Luận văn thạc sĩ Quản lý xây dựng: Giải pháp nâng cao công tác quản lý chất lượng quan trắc an toàn đập đá đổ

Tuỷ theo cắp bậc, quy mô, tỉnh chit, đặc điểm kết cầu công tình và mức độ quan trong của từng hạng mục công trinh mà lựa chọn vi tí lắp đặt, loi thiết bị và số lượng thiết bị để đạt được

LỜI CAM ĐOAN

Họ và tên học viên: Nguyễn Thế Hùng

Lớp cao học: 23QLXDII

Chuyên ngành: Quản lý xây dựng

Tên đề tài luận văn: “Giải pháp nâng cao công tác quản lý chất lượng quan trắc an toàn đập đá đỗ”

Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả Các kết quả

nghiên cứu và các kết luận trong luận văn là trung thực, không sao chép từ bất kỳ một

nguồn nao và đưới bat kỳ hình thức nào Việc tham khảo các nguồn tài liệu (nếu có) đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định.

Tác gia

Nguyễn Thế Hùng

LỜI CÁM ƠN

“Tác gia luận văn xin trân trọng cảm om các thầy cô giáo Trường Đại học Thủy Lợi, Bộ

môn Công nghệ và Quản lý xây dụng, Khoa công trình, Phòng Đào tạo Đại đại học và

Sau đại học đã giúp đỡ và to điều kign dé tác giá hoàn thinh bản luận văn này, Đặcbiệt, tác giả xin trân trọng cảm ơn PGS.TS Lê Văn Hùng đã tận tình hướng dẫn tác giả

hoàn thành luận văn.

Do những hạn chế v kinh nghiệm và thời gian nghiên cứu, tác giả không tránh khỏinhững thiếu sót Tác giả rit mong nhận được sự góp ý của các thầy cô va đồng nghiệp

đồ tắc gi hoàn hiện kiến thốc và ip tục học tập, nghiền cứu công tc su này

Xin trân trọng cảm ơn!

Hà Nội ngày thing năm2017

“Tác giả

Nguyễn Thế Hùng

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH vi

DANH MỤC BANG BIEU vũ

DANH MỤC CÁC TU VIET TAT Vili

MỞ DAU 1

1 Tinh cấp thiết của đề tài ' sos snes

2 Mue dich nghign cứu cũa để ti 1ậ —_ Ý nghĩakhoa học va the tin của đề ti 2

4 Đốitượng va pham vi nghién cứu 2

5 —— Phươngphápnghiêncứu 2

6 Rétqua dựkiếnđạ được 3CHUONG 1 TONG QUAN VỀ QUAN TRAC AN TOAN BAP CONG TRÌNH

THUY ĐIỆN 6 VIỆT NAM " " ae)

1 Tổng quan vé an toàn đập di đổ và công tắc quan trắc an toàn đặp thủy điện

ở Việt Nam 4 LLL Tổng quan vỀantoàn đập đả đổ 4 1.1.2 Hiện trang và đảnh giá hiện rạng công tác quan rắc an toàn đập ở Việt Nam 7

12 Vaitrd, tim quan trong của việc quan trắc an toàn đập công trình thủy điện

“

l3 — Kế uộnhương l6

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ KHOA HỌC VA PHƯƠNG PHÁP QUAN TRAC AN TOAN

ĐẬP ĐÁ ĐỒ, Is

2.1 Neuyén iy quan tie chuyén vi 19

201 Quan tre Kin 9 2.1.2 Quan tric chuyén vi ngang 2

213 Quan trắc độ mở rộng hay thu hẹp của khớp nồi, khe hở veneer D6

22 Quan trắc thấm 27

224 Quan trắc đường bão hòa 272.2.2 Quan trie dp lực nước thấm (ip Ine ke 28

223 Quanudcluulượngthẩm 28

23° Quan tri ig suit 29

24 Quan tre ấp lực mach động lên công trình 31

2.5 Quantrắcáp lực dit, đá lên công trình 31

3.3 Danh mục số lượng cúc thiết bị quan trắc đã được lip đặt tại đập Hồa

65 Nhận xét 66 Kết luận 66

CHUONG4 THỰC TRẠNG QUAN TRAC VA ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NANGCAO CÔNG TAC QUAN LÝ CHAT LƯỢNG QUAN TRAC AN TOÁN DAPTHUY ĐIỆN HÒA BINH, TUYẾN QUANG or

4d Thực trang quan trắc đập thủy điện Hòa Binh 61

4.1.1 Tần suất phương pháp đo và số liệu quan trắc của quan trắc thắm 674.12 Tần suất phương pháp đo và số liệu quan trắc chuyển vị đứng 14.4.3 Tần suất phương phip do và sổ liệu quan trắc chuyển vị gang ssn 754.14 Nhân xếtđảnh giá số liệu quan tắc s0

42 “Thực trạng quan trắc đập thủy điện Tuyên Quang - -82

42.1 Tần suất phương pháp đo và số liệu quan trắc của quan trắc thẩm E2

422 Tần suắt, phương pháp đo và số liệu quan trắc chuyển vị đứng 8642.3 Tần suất phương pháp do và số liệu quan trắc của chuyển dich ngang 94

424 Nhận xét dinh giá sốliệu quan trie 9

43 Dé xuất giải pháp nâng cao chất lượng quan trắc an toàn đập đá đỏ 98

44 — Kẩận 103KET LUẬN VA KIÊN NGHỊ 104KÉT LUẬN tosKIÊN NGHỊ 107

‘TAI LIEU THAM KHẢO ML

HANHDANH MỤC CAC Hi

Hình 1 1 Mốc quan rắc ở đập nhà máy thủy điện Tuyên Quang

Hình 1 2 Cột thủy chí ở hạ lưu đập Lòng Sông

Hình 1 3 Hệ thống giám sát ở nhà máy thủy điện Hòa Bình

Hình 2 1 Thiết bị quan trắc lún

Hình 2 2 Kết edu thết bị (mốc) quan rắc chuyển vị ngang

Hình 2 3 Cấu tạo thiết bị quan trắc thắm.

Hình 3 3 Mặt cắt bố tri điểm đo thắm, mốc lún, xé địch điển hình tại đập dâng.

Hình 3.4 Thiết bị quan ắc lưu lượng thắm của thủy điện Ha Bình

Hình 3 5 Nhà máy thuỷ điện Tuyên Quang

Hinh 3 6 Đập dâng và đập tràn nhà máy thuỷ điện Tuyên Quang (nhìn tử hạ lưu).

Hình 3, 7 Bồ trí tổng thể công trình thủy điện Tuyên Quang

Hình 3 8 Mat cắt ngang đập ding thủy điện Tuyên Quang (đập bản mặt).

Hình 3 9 Mặt cắt ngang tràn thủy điện Tuyên Quang.

Hình 3 10 Mat bằng lắp đặt thiết bị quan trắc tại đập bê tông bản mặt

inh 4, 1 Biểu đồ áp lự thắm khu vực đập bé tông trong le thing 3 năm 2013

Hình 4.2 Biểu dị áp lục thắm khu vực đập bê tông trong lực tháng 3 nấm 2014

Hinh 4 3 Biểu đỗ áp lực thắm khu vực đập tràn tháng 8 năm 2013

Hình 4.4 Biểu đồ dp lực thắm khu vực đập trin thing 8 năm 2014

Hình 4,5 Biểu đồ chuyển vị ngang năm 2013

Hình 4.6 Biểu đồ chuyên vị ngang năm 2013

59

60 6i

¬ 85 85 86

96

96

DANH MỤC BANG BIEU

Bảng 3.1 Thông số về hồ chứa và nha máy thuỷ điện Hoa Bình (khi chưa có hỗ Sơn

Ly) 36

Bảng 3.2 Bảng thiét bi lắp dat và mắc quan trắc đến năm 2014 40Bảng 3.3 Bảng thiết bj quan rắc cằm tay đến năm 2014, 40

Bang 3.4 Bảng kê số lượng các thiết bị quan trắc đn tháng 05/2010 42

Bảng 3.5 Bảng kê số lượng các thết bị quan trắc đến 12/2011 43

ip dat trên công trình sau đến 04/2013 44

i ng trình sau đến 04/2014 45Bảng 3.8 Tân suit dòng chảy lớn nhất và nhỏ nhất 48Bảng 3.9 Các thiết bị quan trắc công trình thuỷ điện Tuyên Quang 33

Bảng 3.10 Các thi co

Bang 3.11 Bang thống kê thiết bị quan trắc Lip aa cho cae tang mye công trình 54

Bang 3.12 Số thiết bị hư hỏng không đo ghi được tin higu ¬ 55Bảng 3.13 Cao độ lắp đặt thiết bị quan trắc, mốc quan trắc đập bê tông bản mit 58Bảng 3.14 Cao độ lắp đặt thiết bị quan trắc, mắc quan trie của trần 61

Bảng 3.15 Thống ké các mốc quan trắc chuyển dich đứng và chuyển dich ngang SŠ Bảng 4.1 Tiêu hao cột ấp (%6H) tại các pizomet sau min chấn, 68 Bảng 42 Tổng lưu lượng thắm qua thân dap và nén 69 Bảng 43 Lưu lượng và áp lực thắm tại hành lang cao trình 47 dip trần 70

