Luận văn thạc sĩ Quản lý xây dựng: Nghiên cứu giải pháp tổ chức quản lý bảo đảm chất lượng khoan phụt vữa xử lý chống thấm nền công trình thủy lợi, thủy điện

PHAM MINH HAI

NGHIEN CUU GIAI PHAP TO CHUC QUAN LY

BAO DAM CHAT LƯỢNG KHOAN PHUT VUA XỬ LÝ

CHONG THAM NEN CONG TRINH THUY LOL, THUY DIEN

LUAN VAN THAC Si

Ha Nội - 2013

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRUONG DAI HỌC THUY LỢI

PHAM MINH HAI

Chuyên ngành: Quản lý xây dựngMã số: 60-58-03-02

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Người hướng dẫn khoa học:

1 TS Nguyễn Trung Anh

2 GS.TS Lê Kim Truyền

Hà Nội - 2013

MỤC LỤC

95271022 ccs 11 Tính cấp thiết của đề tie oo ccccccccccccccccceeesseeeeeeeeeeeeeeeesuasseeeeeeeeeeeens 12 Mục dich của đỀ tai eee cece ceecccceeeccceueccesueeceeusecsaesecsueeeesaeeeeranseeraeess 1

CHUONG 1: DAC DIEM KY THUẬT VA CAC PHƯƠNG PHAP XỬ LY CHONG

II (ốc gcIaiiắđaảaaaaa 3

1.2 Các phương pháp xử ly làm tăng khả năng chống thắm của nền công trình 3

1.2.1 Giải pháp chống thắm bằng tường nghiêng và sân phủ 41.2.2 Giải pháp chống thắm bằng tường răng kết hợp lõi giữa 51.2.3 Giải pháp chống thâm băng tường hào bentonit -<<- 5

1.2.4 Giải pháp chống thâm bang khoan phụt truyền thống 6

1.2.5 Giải pháp chống thấm bang cọc xi măng + đất (Công nghệ khoan phụt áp lựcCF 0) 7

1.2.7 Giải pháp chống thâm bang tường CU cece cee ccceeececeeeeecceceeeueeeeeeeaeeas 8

1.3 Đặc điểm của công tác khoan phụt xử lý nền và những yêu cầu kỹ thuật khi thiết

kê, thi công màn chong thâm - S2 9

1.3.1 Đặc điểm của công tác khoan phụt xử lý nền -c< << 55 9

1.3.2 Những yêu cầu kỹ thuật khi thiết kế, thi công màn chống thắm 9

1.4 Đặc điểm của phương pháp khoan phụt xi măng trong nền đá 10

1.5 Tổng quan về công nghệ khoan phụt ở Việt Nam và những tiến bộ công nghệ trên

CHƯƠNG 2: NHỮNG GIẢI PHAP CHỦ ĐỘNG TRONG THIET KE DE DAM BAOCHÁT LƯỢNG MÀN CHÓNG THÁM BẰNG PHƯƠNG PHÁP KHOAN PHỤT XI

CNN Ce 13

2.2 Nhiệm vụ, đặc điểm màn chống tham bằng phương pháp khoan phut xi măng 13

2.3 Những nhân tổ ảnh hưởng đến cấu tạo và chất lượng màn chống thấm 142.4 Những yêu cầu kỹ thuật khi thiết kế và thi công màn chống thấm bằng phương

pháp khoan phut xi măng -. eee cnet eee SH nh nh it 15

2.4.1 Những yêu cầu kỹ thuật khi thiết kế màn chống thâm bằng phương pháp khoan

2.6 Lựa chọn các chỉ tiêu trong thiết kế màn chống thấm bằng phương pháp khoan

phụt xI măng CS HH HH HH Ki nh k hư kề 18

2.7 Lựa chọn công nghệ và thiết bị thi công khoan phụt vữa màn chống thấm 18

2.7.1 Lựa chon công nghệ khoan phut e cece eee eee ee eee e eee teeeeeeeaeeaees 182.7.2 Lựa chon phương pháp khoan phut - -. -<- 24

2.7.3 Lựa chọn thiết bị khoan PHU - SH nh khi, 28

2.7.4 Lựa chọn vật liệu phut - SH ng 30

2.11 Phụt thử nghiệm -.- Q2 SH HS HH nh kệ 36

Kết luận chương 2 - - c1 1222111111122 1111 11 5511111125511 11k nrrkệt 38CHƯƠNG 3: QUẢN LÝ KỸ THUẬT VÀ GIÁM SÁT NGHIỆM THU TRONG QUÁ

TRINH THI CÔNG KHOAN PHUT XI MĂNG XỬ LÝ CHONG THẤM 39

3.1 Quản lý kỹ thuật trong thi công khoang phut xi măng 39

3.1.1 Nhiệm vụ va nội dung quan lý kỹ thuật trong thi công khoan phut 39

3.1.2 Chế độ quan lý kỹ thuật trước khi thi công khoan phụt - 41

3.2 Quản lý chat lượng trong quá trình khoan phut vữa xi Mang 45

3.2.1 Những căn cứ dé quản lý chất lượng khoan phụt vữa - 45

3.2.2 Tô chức kiểm tra giám sát chất lượng khoan phụt vữa 45

3.2.3 Nội dung và yêu cầu của công tác kiểm tra giám sát chất lượng 47

3.3 Công tác thí nghiệm hiện trường xác định chất lượng khoan phụt vữa xi măng 57

3.3.1 Những yêu cầu thí nghiệm xác định độ thâm nước - : 58

3.3.2 Tổ chức bố trí thí nghiệm - c2 2222221112221 xxxeei 603.3.3 Xử lý số liệu và đánh giá kết quả thí nghiệm - ¿<< <<<< 5: 623.4 Giám sát nghiệm thu khoan phut vữa xi măng chống thâm 63

CHUONG 4: UNG DUNG KET QUA NGHIÊN CỨU KHOAN PHUT VỮA XỬ LÝ

CHONG THẤM CHO NEN CÔNG TRÌNH THỦY ĐIỆN LAI CHÂU 65

4.1 Giới thiệu tóm tắt công trình -: ¿+ ¿+ +22 2222222111111 xxsssces 654.2 Điều kiện dia chất công trình vùng tuyến - c2 sees 684.2.1 Đặc điểm địa hình, địa mạo n1 SĐT nghe 684.2.2 Địa tầng thạch hỌc 2 1111111111221 2 15111111111 n1 15c ến 684.2.3 Nứt nẻ kiến (ạO LH TT TT HhkkHe 694.2.4 Địa chất thủy văn cc c0 0111122221111 2 1111k nh nà 714.3 Những yêu cầu chống thắm nền công trình ene ee ene 754.4 Lựa chọn giải pháp xử lý chống thấm cho nên công trình - 75

4.5 Lựa chọn các chỉ tiêu thiết kế màn chống thấm của công trình 76

4.6 Lựa chọn công nghệ, thiết bị và vật liệu khoan phụt 77

4.6.1 Lựa chon công nghệ va phương pháp khoan phut 77

4.6.2 Lựa chon thiết bị khoan pDhỤ ch ve, 784.6.3 Lựa chọn vật liệu phụt cv 784.7 Công tác khoan phut thử nghiệm - c cà 794.8 Quy trình khoan phụt vữa nền đập công trình thủy điện Lai Châu 814.8.1 Công tác khoan và khoảng cách các lỗ ¿+ ¿22+ *se2 82

4.8.2 Thiết kế hỗn hợp phụt - 22-22001111 1555 5111111111111 x22 88

CS N©Ðo¡ s0:i3i((;s:rttttriađaaiidididiiẳiẳẳa 89

4.10 Đánh giá quá trình khoan phụt -. - <2 c2 S22 954.11 Lập báo CáO nh nh BH nh nh nh tk nh nà 95

Kết luận chương 4 - c2 121111112211 111 11215511111 51k nu 100

DANH MỤC BANG BIEU

Bang 2.1 — Tỷ lệ N/X ứng với lượng mất nước đơn vị -‹-< <<c<s5: 33

Bảng 4.1 — Bảng thông số chính của công trình thủy điện Lai Châu 66

Bảng 4.2 — Bang các hệ thống khe nứt chính khu vực công trình . 70

Bang 4.3 — Bang phân cấp khe nứt, đứt gãy kiến tạo khu vực công trình 71

Bảng 4.4 — Bang tổng hợp kết quả thấm hiện trường vùng tuyến đập 74Bảng 4.5 — Phần trái mặt sau của bìa nhật ký phụt -c5: 94

