Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Phân tích sự cố nứt bề mặt bê tông bản mặt công trình hồ chứa nước Cửa Đạt

Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu Tiếp cận các tà liệu trong và ngoài nước về đập đá đỗ bản mặt bê tông, tàiliệu thiết kế và thí Sử dụng phương pháp “ong thực tế của công.. Đập đá

LỜI CẢM ƠN

Tác giả luận văn xin được cảm ơn sâu sắc đối với thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Lê Văn Hùng đã hướng dẫn và chỉ bảo tận tình trong suốt quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp.

Tác giả xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô giáo tham gia giảng dạy khóa cao học 18 trường Đại học Thủy lợi đã tận tình hướng dẫn và truyền đạt cho tôi những

tri thức khoa học quý giá.

Tác giả cũng xin cảm ơn Lãnh đạo trường Đại học Thủy lợi, khoa Sau đại

học và Bộ môn Công nghệ và Quản lý xây dựng đã tạo điều kiện cho tôi hoàn thành

tôt công việc nghiên cứu khoa học của mình.

Cuối cùng, tác giả xin chân thành cảm ơn đến gia đình, bạn bè, đồng nghiệp

đã giúp đỡ, đông viên, khích lệ để luận văn tốt nghiệp được hoàn thành tốt đẹp.

Hà Nội, Ngày 25 tháng 5 năm 2013

TÁC GIÁ

Nguyễn Trọng Thế

LỜI CAM DOAN

“Tôi xin cam đoan đây là công tình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu trích

à trung thực Các kết quả nghiên cứu trong luận văn chưa từng được người nào

công bổ trong bit kỳ công trình nào khác /

Nguyễn Trọng Thể

CHƯƠNG 1 TONG QUAN VỀ DAP ĐÁ ĐỎ BAN MAT BE TONG VA BAPCỬA ĐẠT, 21.1 Tổng quan về sự phát tiễn của hình thức đập đá đỗ bản mặt bê tông trên thểgiới và trong nước 21.2 Mặtcắt thiết kế của một số đập đá đồ ban mặt bê tông điễn hình và công nghệthi công, 4

1.2.1, Mat cắt thiết kế của một số đập đá đổ bản mat bê tông điền hình 4

1.2.2 Điều kiện xây dụng, ật liệu thi công, công nghệ thi công đập di đỗ be ôngbản mặt 41.3 Thông số thiết kế cơ bản và tiến độ thi công dip Cửa Đạt Is1.3.1 Thông số thiết kế cơ bản đập Cửa Đạt 18

1.32, Tiến độ thi công đập Cửa Dat 2

L4 Kếtluận chương | 24 1.4.1, Ưu điểm của đập đá đồ bê tông bản mặt 4 1.42 Nhược điểm của đập đá đỗ bê tông bản mặt 24 1.43 Kết luận 25CHƯƠNG 2 DIEN BIEN QUA TRÌNH THI CONG PHAN LONG SONG VAMOI QUAN HỆ VỚI CONG TÁC TIEU NƯỚC HO MONG 262.1 Tiến độ khống chế thi công đập chính 262.2 Công tác tiêu nước hỗ móng và trình tự thi công đập phần lòng sông 27

2.2.2 Trinh tự thi công đập phân lòng sông 32

23 Tóm ắt sự cỗ vỡ đập, công tác khắc phục 332.3.1 Tóm tắt sự cổ vỡ đập 33

24 Kết huận chuong 2 37

2.4.1 Đối với công tác tiêu thoát nước hồ mồng, 37

2.4.2 Đi với công ác dẫn đồng thi công 38

2.4.3 Đối với công tác thi công đắp đập 38'CHƯƠNG 3 SỰ CÓ NUT BAN MAT BÊ TONG KHI BOM NƯỚC HO

“THƯỢNG LƯU BAN CHAN VÀ BẢN MAT 9

3.1 Mô tả quá trình bơm cạn hỗ móng thượng lưu bản chân va bản mat 39

3.2 Sự cổ nút bản mat bê tông và nguyên nhân 4i3.21 Sự cổ nứt bản mặt bê tông 4i 3.2.2 Nguyên nhân của sự cô nứt bản mặt bê tông AL3.3 Giải pháp khắc phục thie té 39

3.3.1 Xử lý vết nứt theo qui phạm đập ban mặt của Trung Quốc 59

3.32 Áp đụng xử ý vét nút cho công tình hỗ chứa nước Cửa Dat )3.4 Bài học kinh ngh

35 Kếthận chương 3 65KẾT LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ %6

ệm “

Bảng 1.1: Bang thống ke số lượng đập theo các khu vực

Bang 1.2: Bang thống kê một số đập trên thé giới và Việt Nam

Bảng L3: Tên đất đá phân loại của Nea

Bảng 1.4: Sức kháng nén của vật liệu đá ứng với chiều cao đập

Bang 1.5: Hệ số cho phép của vật liệu đá.

Bảng Ló:Tì

Bảng 21:1

độ thi công

n độ khống chế th công đập chínhBảng 3.1: Thí nghiệm siêu âm kiểm tra vết nứt tắm T28

Bảng 3.2: Thí nghiệm siêu âm kiểm tra vết nứt tắm T29

Bảng 33

Bảng 3.4: Thí nghiệm siêu âm kiểm tra vết nứt tắm T31

nứt tắm T30

Bảng 35: Thí nghiệm siêu âm kiểm tra vết nứt tắm T32

Bảng 36: Thí nghiệm siêu âm kiểm tra vết nút tắm T33

Bảng 3.7: Thí nghiệm siêu âm kiểm ta vết nứt tắm T34

Bảng 3.8: Thí nghiệm siêu âm kiểm tra vết nứt tắm T35

Bảng 39: Thí nghiệm siêu âm kiểm ta vết nức tắm T36

DANH MỤC HÌNH

nh 1.1: Biểu đồ tỷ lệ xây dựng đập đá đỗ trên thé giới

Hình 12: Mat cắt ngang điễn hình của đập dé dé bê tông bản mặt

inh 1.4: Đập Hòa Bình ~ Việt Nam H=128m.