Bảng 4.4 Lưu lượng thắm tại ổ hợp công trnh ngằm ở MNDBT 115 m (iuphút), 71Bảng 4.5 Trì s gia tăng lần nền đập (% ALin/SLún) 3

Bảng 46 Tốc độ lún trung bình cia lõi dip (mmthing) 74 Bảng 4.7 Đại lượng xé dich lớn nhất của trần 16

Bảng 4.8 Bang fs 7

Bảng 4.9 Bảng n

Bảng 4.10 Bảng biến dang của đập dtd 19

Bảng 4.11 Bảng quan tri thắm đơn giản thing 7/2010 82Bảng 4.12 Bang quan t ác tả im đơn stn ching 9 đến thing 11 năm /2010 8Bảng 413 Bảng thông ê tong bản mjt89Bảng 4.14 Bảng thống kê giá trị chuy

Bảng 4.15 Bảng thống kê giá tri chuyển dich đứng các mốc khu đập tran so 93

én dich đứng các mốc khu đập bê tông bản mặt90

DANH MỤC CÁC TỪ VIET TAT

TCVN Tiêu chun Việt Nam

MỞ DAU

1 inh cắp thiét của đề tài

Bén cạnh công tác thiết kể, thi công, quản lý vận hành, công tác quan trắc góp phần.

không nhỏ trong dim bảo an toàn, hoạt động én định của các công trình thủy lợi, thủy, điện Nó giúp cho người quản lý theo dõi, phát hiện sớm những biểu hiện bắt thưởng

hoặc những dấu hiệu sớm công trình để có thể kịp thời xử lý khắc phục,

“Trong những năm vừa qua, hệ thống thủy lợi, thủy điện được nhà nước đầu tr nhiềusông trình có quy mô lớn, kỹ thuật tương đối phúc tạp, yêu cầu v8 én định, an toànsông trình được đặc biệt quan tim Tuy vậy qua kết qua kiểm tra công tác quan tricmột số công tình lớn có tinh chất đại diện cho thấy thực trang về công tác trên cònnhiễu bắt cập từ khâu thiết kể, thi cổng lắp đặt thu thập xử ý s liệu, ảo trì hệ thôngquan tắc Sự cố của mỗi công trinh đều có các nguyên nhân khác nhau, một trongnhững nguyên nhân đó là do sự cố thắm, ré ri, chuyển vị gây ra vỡ đập Vì vậy việc.quan trắc được áp dung cho công trnh dé kiểm soát sự cổ có thé xảy ra trong quả tỉnhthi công, điều chỉnh thiết kế wong quá trình th công, cung cắp số liệu sự cố của công

trình trong gu trình sử dụng Tuỷ theo cắp bậc, quy mô, tỉnh chit, đặc điểm kết cầu công tình và mức độ quan trong của từng hạng mục công trinh mà lựa chọn vi tí lắp

đặt, loi thiết bị và số lượng thiết bị để đạt được mục đích dé ra, Từ những nguyễn

nhân, sự cổ trên, để đảm bảo an toàn công tình thủy điện hơn nữa tác giả chọn để tải

Nội

dng của luận văn để cập đến thực trang công tác quan trắc công tinh thủy điện Hồn

“Gia pháp nâng cao công tác quản lý chất lượng quan trắc an toàn đập đá đỗ

Bình, Tuyên Quang, qua đó đánh giá, phân tích và đề xuất một số giải pháp nâng cao

công tác quản lý chất lượng quan trắc an toàn công trình rong thoi gian tôi

2, Me đích nghiên cứu của đề tài

"ảnh giá, phân tích hiện trạng các tiết bị quan trắc vả số liệu thụ thập được ti một số

đập chính của công tình đầu mỗi thay điện Hoa Bình, Tuyên Quangr từ đó đưa giả

pháp nâng cao công tác quản lý chất lượng quan trắc an toàn đập công trình thủy điện

Hoa Bình, Tuyên Quang và các công trình đập đá dé nói chung.

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

* Ý nghĩa khoa học

Luận văn gép phần giáp cho những nhà quản lý các nhà may thủy điện có thêm những

co sở, giải phip để nâng cao công tic quản lý chất lượng quan trắc an toàn đập công

trình thủy điện.

* Ý nghĩ thực tiễn

Kết quả nghiên cứu của luận văn có ý nghĩa thiết thực đến các nha quản lý vận hành.thiết bị quan trắc an toàn dp công trình thủy điện, các nghiền cứu đề xuất giải php cóithé áp dụng cho các công trình khác có cũng tính chắc, đặc điểm

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.

* Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của để tải là tập trung nghiên cứu đánh giá hiện trạng công tác

quan trắc an toàn ở đập thủy điện Hòa Bình và đập thủy điện Tuyên Quang Từ đó đưa

ra các giải pháp nâng cao công tắc quản ý chất lượng quan trắc an toàn dip đá đổ

* Phạm vi nghiên cứu

"Để tài tiễn hành nghiên cứu hiện tạng các thiết bị quan trắc, công tác quan trắc an toànđập đầu mối công tình thủy điện Hòa Bình, thủy điện Tuyên Quang

pháp nâng cao công tác quản ý chất lượng quan trắc an toàn đập đá đỗ

5 Phương pháp nghiên cứu

Nhằm đạt được mục tiêu nghiên cứu đề ra, ác giá đã dựa trên cích tiếp cận cơ sở lýluận về khoa bọc quản lý dự án và các quy định iện hành của hệ thông văn bản phápluật trong lĩnh vực nghiên cứu Đằng thời luận văn cũng sử dụng một số phương phápnghiên cứu phi hợp với đối tượng và nội dung nghiên cứu của đề tài ong điều kiệnthực tế tại Việt Nam hiện nay, đó là:

- Phương pháp thống ké những kết quả diễn biến từ thực tế đễ tổng kết phân tích thực

tiễn

~ Phương pháp phân ích, so sinh, kế thừa nghiên cứu đã công bổ.

~ Phương pháp chuyên gia: qua tham khảo ý kiến của các thầy cô hoặc 1 số chuyên gia

có kinh nghiệm trong lĩnh vực.

~ Một số phương pháp kết hợp khác.

6 Kết quả dự kiến đạt được

"ĐỂ dat được mục đích nghiên cứu, luận văn cin phải ạt được những kết quả sau đây:

~ Phân tích đánh giá thiết bị, việc quản lý, thu thập dữ liệu quan trắc của đập công trình

thủy điện Hòa Bình, thủy điện Tuyên Quang.

~ BE xuất các giải pháp nding cao công tác quản lý chất lượng quan trắc an toàn đập đá

đỗ công trình thủy đi

CHƯƠNG1 TONG QUAN VE QUAN TRAC AN TOAN DAP CÔNG

‘TRINH THUY ĐIỆN Ở VIỆT NAM

1.1 Tổng quan về an toàn đập đá đỗ và công tác quan trắc an toàn đập thủy

điện ở Việt Nam

LAL Tông quan về an toàn đập đá đổ

1.1.1.1 Tổng quát về đập đá đổ

Đập đã đỗ thuộc loại đập vật liệu dia phương bằng đất đã thi công theo phương phip

đổ trực tiếp, tong đó phần khối lượng chủ yếu của đập là đá cỡ lớn Để chống thắmqua thân đập đá 46 sử dụng các loại kết cấu chống thấm khác nhau (gọi tắt là vậtchống thấm ~ VCT) bằng vật liệu thắm như dat sét, đất á sét hoặc các kết cầu khong

phải là đất như bê tông, bê tông cốt thép, gỗ, kim loại, bé tông atphan, chất déo tổng

hợp Đã dé thường là hỗn hợp đá núi được khai thác từ các mé đã và đưa thing vào

vị trí dip đập không qua khâu xử lý hay sing lọc nảo cả.

Đập đá đỗ có những ưu điểm lớn là:

+ Sử đụng được khối lượng lớn để xây dựng đập bằng vật liệu tại chỗ, kể cả vật liệuđào ở hồ móng công trình, vì vậy giảm đến mức tối đa khối lượng vật liệu phải chuyên

ch tử xa đến công trình;

~ Cho phép xây dựng đập ở điều kiện địa chất phức tạp kể cả trên nên đất cát sỏi;

Lâm việ tn cậy trong mỗi trường ti trọng động như ở vàng cổ động đất:

= Đập có cấu tạo từ vật liêu thiên nhiễn là đất đá nên có độ bên vũng cao (tuổi thọ rất

lớn):

= Công việc xây dung đập có thể tiến hành quanh năm trong điều kiện thời tit khácnhau kể cả vùng khi hậu băng tuyết bắc cực;

+= C8 khả năng cơ giới hóa toàn bộ các khâu thí công từ Khai thé, vận chuyển và dip

đập, do đó có thé rút ngắn thời gian thi công, hạn chế đến mức tối thiểu lao động thủ

công và giảm thành xây dựng đập:

~ Trong điều kiện nhất định có th x mây và sử lý

bằng cách đỗ đã vào tong nước có đồng chảy (ong quá trình đổ đá, các loi hạt mịn như cất nhỏ, đắt bùn, sẽ bị đồng chảy cuỗn trấi, nhờ vậy chất lượng nn được nâng cao hơn);

~ Trong một số trường hợp có thé tháo lưu lượng thi công qua phần đập đá đỗ dang

xây dựng.