DANH MỤC HÌNH VE

Hình 1.1 Sod chống thắm bằng tường nghiêng và sân phù 4Hình L.2~ Sơ để chống thắm bằng tường răng kết hợp lõi giữa 5Hình 1.3 - Sơ đồ chống thắm bằng tường hào bentonit 5Hình 1.4 ~ Sơ đổ chống thắm bằng khoan phụt truyền thông 6Hình 1.5 Sơ đổ chống thắm bằng coe xi mang + đất 7Hình L.6- Sơ để chống thắm bằng tường cử 8Hình 2.1 Nguyên lý một số công nghệ khoan phụt chống thắm cho công tinh thủy

lợi, thủy điện 19

Hình 2.2~ Sơ đổ khoan phụt có nút bịt 20Hình 2.3 Đường cong giới han GIN cho khoan phụt aHình 2.4 ~ So đổ phương pháp phụt via không twin hoàn 35Hình 2.5 ~ Sơ đồ phương pháp phụt vữa tần hoàn 26

Hình 3.1 — Mô hình về sự chịu trách nhiệm của Chủ đầu tư về chất lượng khoan phụt

thông qua các đơn vị và thí nghiệm hiện trường 46

Hình 3.2 ~ So dé rửa lỗ khoan 50

Hình 3.3 - Sơ đồ bổ trílỗ khoan kiếm tra khi màn chống thắm chỉ có 1 hàng khoan 61

Hình 3.4 ~ Sơ đồ bố trí lỗ khoan kiểm tra khi chống thắm gồm 2 hàng khoan 61Hình 4.1 ~ So đồ vị trí công tình thủy điện Lai Châu 6Hình 4.2 ~ Sơ đỏ bổ trí màn khoan phụt chống thắm nén đập thủy điện Lai Châu 75Hình 4.3 ~ Sơ đổ tinh tự khoan phụt thử nghiệm siHình 44 ~ Sơ đổ mit cắt doe màn chống thắm đập Lai Châu tại vai tri _Hình 4.5 ~ Sơ đồ khoan phụt chống thắm khu vực long sông a

Hình 4,6 ~ Sơ để khoan phụt chống thắm tại hành lang cao độ 233 00m 85

Hình 4:7 ~ Sơ đổ khoan phụt chống thắm tại hành lang cao độ 265 00m 85Hình 4.8 ~ So dé khoan phụt chồng thẩm tai cao độ 303.00m $6

Hình 4.9 ~ Mặt bằng bổ tr các lỗ khoan phụt 87

Vinh 4.10 ~Thi công khoan phụt màn chống thắm nên đập Lai Châu, 1Hình 4.11 ~ Đường cong giới hạn phụt vita GIN của màn chống thắm dp thủy điệnLai Châu 93

Hình 4.12 ~ Diễn giải thí nghiệm Lugeon ”Hình 4.13 ~ Sơ đồ khoan phyt chống thấm 9%Hình 4.14 ~ Sơ đồ kiểm soát đối với các bước thực hiện khoan phụt 99

OL M DOAN“Tên tôi là: Phạm Minh Hai

Học viên lớp: CHI9QLXD

Để tài luận văn cao học “Nghiên cứu giải pháp tổ chức quản ly bảo đảm chất

Xượng khoan phụt vu xử lý chẳng thẩm nền công trình thủy lợi, thủy điện" đượctrường Đại học Thủy lợi giao cho học viên Phạm Minh Hải Được sự hưởng dẫn của

‘TS Nguyễn Trung Anh và GS.TS Lê Kim Truyền, luận văn đã hoàn thành đúng thời

hạn quy định

“ôi xin cam doan với khoa Công tỉnh và phòng Dio tạo trường Dai học Thủy

lợi để tài nghiên cứu này là công trình của cá nhân tôi

Hà Nội, ngày 20 tháng 8 năm 2013

Tác giả luận văn.

Phạm Minh Hải

LỜI CẢM ƠN

Luận văn Thạc sĩ chuyên ngành Quản lý xây dựng với đề tài “Nghiên cứu giảipháp tổ chức quản lý bảo dim chất lượng khoan phụt vữa xử ý chỗng thắm nễn côngtrình th lợi, thủy điện” được tác giả hoàn thành với sự giáp đỡ của phòng Bio tạo đại

học & sau đại học, khoa Công trình, các thay, cô giáo trường Đại học Thủy lợi, cùng.

các bạn ba, đồng nghiệp trong và ngoài trường Tác giã luận văn xin chân thành cảmơn những sự giúp đỡ đó để tác giả hoàn thành tốt nhiệm vụ nghiên cứu của mình.

Đặc biệt tác giả luận văn xin được bày tổ lòng biết ơn sâu sắc tới GS.TS LêKim Truyén và TS Nguyễn Trung Anh đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo tân tình và cungsắc thông tin tà iệu khoa học kỹ thuật cin thit trong quá tinh thực hiện luận vănCuối cùng, tác giả xin gửi lời cảm ơn đến gia đỉnh, bạn bè đã quan tâm, độngviên và khích lệ tác giả dluận văn sớm được hoàn thành Do thời gian và trình độchuyên môn còn hạn chế nên luận văn không thé tránh khỏi những thiếu sót 1

rit mong nhận được sự đồng gép ÿ kiến chỉ bảo cia các thiy cô và đồng nghiệpHà Nội, ngày 20 tháng 8 năm 2013

‘Tac giả luận văn

Phạm Minh Hải

MỞ ĐÀU

1 Tính cấp thiết của Đề tài

“Công tinh thủy lợi thủy điện à những công tình có vốn đầu tr lớn từ vài

chục đến hang ngàn tỷ đồng, nhiệm vụ chủ yêu là tt nước, ding cột nước để cấp

nước, phat điện, phòng là Nêu công tình bị thắm, mắt nước thi hiệu quả đầu tựsẽ thấp, đôi khỉ công trình không phát huy được tác dụng

'Công trình thủy lợi, thủy điện là sản phẩm đơn chiếc, nó không thể áp d ng

máy móc hoàn toàn một mẫu hình của công tình khác bởi nó phụ thuộc vio đặcđiểm tự nhiên, vị trí và nhiệm vụ công trình Đặc biệt công tác chống thắm cho nền

phụ thuộc phần lớn vào đặc điểm địa chit, nh cơ lý của nén và cột nước công táccủa hỗ chứa.

“Công tác xử lý chống thắm cho nén nằm sâu dưới mặt đắt Không thé quansit bing mắt thường và khó đánh giá chit lượng công tác khoan phụt cho nên cầncó những giải pháp chủ động từ khâu thiết kế đến quá trình thi công, nghiệm thu để.chủ động đảm bảo chất lượng công trình đạt yêu cầu chống thắm đỀ ra

Nén không xử lý chống thắm hoặc xử lý nhưng không đạt yêu cầu sẽ dẫn đến

mat nước, có thể Y xối ngằm làm công trình at cổ vỡ đập có thể xây

Với những đặc điểm và yêu cầu nêu trê "Nghiên cứu giải pháp tổ

chức quản lý bảo đảm chất lượng khoan phut vữa xử lý chẳng thẫm nén công trình

thủy lợi, thủy điền” mang ý nghĩa thiết thực, cằn thiết nhằm nâng cao hiệu quả đầu

tr, phòng ngừa các sự cổ có thể xây ra đối với các công trình thủy lợi thủy điện2 Mục đích của Đề tài

Một là,e điểm kỹ thuật và nội dung các phương pháp phụt xién đập để có giải pháp quản lý bao đảm chất lượng công.mãng xử lý ct

trình.