Hinh 1.5: Đập Alezani trên sông Alezani ~ Pháp, xây dựng năm 1967-1969.

Hình 1.6: Đập Axuan trên sông Nin~ Ai Cập

Hình L7: Đập Mexika trên sông Lerma, xây dụng 1927-1929, 7.5m.

Hinh 1.8: Đập France trên sông Oy, xây dựng 1948; H=20m; b=3m; L=240m; B=32m Hình 1.9: Đập Tuyên Quang trên sông Gâm, xây dựng 2003; H>20m.

Hình 1.10: Cấu tạo chỉ ti bản chân

Hình 1.11: Chi tiết đỉnh đập.

Hình 1.12: Khóp nỗi bản chân (khớp ngang)

Hình 1.13: Khóp nổi chuyển vị bản chân (khớp biên)

Hình 1.19: Mặt gang đi hình doan lòng sông

Hình 2.1: Mặt bằng thí công mùa lũ năm thứ nhất

Hình 22: Mặt bằng thi công mùa lũ năm thứ hai

Hình 23: Mặt bằng thi công mùa fi năm thứ ba

Hình 2.4: Mặt bằng thi công mùa lũ năm thứ tư

Hình 2 5: Mặtcắcthícông mùa 0 năm thứ nhất và năm thứ bai

Hình 26: Mặt công mùa l năm thứ ba

Hình 27: Mặt ct th công mùa l năm thứ tư và năm thứ năm

inh 2.8: Mặtcắt ngang đập mùa lũ năm thứ ba

Hình 29: Mặt cắt ngang dé quây thượng lưu

Hình 2.10: Mặt cắt ngang đê quây hạ lưu

Hinh 2.11: Mặt cắt ngang để quây hạ dọc

20 2 2 zr 21 2

7

2 2

27

2 2 2

Hình 2.14: Ông thoát nước đặt dưới tắm bản chân 30

Hình 2.15: Thoát nước theo phương pháp cường bie 31 Hình 2.16: Migng giéng thu nước phía thượng lưu 31

Hình 2.17 Ong thoát nước D110 nằm ngang 32

Hình 2.18: Gia cổ ro đá phía hạ lưu đập và dinh đập rước khi xây ra sự cổ vỡ đập 34

Hình 2.19: Hình nh ph hủy ro đã gia cổ mặt hạ lưu công tỉnh 35 'Hình 2.20: Toàn cảnh công trình nhìn từ phía ha lưu sau khi xảy xa sự cô 35 Hình 221: Sự phí hy tắm bê tông ct thép gia cổ mặt thượng lưu đập 36 Hình 222: Đập nhìn từ phiathượng lưu công tinh sau khi xảy rà sự cổ 36 Hình 3.1 + 3.2: phạm vi hỗ móng thượng lưu bản chân và bản mặt 39 Hình 33: thoát nước qua lỗ thoát nước đặttại bản mặt 40 Hình 3.4 thoát nước qu lỗ thoát nước đặt tại bản chân 40 Hình 3.5: bổ trí bơm hút nước hỗ móng 40 Hình 36: bổ trí bể nước trung gian bơm nước hồ móng 40 Hình 3.743 8: hình dn vết nút ngang cia bn mit b tông 41 Hình 39: kiểm ta độ sâu của vế nứt a Hình 3.10: Mô hình không gian kế cấu be tng bản mặt st Hình 3.11: Mặt bằng phân chin phan tr 52 Hình 3.12: Hình ảnh mô men uốn M11 (Mmin=-0.316 Tam; Mmax=0.323T.m) 53

Hình 3.13: Hình ảnh mô men M22 (Mmin=-1.79 T.m; Mmax=0.10 T.m) 5 Hình 3.14: Hình ảnh mô men tổn M11 (Mmin=-0.30 T.m; Mmax=l.64T.m) 5 Hình 3.15: Hình ảnh mô men uốn M22 (Mmin=-1 465 Tm; Mmax=7.276T.m) 54

Hình 3.16: Hình ảnh mô men tổn MII (Mmin=-11.39T.m; Mmax=227.28 Tm) 55

Hình 3.17: Hình ảnh mô men tốn M22 (Mmin=-56.35T.m; Mmax=l136.54T.m) 55

Hình 3.18: Hình ảnh mô men uén MII (Mmin=-l 1.46T.m; Mmax=227.28 T.m) 56

Hình 3.19: Hình ảnh mô men uốn M22 (Mmi 136.54 Tmm) 56 Hình 3.20: Bye sim bé mặt bê tông ol Hình 321: Quét keo lớt "SR" va lớp tạo phẳng "SR" 6l

16.7UT.m; Mma

Hình 322: Dán tắm diy “SR @Hình 323: Cổ định gin cảch 2 đầu bằng tháp mạ kẽm 50xŠmm và bu lông n trắng kêmMI(xI00,sIm “Hình 324: Phân vùng th công xửlý vét nứt xuyên 6

Các đập lớn đã được xây dựng trên th giới cũng như ở Việt Nam rắt phổ biến

với nhiều hình thức kết cấu và qui mô khác nhau Hình thức đập đá đỗ bản mặt bê

tông cũng đã xuất hiện từ âu nhưng ứng dụng cho cúc đập cao thi được phít triển

mạnh mẽ gin đây, Những nước xây đụng nhiều đập đá đổ bản mặt bề tông phải kế

«én Brasil, Mỹ, Nigieria, Việt Nam và đặc biệt nhiễu là Trung Quốc Tại Việt Nam đập đã đỗ bản mặt bê tông đã được xây dựng là các đập: Rào Quán tỉnh Quảng Trị (2005-2006); Tuyên Quang tỉnh Tuyên Quang (2004-2007); Cửa Dạt tỉnh Thanh.Hóa (2004-2010) Đặc điểm khác biệt của dip đá dd bản mặt bê tông là chẳng thắm

nhở bản chân và bản mặt Bản mặt bê tông khá mỏng, làm việc trong điều kiện phức.

