bài giảng công nghệ xây dựng công trình đất đá nâng cao

DẪN DÒNG THI CÔNGdòng nước mặt, nước ngầm, đặc biệt là mưa lũchất phức tạpvừa phải bảo đảm lợi dụng tổng hợp dòng chảy.Ngăn a/h bất lợi của d/c đến thi công CT  HM khôĐảm bảo việc lợi

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ VÀ QUẢN LÝ XÂY DỰNG

TS ĐINH THẾ MẠNHdinhthemanh@wru.vn

0983 643 194 0919 280 545

CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG CÔNG TRÌNHĐẤT ĐÁ NÂNG CAO

Trang 2

1 DẪN DÒNG THI CÔNG

dòng nước mặt, nước ngầm, đặc biệt là mưa lũ

chất phức tạp

vừa phải bảo đảm lợi dụng tổng hợp dòng chảy.

Ngăn a/h bất lợi của d/c đến thi công CT  HM khôĐảm bảo việc lợi dụng tổng hợp d/c trong quá trình thi

công CT (tưới, phát điện, coog nghiệp, sinh hoạt …).1.1 Đặc điểm thi công CTTL & nhiệm vụ dẫn dòng

chất phức tạp

Chọn tần suất và Qtkdẫn dòngChọn phương án dẫn dòng hợp lýTính thủy lực  thiết kế CT dẫn dòng

Đề xuất các mốc khống chế (thời gian, cao trình).1.1 Đặc điểm thi công CTTL & nhiệm vụ dẫn dòng

3

Trang 3

chất phức tạp

Đắp đê quai, bơm nước, đào móng, XLN, xây móngDẫn dòng về hạ lưu qua các công trình dẫn dòng đã

được chuẩn bị trước khi ngăn dòng.

1.1 Đặc điểm thi công CTTL & nhiệm vụ dẫn dòng

1.2 Các phương pháp dẫn dòng thi công

5

Trang 4

Dẫn dòng qua mángDẫn dòng qua kênh

Dẫn dòng qua đường hầmDẫn dòng qua cống ngầm.

Dẫn dòng thi công qua máng

7

Trang 5

- Chọn Qthiết kếdẫn dòng- Chọn Zđáy máng

- Tính toán thuỷ lực thiết kế kích thước và kết cấu- Tính toán xác định Zđê quai(ZTLvà ZHL).

- Ghép dựng máng đơn giản- Sử dụng gỗ địa phương

- Máng thép hoặc BTCT lắp ghép dùng được nhiều lần.1.2 Các phương pháp dẫn dòng thi công

9

Trang 6

- Các giải pháp tháo nước khác quá đắt

 Hiện nay, ít dùng (dùng bơm, xi phông ngượcbằng các ống cao su, nhựa khi QTK≤ 2 m3/s).1.2 Các phương pháp dẫn dòng thi công

11

Trang 7

Dẫn dòng thi công qua kênh

1.2 Các phương pháp dẫn dòng thi công 12

120105 110 115 120 125

13

Trang 8

- Chọn Qthiết kếdẫn dòng- Chọn Zđáy kênh

- Tính toán thuỷ lực thiết kế kích thước mặt cắt kênh- Tính toán xác định Zđê quai(ZTLvà ZHL).

120105 110 115 120 125

- Chi phí đào kênh không lớn

- Bố trí tuyến kênh ngắn và thuận chiều dòng chảy- Tránh bố trí tuyến kênh phải đào đá.

120105 110 115 120 125

15

Trang 9

120105 110 115 120 125

17

Trang 10

Dẫn dòng thi công qua đường hầm

µo hTc3

t 6t 7

19

Trang 11

21

Trang 12

- Chọn Qthiết kếdẫn dòng- Chọn Zđáy hầm

- Tính toán thuỷ lực thiết kế kích thước mặt cắt hầm- Tính toán xác định Zđê quai(ZTLvà ZHL).

23

Trang 13

25

Trang 14

Dẫn dòng thi công qua cống ngầm

22021 20

27

Trang 15

29

Trang 16

- Chọn Qthiết kếdẫn dòng- Chọn Zđáy cống

- Tính toán thuỷ lực thiết kế kích thước mặt cắt cống- Tính toán xác định Zđê quai(ZTLvà ZHL).

- Lợi dụng cống lâu dài, lỗ xả đáy   CT tạm

- Cống tạm ở thân CT bê tông (đập, tràn) hoặc cốngtạm bên cạnh cống lâu dài (Kẻ Gỗ).

31

Trang 17

33

Trang 18

Đợt 1: Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp

Đợt 2: Dẫn dòng qua CT lâu dài hoặc phần CT chưaxây dựng xong.

Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp

zH

Trang 19

Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp

- Chọn Qthiết kếdẫn dòng

- Xác định K =1/2.100%  (30 - 60%)- Tính TL: z  ZTL= ZHL + z

- Tính Zđê quai(ZTLvà ZHL), cấu tạo & KT m/c đê quai- Vc   [K]kxlòng sông và mái đê quai  gia cố.1.2 Các phương pháp dẫn dòng thi công

=0,95: Thu hẹp một bên=0,90: Thu hẹp hai bên

=0,750,85: Đê quai dạng chữ nhật=0,800,85: Đê quai hình thang=0,850,90: Có tường hướng dòng

Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹpDẫn dòng qua kênh, cống, tràn tạm1.2 Các phương pháp dẫn dòng thi công

1 Cống lấy nước; 2 Kênh dẫn dòng; 3 Tràn tạm; 4 Đậpchính; 5 Tràn chính; 6 Cao trình đỉnh đê quai; 7 Cao trình37

Trang 20

Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹpDẫn dòng qua kênh, cống, tràn tạmDẫn dòng qua cống kết hợp với kênh1.2 Các phương pháp dẫn dòng thi công

61

Trang 21

Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹpKết hợp kênh, cống, tràn tạmKết hợp cống kết và kênh

Kết hợp chỗ lõm chừa lại trên thân đập đá đổ đang xâydựng dở, lỗ xả sâu và tràn chính đang xây dựng dở1.2 Các phương pháp dẫn dòng thi công

1 Cống dẫn dòng; 2 Chỗ lõm chừa lại trên thân đập đá đổ đang xây dựngdở; 3 Đập đá đổ; 4 Tràn chính đang xây dựng dở; 5 Các lỗ xả sâu củatràn chính; 6 Nhà máy thủy điện; 7 Đập bê tông không tràn; 8 Ranh giới

giữa đập đá đổ và đập bê tông

Thủy điện Tuyên Quang

1 Đê quai TL ở cao độ 60m; 2 Đê quai HL ở cao độ 55m; 3 Mặtđập xây dở ở cao trình 48 đã bị ngập nước (nước được trữ trước

41

Trang 22

1 Tuy nen dẫn dòng; 2 Chỗ lõm chừa lại trên thân đập đá đổ đang xâydựng dở; 3 Đập đá đổ; 4 Tràn chính đang xây dựng dở

(Công trình Cửa Đạt, Thanh Hóa)

1 Mặt đập đá đổ đang xây dựng dở ở cao độ 50m, được gia cốbằng rọ đá; 2 Gia cố mái hạ lưu bằng rọ đá cỡ lớn; 3 Phần đập đá

đổ đang thi công; 4 Hướng dòng chảy; 5 Đáy sông phía hạ lưu ở cao độ 24m

43

Trang 23

kế dẫn dòng (1 hoặc nhiều trị số từng CT)

1.3 Chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công

P cấp CT và thời gian sử dụng CT dẫn dòng

VD về cấp CT: Công trình Hồ chứa nước:

V = 15 triệu m3: (3  20) triệu m3cấp III

Đập đất, nền đất sét cao 30 m: (15  35 m)  cấp IIDiện tích tưới 1.200 ha: 2.103ha  cấp IV

45

Trang 24

Cấp công trình

Tần suất lưu lượng, mực nước lớn nhất để thiết kế công trình tạm thời phục vụ dẫn dòng thi công, không lớn hơn, %

Dẫn dòng trong một mùa khô

Dẫn dòng từ hai mùa khô trở lên

Trang 25

Thời gian(giờ)

Lưu lượng lũ thiết kế (m3/s)

Trang 26

trong sông  thi công CT trong phạm vi đê quai

 Sau ngăn dòng, d/c chảy qua CT dẫn dòng (cống,kênh, tràn tạm, lỗ xả …).

Tổ chức thi công ngăn dòng.1.4 Ngăn dòng

51

Trang 32

B6: Tôn cao, chống thấm, hoàn thiện đê quai.1.4 Ngăn dòng

63

Trang 33

- Hiện trường rông  cường độ thi công 

- Lưu tốc ở cửa n/d giai đoạn cuối < PP lấp đứng  y/cchống xói không cao, kích thước VL n/d nhỏ hơn.

65

Trang 34

67

Trang 35

2 CÔNG TÁC XỬ LÝ NỀN

Chứa nhiều chất hữu cơ

Sức chịu tải kém (0,5 – 1kg/cm2)

Tính nén lún của đất lớn (a > 0,1 cm2/kg)Hệ số rỗng lớn (e > 1,0); Độ sệt lớn (B>1)Mô đun biến dạng bé (E < 50kg/cm2)Khả năng chống cắt bé

Khả năng thấm nước không tốtHàm lượng nước trong đất caoĐộ bão hòa nước G > 0,8Dung trọng bé.

2.1 Đặc điểm của nền đất yếu

theo hướng bất lợi (vừa chịu áp lực của CT, vừa chịuáp lực thấm)  nền sẽ bị thoái hóa.

2.1 Đặc điểm của nền công trình thủy

69

Trang 36

khối, thấm nhiều với nền đá nứt nẻ

Trang 37

2 CÔNG TÁC XỬ LÝ NỀN2.4 Xử lý nền đá

73

Trang 38

75

Trang 39

77

Trang 40

2 CÔNG TÁC XỬ LÝ NỀN2.5 Xử lý nền bồi tích

1- Lớp bồi tích; 2- Rãnh tiêu nước; 3- Lớp vữa chống xóingầm cho chân khay; 4- Kẽ nứt của nền đá tươi; 5- Đá gốc

cao: chân khay phụ79

Trang 41

Chân khay phụ 2 lần

81

Trang 42

1- Đập đất; 2- BTCT phản áp; 3- Màng chống thấm4- Nền bồi tích

1- Ống chèn; 2- Ống măng sét

83

Trang 43

1- Ống măng sét; 2- Măng sét bằng cao su;3- Ống tampon; 4- Cốc tampon bằng cao su

2.5 Hạ thấp mực nước ngầm đối với nền cát chảy

85

Trang 45

3 CÔNG TÁC THI CÔNG ĐẬP ĐẤT

3.1 Đặc điểm trong thi công đập đất đầm nén

3.2 Một số tồn tại trong thi công đập đất đầm nén

89

Trang 46

thì TP hạt sét của đất tan ra trong nước dưới dạng keo

Mức độ tan rã phụ thuộc rất nhiều vào độ chặt và độẩm ban đầu trước khi ngâm nước

KcDtrvà W  Dtr .

3.3 Các tính chất cơ lý đặc biệt của đất

thì TP hạt sét của đất tan ra trong nước dưới dạng keo

Phương pháp trộn vôi bột

Phương pháp gia tải chất giàu can xi tại mái TLPhương pháp trộn xi măng

Phương pháp trộn tro bay

Phương pháp tưới nước giàu can xi (Ca(OH)2)

dòng chảy mặt.

91

Trang 47

năng lún khi gặp nước.

thì giảm thể tích

Vùng 1 – K ≥ 0,95 khôngbị lún ướt

Vùng 2 – 0,9 < K < 0,95 ítbị lún ướt

Vùng 3 – K < 0,9; en > [en]= 0,01

Vùng 4 - 0,9 < K < 0,95không bị lún ướt nhưnga/h lún cố kết

93

Trang 48

đất sét

Tính trương nở phụ thuộc vào nhiều yếu tố như độẩm ban đầu, dung trọng, thành phần hạt

Đất đầm nện với Wthấp, thành phần hạt mịn nhiều vàchỉ số đầm nện cao thì hệ số trương nở sẽ lớn

Khi độ ẩm tăng thì đất trương nở, lực dính và góc masát trong đều giảm

chịu a/h của dòng thấm

95

Trang 49

lưu (nơi không bị khô).

Trang 50

1- Đất bị tan rã và lún ướt; 2- đất không bị tan rã và trương nở;3- Vật tiêu nước; 4- Vật thoát nước mặt

Trang 51

1- Đất bị co ngót khi khô; 2- Đất bị trương nở; 3- Đất bị lún ướt và tan rã;

4- Vật liệu tiêu thoát nước; 5- Vật tiêu thoát nước mặt

3 CÔNG TÁC THI CÔNG ĐẬP ĐẤT3.4 Thi công đầm nén thử nghiệm

n, W

101

Trang 53

3.5 Xử lý tiếp giáp

105

Trang 54

4 CÔNG TÁC THI CÔNG ĐẬP ĐÁ

lớp dày (có thể đến 7,5 m), đá được làm chặt bằngsúng phun nước và tải trọng của các thiết bị di chuyểntrên mặt lớp đá đổ

bằng máy đầm rung cỡ lớn (15 ÷ 30 T), tưới nước làmtrơn ( giảm ma sát giữa các hòn đá)

4.1 Khái niệm

và đào tuy nen

tạp, trình độ cơ giới hoá cao (hiện nay cường độ thi

4.2 Ưu điểm của đập đá

107

Trang 55

tác giả đưa ra cách tính bằng công thức kinh nghiệm

trong đó S là độ lún và H là chiều cao đập (m) Nhưvậy, đập cao 100m thì lún 1m).

dòng lớn (vì bề rộng mặt cắt đập lớn).

4.3 Nhược điểm của đập đá

4 CÔNG TÁC THI CÔNG ĐẬP ĐÁ4.4 Khai thác vật liệu đá để đắp đập

Khối đắp Dmax(mm) < 5mm(%) <0.075mm(%) Độ rỗng n(%) gk(t/m3)

K(cm/s)IIB40> 35 182.210-4

IIA8035  45< 8 182.210-4 10-3

IIIA300< 25< 5202.15> 10-2

IIBB¶n mÆt bª t«ng

IIIF IIIEIIID

109

Trang 56

lÊp bualÊp bua

d©y næ 2

bao thuèc næ chÝnh 1bao thuèc måi næ 2bao thuèc næ chÝnh 2cét kh«ng khÝ

111

Trang 57

4 CÔNG TÁC THI CÔNG ĐẬP ĐÁ4.5 Thi công các lớp chuyển tiếp

IIBB¶n mÆt bª t«ng