Hai là, đề xuất các phương pháp chủ động để đảm bảo chất lượng và kiểm tra

đánh giá chất lượng trong quá tinh thí công và kết thúc công tác khoan phụt xi

Ba là, áp dụng phương pháp tổ chức quan lý công tác khoan phụt chống thắm

vào công tinh cụ thé: Thủy điện Lai Châu3 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

“Cách tip cận

- Tìm hiểu các tà liệu đã được nghiên cứu và ứng dụng,

~ Khảo sát thực tế ở những công trình đã ứng dụng ở Việt Nam;

- Các đánh giá của các chuyên giaPhuong pháp nghiên cứu

= Nghiê cứu tổng quan lý thuyết và thực tiễn- Nghiên cứu ứng dung ở Việt Nam:

4, Kết qua dự kiến đạt được

“Tổng quan về công tác khoan phụt chống thắm trong các công tinh thủy lợi.

thủy điện hiện tại, đề xuất những giải pháp tổ chức quan lý phù hợp bảo đảm hiệu

«qui, chit lượng công tác khoan phụt xi măng chống thắm cho nén công tinh, ápdung cụ thể cho công tình Thủy điện Lai Châu

CHUONG 1: ĐẶC DIEM KỸ THUẬT VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XICHONG THÁM NEN CÔNG TRINH.

LL Mé đầu

“Công tình thủy lợi — thủy điện xây dụng trên các nền đá nứt né hoặc cuội ồis6 hệ s thắm lớn, khi có độ chênh cật nước thượng hạ lưu sẽ làm xuất hiện đồngthắm ở nền và bờ; đồng thắm qua nén và hai bên vai công tinh sẽ làm mắt nước hồ

chứa và còn gây nên áp lực lên đáy công trình có phương thẳng đứng với mặt day,

làm giảm khả năng chống trượt cũng như sự én định của công trình Nước thắmcũng có thé gây nên phản ứng hóa học, làm hòa tan chất muối trong nên và hìnhthành nên xói ng ất nhỏ về hạ lưu và đểhóa học, có thé mang đi các hat

đến xói ngằm cơ học ĐỂ hạn chế lượng nước thắm (giảm lưu lượng thắm đơn vi g).

giảm áp lực thắm lên đáy công nh và giảm gradien thắm J ở cửa ra để nh xóingằm và mắt nước, cin phải có những biện pháp để chống thắm cho nền công tình.Mặt tong những biện pháp phổ biển được sử đụng để chống thắm cho nén côngtình ắt hiệu quả là khoan phụt vữa tạo màn chống thắm.

1.2 Các phương pháp xử ý làm tăng khả năng chống thắm của nền công trìnhDang thắm gây ra nhiễu ảnh hưởng bắt lợi có tính chit nghiệm trọng đổi vớicông trình Do dé trong các công trình thủy lợi — thủy di „ đặc biệt là các đập ngănnước bất buộc cin phải có các biện pháp phòng chống thắm cho nền công trìnhnhằm các mục đích sau:

~ Hạn chế lượng nước thấm;

- Giảm áp lực thắm dưới bản đáy dé tăng én định cho công trình;

- Giảm gradien thắm ở cửa ra để tránh x6i ngầm và mắt nước,

“ủy theo đặc điểm của công tình có thé đặt ra đồng thời cả 3 mục

hoặc chỉ một ong số đó Chẳng hạn đối với hồ chứa thi cằn hạn chế lưu lượngthắm, còn đối với một số loại cổng thi yêu cẫu này không bắt buộc.

"Ngoài ra, khi đề xuất các biện pháp công trinh để phòng và chống thắm, cin

phân tích các điều kiện cụ thé dé thỏa mãn cả 2 yêu cầu là kỹ thuật và kinh tế.

“Có nhiều phương pháp để giảm lượng thắm qua nén công trình, tùy vào điềukiện địa chat, chiều sâu tầng thắm và điều kiện thi công mà lựa chọn những phươngpháp xử lý hợp lý

1.2.1 Giải pháp chéng thắm bằng tường nghiêng và sân phú.

nohỀ @

+ @

Is i

Hình 1.1 ~ Sơ dé chẳng thấm bằng tường nghiêng và sân phú

- Nội dung: Xây dựng tường nghiêng và sân phủ phía thượng lưu đập,

thường làm bằng dit st, đắt có hệ số thắm nhỏ như trong hình 1.1 Tường nghiêng,sân phủ có tác dụng kéo dài đường viễn thắm

- Ưu điểm: Sử đụng vậtiệu địa phương nên giá thành rẻ, chi công đơn giản,

thời gian thi công ngắn và có th thì công song song với thi công thân đập nên rút

ngắn được thời gian xây dựng công tình,

~ Nhược điểm: Tác dụng giảm lượng thắm không được nhiễu, nu có yêu cầu

siảm lượng thắm lớn thi chiễu đài sân phủ phải ắt lớn, làm kinh phí xây đụng tănglên nhiều

- biễu kiện áp dụng: Thường ứng dụng với công nh đập dit, đập đã đổnăm trên nên thắm mỏng, cật nước thắm không lớn lắm, đắt làm vật liêu chống

thắm sẵn có.

1.3.2 Gidi pháp chẳng thắm bằng tường răng kết hợp lõi giữa.

Tình 1.2 ~ Sơ đồ chong thẩm bằng tường rang kết hợp lỗi giữa.

~ Nội dung: Lâm tường răng kết hợp lõi giữa bằng vật liệu có hệ số thắm nhỏ.để chống thắm cho thin và nền đập như trong hình L2.

~ Ưu điểm: Thi công đơn giản, thời gian thi công nhanh, giá thành rẻ; so với

‘ii pháp dùng tường nghiêng sân phù thì có khối lượng ít hơn.

- Nhược điểm: Khả năng giảm lượng nước thắm không được nhiều.

~ Điều kiện 4p dụng: Thường áp dụng đối với đập đất có lõi giữa xây dựngtrên nền thắm nước và chiễu day ting thắm nước không lớn lim, vậtliệu sẵn có.1.2.3 Giải pháp chống thắm bằng trồng hào bentonit

- Nội dung: Công nghệ chống thắm bằng tường hào bentonit sử dụng máy

đào hào chuyên dụng để moi dat và thay thé vào đó bằng vật liệu (dung dịch ximăng + bentonit hoặc xỉ ming + đắt sét ti chỗ nghiỀn min) có tính chẳng thắm cao.

Trong quá trình đào phái chồng sập vách bằng vữa bentonit như trong bình 1.3

~ Ưu điềm: Độ tin cậy cao, chủ động kiếm soát chất lượng,

- Nhược điểm: Thiết bị thi công công kằnh.

- Điều kiện áp dụng: Ap dụng higu quả đối với nén cát, cát cuội sỏi, đắt cóchiều sâu tới 60m Khuyến cáo sử dụng công nghệ nay để chống thắm cho đậpcf vì vớ đập mới đấp th có hiện tượng nứt tách giữa trồng và thân đập

1.2.4 Giải pháp chẳng thắm bằng khoan phụ: truyền thống

% i

np strong rms nip

Hình 1.4 ~ Sơ dé chẳng thấm bằng khoan phut truyền thống

dung: Khoan phụt truyền thống còn được gọi là khoan phụt có nút bịt

Nguyên lý của công nghệ này là bơm dung dich chất kết dính (xi măng, dat sét, hoá.

chất, ) vào trong đất đá dưới một áp lực phù hợp (thường từ vài am đến vài chục

atm tùy thuộc đối tượng xử lý, loại đất và thiết bị công nghệ) Nút bịt có tác dụngbịt không cho dung dịch trào lên miệng hé khoan Sơ đồ chống thắm bằng khoanphụt chống thắm như trong hình 1.4

~ Ưu điểm: Khả năng chống thắm tốt, quy tinh thi công đã khá hoàn chỉnh

và thống nhất

+ Nhược điểm: Giá thành eno.

= Điễu kiện áp đụng: Giải pháp này e6 thể áp áp dụng thích hợp cho nên làlớp bồi tich day, phía đưới là đã phong héa nứt né mạnh, hoặc trong lớp tích cólẫn đá lăn, đá tang lớn Đặc biệt phương pháp này áp dụng pho biến cho nén đá nứtnề ít hoặc nứt nẻ lớn.

125. pháp chống thắm bằng cọc xi ming + đắt (Công nghệ khoan phụt áplực cao)

Hình 1.5 ~ Sơ đôchong thắm bằng cọc xi măng + đất

~ Nội dung: Đặc điểm của giải pháp chống thắm bằng cọc xi măng + đất là sử

dung công nghệ khoan phụt áp lực ca tạo ra cột đt gia cổ từ vữa phụt và đất nềnNhờ tia nước và vữa phun ra với áp suất cao (từ 200:400 atm), vận tốc lớn(200m), các phin tử đắt xung quanh hỗ khoan bị xối tơi ra và hoà trộn với vữa

phụt, sau khi đông cứng tạo thành một khối đồng nhất gọi là cọc xi mang đất

CXMĐ) Coe xi ming đắt vừa có tác dụng chịu lực vữa có tức dụng chống thắm Sơ

- Điều kiện ấp dung: Giải pháp chồng thắm này áp dụng thích hợp cho dắt

nỀn cất sỏi hạt rời đến đắt bùn sét, kích thước hạt từ 0,005mm đến 10mm; không ấp,dung cho nền đá, đá nút nẻ có đá lan, đã ting.