tap vỀ chịu lực và tc động lún mạnh của thân đập nên rất dễ xây ra hiện tượng thoát

không và nứt Quá trình xây đựng đập Cửa Đạt cũng đã từng xủy ra một số sự cổ

đối với bản mặt bê tông

Db tài nghiên cứu nhằm tim hiễu và phân ích nguyên nhân sự cổ gây nứt bảnmặt bể tông trong khi đang thi công và rút ra những bài học thiết thực

2 Mục dich của đỀ tài

Xie đình nguyên nhân gây nứt bản mặt bê tông đập Cửa Đạt trong khi dang thi công;

ánh giá các giải pháp khắc phục và các bài học thế thực

3 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

Tiếp cận các tà liệu trong và ngoài nước về đập đá đỗ bản mặt bê tông, tàiliệu thiết kế và thí

Sử dụng phương pháp

“ong thực tế của công

hợp phân tích lý thuyết và kinh nghiệm thi công cùng với các số liệu thu thập hiện trường.

4 Kết quả dự kiến đạt được

Dinh giá nguyên nhân chính gay nút bê tông bản mặt trong thời kỷ thi công: Dinh giá gi pháp ti công và sửa chia sự cỗ;

“Các bài học kinh nghiệm,

CHƯƠNG 1

TONG QUAN VE DAP ĐÁ ĐỒ BAN MAT BÊ TONG VA DAP CUA DAT

11 Tổng quan về sự phat triển của hình thức đập đá đổ bản mặt bê tông trên

thể giới và trong nước

Đập đã dd là loại đập wit ligu địa phương do phần lớn khối lượng dip là vậtliệu được khai thác tại chỗ (khai thác ở mở vật liệu sử các công trình, đá dio

móng hoặc sỏi đá tự nhiên) Việc bỗ trí các loại vật liệu trong mặt cắt đập là rất

«quan trong Nó quyết định đếnính ôn định trong quá tình làm việc cin đập và nhất

Tà tính kinh tế của dự án, Hiện nay, mặt cất dip đá đổ ngày càng phúc tạp và được

phân ra nhiều vùng Tùy theo việc phân bổ ứng suất trong thân đập ty thuộc vào

điều kiện làm việc của các ving trong thân đập và căn cứ vào khả năng khai thác

vat ligu trong vùng mà mặt cắt ngang của đập sẽ được tính toán để chọn ra mặt cắthợp lý nhất Người ta thường tận dụng đất đá dio mồng công trinh để dip vào phần

thích hợp của đập Đập đá đỗ bê tông ban mặt là một dạng đập trong nhóm đập đá

đập này tương đổi đốc (1:1,3 ~ 1:1,5) do đó tiết kiệm được một lượng lớn vật liệu

đắp dip so với dip đã đỗ truyền thông, Dap đá để bản mặt bê ting thường được áp

dụng cho các loại đập cao (H > 40m) va đặt trên nền đá Việc thiết kế c¿ c loại dập.

đã đỗ bản mặt bể ông ban đầu chủ yếu dựa theo kinh nghiệm và được hiệu chỉnh

dẫn dần

Ngày nay, việc tinh toán thiết kế đập đá đổ bản mặt bé tông đã din được hoànchỉnh Đập di đỗ bản mặt bê tông đã được áp dụng ở nhiều nơi và áp dụng cho cảnhững đập cao 180m Đập đá dé bản mặt bê tông đã được xây dựng ở nhiều nước.trên th giới như: Mỹ, Dức, Anh An Độ, Ở Châu A đập đã đỗ bản mặt bê tông.được áp dụng cho nhiều công trình thủy lợi, thủy điện lớn ở Trung Quốc

Hang (Tuyên Quang), công tình thủy lợi ~ thủy điện Quảng Trị và công trình thủy lợi thay điện Cửa Đạt (Thanh Hóa) Các nguyên lý tính toán và qui định áp dụng cho những công tinh trên của nước ta thường dựa vào các qui phạm và kinhnghiệm đã áp dụng thành công cho các công trình cùng loại của Trung Quốc.

Bảng 1.1: Bảng thông kê số lượng đập theo các khu vực

TT Khu vye Số lượng đập THe

Bang 1.2: Bảng thống kê một số đập trên thé giới và Việt Nam

Teaaae ¡Quốc | Tiên Ô TTagHMập | Chidu co [Nim xiy

gia | sông tm) dựngNưck [Nes | Vakis jĐiđômờng | 300 mn

lôi đấtMalka — [€mada|KolumbajDiđômồng | 240 mn

nghệ thi công.

1.2.1 Mặt cắt thiết kế của một số đập đá dé bản mặt bê tông diễn hình:

Đập đá dip bê tông bản mặt chống thắm CERD (Concrete Face RockfillDams) có cau tạo chính là khối đá dip thân đập và phần bê tông bản mặt chống.thắm ở thượng lưu Khối đã dip cũng được chia làm nhiều phần khác nhau nhưnhững đập đá đỗ thông thường tùy thuộc vào các loại đá dùng trong thân đập Phintiếp giáp giữa bê tông bản mặt và khôi đá đắp là lớp đệm (dy tử 2m đổn âm và lớpchuyển tiếp day 4m) Hai lớp này được cấu tạo bằng cất cuỗi sỏi dim chặt với cắp

phối phù hợp Mặt cắt ngang điển hình của CFRD như sau:

Điệp 3434) Vùng quả độ: 638) Viong tân đập chính; 7-(3C) Vùng đã đổ hạ ha &{3D) Bảo vệ

“mái họ la; 9-Vùng có thể biển dang giữa vàng 6 và vàng 7; I0(GE) Vũng đã thải (thoát nước chân đập); 1-Bân mặt bề tông

Một số mặt cắt đập trên thé giới và Việt Nam:

“Hình 1.3: Đập Nuresk trên sông Vakhs — Nga H=300m

Lt it: 2-Lip oe (l=0 Soom; d=0-SOmm): 3-Lang tr bằng sỏi eu nhố; 4-Giu cổ mái bằng đá rnd min: Š-B mặt dé qua: 6-Thi bị quan trắc, 7-Méng chẳng thắm; 8-Bệ phản áp bằng be tông 9-Đá cất Rd; 10.Đú cát bột tấp 11-Dai bột K 12-Cét cội sỏi

Hình 1.4: Đập Hòa Bình ~ Việt Nam H= 28m

‘Dac tinh chủ yếu: Chu dài đnh đập 60m; Chiều rộng day đập 740m; Chỗu ring dink 20m:

‘Dung tích oan bộ 9.45 ko Dụng ích chẳng lũ 6km; Dụng tích hữu ích S65 kms Mái li sét 1:2; Chiều rộng đây lõi st 50m; Chiễu nông man chẩn 30m.