Sử dụng đập đá dé sẽ hết sức có lợi khi khôi lượng đập và chiều cao đập rit lớn Theo

sé liệu thống Ké, trong tổng số những đập có độ cao Ha > 75m được xây dựng trên thé

giới từ những năm 60 của thé ky 20 cho đến nay thi đập đá đỗ chiếm trên 76%, đứng

hàng đầu về số lượng, tốc độ phát trién và độ cao đập Vị tí số một về số lượng vàchiều cao của đập đã đồ là nhữ những ru điểm ở trên, trong đổ có hai tu điểm rất cơ

bản đó là tinh đơn giản và sự Lim việc tin cậy của nó.

Yéu cầu cơ bản đối với đập đá dé là:

- Hệ số mái đốc của đập phái đảm bảo cho công tinh làm việc ổnđịnh trong thời gian

xây dựng và khai thác vận hành ứng với mọi tổ hợp tải trong tác động lên đập:

~ Những biến dang của đập và các bộ phân cấu tạo của nó trong thời gian thi công

cũng như trong giai đoạn khai thác không phá hỏng sự làm việc bình thường của đập

‘va công trình nói chung;

~ Kết cấu chống thắm và hệ thông thoát nước phải được thiết kế và xây dựng sao cho

ưu lượng thấm qua đập không vượt quá giới hạn quy định, đồng thời đảm bảo điều.

kiện ổn định về thắm đối với đập và nén đập:

= Các công trình thio lã trong đầu mỗi phải cỏ đủ khả năng thảo để không xây ra hiện

tượng nước tràn qua đinh đập đá đỗ trong mọi trường hợp khai thác đập.

~ Trong thực tế đã có một số đập đá đỏ được thử nghiệm cho nước tràn qua nhưng chỉ

là dip thấp hoặc cao trung bình với các kết cầu đặc biệt ([1])

1.1.1.2 Số lượng các hỗ chứa thủy lợi ~ thủy điện.

Hiện nay trên cả nước có trên 7.000 hỗ chứa thuỷ điện, thuỷ lợi đã tích nước:

5

~ Đập cao từ 50m trở lên: 35 hồ Trong đó: Thủy điện: 32 hd thủy li: 03 hồ.

- Đập cao từ 15m đến 50m hoặc có dung tích hỗ từ 3 triệu m3 trữ lên: 605 công trình,

Trong đó thủy điện: 54 hỗ, thủy lợi: 551 hỗ

= Công tình cao dưới 15m và dung tích hồ chứa nhỏ hơn 3 triệu m3: Trên 6.000

(44/63 tỉnh thành).

= Một số đập có chiều cao thấp, dung tích hỗ nhỏ giao cho cấp huyện, xã quản lý

không có số liệu thống kê.

thắm qua khe nhiệt vào hành lang kiểm tra hoặc qua các

Thắm rên 20 Us: cổ 6 công trinh gồm: Thủy điện Bản Vẽ, thủy điện Sẽ San 4, thủy

diện Đồng Nai 4, thủy điện Sông Tranh 2, thuỷ điện Ka Nak, thuỷ điện Đồng Nai 3

Số Tai thắm nhẹ (dưới 10 1/5) Các công trình này hiện nay đã được tích cực xử lýchống thắm (bơm keo Epoxy, Polime, quét sơn chống thấm thượng lưu )

Các giải pháp xử lý này bước đầu cho thấy có hiệu qu tt

- Công trinh thuỷ điện cô đập cao 15m-30m hoặc dung tích hồ chứa trên 3 triệu mm’

"rong số 54 đập chính có 4 đập chính có thắm nhẹ: Thủy điện Hương Sơn (Hà Tinh),

"Thủy điện Ea Krông Rou (Khánh Hỏa), Thủy điện Đa Nhim (Lâm Đồng), Thủy điện

Hà Nang (Quảng Ngãi) ing đập Thủy điện Buôn Kuốp bên dưới nin dip có hiện

tượng thắm nước qua nền đá Bazan lỗ rồng với lưu lượng thấm ổn định, không ảnh

hưởng đến an toàn dip Nhìn chung các công trình hiện dang vận hành bình thường, tổn định, các hạng mục qua kiểm tra bằng trục quan không phát hiện các hiện tượng bắt thường

~ Công tình thuỷ lợi có đập cao lãm - 50m hoặc dung tích hỗ chứa trên 3 tiệu ms có

551 đập, hau

tính

các đập chính kết cấu bằng đắt đắp (từ hồ chứa Sông Long S

& cấu đập BTTL)

“Thuận và Tân Giang — tinh Ninh Thuận có

Một số hư hai thường thấy ở các đập là: Nut 44 /551đập; Thắm 228/551 đập; Biến dang mái đập: 101/551 đập.

Tình trang thắm nếu không được xử lý kip thời sẽ là nguy hiểm đối với đập đất Đốivới các hỗ chứa thủy lợi dung tích nhỏ, tinh trang này din ra khá phổ biến

~ Công trình thủy lợi có đập cao dưới 15m và dung tích hồ chứa dưới 3 triệu m°: Trên

80% các đập được xây dựng từ trước những năm 1990, (kết cầu chủ yếu bằng đắt diptir vt liga tại chỗ), thi công bằng phương pháp thủ công Một số dip đã bị xuống cắp

nghiêm trong tập trung ở một số địa phương như: Tuyên Quang: 57/503 công trình;

“Thừa Thiên Huế: 18/55 công trình; Quảng Trị: 40/123 công trình; Quảng Ninh: 6/9

công trình; Lạng Sơn: 34/68 công trình; Phú Thọ: 107/613 công trình ([2])

1.L2 ˆ Hiện trang và din giá hiện trạng công tắc quan trắc an toàn đập ở Vie

Nam

~ Các công trình có đập cao từ 50m: VỀ cơ bản công tác lắp đặt thiết bị và tổ chức

quan trắc được thực hiện đầy đủ theo quy định.

~ Công trình Thủy điện cao 15m - 50m hoặc dung tích h chứa trên 3 triệu mổ: Công

trình được quan trie: 22/54 đập: Công trình chưa được quan trắc: 33/54 đập: Côngtrình chưa lắp đặt thiết bị quan trắc: Ayun Thượng 1A

~ Công trình Thủy lợi cao 15m - 50m hoặc dung tích hỗ chứa trên 3 triệu me

CCéng trình được quan tri: 50/551 đập; Công tỉnh quan trắc một phần: 167/551 đập;

“Công trình không lắp đặt thiết bị quan tắc: 334/551

Thực trạng những bắt cập tồn tai gặp phải trong công tác quan trắc đập an toin công

trình hiện nay:

(2) Hệ thống quan trắc thường được tập trung dữ liệu tại nhà quản lý công trình đầu

mỗi, nên chỉ cán bộ quản lý công trinh đầu mỗi sử dụng, các đơn vi khác như: đơn vi

tư vấn thiết kế, đơn vị nghiên cứu tiếp cận số liệu gặp rất nhiều khó khăn

(Œ) Các phần mm quản lý và phân tich số liệu hiện nay chủ yếu là phần mm cianước ngoài với ngôn ngữ tiếng Anh, trong khi trình độ tiếng Anh của cán bộ quản lýcông trinh đầu mối tì rit hạn ché, nên việc khai thắc sử dựng phin mềm không được

thuận lợi.

(Œ) Don vị tư vẫn thiết kế không đưa ra các mức mà khi số liệu đại đến phải cảnh bio

và có các giải pháp ứng xử với công tình, nên người sử dụng cũng chỉ xem s liệu là

chính, chứ chưa có các hành động ứng phó khi thấy số liệu ở trang thái bắt thường,

Vige này làm cho các đơn vị sử dụng ít quan tâm đến hệ thống quan trắc,

(*) Một trong các nhiệm vụ của hệ thống quan trắc là kiểm tra các thông số trong thâncông trinh theo tinh toán lý thuyết với số liệu quan trắc thực tÉ Trong trường hợp cỏ

sự sai khác thì sẽ có hai nguyên nhân: thứ nhất là do thiết bị đ sai; thứ hai: Có vấn gi

đó trong kết quả tính toán trong lý thuyết hoặc có hiện tượng bất bình thường trong

thân công trình Khi đồ, cin có đơn vị có chuyên môn sâu về thiết bị và chuyên ngành

thủy lợi nghiên cứu phân tích mới tìm ra nguyên nhân được Việc nảy, hiện nay chưa.

có quy định rõ rằng.