1.2.6 Giải pháp thay đắt nền

~ Nội dung: Để khắc phục những tác hai do nén đt có hệ số thẳm lớn, ta tiếnhành dio móng dip đắt có hệ số thắm nhỏ để thay thé một phần hoặc toàn bộ nềnđất trong phạm vi xay ra hiện tượng thắm của công tinh

~ Uu điểm: Quy trình thi công đơn giản.

~ Nhược điểm: Phương pháp này có giá thành cao, thời gian thi công lâu- Điều kiện áp dung: Ap dụng được với mọi điều kiện địa chit tại những nơi

có sẵn vật liệu có hệ số thắm nhỏ để ding thay thể nền.

1.2.7 Giải pháp chẳng thắm bằng tường cir

Hình L6 - Sa đỗ ching thắn bằng tưởng ce

Nội dung: Dũng tưởng cir cứng đông vào nén có hệ số thắm lớn nhằm tiêu

bao cột nước thắm nhu trong bình 1.6 Cừ có thé làm bằng gỗ, thép hoặc bê tông cốt

- Ưu điểm: Khả năng chống thắm tốt

~ Nhược điểm: Thi công phức tạp, giá thành cao.

- Ứng dung: Ding cho những nơi không có vật liệu chống thắm bằng đất sét.

ting thắm trong nễn là đất hoặc sỏi có chiều dày nhỏ.

1.28 Các giải pháp kết hợp khác

“Trong thực tế xây dựng, tùy thuộc vào điều kiện địa chất nền và chiều dàylớp dit nền cin xử lý mà ta lựa chọn giải pháp xử lý chống thắm nén khác nhan

Thường trong thực t khi tính toán thiết kế biện pháp xử lý nên để đảm bảo về tính

kinh tế và kỹ thuật người ta chọn giải pháp xử lý chống thắm bằng kết hợp giữa haihay nhiều biện pháp với nhau cho phù hợp với điều kiện dia chất nền, diễu kiệnthiết bị thi công và giá thành công trình.

1.3 Đặc điểm của công tác khoan phụt xữ lý nén và những yêu cầu kỹ thuật

khi thiết kế, thi công màn chống thấm.

1.3.1 Đặc điền của công tác khoan phụt xử lý nén

VỀ bản chất, phục là kỹ thuật đưa một lượng hỗn hợp chất lưu (lồng — Khí)

vào môi trường đất có khe ~ lỗ hồng hoặc đá nứt nẻ lỗ rỗng nhằm mục đích giảmtính thắm xuống mức cần thiết hoặc gia cường tính én định và chịu lực của chúng,hoặc cả hai.

Những mục dich của công tác khoan phụt có hai mức độ thi gian: tạm thời

hoặc vĩnh cửu Dây chuyển thiết bị tiên mặt đắt nhằm tạo ra và đưa chất lưu vào đắt

đã gọi là công nghệ phut, còn chính chất lưu có tinh năng đáp ứng những mục đíchtrên được gọi là vữa phụt

1.3.2 Những yêu cầu kỹ thuật khi thiết ké, thì công màn chẳng thắm

Khi hết kế, thì công màn chống thắm cần phải dip ứng được các yêu cầu kỹthuật sau

Màn chống thắm là một bộ phận của công tình nên phải đạt được các tiêu

chuẩn như thiết kế công trình (về tuổi thọ, độ ôn định, độ bén, )s

~ Màn chống thắm có ác dung làm giảm được lưu lượng thắm theo yêu cầu:

- Thi công thuận tiện;

~ Giá thành hạ:

= Đảm bảo và vượt tiến độ thi công

14, Đặc điểm của phương pháp khoan phụt xi ming trong nền đá

‘Theo TCVN 8645-2011: Nền công trình thủy công được coi là nền đá khisức chống nén tức thời một trục R„ của các mẫu đá không thấp hơn SOdaN/em2.

Khác với các loại nền khác như đất, cuội si, khi nghiên cứu nền đá, ta còn phải xác

định được thé nằm của đá, mức độ và sự phân bổ nứt né, phương của các nút nẻ

Nền đã nói chung có độ rổng nhỏ Đối với nền là đá phún xuất thì độ rồng

khoảng 0,5+0,8%; đối với đá trim tích là 4:35, Hệ số thắm qua đá nguyên khốikhoảng 10:10” ens Vì vậy, có thé bỏ qua hiện tượng thắm qua lỗ rỗng trong đả.“Thắm ở nên đá chủ yếu là qua các khe nứt Các khe nứt qua khối đá được hìnhthành do qué tình kiến tạo đoạn ting, tác dụng của phong hóa hay do nỗ min khỉđảo móng gây nên v.v Chiều rộng khe nứt thường từ vải mm đến vài em hoặchơn nữa Nước từ thượng lưu thẳm qua các khe nứt ong nén đá công trình và thoátraha lưu

Phuong pháp khoan phyt xi măng trong nền đá là phương pháp đưa vữa xi

ming vào trong các khe ring của nền đá công tình xây dựng bằng thết bị khoan

- Lượng mất nước đơn vị tong phạm vi từ 001i(phútm”) đến

1OiV(phút mÖ) và vận tốc chuyển động của nước ngằm nhỏ hon 2400mv (28.102

1.5, Tổng quan về công nghệ khoan phụt ở Việt Nam và những tiến bộ công

nghệ trên thé giới

"Từ đầu thé kỹ trước, phụt đã được áp dụng trong xử lý nén mồng công tinh

Trong hơn nửa thé ky, chủ yếu có hai công nghệ phụt: phụt đáy mở và phụt phân

đoạn từ trên xuống hoặc từ dui lên, tức phân đoạn thụ động thy thuộc địa ting, Từhơn ba thập nign trước, phụt phân đoạn chủ động tức phụt ống bọc (còn gọi là hai

nút) mới đi vào hoàn thiện công nghệ Tuy nhiên, trong 20 năm gin đây đánh dầu

sa đồi phong phú của các công nghệ ia tiến nhất như phạt đồng (ta) putsiêu áp, phụt nén-rung, thậm chí không những xử lý móng mà còn tạo chính.

những cọc móng cho công trình Khoan cọc nhồi gin đây thực chất cũng là mộtbiến thể của công tác phụt,

Di diu về công nghệ phụ là những nước phát in, nơi có điều kié thuậnlợi về ảnh tế và kĩ thuật công nghệ Tại những nước đỏ có những đôi hỏi cao về xửlý nền và móng cho các công trình siêu kích thước và tải trọng, cùng những nguy cơcao của của chất thải ngằm exe độc về hóa học và phóng xạ cin được ngăn chặn

‘Tai Việt Nam, công nghệ phụt đáy mở được áp dụng ở miễn Bắc từ hơn 40

năm nay, ban đầu chủ yéu để xử lý các tổ mỗi rng trong thin dé điều Sau này,phụt phân đoạn thụ động đã phổ biến cho nhiều mục tiêu đa dang trong xử lý chốngthấm và một phần đẻ xử lý nền Từ gần một thập niên cuối, công nghệ phụt dng bọcvà xử lý chống thắm bằng tường hào thẳng đứng được công ty Bachy Soletance

(Pháp) thực hiện thành công và chuyển giao công nghệ cho một số đơn vị chuyên

ngành Mắy năm gần đây là bắt đầu các thử nghiệm và thực hiện thành công bướcđầu công nghệ phụt đồng quét, còn gọi là phụt ấp lực cao.