Hinh 1.5: Đập Alezani trên sông Alezani ~ Pháp, xây dựng năm 1967-1969

‘H=65m; b= Sm; L=155m; B=234m I-Man chống thắm bằng 3 lớp bê tông nhựa đường; 2-Lúp dem bằng đã d=25-125mm; 3-Đã dé (D<10 he=8%, D>SO0 ky =25%); 4-Đã đổ hich thước lớn: Rang be tng; 6-Man chẳng him khoan phun xi mang sau 45m; 75 giảm dp; 8-BA thạch an

7-Đã d=150mm + cát sạch; 8-Cát đẫm chất, 91ẳng lục 3 lớp (d=40-150nm dy fm, d=5-3Smm diy 05m, cất d>1.Smm dy tm); 10-đầm chặt, 15-Đẳng đã tiêu mute: lồ-LỂ giảm đp; 17-Màn chấn khoan phun xi măng; 18-Lớp đất et; 19-ĐẢ thả nỗ 20.Bá đâm 0-150mm; 21-Đã lớn gia

oimaiz 22-Cit củkích thước khác nhau; 23-Cuội và dé ting xen lẫn et; 24-Lip chuyển tấp cát

pha, sé pha, cất kit: 25-Bé góc

Hình 1.7: Bap Mexika trên sông Lerma, xây dung 1927-1929,

1-Bản mặt bê tông est thép 2-BE tông khổ (3x1.3Jm; 3-Đá xắp độ rỗng 20%; 4-Đá xắp độ rằng

“30% nhưng vêu edu thấp hơn (3): 3-Đã xếp độ ring 251%; 6-Dá sắp độ rỗng 30%; 7-Lip gia cổ hạ

lin: 8-Bé cuội; 9-Đá phn trào; 10:ĐÁ bazan

1-Bê tông bản mặt, 2-Da xát khan: -Đá đó; 4-Lấp gia cổ ha lưu: Š-Lưới thép chống mứt; 6-Tường xăng: 7-6 khoan phim,

“Hình 1.9: Đập Tuyên Quang trên sông Gam, xây dựng 2003; H>20m

Đá dip trong thân đập thưởng được phân thành hai khối chính: khối đá đắpthượng lưu và khối đá đắp hạ lưu Khối đá đắp thượng lưu đồi hỏi yêu cầu kỹ thuậtcao hơn khối đá dip hạ lưu (cường độ kháng nén lớn hơn 30 Mpa cho khối thượnglưu, còn khối hạ lưu chỉ yêu cầu bằng hoặc nhỏ hơn 30 Mpa, có nơi đã dùng khối đá dip

đập, vậ iệu đắp đp đều kiện nền Phần chân hạ lưu công tình có thẻ bỗ khối đ đổ

có kích thước lớn hơn rong thân đập đễ tăng khả năng ôn định cho đập

Bê lông bản mặt có tác dụng chống thắm cho đập và được liên kết với nền qua bản

chân Tựi điểm tiếp giáp giữa bản mặt và bản chấn được bổ tí hóp nổi biên dim bảo ngăn

dòng thâm khi có chuyển dich giữa bản mặt và bản chân Bản mặt cũng được chia làmnhiều tắm bằng các khe kin (kip nổ) dạc để đảm bảo không phat sinh đồng thắm từthượng lưu về hạ lưu khi có sự chuyển dịch khác nhau giữa các tắm bản mặt

Để dim bảo cho sự ổn định của phần tiếp giáp giữa bản mặt và bản chin,người tab trí một ting đệm đặc biệt ngay sau hạ lưu bản chin, Ting đệm này đượccấu tạo từ cát, cuội, sỏi hoặc đá xây và được dim nện chặt như tiêu chuẩn của lớp.đệm dưới bản mặc Ngoài rating đệm đặc biệt này còn có tắc dụng như một lớp lọckhi có sự cổ của khớp nỗi giữa bản mãi và bản chân

Một số chỉ tiết điển hình về đập đá đổ bản mặt bê tông:

L———*———]

pyaar

“Hình 1.13: Khép nỗi chuyển vj bản chân (khỏp biên)

1 Thanh cao su D40 8 Chân bản mặt bằng BTC

3 Tắm cao su 500x4 10 Bu lông mạ kẽm a=400; M10x100

4 Tắm PVC 570x3 11 Thép góc mạ kẽm 50x50x6

5.Bê tang bản mặt 12 Tấm đồng chống thấm “F*

6, Vùng chèn nhựa “SR 400 em? 13 Gỗ thông quết át phan

7 Chèn bằng chất đềo 14, B6 cao su chống thắm Fi 150 mm

“pe Gai is 94 5 are #9 (7)

@ N, / st een wna ur an Gyn Pesta 2) 60905062889 VT // sie wx tnwis 3 20)

2/2 Su vực nO

_BẢN HIẶT BÊ TÔNG /ˆ aC

Hinh 1.14: Kháp nỗi đứng (kéo)

— 1h sinc maar sens)

DU 2 Lộ vn nh 00

5 NTS Saymax | E vase, | pwn

Cu cAP 500

HT cn de a ae edsài Ho owe 8

1.2.2 Điều kiện xây dựng, vật liệu thi công, công nghệ thi công đập đá đổ bê tôngbản mặt

