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 TRÌNH

ĐẤT ĐÁ NÂNG CAOTháng 03 năm 2023

NỘI DUNG

1 Dẫn dòng thi công công trình thủy

2 Công tác xử lý nền

3 Công tác thi công đập đất

4 Công tác thi công đập đá

1

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

4

chất phức tạp

Đề xuất các mốc khống chế (thời gian, cao trình)

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

1.2 Các phương pháp dẫn dòng thi công

5

Trang 4

Dẫn dòng thi công qua máng

4 2

3

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)

4 2

3

- Máng thép hoặc BTCT lắp ghép dùng được nhiều lần

4 2

3

9

Trang 6

3

12

- Các giải pháp tháo nước khác quá đắt

 Hiện nay, ít dùng (dùng bơm, xi phông ngược

bằng các ống cao su, nhựa khi QTK≤ 2 m3/s)

4 2

3

11

Trang 7

Dẫn dòng thi công qua kênh

1 2

3 4

105 110 115

1.2 Các phương pháp dẫn dòng thi công 1

2

3 4

105 110 115

120 105 110 115 120 125

13

Trang 8

- Chọn Zđáy kênh

- Tính toán thuỷ lực thiết kế kích thước mặt cắt kênh

1 2

3 4

105 110 115

120 105 110 115 120 125

16

- Chi phí đào kênh không lớn

- Bố trí tuyến kênh ngắn và thuận chiều dòng chảy

- Tránh bố trí tuyến kênh phải đào đá

1 2

3 4

105 110 115

120 105 110 115 120 125

15

Trang 9

- Tuyến kênh phải đào đá  Chi phí đào kênh lớn

- Khoảng cách từ bờ kênh tới mép móng: ngắn 

thấm

1 2

3 4

105 110 115

120 105 110 115 120 125

3 4

105 110 115

120 105 110 115 120 125

17

Trang 10

Dẫn dòng thi công qua đường hầm

12

3

4

20

1 2

3 4

BM11 BM12 BM13 BM8

H K a12

E a9

a8 hg3 F

§

g µo h

Tc3Tc4

Tc

t 6

t 7

s11 ct18

ct23 s15

s24 s25 s29

TN2-3 TR2

§1 TN1-3

TN1-2

TN1-1

BM1

§3 BM2 BM4 BM5 BM6 BM7

19

Trang 11

1 2

3 4

1 2

3 4

21

Trang 12

- Chọn Zđáy hầm

- Tính toán thuỷ lực thiết kế kích thước mặt cắt hầm

1 2

3 4

24

- Lợi dụng đường hầm lâu dài   CT tạm

- Có thể dẫn được lưu lượng lớn

1 2

3 4

23

Trang 13

- Zđáy hầmsâu  đê quai cao  chi phí đê quai

1 2

3 4

25

Trang 14

Dẫn dòng thi công qua cống ngầm

1 2

4 3

28

2

4 3

27

Trang 15

2

4 3

2

4 3

29

Trang 16

- Chọn Zđáy cống

- Tính toán thuỷ lực thiết kế kích thước mặt cắt cống

2

4 3

32

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

- Cống tạm ở thân CT bê tông (đập, tràn) hoặc cống

tạm bên cạnh cống lâu dài (Kẻ Gỗ)

2

4 3

31

Trang 17

- Lòng sông hẹp, địa chất nền cho phép và không thể

sử dụng được giải pháp dẫn dòng qua kênh

- Thường lợi dụng cống lấy nước, lỗ xả đáy hoặc lỗ xả

tạm thời được bố trí trong thân đập bê tông

2

4 3

33

Trang 18

Đợt 1: Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp

Đợt 2: Dẫn dòng qua CT lâu dài hoặc phần CT chưa

xây dựng xong

36

Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp

6 5

2

1

z H

Trang 19

- Tính Zđê quai(ZTLvà ZHL), cấu tạo & KT m/c đê quai

- Vc   [K]kxlòng sông và mái đê quai  gia cố

6 5

2

1

z H

V1Z

2 0

2 c

1 Cống lấy nước; 2 Kênh dẫn dòng; 3 Tràn tạm; 4 Đập

chính; 5 Tràn chính; 6 Cao trình đỉnh đê quai; 7 Cao trình

37

Trang 20

Dẫn dòng qua kênh, cống, tràn tạm

Dẫn dòng qua cống kết hợp với kênh

5

6 1

2

1 Đê quai dọc; 2 Kênh dẫn dòng; 3 Cống dẫn dòng;

4 Đập chính; 5 Cao trình mực nước khi DD qua lòng sông

thu hẹp; 6 Mực nước khi DD đồng thời qua cống và kênh

40

Giải pháp phối hợp cống và kênh để dẫn dòng đợt 2

(Thủy điện Sơn La)

1 Kênh dẫn dòng; 2 Cống dẫn dòng ; 3 Hố móng đập

chính;4 Đê quai thượng lưu; 5 Đê quai hạ lưu

39

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 xây

dựng dở, lỗ xả sâu và tràn chính đang xây dựng dở

1 Cống dẫn dòng; 2 Chỗ lõm chừa lại trên thân đập đá đổ đang xây dựng

dở; 3 Đập đá đổ; 4 Tràn chính đang xây dựng dở; 5 Các lỗ xả sâu của

tràn chính; 6 Nhà máy thủy điện; 7 Đập bê tông không tràn; 8 Ranh giới

giữa đập đá đổ và đập bê tông

4 3

1

8 2

5

6 7

Thủy điện Tuyên Quang

1 Đê quai TL ở cao độ 60m; 2 Đê quai HL ở cao độ 55m; 3 Mặt

đập xây dở ở cao trình 48 đã bị ngập nước (nước được trữ trước

41

Trang 22

chính đang xây dựng dở

 Kết hợp tuy nen, chỗ lõm chừa lại trên thân đập đá đổ đang

xây dựng dở và tràn chính đang xây dựng dở để dẫn dòng

để dẫn dòng

1 Tuy nen dẫn dòng; 2 Chỗ lõm chừa lại trên thân đập đá đổ đang xây

dựng dở; 3 Đập đá đổ; 4 Tràn chính đang xây dựng dở

43

2

1

44

(Công trình Cửa Đạt, Thanh Hóa)

1 Mặt đập đá đổ đang xây dựng dở ở cao độ 50m, được gia cố

bằng 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 II

Diện tích tưới 1.200 ha: 2.103ha  cấp IV

45

Trang 24

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

Trang 26

trong sông  thi công CT trong phạm vi đê quai

 Sau ngăn dòng, d/c chảy qua CT dẫn dòng (cống,

Trang 29

B1: Công tác chuẩn bị (vật liệu, phương tiện …)

B2: Đổ đất đá thu hẹp d/c  để lại cửa n/d thiết kế

B3: Gia cố lòng sông và mái dốc ở cửa n/d (nếu cần)

B4: Đổ VL lấp cửa n/d vào ngày chọn

Trang 30

- Hiện trường hẹp, cường độ cao  thi công khó khăn

- Lưu tốc n/d về cuối tăng lớn dễ gây xói lòng sông,

Trang 32

B1: Công tác chuẩn bị (vật liệu, phương tiện …)

B2: Đổ đất đá thu hẹp d/c  để lại cửa n/d thiết kế

B3: Gia cố lòng sông và mái dốc ở cửa n/d (nếu cần)

B4: Làm cầu công tác (cầu cứng, phao) tại cửa n/d

B5: Đổ VL lấp cửa n/d vào ngày chọn

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/c

chống xói không cao, kích thước VL n/d nhỏ hơn

Trang 34

- Có thể áp dụng đối với lòng sông bằng đất

- Sông rộng, lưu lượng ngăn dòng lớn

nhỏ) hoặc vừa lấp bằng vừa lấp đứng ở giai đoạn cuối

- Lợi dụng ưu điểm, hạn chế khuyết điểm của 2 PP./

1.4 Ngăn dòng

67

Trang 35

2 CÔNG TÁC XỬ LÝ NỀN

Chứa nhiều chất hữu cơ

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 chịu

áp 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 38

75

Trang 39

77

Trang 40

2.5 Xử lý nền bồi tích

1- Lớp bồi tích; 2- Rãnh tiêu nước; 3- Lớp vữa chống xói

ngầm cho chân khay; 4- Kẽ nứt của nền đá tươi; 5- Đá gốc

80

cao: chân khay phụ

79

Trang 43

1- Ống măng sét; 2- Măng sét bằng cao su;

3- Ống tampon; 4- Cốc tampon bằng cao su

1 2

3 4 5 6 7

1

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 độ

ẩm ban đầu trước khi ngâm nước

KcDtrvà W  Dtr 

3.3 Các tính chất cơ lý đặc biệt của đất

0 40 80 120 160 200 240 280

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

Wopt

1 2 3

4 5

93

Trang 48

đất sét

Tính trương nở phụ thuộc vào nhiều yếu tố như độ

ẩm ban đầu, dung trọng, thành phần hạt

Đất đầm nện với Wthấp, thành phần hạt mịn nhiều và

chỉ số đầm nện cao thì hệ số trương nở sẽ lớn

Khi độ ẩm tăng thì đất trương nở, lực dính và góc ma

sát trong đều giảm

chịu a/h của dòng thấm

96

% 100

1

2 1 1

V

Kon

95

Trang 49

lưu (nơi không bị khô)

% 100

1

2 1 1

V

Kon

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

3.4 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 bằng

súng phun nước và tải trọng của các thiết bị di chuyển

trên mặt lớp đá đổ

bằng máy đầm rung cỡ lớn (15 ÷ 30 T), tưới nước làm

trơn ( giảm ma sát giữa các hòn đá)

4.1 Khái niệm

108

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) Như

vậy, đập cao 100m thì lún 1m)

dòng lớn (vì bề rộng mặt cắt đập lớn)

4.3 Nhược điểm của đập đá

4.4 Khai thác vật liệu đá để đắp đập

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

(t/m 3 )

K (cm/s) IIB 40 > 35  18 2.2 10 -4

IIA 80 35  45 < 8  18 2.2 10 -4  10 -3

IIIA 300 < 25 < 5 20 2.15 > 10 -2

IIIC IIIB

IIIA IIA

IIB B¶n mÆt bª t«ng

IIIF IIIEIIID

109

Trang 56

lÊp bua lÊp bua

d©y næ 2

bao thuèc næ chÝnh 1

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

111

Trang 57

4.5 Thi công các lớp chuyển tiếp

IIIC IIIB

IIIA IIA

IIB

B¶n mÆt bª t«ng

IIID

113

Trang 58

116

115

Trang 59

4.6 Kiểm tra chất lượng đắp đập

THANK YOU FOR YOUR ATTENTION!

117

Tiêu đề	CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH ĐẤT ĐÁ NÂNG CAO
Tác giả	ĐINH THẾ MẠNH
Trường học	TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI
Chuyên ngành	CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG
Thể loại	Bài giảng
Năm xuất bản	2023

Định dạng
Số trang	59
Dung lượng	6,66 MB