'Ở nước ta hiện nay đã xây dựng được quy trình khoan phụt xi mang vào nềnđã (khoan phụt có nút bị) khá hoàn chỉnh và đã được áp dụng ở nhiều công trìnhthủy điện lớn như Tuyên Quang, Húa Na (Nghệ An), Bản Chat (Lai Châu) v.v,đạt hiệu quả tốt N ai ra, chẳng ta đã chủ động được kỹ thuật khoan phụt áp lực«ao, khoan phụt tuần hoàn giúp mở ra những hướng mới trong công tác xử lý nềnPhương pháp khoan phụt có nit bịt tin hoàn lin đầu tiên dược áp dụng tại công

trình đập Cửa Đạt (Thanh Hóa), các kết quả kiểm tra cho thấy đã đạt kết qua tốt

Đặc biệt, gan day hai công trình thủy điện lớn là Sơn La và Lai Châu đã áp dụng.

sông nghệ khoan phụt chống thắm theo mô hình GIN là một tiến bộ trên th giới vàbước đầu đã chứng minh được tinh ưu việt của nó so với công nghệ khoan phụttruyền thống thông thưởng

'Kết luận chương 1

Khoan phụt xử lý nền để tăng khả năng chồng thắm là nội dung thường gặpkhi xây dựng các công trình thủy lợi, thủy điện Có nỉgiải pháp đ giảm lượngthắm qua nền và vai dip; mỗi phường pháp đều có ưu nhược điểm riêng và phù hợpcho loại Âu chi ig thắm, nên khi lựa chọn cin phân tích so sánh để chọn.được phương pháp phủ hợp với yêu cầu xử lý và điều kiện cung cấp thiết bị, tổ chứcthi công Lựa chọn phương pháp chống thim nào déu phải đạt được yêu cầu kythuật do tiết kế ra và có lại về mặt inh ế, rút ngắn thời gian thí công,

CHUONG 2: NHỮNG GIẢI PHÁP CHỦ DONG TRONG THIẾT KE DE

ĐÂM BAO CHAT LƯỢNG MAN CHONG THẤM BANG PHƯƠNG PHÁP

KHOAN PHỤT XI MĂNG

2.1 Đặt vin để

Phụt vita vào nền đã là như cầu thưởng gặp nhất trong xử lý nén mồng cáchạng mục của đập lớn nói chung Hiệu quả phat quyết định đến tính kinh tế và énđịnh của công trình Thực trạng ở Việt Nam cho thấy có nhiều nơi thường phải xửlý phụt sau khi công trình đã di vào vận hành Không chỉ đập lớn, nhiều đập nhỏ.

cũng thường này sinh vin để về mắt nước ngằm, giảm khả năng trữ nước, thậm chí

đôi khi không còn khả năng xử lý vì á tốn kém so với vốn tài chính ban đầu Bj

thù của màn chống thắm là nằm sâu dưới đấy công trình nên nếu có sự cổ thi việc

xử lý sẽ rất khó khăn và tốn kém Do đỏ, việc chủ động trong khâu thiết kế mànkhoan phụt chống thắm sẽ giúp cho công trình dim bảo an toàn về mặt ki thuật vàtiế kiệm chỉ phí tránh những rồi ro phát sinh sau này

2.2 Nhiệm vụ, đặc điểm màn chống thắm bằng phương pháp khoan phụt xi

- Tang thêm độ én định, chắc chắn cho đá nên;

= Chịu được áp lực cột nước theo thiết kể

~ Tạo liên kết tốt giữa nên và công trình, tăng ôn định trượt.

- Tên ti và làm việc trong suốt quá tình vận hành của công tình (có cùng

tuổi thọ với công trình):

- Là một bộ phận quan trọng không thể thiếu của công tình thủy lợi, thủy

điện xây dựng trên nén đá.

2.3 Những nhân tổ ảnh hưỡng đến cầu tạo và chất lượng màn chống thắmChu tạo và chất lượng của màn chống thắm bing phương pháp khoan phụt

phụ thuộc vào những nhân tổ chủ yếu sau:

- Đặc diém, nhiệm vụ cia công tình: Các công trình có đặc điểm nhiệm vụ

Khác nhau sẽ có yêu cầu chống thắm khác nhau, do đó màn chẳng thắm sẽ cũng cónhững yêu cầu kỹ thật riêng;

= Công tác khảo sit địa hình, địa chắc: Công tác khảo sát càng chính xác thì

càng nâng cao chất lượng thi hắt lượng của màn chống thắm sẽ được~ Điều kiện địa chất công trình, địa chất thủy văn: Tùy thuộc vào đặc điểmdia chất của nỀn mà màn chống thắm được thiết kể với nhũng chỉ tiêu phù hợp đảm

bảo chất lượng và kinh tế,

~ Phương pháp khoan phục Phương pháp và công nghệ khoan phụt đồng vaingtiên iến và phù hợp thì chất lượng thi công cing cao và rút ngẫn thời gian hoànthành;

trò quan trọng bảo đảm và nâng cao chất lượng màn chẳng thắm, công nghệ

- Vật liệu phụt: Việc lựa chọn vật liệu phụt đảm bảo chất lượng theo tiêu

chain cing công tác chế tạo và bảo quản vữa phụt đồng vai t quan trọng quyếtđình chất lượng màn chống thắm;

- Kỹ thuật thi công khoan phut: Kỹ thuật thi công càng hiện dai, công tác tổchứ thi công chính xác, hài ha gi đấy nhanh tiến độ và bảo đảm chất lượng mànchống thấm;

- Công tác kiểm soát thí nghiệm đánh giá chất lượng: Day là công ti rit«quan tong, cần tiến hành iên tục, thường xuyên với sự chính xác cao thì chất lượng

màn chống thấm mới được đảm bảo theo yêu cầu thiết kế.

2.4, Những yêu cầu kỹ thuật khi thiết kế và thi công màn chống thấm bằngphương pháp khoan phụt xi măng

2.4.1 Những yêu cầu kỹ thuật khi thiét kế man chống thắm bằng phương pháp

khoan phụt xi ming

“Thiết kế màn chống thắm bằng phương pháp khoan phụt xi măng cần dimbảo được các yêu cầu kỹ thuật sau:

~ Man chống thắm phải ổn định, đạt được độ bén cao;

~ Màn chống thắm không bị xâm thực, mãi mòn trong mỗi trường đã nề

~ Màn chống thắm phải có tác dụng giảm được lưu lượng thắm theo yêu cầu.

2.4.2, Những yêu cầu kỹ thuật khi thi công màn chống thắm bằng phương pháp

có đủ chiều rộng, chiều cao để bổ trí các thiết bị khoan và các máng dẫn man khoan,

thiết bị xói rừa vận chuyển mitn khoan ra nơi tp trừng:

~ Khoan phụt xi mang phải được thực hiện trước khi ding nước Trường hợp

phải tiến hành khoan phụt khi đã ding nước trước công trình thì phải xem xét ánh.hưởng của cột nước gây ra đối với hiệu quả của biện pháp khoan phụt và có biệnpháp xử lý phù hợp:

~ Phải kết thúc việc phụt xi ming trước khi thi công các công trình tiêu nước.

của nén trong phạm vi ảnh hưởng của hồ khoan phụt hoặc phải có các biện pháp

ngăn ngừa các công trình tiêu nước bị lắp tắc bởi dung dich phụt

= Khi khoan phut qua các công tình bê tông có khớp nổi phải có biện pháp.

ce chin không để cho dung dịch xi ming xâm nhập lầm cứng các khớp nổi:

- Khi khoan phụt vào lớp đá dưới nn, thông thường phải có một lớp gia tibên trên Lớp gia tải này phải đảm bảo sao cho khi tiến hành phụt với áp lực thiết kế

không bi gay mit, dung dich phụt không chảy ra bề mặt hoặc chảy vio lớp gi tả

Lớp gia tải có thé là lớp đá thiên nhiên hoặc tắm bê tông Không cần bổ tri lớp gia.tải nếu áp lực phụt không lớn hơn 0.2Mpa atm) và nén công trinh là đá nguyên

khối, ít nút né và khi phụt thử nghiệm cho kết quả tốt;

- Nếu lớp đắt nên trên mặt là không ổn định thi phải đặt các ông chèn quaphạm vi lớp này và phải đổ vữa xi mang vào khoảng trồng bên ngoài Sng:

~ Phụt vita phải được tiễn hành liên tục, không gián đoạn bởi vì khi ngừng thì

lượng an vữa giám, có lúc không ăn vữa nữa Muốn thể phải chuẩn bị diy đủ vậtbị và các tiện nghĩ phục vụ như điện, nước, hơi ép v.v Trong quá trìnhphụt phải thường xuyên theo dõi, kiểm tra để phát hiện và xử lý kịp thời những vấnđề:ra, Sau khi phụt xong mỗi đoạn phải phụt nước để rửa hệ thống thiết bị dẫn

vita, tránh tình trang lắng đọng, ninh k & bị Trường hợp bắt buộc phảiging th cổ gắng thời gian ngùng ngắn nhắc Kh tiến hành phut Ii, nếu lượng ấn

vừa xấp xi bằng lượng ăn vừa trước khi ngừng thì có thé dùng nồng độ cũ Nếu

lượng dn vữa giảm xuống nhiều thì phối dùng nồng độ mới long hơn, rồi sou đồ

tăng dẫn Nếu thời gian ngừng quá lâu (vượt quá thời gian ninh kết của vũa) thì phải

ép nước rita đoạn này rồi mới phụt lai lần thứ hai:

= Ấp lực phụt lúc đầu nên lớn hơn áp lực nước tỉnh của đoạn phụt từ

0,5=latm, mỗi lần sau chỉ 0,Satm và chỉ được tăng khi lượng ăn vữaxuống tới 50lưgiờ hoặc lúc thay đổi nồng độ Phụt vữa phú tiền hành liên tục chotối ki dùng nồng độ tiết kế với đp lụ thiết kế mà lượng ăn vữa vẫn bằng 0 hoặcnhỏ hơn 0,ifphút thì cần kéo đài thêm 20 phút nữ là có th kết thúc

2.5 Lựa chon tiêu chuẩn thiết kể và thi công màn chống thắm bằng phươngpháp khoan phụt xi măng

3.5.1 Lựa chọn tiêu chuẩn thi

Cin cứ vào yêu cầu chống thắm cho công trình và kết quả khảo st địa hình,din chit tiến hành lựa chọn các tiêu chuẩn sa phục vụ cho công tắc thiết kế mànchống thắm:

- Tiêu chuấn TCVN 86452011 "Công tình thủy lợi ~ Yêu cầu kỹ thuật

Khoan phyt xi măng vào nền đá”;

- Tiêu chuẩn TCVN 4253.2012 “Nén các công tình thủy công ~ Tiêu chuẫnthi

+ Tiêu chấn TCVN 9149:2012 "Công tình thủy lợi — Xác định độ thấmcủa đã bằng phương pháp thí nghiệm ép nước vào hỗ khoa”;

~ Tiêu chuẩn TCVN 9137:2012 "Công trình thủy lợi - Thiết ké đập bê tôngvà bê tổng cốt thép”

= Tiêu chuẩn TCVN 8216.2009 “Thí & đập đất dim nén”;

- Tham khảo các yêu ciu kỹ thuật do Công ty tư vẫn Colenco (Thụy Si) kiến

nghị với khoan phụt chẳng thắm cho thủy điện Sơn La và Lai Châu

2.5.2 Lựa chọn tiêu chuẩn thi công

Căn cứ vào các yêu cầu của thiết kế, tỉhành lựa chọn áp dụng các tiêuchuẩn sau để thí công màn chống thấm bằng phương pháp khoan phụt vữa xi măng:

phụt xi ming vào nên ds

- Lựa chọn thiết bị khoan phụt theo yêu clu thi công và khả năng đấp ứng

thự tế:

~ Lựa chọn vật liệu khoan phụttheo ác iêu chun:

+ Tiêu chuẩn 14TCN 66-2002 “Xi ming cho bé tông thủy công ~ Yêu cầu kỳ

+ Tiêu chuẩn 14TCN 72-2002 “Nuch dùng cho bê tông thủy công ~ Yêu cầu.kỹ thuật

+ Tiêu chuẩn TCXDVN 325:2004 “Phu gia hóa học cho bê tong”

~ Tham khảo điều kiện kỹ thuật thi công của các công trình tương tự.

2.6, Lựa chọn các chỉ tiêu trong thiết kế màn chống thắm bằng phương phápkhoan phụt xi măng

CCác chỉ tiêu cần phải được làm rõ khi thiết kế màn chẳng thắm bằng phươngpháp khoan phụt xỉ măng là

= Lượng mắt nước đơn vi yêu cầu: Phụ thuộc vào đặc điểm, inh chất của nénvà công tinh:

~ Chiểu day màn chống thắm: Phụ thuộc vào chênh lệch mye nước thượng,hạ lưu và gradien cột nước cho phép của màn tương ứng với loại đá nền;

- Số hàng hoan và khoảng cách các hỗ; Căn cử vào yêu cẫu của lượng nướcthắm cho phép san khi có màn chống thắm:

~ Phương của các hỗ khoan: Căn cứ vào phương các nứt nẻ chủ yếu của đá.nền, yêu cầu tạo ra min chống thắm kín khi khoan phụt từ các hành lang ở các cao

độ khác nhau;

é của đá nén, tiến hành1g độ dung dich phụt: Căn cứ vào mức độ nứt

Việc lựa chọn công nghệ khoan phụt đồng vai trỏ quyết định hàng đầu tới

chất lượng của màn chống thắm Yêu cu đặt ra là phổi lưu chọn được công nghệkhoan phụt áp dụng với điều kiện thực tổ của công tình vừa đảm bảo độ bén chocông trình mà giá thành rẻ nhất, thời gian thi công nhanh,

Céc công nghệ khoan phụt cổng thắm cho công tình thủy lợi ở nước ta hiệnnay được minh họa như trong hình 2.1

oan phế tuyến thống Kaan phưtiễuépđấ: Kean ph bẩn tha Khoan ghụtletgeulng(KPCA)

“Hình 2.1 - Nguyên lý một số công nghệ khoan phutchẳng thâm cho công trình thuy lợi, thủy điện371.1 Khoan phụ truyễn thẳng

2.7.1.1,1 Khoan phụt truyền thống thông thường

Khoan phụt truyền thống côn được gọi là khoan phạt có nút bị (1 nút hoặc 2iy được thực hiệ theo sơ đổ hinh 2.2 Nguyên lý của nó là bơm dung dich chấtkết dính (xi ming, đất xé, hoá chit, ) vào trong đất đưới một áp lực phù hợp(hưởng từ vài im đến vài chục atm tay thuộc đối tượng xử ý, loại đất va thết bịcông nghệ) Nút bịt có tác dụng bịt không cho dung dịch trào lên miệng hỗ khoan.

Mue tiêu của phương pháp là sử dụng áp lực phụt đ ép vữa xi mang (hoặc xỉ

măng ~ st) lắp đầy các lễ rỗng trong các kế rỗng của nén dé nứt nẻ Gin đây, đã có

những cải tiền để phụt vữa cho công trình đất (đập đắt, thân để, )

Phương pháp này sử dụng khá phổ biến trong khoan phụt nén đá nút nẻ quytình th công và kiểm tra đồ khá hoàn chỉnh Tuy nhiên, với đất cát min hoặc đắtbùn yếu, mục nước ngằm cao hoặc nước có áp thì không kiểm soát được đồng vữa

xẽ đi theo hướng nào.

Đạt pa dat cac enineu | Chưa _|

yêu cầu chưa?