1.2.2.1 Điẫu kiện xây dụng đập CFRD

Về cơ bản, điều kiện để xây dựng CFRD cũng tương tự như dip đá đỗ thông

«qua thường, Cũng như đập đá đổ, CFRD đồi hồi phải thực hiện một khối lượngsông tie đất đá lớn bao gồm: khai th, vận chuyển, đắp vật liệu vào thân đập Đặcbiệt đối với đập cao thì việc chuyển tải trọng lên nền khá lớn cho nên đòi hỏi nềnphải có đủ độ bền và ít biển dạng

“Theo quy phạm “SDJ 218-84" thì tng đỗ lún của đập không được vượt qué

1% chiều cao đập

Với các lý do trên, diéu kiện quyết định để xây dựng CERD về định tính là:

cắn thiết bị hin it dưới tác dung của tải trọng ngoài Đập

đã đỗ có yêu cầu của địa chất cao ở vị trí đặt lõi đập Tắt củ các đập đã đỗ được xâydựng ở nước ta thì lôi đập đều được đặt lên lớp đá IIA-IB, đối với đập loại vừa đếnthấp hoặc ở vị tí sườn đổi có thé đặt trên lớp IB-IA; vật liệu đã đổ có th dặt trên

lớp IA;-lA, (tên gọi của các loại đất đá được lấy theo hệ thong phan loại của.

ing | 1E | am Goiten ven

EkGenE | dạng wee lie | eee

CHƯN | toss) ME ‘wens

2020585

ictingam | tea | deg pit | v [Ritsu] 9 | Cụckỳ

Đăcimgchíc | HE ooo: | spin | 1 ri] 3 | Ruết

én icing 200000 | dang yéu va 2 | pguạ chấc Không bi ¬" "

phòng hóa nút 1

Cấu 100 của lóp đệm và tip chuyển tiếp:

Lớp đệm thường có chiều dầy không đổi và được chọn tùy theo thiết bị vàphương pháp thi công, Chiễu diy này thường không nhỏ hơn 3m khi thi công bằng

máy hoặc có thé giảm xuống còn từ L+I.ấm khi thi công bằng thủ công hoặc máy

nhỏ, Lớp chuyé

thường được đầm kỹ hơn để đảm bao sự không phân lop

thường được thi công đồng thời, phần tiếp giáp giữa hai lớp

1.2.2.2 Vật liệu đắp thân đập

Vật liệu dip thân đập có thể dùng đá cứng hoặc kết hợp giữa đã cứng, đã mén

và cuội soi C c loại đá dùng đắp đập có thé là đá vôi, đá cát kết, đá granit,

Quy tình kỹ thuật của khi đá đổ chính không phải chặt chẽ lắm Nó ỉ

đảm bảo các yêu cầu: Kích thước đá lớn nhất không vượt quá chigu dây lớp đá dip,

thường D„„.=800=1000 mm; hàm lượng các hạt có đường kính nhỏ hơn 25mm không vượt qua 50%; hàm lượng các hạt có đường kính nhỏ hơn 2mm không vượtquá 10%; đá đỗ phải có đặc tính thoát nước dễ đàng Thành phần cắp phối của vậtHiệu dé đắp thân đập cũng phi iên tực

“Các chỉ iêu của đá thông thường được xác định đựa vào các kinh nghiệm thực

16 hiện cổ được nêu trong các tiêu chun, quy phạm, sau đổ sẽ xem xét mà điều

chỉnh qua thí nghiệm hiện trường vào thời gian bắt đầu đắp đập Hẳu hết đắp ở hiện

trường đều được Không chế bởi các thông số đắp và bing sự quyết định dung trọngkhô, người ta thấy rằng dung trọng khô của đá dip thường nằm trong khoảng từ

1,79 Tim’ + 2,39 Tín

Céc loại đá mém và cuội s6i thường được dùng dip trong vùng giữa đập và hạ

lưu đập Việc lún của khối đá hạ lưu ảnh hưởng rất nhỏ đến tắm bê tông bản mặt

cầu vé chit lượng của nỗ không đòi hôi nghiêm nghặt Có thể sử dụng cácloại vật liệu đã khai thác hay nó từ hỗ móng công tình, tốt n ử dụng cácloại dé phún xuất và đá biển chit sức kháng nén của dé sau 50 lần nhúng nước và

26 lần phơi khô tity theo chiều cao đập được phân theo bảng sau.

Bảng 14: Sức khíng nén của vậtiệu đã ứng vớ chiều cao đập

“Chiều cao đập Sức kháng nén (T/mÊ,

<5 3000

25275 3000:6000.

>75 6000:8000.

‘Theo “Cooke and Serard, 1987" thì chi yêu cầu >3000 T/m2

Hệ số mềm hóa trong điều kiện khô gió và bão hòa phụ thuộc vào từng loại

Ving chuyển tiếp đã dip có cấp phối hạt nằm từ giới hạn trên đến giới hạn

trung bình, các vùng khác từ giới hạn trung bình đến giới hạn dưới.

Đối với lớp gia cổ mai thượng hạ lưu thì đường kính của viên đã không đượcnhỏ hơn 45 em và không lớn hơn 100 em

1.2.2.3 Công nghệ thi công CFRD

Đập đã đỗ be tông bản mặt thường được thi công theo tinh tự sau:

~ Đào móng công trình (đảo lớp dat phủ và các lớp đá phong hóa trên mặt).Đắp đập, két hợp với khoan phun tại một số vị trí nn cần xử lý

~ Khoan phụL ao màng chống thắm và thị công bản chân

- Thi công bản mặt kết hợp với một số hạng mye công tỉnh khác trên đập

“rong quá tình tỉ sông theo trình tự tên tai mỗi hạng mục công tinh cin ápdung các biện pháp thi công thích hợp dé đạt được các yêu cầu theo thiết kể Cácbiện pháp thường dng trong quá tình th công là

a) Biện pháp cắt tỉa và lu đãi

Ving ting đệm (ILA) cần được dim nền đặc biệt để đạt modun cao, tạo lớp

bị thường dùng là dim con lăn kết hợp rung,đêm đồng đều cho tắm bản mặt Thi

Zim phụ thuộc vào thiết bị dim, thường là 250 mmchiều dày lớp ải cho mộtl

Bê mặt ting đệm (IIA) cin được tinh chỉnh trong khoảng 50+150 mm độphẳng thiết kế Để đạt điều này thường sử dụng máy xúc đặt ngay trên đình đập

dưới sự điều khién của thiết bị quan trắc bằng laze.