(*) Hau hết các hệ thông quan trắc sử dụng điện lưới để cung cấp cho hệ thông, nên

Khi mất diện 1 không có số i, Việc này làm chuối sổ liệu không được liên te, khô phân tích dé phát hiện sự cổ trong thân công trình ([3])

(*) Vấn đề trong bảo tri hệ thống quan tắc: Độ bên của thiết bj phụ thuộc rất nhiều

vào điều kiện môi trường: Nhiệt độ, độ ẩm nên sau một thời gian sử dụng thường,

say ra một số hiện tượng: Một số thiết bị trong hệ thống bị hỏng; Tin hiệu truyền vềtrang tâm chip trên, do các dim tgp nổi bị hoon gi, các hit bị có thể không còmchính xác, cần hiệu chuẩn Tuy nhiên, hệ thống quan tric tự động là hệ thống bao gồm.

các thiết bị điện tir phức tap, cán bộ kỹ thuật của các đơn vị quản lý không thé bảo

“dưỡng, bảo trì hệ thống Vi vậy, các hệ thông không thể hoạt động lâu dài

(©) Nhận thức về công tắc quan trắc đã có nhưng còn đơn giảm

Quan trắc các yếu tổ thuỷ lực, thuỷ văn; Ứng suất và biển dang, chuyén vi ở các công

trình t WY lợi, thuỷ điện đã được các nhà quản lý, các nhà kỹ thuật nhận thấy là cần

thiếc Nhưng vẫn còn nhiều bắt cập: bắt cập giữa hiểu biết và yêu cầu; bắt cập giữa đầu

tw mua sắm lắp đặt thiết bị với nguồn vốn luôn bị hạn chế; bắt cập giữa lắp đật xongvới việc đo đạc thường xuyên; bất cập giữa số liệu do được với phương pháp đánh giả

an toàn kỹ thuật của công nh có sử dụng số liệu đã do Trong những bit cập ấy nổilên một điều quan trọng là chưa có nhân thức đúng và di về quan trắc Không ít người(để cả cin bộ kỹ thuận cho rằng: công trnh đập đã đổ la đơn giản, nên quan tốc rt

sơ sài và lơ là Những bắt cập trên ngày cảng trở nên nguy hiểm khi chúng ta đangxây dụng hing chục đập có chiễu cao trên 50 m

(®) Nguễn nhân lực có chuyên môn về công việc quan trie vừa yếu vừa thiểu

Nỗi chung nhân lực làm công tác quan tắc hiện nay là được dio tạo chung từ cácngành Chưa có edn bộ được dio tạo chính tắc về công tác quan tắc Phần lớn là tựtìm hiểu hoặc học tập kinh nghiệm từ các đồ án thiết kế quan trắc của những công.trình đã đầu tư Đội ngũ thợ kip đặt mới bắt đầu hình thành Cán bộ có trình độ phântích số liệu, đánh giá công trình tir số liệu đo được thi còn ít Phần lớn mới hiểu biết về

sổ liệu mục nước, lưu lượng với mục đích là để cung cấp số liệu đầu vào phục vụcho vận hành đáp ứng yêu cầu ding nước và tích hoặc xa nước khi lũ đến.

(©) Quy tình, quy phạm a liên quan đến quan tie đã có, nhưngchưa đủ ma còn thiếu nhiễu:

“Trong Quy chị c giá" QCVN 04-05: 2012-Công trình thuỷ lợi- các quy định chủ

yu về thiết kế” điều 4.8 yêu cu giám sắt thường xuyên tinh rang công tinh và trangthiết bị trong suốt thời gian thi công và quản lý sử dụng; Điều 4.11 nêu quy định chungsẵn làm trong quan ắc Tiêu chuẳn quốc gia “TCVN 8215 - 2009 Công trinh Thủylợi- các quy định chủ yếu về thiết kế bổ tí thiết bị quan trắc cụm đầu mỗi * đã nêu

Các quy định chung: Các quy định chủ yêu về thiết bị, về thiết kế bổ trí quan tricchuyển vị, quan trắc thẩm, quan trắc nhiệt, quan trắc ứng suất trong công trình và nềncủa nó, quan trắc ứng lự trong cốt thép, quan trắc áp lực nước, ấp lực mạnh động củadng chảy: Quy định về lip đặt đây dẫn từ các thiết bị do đến điểm thu Ngoài ra trongcác tiêu chuẩn thiết kế, thi công, quản lý từng loại công trình như Đập bê tông và bêtông cốt thép: Đập đất dim nén đều có nêu yêu cầu về thiết kế, lắp đặt thiết bị quantrắc và do dae Cần bổ sung các văn bản pháp quy, ví dụ như: bé sung quy trình lắp

đặt, đo đạc, xử lý số liệu quan trắc; quy định hoặc hướng dẫn về số lượng bổ tr thiết bị; về chế độ tổng hợp bảo cáo số liệu quan trắc.

(*) Các thiết bị quan trắc hu hết dùng loại đơn giản chưa hiện đại, ít dùng loại tự

động:

Công tác thiết kế, lắp đặt thiết bị quan trắc đã được quan tâm triển khai Loại thiết bị

và số lượng mỗi loại tuỷ thuộc vào quy mô, tim quan trọng của công trình Nhưngnhìn chung là chưa hiện đại, dùng tự động chưa được phô biến, mức độ tự động chưacao, kinh phí đầu tư chưa tương ứng Các thiết bị đo chuyển vi: Dũng hệ thông mốc co

sở, mốc đo (hình 1.1) với các máy đo trắc dia Ở một số đập cao lắp các thiết bị dobiến dạng khớp nối, khe nứt kiểu tự động, cảm biến day rung loại một chigu hay 3chiều; kiểu quang điện tử Bo nghiêng lệch bằng quả doi hoặc các thiết bị đặt nghiêng,

conl

Hình 1 1 Mốc quan trắc ở đập nhà máy thủy điện Tuyên Quang

Quan trắc mực nước hầu hết dùng cột thuỷ chi (hình 1.2) Ngoài ra côn dũng do trđộng bằng đầu đo Piezometer Ít đàng đo theo nguyên lý hồi âm, quang học Bo áp lựcthấm theo quy định ding ống đo áp, áp lực kế Các đập đã có đều đồng ốngPiezometer (có dầu thủ, cáp truyền về bảng doc) Tại vỉ trí mảng chống thắm số lượng

và vị trí đặt đều chưa đủ Do áp lực mạch động theo quy định là đo sau tràn, cửa ra

cổng nước, mũi phun.

Hình 1, 2 Cột thủy chi ở hạ lưu đập Long Sông.

Trong thực tế nhiều đập chưa thấy đề cập Bo lưu lượng thắm th ít thấy thực hiện, Chithực hiện ở một số dap đất dip bé tông Đo các yếu tổ khí tượng, thủy văn chỉ có ở hỗlớn, còn ở hồ nhỏ và vừa thi hầu như chưa có theo quy định Quan trie chất lượngnước chưa được trở think một nội dung quan trắc thường xuyên Quan trắc nhiệt bằngcác nhiệt kế liện trở đặt sẵn trong công trình bê tông ngay khi thi công Ít có phân biệtlip đặt các thiết bị đo nhiệt độ vĩnh cửu, thiết bị đo nhiệt độ trong quá trình thi công,

bi đo n

số lượng lắp đặt + độ còn it Quan trắc ứng suất trực tiếp hoặc dân tiếpqua đo biến dạng Thường kết hợp với thiết bj đo nhiệt Có do ứng suất không gian (bổ.trí cụm 9 thiết bi), do biển dang phẳng (cum 4 thiết bị đo), đo ứng xuất phẳng (cụm 5thiết bi), Các th

gauge (ở đập Lòng Sông, Định Binh), áp kế đo trực tiếp (Pressure cell hoặc Preumaie/

bị được dùng là kiểu day căng do dán tiếp loại Tezomet, loại Strain

in

Hydraulic Prsure cell) Ở những công trinh lớn (như Sơn La) do bằng ứng suất kế

kiểu Munich, đo tự động Quan trắc ứng lực cốt thép bằng lực kế do trực tiếp (Loại

Load cel), bằng lục ké kiểu dy nứng đo dn ấp (Em boded strain gauge) Do tổng áplực bằng cảm biến, hộp Total Pressure cell không thấy ở đập vừa và thấp

(©) Đã có quy trình lắp đặt, nhưng chưa mang sắc thái riêng của từng công trình:

Công tác lắp đặt cơ bản đồng theo quy trình và chưa thấy bộc lộ khiểm khuyết lonQua tim hiểu các công ình đập bằng vật liu địa phương hoặc bằng bê tổng đã xây

de thi tư vấn thiết kế đưa ra quy trình giống nhau ở các công trình khắc nhau, nhiễucông tỉnh mới đưa vo sử đụng thì my tính đã hông, cáp truyền đã mắt tín hiệu

thiểu cơ che

(*) Công tác đo đạc đã được trign khai nhưng chưa mm tra giám sắt

Cng tác do đạc được thực hiện trong quá trình thi công ngay sau khi đã lắp đặt xong,được ghi chấp chuyển tới đơn vị tư vin nghiên cứu xử lý Khi công tinh đưa vio hoạt

