòng qua hin, Trước khi ngân sông cần làm tốt mọi công việc chuẳn bị thi công

bảo đảm trong mùa Khô thứ nhất sau khi ngăn sông, dip phải dip đến cao trình

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

+ Dé quay dùng tiêu chusn lưu lượng thiết kế mùa khô để chin nước

Hình 3.1 Nước lũ tràn qua cao trình S0m đập Cửa Dat

Khi chọn phương án dẫn dòng mia lũ thứ nhất qua him vả thân đập, nói chungnước chảy qua để quay thượng lưu, mùa lũ không đắp thản đập, song nếu có điềukiện, ty tình hình cụ thể, có thé chọn m6t rong hai hình thức sau để đắp phần thân

đập vào mùa lũ:

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

thân đập, đồng thời c6 giải pháp gia cổ mặt tran tam và mái đập hạ lưu, tại hai vaiđập vẫn tiếp tục dip đập, sau mùa lũ nhanh chóng đắp khoang tràn tạm trong thân

n cao trình phòng lũ năm thứ 2

, dùng kết hợp giữa phương thức ngăn nước và xả nước Trong mùađồng thời tại mái hạ lưu dip gia cổ chống xói lớ bằng ro đá, lưới

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

‘dn cao trình chồng lũ của mùa lũ thứ nhắt sau khi chặn đồng

Hình 3.2 Đường hẳm xã lũ th

3.1.3 Xi lý nền vai đập

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

chuẩn thiết kế Dang thoi đặc biệt chú ý xử lý nền móng tắm bản chân và tiến hành.

mô tả địa chất Nếu phát hiện vấn dé địa chất phát sinh phải kịp thời nghiên cứu timhướng giải quyết

Trong quá trình xử lý nén, vai đập phải bổ trí hệ thống thoát nước để làm khô hỗ

móng kh thi công và ngăn nước bé mặt, đề phòng ting đệm bị xối lờ, đảm bảo mái

đảo ổn định

Khi dùng khoan nỗ đảo nền tắm bản chân, edn khống chế nổ min để bảo vệ tốtlớp bảo vé và mặt da gốc nhằm bảo đảm nền tim ban chân nằm trên mat da đúngyêu cầu thiết ke,

“Trước khi chin dòng phải hoàn thành công tác đảo hai bên vai dp, nén tim bản

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

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

lũ không ảnh hưởng đến Nếu gặp điều kiện địa chit phức tạp nên phân đoạn, phântầng để đào từ dưới lên trên thì phải lập kế hoạch tổ chức thi công

Khi gặp nén đã bị nứt né nhiễu thi ding các biên pháp xử lý sau:

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

phun vữa xi ming hoặc vữa xi măng cát vào khe nút

+ Khi đá nhiều khe nức, thắm nước nhiều: Không những phải phun vữa chèn vàokhe nứt mà còn phải có giải pháp dẫn dòng nước thẩm để khi đổ bê tông tắm bản

‘chan nền luôn khô ráo

+ Khi trong hỗ móng có dòng nước ngằm phụt lên thi ding giải pháp nút và

thoát nude.

Hình 3.3 Hồ móng thượng lưu đập Cửa Đạt3.1.4 Yêu cầu vật liệu đắp đập

Quy hoạch mỏ vật liệu

+ Đơn vi thì công căn cử vio hỗ sơ thiết kể, kiểm ta về chất lượng, trữ lượng và

“điều kiện vận tải dé lập báo cáo, lập kế hoạch khai thác, Nếu cần lập báo cáo quy

"hoạch tối ưu khai thác mô vật liệu

+ Căn cit vào quy mô công ầu kiện địa hình, địa chất, phương thức dẫn

‘dong, phân chia giai đoạn thi công và cường độ đắp đập, Theo nguyên tắc cân bingtổng hợp vật liệu đập, quy hoạch gương ting khai thác, trình tự khai thác, bổ trí

during vận chuyển, bai trung chuyển vật lig, bã thải vi mặt bằng bổ trí hệ thông

gia công đá, cát, sỏi.

+ Quy hoạch tốt cân bằng đảo, dip tận dụng tôi đa vật liệu phủ hợp đào ở các hỗmóng công trình đầu mỗi Tại bãi trữ cần cổ quy hoạch để riêng vật liệu cần dũngtách khỏi vật liệu thải, không những cin có bai trung chuyển vật liệu mà nên tậndụng khả năng xúc, chuyển vt liệu dip trực tip vào đập

+ Tỷ lệ vật liệu khai thác tại mỏ và vật liệu tận dụng so với lượng vật liệu đắp nên từ 1,2-1,5; cát si nên từ 1,5-2,0 (trên cạn), dưới nước từ 2,0-2,5

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

chuyển ngắn, đỄ khai thác và b trí trữ lượng dip ứng nhu cầu cường độ dip dip

cao nhất

Khai thác và gia công vật liệu dip đập:

Vat liệu đá đỗ nên dàng phương pháp nỗ min vi sai theo từng bậc thang lỗ sâu hoặc phương pháp nỗ min chèn ép Trong điều kiện địa hình, địa chất và an toàn thi

công cho phép có thể nỗ min buồng nhưng khai thác theo chia ting, giặt cấp

Vat liệu ving chuyển tiếp nên tổ chức khai thác trực tiếp bing khonn, n tại mỏ

đá, tận dụng vật liệu đảo hé móng các công trình đầu mi, qua tuyển chọn khôngchế tốt cắp phối cỡ hạt vật liệu

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

thing máy nghiễn, sang, gia công trộn lạ: cỏ thể ding cát si hoặc đã hộc tươi

cường độ trung bình để nghin, sang rồi đảo rộn Công nghệ gia công đảo tộn phải

3.15 Dip đập

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

âu cắp phối rồi én hành thí nghiệm để xác định

tắm bản chân đã đỗ bê tông Có th tiến hành đấp một phần thin đập tai các khu vực

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

đập phần lòng sông, có th tiên hành cùng lie việc đào móng tắm bản chân và dip đập.