Ving thin đập chính (IIIB; IIC) được dip tho từng lớp và sử dụng các thiết

bị quan trắc như đối với đập đã đồ truyền thống

b) Biện pháp xây dựng tắm bản mặt

Dùng cốp pha trượt để tiến hành thi công các tắm bản mặt, ngoại trừ các tắm

đầu tiên có hình thang hoặc hình tam giác nằm liễn kề chân tắm, được thi công bằng

phương pháp thủ công trước tắm bản mặt chính

Cốp pha trượt có thể đạt được tốc độ thi công 2:3 m/h, bê tông thường dùng

là bê tông đạt mác M20 Mpa và M24 Mpa trong 28 ngày.

1⁄3 Thông số thiết kế cơ b¿ ‘va tiến độ thi công đập Cửa Đạt

1.3.1 Thông số thiết ké cơ bản đập Cửa Dat

Hồ chứa nước Cita Đạt thuộc huyện Thường Xuân tinh Thanh Hóa Công

trình đầu mồi dự kiến xây đụng trên sông Chu tại xã Xuân Mỹ huyện Thường Xuân

tỉnh Thanh Hóa, có toa độ địa lý vào khoảng 10517" kinh độ Đông, 19°53" vĩ độ.Bắc cách thành phố Thanh Hóa 70 km về phía Đông Nam Đầu mối hồ chứa có ba

‘cum công trình chính: Cụm công trình đầu mỗi dip chính Cửa Dat, cụm đầu mỗiDốc Cáy cụm đầu môi Hón Can, Cụm công tình đầu mỗi đập chính Cita Dat gồm

có các hạng mục công tinh chủ yêu: Đập chính, tràn xã 1a, tuy nen dẫn dòng và kết

hợp xã lũ thi công, cẳu qua sông và các hang mục công trình thứ yếu khác

1.3.1.1 Nhiệm vụ chính của công trình

Giảm lũ với tần suất 0,6, bảo đảm mục nước tại Xuân Khánh không vượt

quá 13,71 m (là lịch sử năm 1962),

“Cắp nước cho công nghiệp và sinh hoạt với lưu lượng 7,715 mils

“Tạo nguồn nước tưới dn định cho 86.862 ha dit canh tác (trong đó Nam sông

‘Chu là 54.043 ha và Bắc sông Chu ~ Nam sông Mã là 32.831 ha).

Két hợp phát điện với công suất lắp máy N = (88:97) MW

Bồ sung nước mùa kiệt cho hạ du dé đẩy mặn, cải tạo môi trường sinh thái với lưu lượng Q=3042 mÙs

1.3.1.2, Một số thông số của hồ chữa

Diện tích lưu we: 5.708 km

Mye nước lớn nhất thiết kể p=0,1%: 119,05 km

Mi nước lớn nhất kiểm tra p=0,014%: 121,33 km,

Mie nước dâng bình thường: 110,00 m

Hinh 1.19: Mat cắt ngang điển hình đoạn lòng sông

1.3.2 Tién độ thi công đập Của Dat

Bảng 1.6: Tién độ thi công

Tân Em | guy Thời ui ông

Năm suất lượng “Thỉ tông công trình chính

đoạn , dẫn đồng

(6) (mử)

+ Bip để quai thượng và để quai dọc

Năm |, - Lông sông thủ | Đào mỏng, khoan phot, đỗ bê tô

~MNLNE40 lấm - | -Tiếptục thi sông 02 tuy nen và ần

= Đảo ming, dip đập vai phái đến

thứ2 | age

+ Tiếp te thi công 02 tuy nen và trần

- Tiếp tue đắp đập vi phải đến cao độ

- Thí công xong tuy nen TN2, tiếp lục

~MNLNEA0 lầm eee vee

thi công tuý nen TNI và tần

= Dip đề quay thượng hạ lưu

+ Đảo móng, khoan phục đổ bê tông

“TuynepTN2 | Dan hin

Năm | Mua

thữ3 [Hiệu 5% 1230 |-MNTL=4455m.- | -ĐỈpđấplòAgsôngđổn+š00m

MNHL=29.29m | - Dip đập vài rải đến cao đột750,

«lip đập vai phi đến cao độ+750

= Khối lượng thi công: 2.383 045 m3

= MNHL=37 âm :MyHs “Tp we thi công tần,

“uynehTNI | ~ Dip đập phần lòng sing và val ei Mùa theo mặt cất chống 18 đến +900m; hạ

” MNTLEH 55m tứá [liệt lu 60.0; V-2012798 mad

MNHLZ0920m |,

= Đổ bê ting bản mặt đến +50 0m; đổ

Bề ting xong tin

“uy nen TN2 Ì Bip đập hạ lưu phần lông sông đến

Mùa

HỘ 1E | 7320 +1Hm:

Khối lượng tì công 132254 m3

- Xã cạn hỗ, th công xong nhà mấy

= Đổ bê tông bin mat đến cao độ tiết

Mùa ‘Tuy non TN2 * °

TA lông | 13200 kế

" Trin xã lũ

1⁄4 Kết luận chương 1

LAL Un diễn cũu đập đá đỗ b tông bản mặt

Dip đã đồ be tông bản mặt (CFRD) sn dụng được vit liga tri chỗ, đặc biệt có

thể tận dụng đá dio móng tràn, đường him, nhà may thủy điện để đắp đập, ít phải

xử dung vật liệu hiểm hoặc vận chuyển từ xa về nên nhìn chung đập CERD có giá thành thấp hơn các loại đập khác như đập bê tông trong lực, vòm, bản chồng v đặc biệt gần chỗ xây dựng công trình hiểm đất, có đủ tiêu chuẩn đắp đập thi đập.CFRD còn kinh tế hơn