động da tiên hành do đạc Tuy nhiên, nội dung quan trắc không diy đủ, không tương

ứng với thiết kế, ghỉ chép số liệu còn thô sơ (chép tay vào sd) là phổ biển, thiếu lưu trữ

vào máy,

(*) Kết quả quan trắc được sử dụng tắt hạn chế:

Trong kết quả quan trắc có số liệu vỀ mực nước được phục vụ ngay cho vận hình sử

dụng nguồn nước, hoặc trữ xả lũ Còn lại các số liệu về ứng suất, chuyển vị, áp lực

thắm chưa biết sử dụng thé nào? Riêng các số liệu đo đạc trong quá trình thi công.như biển dạng, nhiệt độ nứt và b8 rộng vết nứt đã được sử dụng cho việc theo đôi thicông, điều chỉnh tiền độ, phương pháp th công, hoặc thay déi thiết kế (thành phần cấphối, ích thước hang mục, tăng giả pháp chống thắm, giảm áp )

Một nguyên nhân quan trọng chưa sử dụng triệt dé các số liệu quan trắc được là chưa

đưa ra chuẩn an toàn Với mỗi nội dung, yếu tố cẳn đặt ra chuẩn an toàn Chuẩn đó có.thé là một đường hoặc một di miễn giới hạn, va thay đổi theo thai gian, Ở đỗ chỉ ra

phạm vi nào thi số liệu quan trắc phản ảnh đập hoặc một bộ phận của đập được đảm

bảo an toàn, phạm vĩ nào là giới hạn, phạm vị nảo là mắt an toàn.

‘Vi đạt chuẩn cho ứng suất ở một điểm đặc thủ nào đó của công trình Hoặc chun chỉ

19 áp lực đẩy ngược đo được sau mảng chẳng thắm để kết luận mảng chống thắm hồnghay không bị hỏng, nếu hông thì mie độ hong là thể nào? Do mực nước trong thân đập

vt liệu địa phương, thì so với chuẩn gì để biết la không ảnh hưởng hay ảnh hướng đến

‘én định thắm hoặc én định trượt

LÊ) Hệ thống video quan sắt chưa được quan tâm diy đủ

6 ce nước tiên tiến đã tiễn khai mạnh công tác này, Ví dy như ở đập Kamasa xây

ng từ năm 1966, cao hơn 40 mét, đã bổ tí một hệ thing thiết bị giám sit bằngcamera toàn cảnh đập, trong hành lang lòng dp, nhìn xuống hạ lưu, nhin lê thượnglưu, nhìn từ hạ lưu lên, nhìn tử thượng lưu vẻ, nhìn sông phía hạ lưu, nhìn toàn cảnh.mặt hồ, các thiết bị này có thể thụ cân để quan sát chỉ tiết Tắt cả đã giúp cho giám sắt

an toàn kỹ thuật và an toàn về mặt xã hội Ở chúng ta mới chỉ quan sát hình ảnh qua hệthống camera mỗi chỉ có ở những đập có chiều cao lớn, ma cũng chưa đầy đủ (hình

quan trắc giữa các công trình trên một sông hay trên một lưu vực hay một vùng chưa

kết ni, chia sẽ số liệu cho nhau, chưa dua thông tin vỀ một trung tâm điều khiển, chưa

l3

kết nối với các thông tin hoạt động khác về kinh tế, xã hội, an ninh quốc phòng trong

một vùng để phối hợp.

() Quan trắc chịu ảnh hưởng nhiễu của các yêu tổ kinh tế xã hội:

Thiết bị quan rắc chưa hiện đại, chưa tự động, số lượng thiết bị chưa đủ nhiều vi còn

đo khả năng đầu tư thấp, Thao tác lắp đặt, tác nghiệp đo đạc, lưu trừ và chia sé số liệu,

ng xử các kết quả đo đạc cn hạn chế, bắt cập và tình độ moi mặt của con người chưa theo kip Quản ý các thiết bị bj ảnh hưởng nhiễu của tiêu cực trong xã hội ví dự:

bị mắt, bị phá hỏng Tắt cả đặc điểm hiện trạng vừa qua của quan tri trên các đập

chưa đáp ứng được yêu cầu thực tế và hiện đại hóa, tự động hóa Cin phải đổi mới nhận thức và ứng xứ cho phù hợp theo hướng hội nhập quốc tế ([4))

(Ê) Hiện nay chúng ta mới chỉ 6 tiêu chudn về thiết kế bổ trí hệ théng TROT mà chưa

có các quy định cụ thể về thi công lắp đặt và tạo lập các điều kiện đẻ vận hành, thu.thập và sử dụng có hiệu quảcác số iệu quan trắc

12 — Vai trò, tâm quan trọng của việc quan trắc an toàn đập công trình thủy

điện

Trong những năm gần đây các công trình thủy điện và đập hồ chứa được xây dựng

nhiều, khiến các thiết bị quan trắc cũng được đưa vào trong công trình với khối lượng

lớn Ở nước ta không ít công tinh xây đựng kể cả những công trình hiện đạ, phức tạp

đã bị sự cố Sự cổ của mỗi công trình đều có các nguyên nhân khác nhau, một trongnhững nguyễn nhân đồ lã do sự cổ thắm, rô i, chuyển vị gây m vỡ đập Vi vay việcquan trắc được áp dụng cho công trình để kiểm soát sự cổ có thể xảy ra trong quá trình.thi công, điều chính thiết kế trong qué tình thi công, cung cấp sổ liệu sự tủa công

tình trong quả tình sử đụng, vận hình Tuỷ theo cấp bậc, uy mô, inh chất đặc điểm

kết ấu công trình và mức độ quan trọng của từng hạng mục công trình mà lựa chọn vị

tr Lip đặt loại hit bị ví bị để dat được mục dich dé ra, Công nghệsố lượng th

quan trắc được áp dụng dụng cho công trình để kiểm soát sự cổ có thể xảy ra trong quá

trình thi công, điều chỉnh thiết kế trong quả trình thi công, cung cấp sé liu về đối xửcủa công trình trong quá trinh sử dụng và cung cấp số liệu cho mục đích nghiên cứu

Nội như một chuyên gia quan ti, th công trình giống như cơ thể của một sơn người.

Trong quá tinh xây dựng hay lúc vận hành sẽ xuất hiện những “căn bệnh” làm ảnhhưởng đến chất lượng công trình, gây ra sự cổ, phá hay môi trường Việc quan trắcgiống như việc khám bệnh để giúp phát hiện độ én định hay mối nguy để cảnh báo chonhà thầu và chủ đầu tư xem xét, Điều này cho thấy, việc lắp đặt hệ thống quan trắc rất

quan trọng đối với những công trình, đặc biệt là công trình cầu đường, thủy điện, thủy.

lợi Thông tin từ Bộ TN&MT, trong thời gian vừa qua, Bộ này đã hoàn thành việc

thanh tra 42 dự án thủy điện ở miễn núi phía bắc, Và kết quả là nhiều hồ thủy điệnkhông thực hiện quan tắc khí tượng thủy văn, dự bio lưu lượng nước về hi chứa để

phục vụ công tắc phòng chồng lụt bão, bảo vệ an toàn đập và ông tác vận hành Hay

mới đây, sau hiện tượng thắm nước tại thủy điện Sông Tranh 2, theo kiến nghị của địa

phương, Viện Vật lý Địa cầu dang lập dự án và trước mắt sẽ xây dựng 5 điễm quan

trắc động đất kích thích xung quanh thuỷ điện này trong vòng bán kính từ 10 - 40km

tại các huyện Nam Tri My, Bắc Tra My và Tiên Phước (Quảng Nam) Sau khi xây

đựng các điểm quan tắc, Viện sẽ đưa ra giải pháp tối ưu cho quá trình khai thác vận

"hành đập thủy điện.

Tại các công trình thủy công hiện nay, tùy thuộc vào kết cấu công trình mà tư vấn thiết

kế (TVTK) sẽ chỉ định sử dụng thiết bị quan trắc cho vị trí nào Những chủng loại thi

bị quan tắc đang được sử dụng như đo biển dạng, đo khe, đo áp lực nước, đo áp lực

day đập, đo ứng su bị này chủ yếu được nhập khẩu từdo lún theo độ sâu Các thi

Mỹ, Canada, Anh, Trung Quốc Đặc điểm chung của việ bổ tri thiết bị quan trắc là

công tác quan trắc lún được thực hiện bằng phương pháp trắc đạc, còn phần lớn các

«quan trắc khác đều sử dụng các thiết bị đo bằng điện được chỉ định kết nối dé tự độngquan trắc lâu dài (tired loại đầu do được chỉ định là tạm thời) Thiết bị quan tricthường được bổ tí trong một số mặt cắt uống góc với truc đập Vị trí số lượng hide

bj là cổ định cho đến khi kết thúc công trình Ngoài phần kết cấu dip ra, thi bị quantrắc không được yêu cầu lắp đặt ở các vị trí khác

Tir những sự cỗ như trên, có nhiều nguyên nhân gây ra, trong đồ có yếu tổ của cácthiết bị quan trắc an toàn và đánh giá số liệu quan trắc chưa được quan tâm đúng mức,

Do đó, công tác đánh giá hiện trạng lip đặt, quản lý vận hành, phân tích số liệu quan

trắc an toàn ở đầu mối cị công tình thủy điện là rt quan trọng, cần thiết đ công trình được vận hành anton

L3 Kếthậnehươngl

“Trong những năm vừa qua, hệ thống thủy lợi, thủy điện được nhà nước đầu tw nhiều

công trình có quy mô lớn, kỹ thuật tương đổi phức tap, yêu edu về ổn định, an toàn

công trinh được đặc biệt quan tâm Các công trình thủy lại, thủy điện được xây dựng:

để đáp ứng yêu cầu sử dụng nguồn nước và phòng chống thiên ti, nó phải dim bảo antoàn Trong quá tỉnh sử dung, hỗ đập chịu tác động của các yếu tổ tr nhiên, kính tế,

xã hội và bị suy thoái din theo thôi gian Người quản lý các công tình cần giảm sắt

chit lượng hồ đập, chất lượng công trình, nắm bắt được sự ôn định hay bắt ổn của nó &

„biến

của các yếu tố nảy người quản lý các công trình, hỗ

tăng thời điểm thông qua các yếu tổ kỹ thuật như khả năng chịu lũ ôn định thd

dạng Giá trị định lượng thực.

đập có được thông qua quan trắc bằng mắt, bằng các thiết bị quan tric Cúc hệ thốngquan trắc đã được triển khai rộng rãi trong ngành thủy lợi, thủy điện, tuy nhiên trongquế trình thực ế tiễn khai có một số vẫn để trong công tác kip đặt tiết bị, sử dụng và

bảo tr hệ thống, cụ thé:

bị: Do các đơn vị tư vấn thiết kế và nhà sản xuất không

+ Trong công tác lấp đặt thí

đưa ra quy trình lip đặt, giải pháp bảo vệ thiết bị trong khi lắp đặt, đơn vị triển khai

lắp đặt chưa có kinh nghiệm và nghiên cứu để tự xây dựng quy trình lắp đặt và giảipháp bảo vệ thiết trong khi lấp đặc, vì vay chit lượng thi công lắp đặt hệ thống quantrắc ắt khó đảm bảo kỹ thuật

+ Trong quá tỉnh sử đụng hệ thống: Giải pháp công nghệ không được cập nhật để ấp

dụng vào hệ thống Phần més để quản lý, hiển thị liệu không thuận lợi cho các đơn

vị sử dụng, đơn vị tư vẫn chưa đưa ra được mức độ cánh báo khi các số liệu vượt mức.

giới hạn.

+ Trong công tác báo trì hệ thống: Do hệ thống quan trắc tự động là hệ thống rit phức

tạp, cần bộ kỹ thuật của các đơn vị quản lý không thể tự duy tu, bảo tri hệ thống, nên

các hệ thống quan trắc không thé hoạt động lâu đài đáp ứng đúng mục tiêu để ra

Ngoài ra côn rit nhiều những vin dé tổn tại Khác của công tác quan rắc an toàn công

trình như đã nêu ở trên Để tránh được những sự cổ, hậu quả đáng tiếc có thể xảy ra

cho người din ở hạ du và cho xã hội thì công tác quan trắc an toàn đầu mỗi dp côngtrình thủy điện được đánh giá là rất quan trọng và cần th Nội dung của luận văn đềcập đến thực trạng công tác quan trắc an toàn đập đầu mối công trình thủy điện HoaBinh, Tuyên Quang Tác giá chủ trọng đến quan ti im, quan tắc chuyển vị đứngchuyên vị ngang Đây là những nội dung quan trắc rất cơ bản quan trọng, đặc biệt đồivới đập của những công trình đập đá đổ, Chương 2 tiếp theo tác giả trình bảy những co

sở khoa học và phương pháp quan trắc an toàn đập đá dé.

CHƯƠNG 2, CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHƯƠNG PHÁP QUAN TRAC ANTOAN DAP ĐÁ ĐÓ.

- Công tác quan tric, quản lý chất lượng quan trắc an toàn đập phải được thực hiện

theo ding các quy định của nhà nước ban hành, đó là: Nghị định số 72/2007/NĐ-CP"

ngày 07/5/2007 của Chính phủ vỀ quản lý an toàn dip và Thông tư số

34/2010/TT-BCT ngày 07/10/2010 của Bộ Công thương quy định vỀ quản lý an toàn đập của công trình thủy di

= Theo Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 8215:2009 thì phạm vi áp dụng tiêu chuẩn này áp

dụng để thiết kế bổ trí các thiết bị quan tric cụm công trình đầu mỗi của các hệ thông,thủy lợi, công trình thủy điện thuộc tat cả các cấp, ở mọi giai đoạn thiết kế gồm:

7) Quan tắc áp lực nước, áp lực mach động của đồng chảy:

8) Quan trắc ứng lực cốt thép của kết cấu bê tông cốt thép ([5])

Việc bé tí các thiết bị đo để quan trắc chuyển vị được quy định như sau:

~ Đối với công trình đắc quy định theo điều 4.1.2;

- Đối với công trình bê tông trên nên đã, quy định theo điều 42.2:

~ Đối với công trinh bê tông cốt thép trên nén đất, quy định theo khoản e) điều 4.3.1 vàđiều 4.3.3,

2.1 Nguyên lý quan trắc chuyển vị

Nội dung quan trắc chuyển vị gồm:

~ Quan rắc lồn mặt, lún của từng lớp dt trong thân khối đắp và nề (hin sâu):

= Quan tric chuyển vị ngang, nghiêng, lệch:

~ Quan trắc độ mở rộng hay thu hẹp của khớp nối, khe hở.

“Các công trình sau khi xây dựng xong thường bị thay đổi vị trí trong không gian trong giai đoạn khai thác sử dụng, Sự thay đổi vị trí này được gọi tên chung là sự chuyển dich của công trình Sự chuyển địch của công trình có thể xây ra trong mặt phẳng đứng

oi là dịch chuyển ngang Để xác định gọi là sự tồi lún hoặc trong mặt phẳng ngang

sác điểm quan trắc người ta phải đo nổi chúng với một hệ thống điểm được c

định kiên cổ gợi là các “mốc chuẩn", các mốc chuẩn này được định kỹ đo kiểm ta Từ

hệ thông mốc này và các kết quả đo tính được tọa độ các điểm quan trắc Công tác

«quan trắc biến dạng được tién hành với độ chính xác đo đạc Ít cao

Để đơn giản người ta chia chuyén vị không gian của các điểm quan trắc thành 2 thành

phần:

= Chuyển vị thẳng đứng: gọi là Kin, được xác định bằng đo cao hình học (tương đương

ới đo cao hình học hạng Ml nhà nước);

= Chuyển vị mặt bằng: gọi tắt là chuyển vị ngang, được xác định bằng các tọa độ X, Y'

và xác định bằng đo góc và đo dai ([5])

2) Phương pháp quan trắc kin và cấu tạo mắc đo làm

Khi đo độ lún công trình, có thé sử dụng một trong các phương pháp sau:

~ Phương pháp do cao thủy inh

Thue chit của phương pháp này là áp dụng nguyên lý bình thông nhau Người ta gin

phần đầu và phần cuỗi của hệ thống đo vào mắc kiểm tra và mốc cơ sở Với mỗi chu

kỷ do, kết nỗi các mốc kiểm tra với mốc cơ sở bằng đây dẫn chit long Trong phươngpháp này có mẫy điểm chú ý: Lựa chọn chit long trong ống dẫn hợp ý, có thể là dầu

nhẹ (SEA 10 đến SEA 15), để giảm khả năng tạo bọt, giảm khả năng giãn nở do nhiệt

CChọn tuyển do có sự chênh lệch nhiệt độ trong môi trường ít nhất Tính số hiệu chỉnh

“Trong những điều kiện không thuận lợi hoặc kém hiệu quả đối với do cao hình học và yêu cầu độ chính xác đo in không cao thi áp dụng phương pháp do cao lượng gic tia ngắm ngắn, không quá 100m Máy kính vĩ dùng trong phương phip này có độ chính xác cao như miy Theo 010, Wild 72, TI, T2 và các máy có độ chính sắc trong đương.

- Phương pháp chụp ảnh:

Phương pháp do chụp ảnh là chụp ảnh đơn và chụp ảnh lập thể Cơ sở của phương

pháp là gia công các ảnh chụp mặt đất Phạm vi ứng dụng của phương pháp này là khi

cần xác định các đại lượng biến dang rit nhanh Độ chính xác của phương php phụ

thuộc vào khoảng chụp.

- Phương pháp đo cao hình học:

"Phương pháp sử dụng phổ biến để do độ lún la phương pháp do cao hình học quy định trong tiêu chuỗn TCXDVN 271: 2002 “Quy trình kỹ thuật xác định độ lún công trình dân dụng va công nghiệp ing phương pháp do cao hình học” Sử dụng máy thủy bình

độ chính xác cao NA2 và mia Invar hoặc các máy khác có độ chính xác tương đương.

(như Ni04, NAK2 hoặc NAOS) để quan ắc Kin công trình Nội dung của phương pháp

ấn tại các vị trí thích hợp trên hạng mục

là xác định độ cao các mốc đo lún (được

công trình) theo độ cao giả định của hệ thống mốc chuẩn bằng phương pháp thủy

chun hình học tia ngắm ngắn Mốc gốc (mốc chuẩn) ít nhất phải có 3 mốc được bổ trígin công 300m nh nhưng phải nằm ngoài phạm vi ảnh hướng lún của công trình.Mắc gốc có thể chôn ở dưới đắt, gắn trên tường các công trình kiên cổ khác đã được.xây dưng từ lâu Mốc lún (mốc quan tric): được đặt vòng quanh định mông công trnh,cưới chân cột hay tường chịu lực, đỉnh đập, cơ đập và những điểm thay đổi kết cấu.45)

Hình 2 1 Thiết bị quan trắc lún

21

3) Chu ky quan trắc in

- Việc quan trắc lúa tiền hành theo các chu kỳ, giá trị lún của từng mốc trong mỗi chủ

kỳ đo được xác định dựa trên chênh cao độ giữa hai lẫn đo (hai chu kỳ).

+ Trong quá tình do đạc cin tuân thủ các hạn sai trong qui phạm qui định đi với huỷ

chuẩn Hạng II Nhà nước với một số chỉ tiêu kĩ thuật chủ yếu như sau;

+ Chiều đài tia ngắm nhỏ hơn 30 mét;

+ Chênh lệch khoảng cách từ máy đến mia trước và mia sau không được vượt quá 2mết, Tuy nhiên tỷ thuộc vào điều kiện mặt bằng công trinh mà chênh lệch khoảng

ngắm có thé lớn hơn; Chênh lệch về chênh ao trên một trạm mắy xác định theo thang

chính và thang phụ của mia Invar (hoặc theo 2 Kin đọc sổ) không được vượt quả 0.3

ih<+04

+ Sai jn số trạm máykhép vòng th phải thoả man:

- Chu kỳ quan trắc lún: Số chu kỳ quan trắc được xác định phụ thuộc vào đặc điểm

công tình và đặc điểm về độ lún của công trình Chu kỳ quan trắc được tinh toán để phản ánh đúng thực chất quá trình chịu tải của nén móng và sự én định của công trình.

‘Chu kỷ quan trắc đầu tiên bắt đầu sau khi xây lắp xong móng công trình (gọi là chu ky

D)

+ Trong giai đoạn xây dựng các lần đo được tién hảnh khi công trình có bước nhảy về

tải trọng, đặc biệt khi công trình đạt được 25%, 50%, 75%, 100%.

+ Trong giai doan sử dụng công trình chu kỳ đo có thé là tháng, qu ý, nữa năm vige

quan tắc lún phát iễn cho đến khi độ lần trong 3 chu kỳ liê tiếp không thay đổi khỉ

đồ mới kết thúc,

2.1.2 Quan trắc chuyển vị ngang

1) Mục dich

Cũng như độ lún, sự dịch chuyển ngang của các công trình, bit kể do nguyên nhân gì

gây ra, cũng đều có ác động rit xấu đến độ bin của nó Vi vậy, việc quan te độ dịch

chuyển ngang của công trình để đánh giá mức độ dn định của nó hoặc để kịp thời có

biện pháp làm giảm tốc độ dịch chuyển ngang là một việc làm có ý nghĩa hết sức quan

trong.

2) Phương pháp quan trắc chuyển vi ngang

so sánh với việc quan trắc độ trồ

Nế lún của công tình thì việc quan

chuyén ngang với độ chính xác cao là một việc làm rit khó khăn, phức tạp và tốn kém Nếu hiện nay trên thị trường đã có các mây đo độ cao với độ chính xác đọc số ới 10-

3mm, thi trong lĩnh vực quan tắc độ dịch chuyển ngang sai số khoảng một vải mmcòn là một điều chưa phải là đễ thực hiện ngay cả khi ứng dung các thành tựu mới nhất

của Khoa học công nghệ.

+ Quan trắc chuyển vị ngang công tình bằng phương pháp hướng chun:

Hướng chuẩn thực chất là mặt phẳng thẳng đứng đi qua 2 điểm chuẩn cổ định đã đượcchọn Quan trắc chuyển địch ngang theo phương pháp hưởng chuẩn nghĩa là dokhoảng cách từ điểm kiểm tra đến mặt phẳng thẳng đứng đi qua 2 điểm chuẩn cổ định

cược chọn néi rên, tại các thời điểm khác nhau Tuy theo yêu cầu độ chỉnh xác và

điều kiện cụ thể của từng công trình mà có thể áp dụng một trong bốn sơ đồ đo hướng

chuẩn

= §ơ đồ do hướng chun toàn phần;

= So dé đo hướng chuẳn từng phan;

~_Sơ đồ đo hướng chuẩn nhĩch din

= Sơ đồ đo hướng chu chéo nhau;

= Sơ đồ kếthợp các sơ đồ trên

+ Quan trắc chuyển dịch ngang bằng phương pháp đo gốc - cạnh:

Phương pháp đo hướng: Phương pháp đo hướng được sử dụng để quan tắc chuyển

dich đối với công trình không thể thành lập được hướng chuẩn và số lượng diém kiểm tra từ 3 đến 5 điểm.

23

Phuong pháp tam giác: Phương pháp tam giác và phương pháp giao hội góc thường, được ứng dụng để quan trắc chuyển dich ngang của các công trình xây dựng ở vùng núi, như các đập thuỷ lợi, thuỷ điện Các điểm kiểm tra được bổ trí ở những độ cao

khác nhau, có thể tạo thành lưới tam giác, nếu tại các điểm 46 đặt được máy kinh vĩ

"Nếu không đặt được máy kinh vĩ thì các điểm kiểm tra này được xác định bằng giao

hội thuận.

Phương pháp đường chuyên: Phương pháp đường chuyền thường được áp dụng dé

quan rắc chuyển dịch ngang của các công tình có dạng hình cung như đường him

cong; đập cong Thành lập tuyển đường chuyền từ điểm cơ sở qua các điểm kiểm tra

1,2, 3,.4 và nỗi về điểm cơ sở II

Phương pháp giao hội: Phương pháp giao hội góc, giao hội cạnh hoặc giao hội góc

cạnh thường được áp dụng đề quan trắc chuyển địch ngang Khi áp dụng phương pháp.

giao hội thuận, gốc giao hội phải trong khoảng 600 - 1200 và phải giao hội từ ba

điểm,

Trước đây, đối với các công trình cố quy mô nhỏ và cổ dang thing, việc quan trắcdich chuyển ngang được thự hiện bằng phương pháp hưởng chuẳn với năm sơ đồ nêutein Déi với các công nh có quy mô lớn hơn và hình dạng phức tạp hơn thì sửdụng phương pháp so sinh toa độ, trong đỗ toa độ của các điểm quan rắc trong cácchu kỳ khác nhau được xác định thông qua các đồ dạng hình tam giác, tứ giác trắc địahoặc đường chuyển Sự ra đời của các mấy toàn đạc điện tr đã cải thiện một cách đồng

kỂ quy trình và chất lượng của công te quan tie dịch chuyển ngang Vi các máy toànđạc điện tử cỏ độ chính xác cao như TC-2003, TC-1800 và các đồ hình đo góc cạnhkết hợp độ chính xác của việc quan tri dich chuyển ngang đã được tăng lên một cáchđáng kể, trong thời gian thực hiện một chu kỳ đo lại giảm xuống rit nhiều Tuy nhiên,căng giống như các công cụ truyền thing khác, các mấy toàn đạc điện từ kh đo độihỏi phải có sự thông hướng giữa các điểm lan cận, điều này vẫn là một vin đẻ phức.

tạp đặc biệt là khi một trong những điểm đó là các mốc chuẩn.

+ Quan trắc chuyển dịch ngang bằng công nghệ GPS:

Từ những năm 90 của thé ky trước, công nghệ GPS đã xuất hiện với những ưu điểm

nổi bật là cho phép xác định ton độ của các điểm trong mọi điều kiện thời it vào bắt

kỷ thời điểm nào mà không đòi hỏi thông hướng giữa các điểm do, đã mỡ ra khả năng

liên kết một cách nhanh chóng các điểm quan trắc với các mốc chun, Nhược điểm củacông nghệ này là không xác định được tog độ của các điểm khi chủng bị che chắn từ

trên cao, làm cho tin hiệu từ các vệ tinh không tới được ang ten của các máy thu Như

vây chúng ta thấy, các máy toàn đạc điện tử và công nghệ GPS tuy có nhiều điểmmạnh nhưng vẫn còn một số điểm yếu Tuy nhiên, khi sử dụng để quan tắc dichchuyển ngang các công trình nhưng chúng ta lại có thể hỗ trợ nhau một cách rit tốt vicác diém mạnh của GPS có thể khắc phục được các điễm yêu eda may toàn đạc điện ti

và ngược Ini Rõ rằng là việc ứng dụng đồng thi cả ai loại công nghệ này chúng sẽ

hỗ trợ và bổ sung cho nhau, mang lại hiệu quả kinh tế cao và nâng cao một cách đáng

kế độ chính xác quan trắc

+ Mốc chuẩn: Một trong những vấn đề nan giải của việc quan trắc dịch chuyển ngang.

của công trình đổ là việc xây đựng các mốc chuẫn So với củc mốc chun trong quan

trắc dịch chuyển thẳng đớng thi mốc chun để quan tắc dịch chuyển ngang khó xâyđựng hơn nhiễu, Kh khăn lớn nhất và tn kém nhất là việc xây dựng các mốc chuẩn.Cie mốc chuẩn để quan trắc theo các phương pháp này ngoài các yêu cầu về mặt kếtcấu, chế tạo còn phải thoả mãn những đòi hỏi rat khất khe về vị tri lắp đặt Kết cầu của

thi bị quan trắc chuyỂn vi ngang như sau

trở xuống có thé đặt các điểm dẫu hoặc ống thing bing để quan tắc độ mở rộng củakhe nối, khe lún.

“Thiết bị quan trắc biển dạng khe nổi, khe nứt

1 Thiết bị đo biển dạng kiểu day rang 1 chiều

2 Thiết bị đo biển dạng kiểu đây rung 3

“Thiết bị được chôn vào hai bên khớp nối, liên kết bằng day căng có đặt thiết bị thu,

Loại này đo biến dạng 1 chiều và 3 chiều.

12 - Quan tric thim

1) Nội dung quan trc thắm gồm

Quan trắc độ cao mực nước thượng lưu của đập hỗ chứa và công trình chin nước bằng

ật liệu có tính thắm; trước sau mặt cắt bổ trí thiết bị do; trước sau công trình xả, cổng:lay nước, v.v

- Quan trắc đường bão hoà,

~ Quan trắc áp lực nước thắm lên công trình.

~ Quan trắc lưu lượng thắm

2) Bồ tr thiết bị đo để quan tie thắm được quy định:

~ Đổi với công tình đất, quy định theo Điều 4.1.4

- Đối với công trình bê tông trên nén đá, quy định theo Điều 4.2.3

~ Đổi với công trình bê tông cốt thép trên nền đất, quy định theo Điều 4.3.4 ((5])2.2.1 Quan trắc đường bão hoa

Để quan trắc đường bão hoà trong đập, bố trí các ống đo áp Cao trình đặt ống đo áp.cũng như chigu dii đoạn thu nước của ông đo áp được xác định bằng tính toán nhưngphải thấp hơn giá tinh toán đường bảo hoà một đoạn tối thiể từ Im + 2 m

27

Thiết bi quan trắc đường bão hod cỏ hai cách đặt thiết bị quan tắc

1 Ông đo áp (Pizomet)- Khoan đặt ông do áp vào trong thân đập và nền, phía dưới

ng có lọ bảo vệ (cấu tạo piezometer như hình 2.3) Khi đo thủ công bằng thiết bị tạo

âm thanh, cũng có th thiết bị tha thiết bị vào ong Ống to thành mạch kin cho ta bit

giá trị cột nước trong ống,

3 Giống quan tric đường bão hoà (Observation Well) Cấu tạo giống như ống đo ấpnhưng có đường kính lớn hơn nhiễu; thiết bị thu có cấu tạo hình tròn, khi đo thả vào.

ng nó sẽ tự động bảo gi tr cột nước trong ống

2.22 Quan mắc áp lực nước thắm (ip lực kể rỗng)

“Thiết bị quan trắc áp lực 1g trong thân đập là các áp lực kế (piezometer) citạo giống như áp lực kế đo ap lực dit, nước Các áp lục kế do áp lục kẽ rỗng đặt sin vào vị trí cần đo ngay trong thời gian thi công đập Tuyển đo áp lực kẽ rỗng nên bồ trítring với tuyến đo đường bão hoà, Bồ tí các tuyển đo ngang trên mặt cắt ngang củađập, vị tí theo chiều cao cách nhau từ 1Sm¿20m Số lượng thiết bị đo trong mỗi tuyển

phụ thuộc vào bề rộng mặt ct đập nhưng không it hơn 5 (5)

2⁄23 Quan trắc lưu lượng thắm

Để xác định lưu lượng thắm, tại chân mái hạ lưu đặt các rãnh tập trung nước Tại

ỗ trí các côngnhững vị trí cin do lưu lượng đo lưu lượng như: đập erin kiểu

tam giác, kiễu thành mỏng Để đo lưu lượng thắm qua khớp nối bên trong dip cin đặt

sắc mắng tập trung nước và dẫn ra các công trình do lu lượng

Hình 2 3 Cu tạ thiết bị quan te thắm23° Quan tric ứng suất

Quan trắc ứng suất bao gồm quan trắc trang thai ứng suất và quan trắc ứng suất nhiệt

Nên bố trí các thiết bị đo để juan rắc ứng suất và ứng suất nhiệt tong cùng mộtnến

1) Quan trắc trạng thái ứng suất:

Để quan tc trang thấ ứng suất của công trình bê tông khối lớn, thường thực hiện

"bằng 2 phương pháp:

29

+ Thiết bị quan trắc trực tiếp hoặc gián tiếp qua biển dạng, sau đó n thành

ng suit theo lý thuyết din hồi và déo, Thiết bị đo trực tiếp ứng suất thường dùng hiện

nay là: Pressure I, Total pressure cell

- Thiết bi quan trắc gián tiếp qua biển dang là thi

Embeded Strain gauge) Khi lắp đặt thiết bị tùy yêu cẩu quan trắc là một chiều, hai

đặt thiết bi,

bị kiểu dây căng (Tenzomet,

chiều hay không gian ma

Để quan trắc ứng suất tại một điểm theo bài toán một chiều, hai chiều, của môi trường,đẳng hướng và liên tục thì ong một diém (đo) chúng tachi cin bổ t từ một đến hai

Đổi với kết cfu bể tông, đễ quan trắc ứng suất phấi bổ tr tại những vi tí công trình đãđược tính toán theo lý thuyết hoặc bằng thí nghiệm trên mô hình nhằm so sánh giữa

sé thự tế với trị số tính toán, Để nghiên cứu ứng suất cục bộ tại những nơi như mép lỗcống, các góc cứu vào của cổng thi phải đặt cúc thiết bị do tại đồ ít nhất từ 2 đến 3điểm quan trắc

XNguyên tic bổ trí hệ thống thiết bị do trong công trinh bê tông phải căn cử vào biển đổứng sắt tính toán (kể cả biểu đồ ứng sut nhi, tu tiên bổ tí đầy ở mặt cit có biểu

đỗ ứng suit hai đầu ((5))

2) Quan trắc ứng suất nhiệt

Ứng suất nhiệt của công tinh bê tông toàn khối cổ ÿ nghĩa rit quan trọng Khi bổ trcác thiết bị để quan trắc ứng suất nhiệt cin căn cử vào biểu đồ ứng suất nhiệt tinh toán

G sắt mép thượng lưu, mặt tiếp xúc giữa bê tông với nền đá hoặc khe nhiệt hoặc khe

nhiệt kế đây hơn ở giữa khối bê tông

24 Quan trắc áp lực mạch động lên công trình

Quan trắc áp lực mạch động của dòng chảy sau đập trin, cửa ra cổng lấy nước, mai hắtcủa máng phun, thân đốc nước, v.v chỉ thực hiện đối với công trình quan trọng cấp

Uta lên.

Để quan trắc áp lực mạch động của dng chảy thường dùng thiết bị đo kiểu cảm biển

(Pressure Coll, Hydraulic Load Cell ) đặt ở vị tí cần đo như: ại cửa van, mỗi hất đập tràn, hồ tiêu năng,

Cie thiết bị đo mạch động được đặt thành những tuyển song song và vuông góc vớitrục dòng chảy Tại một tuyển đo, số lượng thiết bị đo bổ trí không được ít hơn 3

pi

vi công trình quan trong trước khi bổ tr thiết bị quan rắc mach động phải thông

bi đo chính xác (5|)

«qua thí nghiệm mô hình để đặt

25° Quan trắc áp lực đất, đá lên công trình

Nguyên lý lim việc của thiết bj quan trắc áp lực kéo cốt thép tương tự như thết bị đoứng suất Quan tric biến dang của cất thép, sau đó ác định ứng lực theo Ij thuyết din

hồi.

Việc bố tr thiét bị quan trắc áp lực cốt thép bao gồm lực ké đo trực tiếp (Load Cell) và

Ie kế kiểu đây rung do gián tiếp (Embeded Strain gause), Các lực kế được bố tríthành từng tuyển theo phương chịu lục, một công tình không được bố tri ít hơn 3tuyển bao pm:

~ Một tuyển ở tâm đáy móng, hai tuyển còn lại đặt hai biên của tâm day.

~ Số lượng lực kế trong một tuyến phụ thuộc vào hình dạng và kích thước kết cấunhưng không được ít hơn 3 lục kể, (5)

31

\ Mặt bằng