(Đoạn tiếp reo)

Diu chincae chỉ eu

Hinh 2.2 - Sơ đổ khoan phut có mit bit

2.7.1.1.2 Công nghệ khoan phụt theo mô hình GIN (là một bước phát triển củakhoan phụt truyền thống)

Do khoan phụt chống thấm ngày càng có nhiều quy mình - quy phạm khácnhau trên thé giới, chúng hiện được các nước tiên tiến thống nhất thành hệ thống.‘guy trình gọi là "Mô hình GIÁ

don giản hóa quy trình và ngăn ngửa tác động nứt thủy lực có entropi tăng (nhất là

ing cáchvới mục đích đạt chất lượng phụt én định

dưới nền các đập lớn) Mô hình này đã được thông nhất và thông qua tại Hội nghịdiễn ra từ 10 đến 12/2/2003 ở New Orleans,quốc tế lần 3 về “Phat và xử lý n

Los Angeles, Hoa Kỳ

Cơ sở cho mô hình hóa công tác phụt chính là chỉ số GIN Chỉ số GIN(Grouting Intensity Number ~ Chi số cường độ phyt) xác định điều kiện dòng vữa

ngừng thắm, tức điều kiện ngừng phụt, tránh áp suất tăng quá 10:20% áp lực quyđịnh, VỀ bản chất, đây chính là năng lượng tôi đa có thể thực hiện phục, Trị số GINcho biết mức thắm vữa trung bình, thí nghiệm tong phòng cho thấy GIN luôn độclập với độ mở của khe nứt Các khe nứt nhỏ có lượng ăn vữa thấp nhưng đỏi hoi ấplực cao Nguyên nhân của việc tăng đều lượng ăn vữa là do hiện tượng tăng "khenứt thủy lực" cả mới và cũ Khách quan hơn cả là dừng phụt khi đạt mức cường đội

phụt và do đó tốt nhất nên sử dụng chỉ số GIN,

[DUONG CONG GIỚI HAN PHỤT VỮA.

egg wie phụtV Um)

Tình 2.3 - Đường cong giới han GIN cho khoan phụtNhữngía cạnh quan trong của mô hình GIN:

- Sử dung một công thức hỗn hop vita thống nhất và hỏa đáng được xắc định

trên cơ sở các thí nghiệm tiên tiền, độ bên của vữa cũng để đảm bảo độ bền vữa của

công tình,

- Dang công thức GIN giới hạn (với bathông s P, Van và GIN), mật độtính et củahỗ, chiều dai đoạn phụt, cỡ hạt xi măng tương it đá Theo yêu cỉ

dự án mà hành thir nghiệm th tại hiện trường vé phạt và chi tu cơ họ đác‘Ty động hóa khâu theo đõi và ghỉ đo số liệu trong quá trình phyt;

~ Phân tích thường xuyên số iệu và điều chỉnh tối ưu quả trình phụ:

m ép nước vào nền đá đã phụt hoàn chỉnh.

inh của phương pháp khoan phụt theo mô hình GIN:

- Đơn giản hóa việc sử dung vữa vỀ một loại thống nhất và do vậy loại tircũng như giảm thiế đáng kế lượng vữa thải bo khi phải đối nồng độ - tý lệ

- Giảm bốt và thâm chí ngăn chặn nguy cơ thông khe thủy lực jacking) và quan trọng là ngăn nút thủy lực (hydro-fracturing) trong đã do loại bỏ

(hydro-được sự tăng áp hay lượng vữa phụt qua ngưỡng;

~ Cân bằng tương đối độ ngắm vita cho mọi doan phụt không phân biệt tínhđất đá khiến cho quy tình phụt dễ thiết kế hơn;

~ Cho kết quả đữ liệu mạch lạc nhờ đó dễ ding giám sát tiến trình phụt, đảm

bảo kết quả chất lượng và tối ưu v8 kinh

~ Quy phạm GIN có khả năng tự thích nghĩ níð áp dụng được chocác điều kiện tự nhiên đa dang gặp đưới nền đá móng công trình

'Các nguyên lý thiết kế phụt theo mô hình GIN~ Ấn định chính xác mục dich công tắc phụt,

~ Thiết kế một quy trình phụ ink hoại:

= Ding thí nghiệm trong phòng để lựa chọn "vữa tốt nhất" cả về mặt kỹ thuậtlẫn kinh ổ Chỉ loại vữa có tinh bền này mới được thiết kế sử dụng:

~ Chi dùng một loại vữa thích hợp nhất cho mọi phân đoạn phụt nhằm đảm.bảo chất lượng cuỗi cũng và đơn giản hóa quy trinh phut ĐiỀu này cũng giáp giảmhẳn lượng vữa thải bỏ;

- Xác định các thông số tối thiêu từ đường cong GIN gồm Pas Vans và chỉsố GIN=l ` Cân nhắc mọi đơn nguyên dia chất và tinh chất cơ lý của đá để có cái

nhìn toàn điện và giải quyết tốt mặt kinh tế của đự án;

- Hoàn chỉnh giai đoạn phụt thí nghiệm hiện trường và kiểm tra chất lượng

tiến tinh công việc bằng cách phụt thí nghiệm bổ sung:

- Không ép nước thí nghiệm trong quá tình phụt vì chúng không cin thiết

mà lại rit nguy hiểm đối với chất lượng phục Sử dụng số liệu ghỉ được tir các hồi

khoan phụt trước làm căn cứ lựa chọn chỉ tiêu cho các hỗ khoan phụt sau;

- Phương pháp chia khoảng cách (bổ trí - mặt độ) cho hỗ phụt không mới

nhưng sử dụng trong mô hình GIN theo cách tự thích nghĩ và tự điều chỉnh, không.nhất thi thiểu hay ti đa (giãn cách hàng và hồ thay đổi phù hợp)mạng d

~ Ấp đụng nguyên tắc độ đài phân đoạn tăng theo chiều sâu phụt là biện pháp,

đầy nhanh tiến độ dé

- Phin địa ting dé trên mực nước ngằm nên ép nước với áp lực thấp trước

các quan hệ giữa các thông số cần quan tim,

Những ưu điểm của phương pháp khoan phụt theo mô hình GIN so với

phương pháp khoan phụt tuyển thống thông thưởng:

~ Thời gian khoan phụt nhanh hơn so phương pháp khoan phụt thông thưởng,do sử dụng một nồng độ vữa phạt thống nhất, không cin tiền hành nhiễu thí nghiệmép nước trong quá tình phat

~ Cập nhật kết quả khoan phụt kịp thời, chính xác làm căn cứ cho các đợtkhoan phụt sau

~ Tiết kiệm chi phí do giảm được lượng vữa phải thải bo;

~ Quy tình thống nhất ừ đầu đến cối.2.7.12 Khoan phụt Miếu ép đắc

Khoan phụt kiêu ép đất là biện pháp sử dựng vữa phut có áp lực, ép vữachiếm chỗ của đắt làm tăng độ chặt của đắt xung quanh Bign pháp này thườngđược sử dụng trong xử ý nền đất yếu

2.7.1.3 Khoan phụt thắm thaw

Khoan phụt thim thầu là biện pháp ép vữa (thường là hoá cht hoặc xi măngcove min) với áp lực nhỏ để vữa tự đi vào các ỗ rồng Phổ biễn hiện nay là sử dụng

xi măng cục mịn có pha thêm dung dịch hóa chất để lâm tăng độ inh động Do vậtip dung.

liệu sử dụng có giá thành cao nên phương pháp này

2.7.14 Khoan phut cao áp (Jet ~ grouting)

“Công nghệ trộn xi măng với đất tại chỗ - đưới sâu tạo ra cọc xi mang đất

(cọc XMĐ) được gọi là

da trên nguyên lý cắt nham thạch bằng dòng nước áp lực.

ng nghệ trộn sâu (Deep Mixing-DM) Phương pháp này

Khi thi công, trước hết dùng máy khoan để đưa ông bơm có voi phun bằng

hợp kim vào ới độ sâu phải gia cỗ (aước + xi măng) với áp lực > 20 MPa từ vời

bơm phun xả phá vỡ ting đất Với lực xung kích của dòng phun và lục lì tâm, trọng

lực ẽ trộn lẫn dung dich vữa, rồi sẽ được sắp xếp lạ theo một tỷ lệ có quy luậtiữa đất và vữa theo khối lượng hat San khi vữa cứng lại sẽ thành cọc xi măng đất

(XMD) Nếu thi công chẳng lin lên nhau có thể tạo ra được một tường hảo XMD,

Đường kính cọc XMĐ phụ thuộc loại đất ip lực phun, tốc độ xoay và rút cần và tuỳthuộc loại thiết bj, Với những thiết bị lớn nhất hiện nay có thể tạo ra các cọc có

đến 3m.đường

2.72 Lựu chọn phương pháp khoan phụt

Vige lựa chọn phương pháp phụt vữa phụ thuộc vào đặc diém của nên, điềukiện thết bị, chiều sâu hỗ khoan, yêu cầu chống thắm và công nghệ khoan phụt“Cũng với việc lựa chọn công nghệ khoan phụt thi việc lựa chọn phương pháp khoan

phụt ding một vai tr quan trọng quyết định đến chất lượng và tiền độ th công mànchống thắm

2.7.2.1 Các phương phúp phụt văn

“Căn cứ vào sự vận động của vữa khi phụt có các phương phíp:

- Phương pháp phụt nén ép vữa (phụt vữa không tuẫn hoàn): là phương phápphụt vữa trong dé toàn bộ vữa do máy bơm phụt di (tri các tổn thất công nghệ) đềuđược đưa vào trong các khe hở của nén da, Sơ đỗ của phương pháp thể hiện ronghình 24

+ Ưu điểm: Thiết bị đơn giản, thao tác dB dàng.

+ Nhược điểm; Lưu tốc phụt vữa nhỏ, vita đ bị ng đọng làm cho bệ thing

đó bị tắc.

++ Ứng dụng: Ding cho hỗ khoan nông, nén khe nứt lớn, lượng ăn vữa lớn

Máy bom via Thing vữa

Hình 2.4 ~ So dé phương pháp phut vữa không tuân hoàn

- Phương pháp phụt vữa bán ép: là phương pháp phụt vữa trong đó chỉ mộtphần vữa được đưa vào trong các khe hở của nền đá, một phin vữa ngay sau khi rakhỏi máy bơm lại quay trở về bể chứa để bom lại mà không được phụt vào trong hỗ.khoan.

~ Phương pháp phụt vữa tuần hoàn: là phương pháp phụt vữa trong đó vữa domáy bơm phụt di chạy vòng quanh từ may bơm đến hỗ khoan và quay vòng tr lại

rong một chu kỳ quay vòng đó, một phần vữa thâm nhập được vào trong nén đá,

phần còn lại quay từ hồ khoan trở về bể chứa để bơm lại Sơ đỗ cia phương phápđược thể hiện trong hình 25

+ Ưu điểm: Đảm bảo được tính lưu động của vữa trong quá trình phụt, chất

lượng vũa cao, trình được hiện ượng vữa lắng dong.

+ Nhược điểm: Thiết bị phụt phức tạp

++ Ứng dung: Ding cho hồ khoan stu, nến nứt né nhỏ.

Hình 2.5 ~ Sơ đồ phương phúp phut via tuén hoàn

Căn cứ vào trình tự phụt vữa có các phương phíp:

- Phụt vữa một lin: Tiền hành khoan hết toàn bộ chiều sâu hỗ khoan saw đồphụt vữa toàn bộ hỗ khoan

+ Ưu điểm: Quá trình phụt vữa thao tác đơn giản, tốc độ thi công nhanh.+ Nhược điểm: Hiệu quả chất lượng phụt không cao vi không thé tùy theotính chit từng lớp đắt đá ma ding áp lực phụt vừa thích hợp

+ Ứng dung: Thích hợp với hỗ khoan không sâu lắm (105m) nén đá rannứt it, lượng mắt nước đơn vị nhỏ.

~ Phụt vữa phân đoạn từ trên xuống: Chia hỗ khoan thành các đoạn, khoanđến đâu phụt vữa đến đó.

+ Vu điểm: Chất lượng phụt vữa cao đo trong quá trình phụt vữa xuống nén,

đoạn sau có thé ding áp lực lồn hơn nên trắnh nên tránh được hiện tượng vita tồi

lên miệng hồ khoan

+ Nhược điểm: Khó thi công, tốc độ chậm, giá thành cao.

hành khoan hồ đến độ sâu thiết kế sau

- Phụt vữa phân đoạn từ dưới lên: Ti

đó chia thành từng đoạn và phụt vữa từ dưới lên.

+ Uiu điểm: Thi công đơn giản, nhanh chóng

+ Nhược điểm; Ap lực phụt vữa nhỏ nên hiệu quả phụt kém Với nn nứt nẻ

nhiều ch vữa để bị ồi, thành hỗ khoan ập nên chiding ở nền tương đối rắn chắc,ftir ne.

~ Phat vữa hỗn hợp: Tiền hành phụt vữa kết hop từ trên xuống và từ đưới en

+ Ưu điểm: Khắc phục được nhược điểm của 2 phương pháp trên.

- Việc phụt vữa phải được thực hiện theo phương pháp nền ép (không tuần

hoàn) nếu khi thi công sử dụng các máy bơm có cơ cấu dẫn động điều chinh duc- Việc phut vữa phải được tiễn hành theo phương pháp twin hoàn nếu sử

‘dung các máy bơm có cơ cấu dẫn động không điều chỉnh được;

= Phải phụt theo phương pháp không twin hoàn và phải chuyển sang phương.pháp twin hoàn khi tiêu hao vữa của hỗ khoan trong quá tình phụt giảm xuống tối

15liUphút nếu không tạo được áp lực phụt hoặc chỉ tạo được áp lực phụt th

- Nên sử dụng phương pháp phụt tuẫn hoàn d& tinh tỉnh trang vữa bị phânhóa, từ trường hợp hồ khoan quá sâu;

~ Các hồ khoan có độ sâu tir 7m trở lên phải phân đoạn dé phụt vữa;

= Phụt xi mang trong các hỗ khoan phải được thực hiện theo phương phip

phân đoạn và tiến hành từ trên xuống (từ miệng hỗ xuống đáy hổ) Cho phép xử

dụng phương pháp phân đoạn từ dưới lên (i day lên miệng hổ) đối với các hỗ

khoan đợt 2 và các đợt phụt tip theo nếu việc phụt vữa thử nghiệm theo phương

pháp này tại hiện trường cho kết quả tố

~ Khi phụt theo phương pháp phân đoạn từ dưới lên, nếu các hồ khoan đợt 2

và đợt tgp theo có hơn 10% số đoạn có hiện tượng dung dịch phụt xi qua thành nútlên phía trên thì phải phụt theo phương pháp phân đoạn từ trên xuống;

~ Trong vùng dit dé có độ ring dễ ạo nên các độ chỗi gid to thì sau khi đãkhoan xoấy nạo sạch xi măng đoạn cuối ty theo yêu cầu của thiết kế có thể cho

phyt xi ming vào toàn bộ hồ khoan mà không cần phân đoạn (phụt vữa một lần).

2.7.3 Lựa chọn thiết bị khoan phut

2.7.31 Thiết bị khoan

Để thi công liên tục, kịp thời và thôa mãn các yêu cầu theo đồ án thiết kế,

cần sử dụng các máy khoan đập xoay phá ndn toàn đáy có đủ công suất khoan tới

50m đến 100m hoặc hơn, với đường kính hỗ khoan không nhỏ hơn 42mm,

Đối với khoan lấy mẫu đá thí nghiệm để kiểm tra kết quả khoan phụt cin sửdụng các loại máy khoan khảo sát địa chất có công suất lớn, khoan theo phươngpháp khoan xoay liy mẫu bơm rửa với đường kính hỗ khoan không nhỏ hơn 75mm.

“Thiết bị khoan trong công tác khoan phụt là các máy khoan xoay và khoanxoay đập có đường kính trong khoảng 73mm đến 105mm VỀ mặt kỹ thuật chophép sử dụng đường kính lớn hơn Ngoài các hỗ khoan kiểm tra được khoan lấymẫu, các hỗ khoan đều được thực hiện theo phương pháp khoan phá, không lấy mẫu.2.7.3.2 Thi bị phụt văn

“Thiết bị phụt có nhiệm vụ ch tạo và đưa vita vào đắt đá nhằm 2 mục dich:- Vita tạo màn chống thắm hoặc gia cường nền đưới dp và công trình, hoặc

cả his

~ Văn đạt khả năng xâm nhập vào địa tổng phut một cách tối tu để có hiệu«qu lớn nhất

Diy chuyển công nghệ phụt gdm các thành phin chính

- Thiết bị tạo và điều chế vữa: thùng trộn và thùng khuấy:

"hết bị bơm vữa và chất lưu hỗ trợ (nước, kh): bơm các lại:

- Thiết bị đẫn và kiểm soát, điều chỉnh chất lưu: may công tie, cần - Sng dẫn.

máy đo áp lực và lưu lượng chất lưu.

“Thùng khuấy có vai trd quyết định đến chất lượng vita nhưng thực t ai Việt‘Nam thường xuyên bỏ qua thế bị này Thùng khuấy tạo vận tốc đi lưu và áp lựcnội ta trong vữa ở mức độ cao nhằm thiết lập tính huyén phù cần thết cia vữa Tốcđộ quay cia cánh trộn ít nhất phải đạt 1000 vòng phút, đường kính cánh không quá

lớn Các bọt vi khí được tạo ra ở đây sẽ có lực bám phân tử với các hạt tấn của vật