Đập CERD có khả năng cơ giới hóa cao trong quá trình khai thác đá, vận chuyển và dip đập, có thé thi công ngay cả khi trong mùa mưa Do toàn bộ đồng

thắm đã được bản mặt bề tông ngăn lại và phần đá dip trong thân đập được dim nén

chất nên hg số ồn định của mái thượng hạ lưu đập khá cao và mái thượng hạ lưu đập

có thể rất đốc (m= 1,á-l.7) din tới khối lượng dip đá giảm nhỏ so với đập đá đỗ

thông thường.

Đập CFRD yêu cầu địa chit nề thấp hơn ip bê tông

Đập CFRD có độ dn định chống động đất, chống trượt và tuổi thọ công trình

Không thua kém các loại đập khác

Đập CFRD trong nhiều trường hợp có thé xây đựng ngay trên nền cát cuội dilòng sông, mà phần lớn khối lượng cát sối không phải bóc bỏ khi dip đập Trong

một vải sơ đỗ có thể cho nước trân qua đập dâng xây dỡ nên vẫn dé dẫn dòng wong những công tình có lưu lượng dẫn dòng lớn có thể được giải quyết với giá thành

khát

1.4.2, Nhược di của đập dé đỗ bê tông bản n

ip CFRD là loại đập mới (nhất à đổi với nước ta) nên các lý thuyết tínhtoán chưa thật hoàn chính, kính nghiệm xây dựng dp loại này còn rt thiểu

Trong thin đập CPRD có nhiều vùng vật liệu, mỗi vùng có các chỉ tiêu cơ lýkhác nhau do vậy việc phân bé ứng suất và bi dạng trong thân đập phức tạp tuy

hiên nó không ảnh hưởng lớn đến quá tình vận hành an toàn của đập Hiện tượngtreo ứng suắt hoặc biển dạng quá mức gây nên các nứt gãy thủy lực đã xảy ra ở một

g tình ngay cả khi ở cột nước thấp, đặc bit kh sự chênh lệch lớn vỀ modulbiến dạng giữa các lớp vật liệu kề nhau

Bản mặt bê tông chịu tác động của nhiễu yêu tổ khác nhau, thay đổi theo thời

nỗi thọ của nó.

gian, làm ảnh hưởng đến khả năng chịu lực và

‘Yeu cầu về thiết bị thi công cũng như trình độ thi công cao hon đập đá đỏthông thường,

1.43, Kết luận

Bản mặt bê tông chống thấm là một bộ phận đặc biệt quan trọng trong đập.CERD Nó ngăn toàn bộ dong thấm từ thượng lưu vé hạ lưu, đảm bảo cho khỏi đá phía sau làm việc an toàn Việc hư hông bộ phận này sẽ kéo theo những hiểm họa không thể lường trước của CERD.

Do trải đài trên toàn bộ mặt thượng lưu đập nên bản mặt bê tông được phân ra

thành tồng giải với các kết cấu ngăn nước ở phần liên kết (các khe kin) Dưới tácdạng của ngoại lực và biển dạng của phin thân đập, phần bản mặt bê tông cũng bị biến dang theo Trong giới hạn nghiên cứu của luận văn này, tác giá đ sâu vào nghiên cứu những nhân tổ ảnh hưởng tới độ lún của bản mặt bê tông như công tắcđắp, công tác tiêu nước hỗ móng Từ đó sẽ đưa ra kết luận nguyên nhân gây nứt,

và biện pháp thi công hợp ly đảm bảo độ lún an toàn của bản mặt bê tông.

CHUONG 2

DIEN BIEN QUA TRINH THI CONG PHAN LONG SONG

VÀ MOI QUAN HE VỚI CÔNG TÁC TIÊU NƯỚC HO MONG2.1 Tiến độ khống chế thi công đập chính

Bảng 2.1: Tiến độ không ché thi công đập chính

Năm jThàiđom| Cong tinh —

À " " Hang mục thi céng

thi công thi công | dẫn dng thi công

Đp đập vai phải đếnLang sông thu hep; | Pa? đập vai PI

Năm thứ 1 | Mùa kiệt 35 0m: khối lượng thí công:

Q=1230 m/s

1.625.066 mãMùa |Lôngtôngthuhgp | Dip dp vai phi an

Q=5050 m3/s +35.0m:

Đắp dip vai phải đến +65m:Năm thứ 2 | Mùa kiệ khối lượng thi công

1.412.880 mồ Tang sông tha h

Năm | Thdidogn | Côngtình

Hang mục thi côn;

thicéng | thicông | dẫn dong thi công Bi l

Dip đập phần lòng sông, vai trấi và vai phải theo mặt cắt Tuy nen TNI;

Nam thứ 4 | Mùa kiệt chống là đến +90 0m:

Q=1230 mays h

Khối lượng thì công

2012798 m3 Dip đập phẫn lòng sông, vai trấ và vai phải theo mặt cắt

Đắp đập phẫn còn lại tới cao

Tuy nen TN2; peerNam thứ 5 | Mùa kiệt độ thiết kế +I2L3; khối

1230 mã/s

lượng thi công 496290 m3.

Tuy nen TN2; tràn Maa tt — | xa tas

Q=13200 m3/s

“Trình ty thi công đập được thể hiện qua các giai đoạn như sau:

(xem hình ví 1 +2.11 kém theo)

2.2, Công tác tiêu nước hố móng và trình tự thi công đập phần lòng sôi

221 Công the tiêu nước hỗ mồng

su nước hốĐối với các công tinh xây dựng thủy điện nói chung vấn để

móng luôn luôn được coi trọng và chú ý trong suốt thời gian thi công Đặc biệt đổi

với công tình đập đã đỗ bê tông bản mặt thì vẫn đề tiêu nước hỗ móng càng cầnAuge cói trọng và chủ ý hơn Do đó, trong công tác thoát nước hỗ móng chúng tacần lưu ý những để sau:

2.2.11, Vấn đề thoát nước tổng thé cho hỗ móng dip

Việc thoát nước nền dip trong quá trình thi công đào hỗ móng và tỉ côngtuyển bản chân, thí công dip dip các loại ật liệu và ké củ sau này thi công tắm bảnmặt là hết sức quan trong,

Trong quả trình đảo hỗ mồng đập cin làm hệ thống thoát nước vỀ phía hạ lưu

8 tí trạm bơm để bơm cạn đảm bảo nén đặp không bị phá hủy và không ảnhhưởng đến vấn dé giao thông trong quá trình thi công

Giai đoạn cuỗi don hỗ mỏng đập ở khu vực lòng sông cần dựa vào độ dốc của

lòng sông để thoát nước về phía hạ lưu, Sau khi don nền nếu vị trí nào có đá cao

hơn ngăn cân dong chảy thu nước cần nỗ min tạo rãnh xếp đã hộc đảm bảo sau này

khi dip đập vẫn dim bảo thoát được nước trong thân đập về phía hạ lưu Ở hạ lưu.

bố ce giếng thu nước dé bơm nước trong thin đập trong quá tình thi sông.Giếng chỉ được lắp bỏ vùng gia trọng 2G ở thượng lưu đắp cao hơn mực nước thắmngược Khi lắp giếng phải ding thủ công để Kip và dim từng lớp một bằng vật liệucủa ting đệm, ing dim tay kigu chắn động phẳng để dim chặt

Việc bơm nước trong thân đập có tác dụng tránh sự phá hoại nén đập do nước dong lâu ngày và tránh hiện tượng nước trong thân đặp ding quá cao tạo cột áp pháhoại các loại vật liệu lớp đệm và tắm bản mặt phi thượng lưu khi phía thượng lưuđược bơm cạn trong quá trình thi công.

2.2.1.2 Vấn đề thoát nước tại bản chân

Khi đảo hố móng khu vực tắm bản chân phải đảm bảo thoát nước để nền.không bị ngâm nước phá hoại đá nn và đảm bảo khi đổ bê tông nn được khô ráo,

Phía thượng lưu hỗ móng bản chân (bên ngoài khu vực đổ bé tông) nỗ min

tạo hồ bơm để thu nước và đặt bơm bơm nước qua đề quây thượng lưu Hỗ bơm này.đượ thu duy t suốt trong quá trình th công đỗ bê tông tắm bản chân, dip đập và thi công tắm bản mặt

2.2.13 Vấn đề xử lý thim ngược

“Trong thời gian thi công đắp đập, bản mặt bê tông sẽ xuất hiện gradient thấm.nược từ hân đập về phía thượng lưu do lượng nước ngầm từ ba vai đập, nước tưới

trong quá trình đắp đập và nước mặt khi mda, không thể thoát tự chảy về phía hạ

usw đề bơm hoặc trường hợp bom trong cic ging bị sự cổ cần phải bổ tí hệ thốngtiêu nước tự chẩy hoặc cưỡng bức để khống chế mức nước phía sáu bản mặt, loại bỏảnh hưởng của nước thắm ngược cho vùng đệm và bản mặt

Dé thoát nước đỀ phòng đồng thắm ngược, kết hợp với bơm thu nước từ giéng

ở hạ lưu, phía thượng dũng phương thức tiêu nước bằng biện pháp chôn sẵn cácthấp 4110 din nước trong bản chân, nước t chấy vào hổ bơm phía thượng lưuNhững ống thoát nước này sẽ được phun lip đầy, đổ khối bảo vệ đầu ốngbằng bể tông sau khí đã xử lý xong khuyết ef, vé nút nếu có tại tắm bản chân vàđưới thấp của tắm bản mặt trước khi đắp tang phủ thượng lưu

opera 0-0

FT ‘aie (routs ow

Hình 2.14: Ong thoát nước đặt dưới tim bản chân

Ấp dụng thực tế cho công tình hỗ chứa nước Cửa Đạt, đơn vị thi công đã cónhững biện pháp tiêu thoát nước hố móng như sau:

Phương pháp tiêu nước cưỡng bức: Sử đụng các bơm công s

từ các giếng đứng phía thượng lưu ra ngoài.

Phương phip tiêu nước tự chảy: Lắp đặt sẵn các ống thép D110 nằm ngangphia dưới bản chân và bản mặt để thoát nước từ trong hỗ móng ra ngoài

Hinh 2.17 Ong thoát nước D110 nằm ngang

"Nhận thấy biện pháp

hiệu quá cao vì

bu thoát nước hồ móng tại công tình Cửa Đạt chưa đạt

Việc đặt ông thoát nước đúng phía thượng lưu dat khá gin bản chân làm chokhả năng thu nước kém Mặt khác khu vực này là khu vực của ting đệm đặc biệt

nguy hi

có thể bị cuỗn ra ngoài gây ra lún công trình, ảnh hưởng xấu đến kết cấu bản mặt bê

tông

nên việc hút nước ở đây “Các hạt cốt iệu nhỏ của ting độm đặc biệt

Vige đặt ống thoát nước nằm ngang nhiều sẽ gây cân trở cho quá trình dipđập, đối với các Ống nằm ngang này phái chú ý đặt sâu vào khối đá dip thân đập vàlàm ting lọc ngược Tránh đặt ống trong vùng của ting đệm đặc biệt vì ở vị trí này

ấp lực nước lớn, cốt liệu của ting đệm đặc biệt dễ bị cuốn ra ngoài

2.2.2 Trình tự thi công đập phan lòng sông

Khu vực đập lòng sông được thi công từ năm thứ 3 đến năm thứ 5 với các giai

đoạn thi công như sau: