Tiểu luận quản lý công nghệ trong xây dựng công nghệ khoan phụt chống thấm

Sau đợt hướng dẫn của chuyên gia, nhóm đề tài mớithật sự làm chủ được công nghệ.Jet-- Lợi ích kinh tế của đề tài: Từ hai công trình thử nghiệm đầu tiên của đề tài làhai cống dưới đê ở Hà

- -TIỂU LUẬN

QUẢN LÝ CÔNG NGHỆ TRONG XÂY DỰNG

Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Đinh Tuấn Hải

MỤC LỤC Chương 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG NGHỆ KHOAN PHỤT CHỐNG

THẤM 4

1.1 Tổng quan về công nghệ chống thấm cho công trình thủy lợi 4

1.1.1 Giới thiệu chung về công nghệ 4

1.1.2 Mô tả công nghệ khoan phụt chống thấm 9

1.1.1.1 Khoan phụt truyền thống: 10

1.1.1.2 Khoan phụt kiểu ép đất 11

1.1.1.3 Khoan phụt thẩm thấu 11

1.1.1.4 Khoan phụt cao áp (Jet – grouting) 11

1.1.1.5 Giới thiệu thiết bị hiện có 12

1.2 Phạm vi áp dụng công nghệ 13

1.2.1 Ứng dụng kỹ thuật khoan phụt trong các công trình đê, đập 13

1.2.2 Ứng dụng trong xử lý địa chất nền và thân đê đập 13

1.2.3 Áp lực tĩnh trong kỹ thuật khoan 13

1.1.1.6 Áp lực tĩnh của khoan phụt trong các kẽ nứt của đê đập 14

1.1.1.7 Áp lực phun khoan phụt 14

1.1.1.7.1 Sử dụng trong đập bê tông 15

1.1.1.7.2 Một số công nghệ khoan phụt và thiết bị dùng trong khoan phụt 16 1.1.1.7.3 Đối với công việc lựa chọn thiết bị thích hợp 16

1.1.1.7.4 Máy bơm SGB6- 10 ; SGB9- 12 17

1.1.1.7.5 Bơm nồng độ cao ZJB6- 1.2 ; ZJB6- 1.2 18

1.1.1.7.6 Bộ ghi phụt dữ liệu TS 18

1.3 Một số công trình tại Quảng Bình 19

1.1.1.8 Khoan phụt chống thấm hồ chứa nước Minh Cầm 19

1.1.1.9 Khoan phụt chống thấm hồ chứa nước Cây Mưng 19

1.1.1.10 Khoan phụt chống thấm hồ chứa nước Long Đại 21

1.1.1.11 Khoan phụt chống thấm hồ chứa nước Điều Gà 21

1.4 Một số công trình tại các địa phương khác ở Việt Nam 22

1.1.1.12 Khoan phụt chống thấm Thủy điện Buôn-Kuốp bằng Ximăng và cát 22 1.1.1.13 Chống thấm cho cống vùng triều 26

1.1.1.14 Xử lý đê quai thuỷ điện Sơn la bằng biện pháp khoan phụt chống thấm 27 1.1.1.15 Công trình đập Đá bạc – Hà Tĩnh 28

1.1.1.16 Dự án xử lý chống thấm cho cống D10- Hà Nam 29

1.5 Một số công trình tiêu biểu trên thế giới 30

Chương 2 ĐÁNH GIÁ VỀ CÔNG NGHỆ 33

2.1 Về mặt kỹ thuật 33

2.2 Về mặt kinh tế, chi phí 34

2.3 Về mặt thời gian 35

2.4 Về tính ưu việt, mới và khả năng áp dụng 35

2.5 Tính cạnh tranh của công nghệ 35

Chương 3 NGUYÊN NHÂN LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ 36

3.1 Tổng quan về áp dụng công nghệ khoan phụt chống thấm hồ chứa nước Minh Cầm 36

3.1.1 Nhiệm vụ công trình 36

3.1.2 Quy mô công trình 36

3.1.3 Giải pháp kỹ thuật và chỉ tiêu thiết kế 36

3.1.4 Kinh phí thực hiện 37

3.2 Các phương án lựa chọn chống thấm 37

3.2.1 Không chống thấm, chấp nhận thực trạng 37

3.2.2 Phương pháp truyền thống 37

3.2.3 Phương pháp khoan phụt 38

3.3 Nguyên nhân lựa chọn công nghệ 39

Chương 4 CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ 40

4.1 Khái niệm về chuyển giao công nghệ 40

4.2 Khả năng chuyển giao công nghệ khoan phụt 40

Chương 5 QUẢN LÝ CÔNG NGHỆ KHOAN PHỤT 42

5.1 Trình tự phụt xi măng 43

5.2 Công tác Kiểm tra quá trình phụt xi măng tạo màn chống thấm 44

5.3 Đối với công tác nghiệm thu 46

Chương 6 MỘT SỐ NỐI DUNG KHÁC LIÊN QUAN ĐẾN KHOAN PHỤT 46

6.1 Phương pháp tính toán thiết kế số lượng hàng lỗ khoan cần khoan phụt 46

6.1.1 Sơ đồ tính 46

6.1.2 Hệ phương trình tính toán 46

6.1.3 Cách giải hệ phương trình 47

6.2 Phụt xi măng trong những điều kiện tự nhiên đặc biệt 48

6.2.1 Các quy định chung 48

6.2.2 Phụt xi măng vào nền đá xốp nứt nẻ 49

6.2.3 Phụt xi măng vào các khe nứt và lỗ rỗng lớn 50

6.2.4 Phụt xi măng vào nền đá có nước ngầm chảy với vận tốc cao 51

6.2.5 Phụt xi măng vào nền đá có lỗ rỗng với các chất nhét không được gắn kết 52

6.3 Phụt xi măng thử nghiệm 52

6.4 Phụt bằng vữa xi măng sét ổn định 54

NỘI DUNG YÊU CẦU

1 Giới thiệu chung về công nghệ (mô tả công nghệ, phạm vi áp dụng côngnghệ, con người và tổ chức liên quan, …)

2 Đánh giá về công nghệ đó về các mặt kỹ thuật, kinh tế, chi phí, thời gian, tính

ưu việt và mới, khả năng áp dụng, tính cạnh tranh, …

3 Nguyên nhân bạn hoặc tổ chức của bạn lại lựa chọn công nghệ này

4 Khả năng chuyển giao (cho tổ chức khác) hoặc nhận chuyển giao (từ tổ chứckhác) và phương thức thực hiện chuyển giao công nghệ

5 Quá trình quản lý công nghệ của tổ chức đối với công nghệ này

6 Các vấn đề khác liên quan tới công nghệ này

Chống thấm cho công trình thuỷ lợi là một yêu cầu hết sức quan trọng, cầnquan tâm ngay từ khâu thiết kế ban đầu Các công trình sau một thời gian sử dụng nếuxuất hiện thấm thì việc sửa chữa sẽ rất khó khăn và tốn kém Trong trường hợp này,công nghệ khoan phụt chống thấm thường được sử dụng để xử lý thấm cho đê, đập.Tuy nhiên, khái niệm này hiện nay còn bị hiểu một cách chưa đầy đủ và chính xác Vìvậy, Tiểu luận này sẽ giới thiệu một số công nghệ khoan phụt đã và đang được sửdụng cho công trình thuỷ lợi trong thời gian gần đây

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG NGHỆ KHOAN PHỤT CHỐNG THẤM

1.1 Tổng quan về công nghệ chống thấm cho công trình thủy lợi

1.1.1 Giới thiệu chung về công nghệ

Công nghệ Khoan phụt thuộc nhóm công nghệ trộn sâu dạng ướt (wet mixing),được phát minh ở Nhật Bản năm 1970 Sau đó công nghệ này được phát triển mạnhsang các nước Châu Âu, và đến nay vẫn đang ứng dụng tại hầu hết các công ty nềnmóng hàng đầu thế giới như Layne Christensen (Mỹ), Bauer (Đức), Keller (Anh),Frankipile (Australia)… Trải qua hơn bốn mươi năm hoàn thiện và phát triển, đến naycông nghệ Khoan phụt đã được thừa nhận rộng rãi và được kiểm nghiệm, đưa ra tiêuchuẩn ở nhiều nước trên thế giới

Công nghệ Khoan phụt là một quá trình bê tông hoá đất Nhờ có tia nước và tiavữa phun ra với áp suất cao (200- 400 atm), vận tốc lớn (> 100 m/s), các phần tử đấtxung quanh lỗ khoan bị xới tơi ra và hoà trộn với vữa phụt đông cứng tạo thành mộtkhối đồng nhất “Xi măng - đất”

Những năm trước đây, trước hiện tượng cống dưới đê rò rỉ, thấm nước, nhiều địaphương phải mất nhiều tiền của, công sức để khắc phục, nhưng không thành công.Nhưng từ khi Việt Nam áp dụng thành công công nghệ Jet - Grouting (công nghệkhoan phụt cao áp bằng xi-măng đất), tình trạng trên đã được giải quyết triệt để

Trước thực trạng cống dưới đê nhiều năm trước bị hư hỏng, thấm nước mà ViệtNam chưa tìm được cách khắc phục, sau nhiều năm tìm hiểu, nghiên cứu công nghệJet-grouting từ nước ngoài mong muốn khắc phục tình trạng trên và đã thành công.Nhưng việc chống thấm cho cống dưới đê, nhất là cống nằm trên địa chất phức tạp làvấn đề quan trọng nhằm bảo đảm đê điều mùa lũ Giải pháp từ trước đến nay nhiều địaphương thường sử dụng là: Sử dụng cừ thép, cừ gỗ hoặc cừ bê-tông cốt thép đóngcắt qua tầm thấm nước; kéo dài đường viền thấm ở thượng lưu; khoan phụt xi-măngsét Cách làm mới kể trên không có hiệu quả vì địa chất nền đê phần lớn là cát mịn,phải xử lý, thi công trong điều kiện khó khăn, tốn kém và nhiều nơi phải làm đi làmlại Quá trình tiếp cận công nghệ Jet-grouting là một sự cố gắng của nhóm nghiên cứu.Xuất phát từ mục tiêu trên, nhóm đề tài đã phân tích các công nghệ hiện có ở ViệtNam và nhận thấy không có công nghệ nào đáp ứng yêu cầu đặt ra

- Thông qua mạng in-tơ-nét, nhóm nghiên cứu đã tiếp cận công nghệ grouting xuất hiện trên thế giới năm 1980 tại Nhật Bản Tuy nhiên, để thực hiện đượcnhiệm vụ của đề tài nghiên cứu đã gặp không ít khó khăn Qua mạng in-tơ-nét, hiểuđược sơ bộ nguyên lý công nghệ, nhưng về chi tiết thì gặp nhiều khó khăn Ðây là mộtcông nghệ mới cho nên các tài liệu tham khảo hạn chế, mặt khác nước ngoài cũngchưa phổ biến công nghệ này một cách rộng rãi Bằng tìm hiểu, học hỏi kinh nghiệmnhưng chỉ được tham quan bên ngoài Tuy nhiên, thu thập được những tài liệu quý chocông việc sau này bằng việc mua được dây chuyền thiết bị trị giá gần một tỷ đồng ởNhật Bản Có được thiết bị nhưng làm chủ thiết bị thi công lại là cả một quá trình giankhổ Sau ba tháng đọc sách và làm thử nghiệm thiết bị vẫn không thành công HãngYBM cảm kích trước sự nhiệt tình của các kỹ sư Việt Nam cho nên đã cử chuyên giacao cấp sang hướng dẫn cụ thể Sau đợt hướng dẫn của chuyên gia, nhóm đề tài mớithật sự làm chủ được công nghệ.

Jet Lợi ích kinh tế của đề tài: Từ hai công trình thử nghiệm đầu tiên của đề tài làhai cống dưới đê ở Hà Nam và Nghệ An năm 2004, đến nay nhóm đề tài thực hiệnthành công hàng trăm công trình ở nhiều tỉnh, thành phố, mang lại giá trị kinh tế cao.Hiện công nghệ Jet - grouting áp dụng phổ biến ở những công trình lớn, như: Chốngthấm cho công trình thủy lợi đê quai thủy điện (Sơn La), đập Ðá Bạc (Hà Tĩnh), cốngsông Cui ở Long An; xử lý nền đất yếu ở Nhà máy xi-măng Vinakansai (Ninh Bình);

ổn định bờ kè vùng đất yếu ở Nhà máy đóng tàu Aker - Yard (Vũng Tàu); chống sự cốsụt đất cho các nhà liền kề khi xây dựng tầng hầm cho nhà cao tầng, đề tài đã ứngdụng được ở tòa nhà Vinafood (Ngô Quyền - Hà Nội) Cống tiêu D10 thuộc hệ thốngthủy nông đầu tiên thực hiện tại Hà Nam năm 2004 là một minh chứng cho sự thànhcông của đề tài Nói về cống tiêu D10, tác giả Nguyễn Quốc Dũng cho hay: Trước khiứng dụng công nghệ Jet - grouting, móng cống D10 nằm trên lớp cát bụi dày 5 m Mùa

lũ năm 2002, khi đưa vào vận hành xảy ra sự cố mạch sủi Khi đó tỉnh Hà Nam chosửa chữa bằng khoan phụt xi-măng sét nhưng không thành công Sau đó đến mùa lũtỉnh phải cử hàng trăm thanh niên bê bao cát che chắn và túc trực trên đê Năm 2004,cống D10 sửa chữa lần hai bằng công nghệ khoan phụt xi-măng sét nhưng vẫn có hiệntượng bị đùn sủi đen và chuyện vỡ đê có thể vẫn xảy ra Trước tình hình đó, tỉnh HàNam trực tiếp liên hệ với Viện Thủy công giúp đỡ Phương án sửa chữa mà Viện Thủycông tiến hành ở Hà Nam bằng công nghệ Jet - grouting nhằm tạo ra tường chống

thấm bằng xi-măng đất nằm dưới bản đáy cống cắt qua lớp cát bụi mà không ảnhhưởng kết cấu cống Phương pháp này dựa vào nguyên lý cắt nham thạch bằng dòngnước áp lực Khi thi công, trước hết dùng máy khoan để đưa ống bơm có vòi phunbằng hợp kim vào tới độ sâu phải gia cố (nước cộng xi-măng) với áp lực khoảng 20MPa từ vòi bơm phun xả phá vỡ tầng đất Với lực xung kích của dòng phun và lực litâm, trọng lực sẽ trộn lẫn dung dịch vữa, rồi được sắp xếp lại theo một tỷ lệ có quyluật giữa đất và vữa theo khối lượng hạt Sau khi vữa cứng lại sẽ thành cột xi-măngđất.

- Qua theo dõi, mùa lũ từ năm 2005 đến nay không còn hiện tượng đùn sủi.Thành công của đề tài được địa phương và Hội đồng khoa học các cấp đánh giá cao.Khi công nghệ được ứng dụng thành công vào thực tiễn đã thuyết phục các chủ đầu tư,các tỉnh ứng dụng công nghệ mới vào sau khi đề tài được Nhà nước công nhận Năm

2008, doanh thu thực hiện đề tài của Viện Thủy công đạt hơn 30 tỷ đồng Ðến naynhững ứng dụng công nghệ chống thấm mà Viện Thủy công thi công không chỉ dừnglại chống thấm cho cống dưới đê mà nhiều công trình thủy lợi nói chung, như: Ðậpđất, cống vùng triều, trạm bơm xây dựng vùng cát chảy; công trình xây dựng (giảipháp chống sập vách khi làm cọc Barret cho tầng hầm, cao ốc ); công trình giaothông (đường ngầm đô thị, kè bờ, mố cầu vùng đất yếu)

- Còn với việc chống thấm cho cống vùng triều ở các tỉnh đồng bằng sông CửuLong, Viện Thủy công thường thi công trong điều kiện rất khó khăn, vất vả Cốngvùng triều có dạng cống - cầu kết hợp, gồm hai cửa mỗi cửa rộng tám mét; chống thấmbằng cừ thép Do thi công không tốt nên cừ bị hở, dòng thấm qua đáy cửa rất mạnh.Nhiều địa phương đã tìm nhiều biện pháp để lấp bịt nhưng không giải quyết được

- Ðể giải quyết, Viện tìm cách bịt tạm thời lỗ rò, sau đó dùng thợ lặn moi hết đáhộc đã đổ xuống trước đây Dùng cát chở bằng xà-lan đổ bù vào hố vừa đào (tổngcộng dùng hết bốn xà-lan cát) San cát cho phẳng, bằng đáy cống, rải lên đó một lớpvải bạt dứa, tiếp theo xếp các bao tải cát đè lên lớp bạt để làm tầng phản áp Các côngviệc trên phải dùng thợ lặn làm việc dưới độ sâu năm mét nước Ðặt máy trên sàn đạobắc qua các trụ pin (cách mặt nước hai mét), qua lớp nước năm mét, khoan xuyên qualớp bạt dứa, xuống tiếp 10 m và bắt đầu phụt Khi mũi khoan lên gần mặt đáy thì phaphụ gia đóng rắn nhanh vào vữa để tránh hiện tượng dòng thấm phá vỡ xi-măng đấttrước khi nó đông kết Sau khi làm xong phía thượng lưu thì đã chấm dứt được rò

nước, nhưng vẫn quyết định làm cả phía hạ lưu Trung bình thời gian thi công nhữngcống vùng triều như thế này khoảng hai tháng Ðây là thành công có ý nghĩa thực tiễn,

vì ngoài Jet-grouting hiện không có cách nào giải quyết được những hiện tượng hưhỏng kiểu này mà không phải bơm khô, tát cạn

- Việc ứng dụng công nghệ mới từ nước ngoài vào thực tiễn Việt Nam giúpchúng ta rút ngắn thời gian nghiên cứu, kịp thời giải quyết các vấn đề bức xúc trongsản xuất Ðể làm tốt vấn đề này, người nghiên cứu phải tiếp cận được các công nghệtiên tiến để chuyển giao Quá trình đó đòi hỏi người nghiên cứu phải nhiệt tình, sángtạo và dám chấp nhận rủi ro Những kết quả đạt được nói trên mà tác giả Nguyễn QuốcDũng cùng cộng sự ở Viện Thủy công là thành công bước đầu, nhưng đã cho thấycông nghệ Jet-grouting là một công nghệ mới có nhiều triển vọng, và áp dụng rộng rãitrong lĩnh vực xây dựng công trình thủy lợi, nhất là để xử lý chống thấm, sửa chữa nềncông trình

- Nghiên cứu, lựa chọn công nghệ chống thấm cho công trình thuỷ lợi là một yêucầu hết sức quan trọng, cần quan tâm ngay từ khâu thiết kế ban đầu Các công trìnhsau một thời gian sử dụng nếu xuất hiện thấm thì việc sửa chữa sẽ rất khó khăn và tốnkém Trong trường hợp này, công nghệ khoan phụt chống thấm thường được sử dụng

để xử lý thấm cho đê, đập Tuy nhiên, khái niệm này hiện nay còn bị hiểu một cáchchưa đầy đủ và chính xác Vì vậy, Tiểu luận này sẽ giới thiệu một số công nghệ khoanphụt đã và đang được sử dụng cho công trình thuỷ lợi trong thời gian gần đây

Một số hình ảnh về công nghệ khoan phụt

1.1.2 Mụ tả cụng nghệ khoan phụt chống thấm

Hiện nay cụng nghệ khoan phụt được sử dụng khỏ phổ biến để chống thấm cho cỏccụng trỡnh thuỷ lợi Cú nhiều loại khoan phụt khỏc nhau, cũng cú những loại lần đầu tiờn mớiđược ỏp dụng ở Việt Nam

Khoan phụt truyền thống Khoan phụt kiểu ép đất Khoan phụt thẩm thấu Khoan phụt Jet-grouting (KPCA)

Hỡnh 1- Nguyờn lý một số cụng nghệ khoan phụt chống thấm cho cụng trỡnh thuỷ

lợi

Hình 2- Phạm vi ứng dụng của các loại khoan phụt

1.1.1.1 Khoan phụt truyền thống:

Khoan phụt truyền thống (còn được gọi là khoan phụt có nút bịt) được thựchiện theo sơ đồ hình 2 Mục tiêu của phương pháp là sử dụng áp lực phụt để ép vữa ximăng (hoặc ximăng – sét) lấp đầy các lỗ rỗng trong các kẽ rỗng của nền đá nứt nẻ.Gần đây, đã có những cải tiến để phụt vữa cho công trình đất (đập đất, thân đê, )

Phương pháp này sử dụng khá phổ biến trong khoan phụt nền đá nứt nẻ, quytrình thi công và kiểm tra đã khá hoàn chỉnh Tuy nhiên với đất cát mịn hoặc đất bùnyếu, mực nước ngầm cao hoặc nước có áp thì không kiểm soát được dòng vữa sẽ đitheo hướng nào

1.1.1.4 Khoan phụt cao áp (Jet – grouting)

Công nghệ trộn xi măng với đất tại chỗ- dưới sâu tạo ra cọc XMĐ được gọi làcông nghệ trộn sâu (Deep Mixing-DM)

Hiện nay phổ biến hai công nghệ thi công cọc XMĐ là: Công nghệ trộn khô (DryMixing) và Công nghệ trộn ướt (Wet Mixing)

Công nghệ trộn khô (Dry Mixing): Công nghệ này sử dụng cần khoan có gắn các

cánh cắt đất, chúng cắt đất sau đó trộn đất với vữa XM bơm theo trục khoan

Công nghệ trộn ướt (hay còn gọi là Jet-grouting): Phương pháp này dựa vào

nguyên lý cắt nham thạch bằng dòng nước áp lực Khi thi công, trước hết dùng máykhoan để đưa ống bơm có vòi phun bằng hợp kim vào tới độ sâu phải gia cố (nước +XM) với áp lực khoảng 20 MPa từ vòi bơm phun xả phá vỡ tầng đất Với lực xung

kích của dòng phun và lực li tâm, trọng lực sẽ trộn lẫn dung dịch vữa, rồi sẽ đượcsắp xếp lại theo một tỉ lệ có qui luật giữa đất và vữa theo khối lượng hạt Sau khi vữacứng lại sẽ thành cột XMĐ

1.1.1.5 Giới thiệu thiết bị hiện có

Viện Khoa học Thuỷ lợi đã tiếp nhận dây chuyền công nghệ trộn ướt grouting) từ hãng YBM của Nhật bản Dây chuyền gồm các thiết bị chính sau: (1)-Máy khoan- phun vữa YBM-2P (S) II, nặng 750 kg, công suất động cưo 7,5 Kw; 200V/3 pha; đường kính cần khoan 42 mm, mỗi đoạn cần dài 3m được ghép nối ren côn,

(Jet-có thể khoan đến độ sâu 30m; vòi bơm cao áp (Jet-có thể vươn xa 100m Máy hoạt độngtheo chế độ tự động được đặt trước (2)- Máy bơm áp lực cao SG-75 SV nặng 2750 kg,

áp lực bơm 200-400 Atm, công suất động cơ 55 Kw, điện thế 200 V/3 pha; (3)- Máytrộn vữa GM-2 nặng 370 kg công suất 60 lít/phút; động cơ 4Kw; (4)- Máy phát phátđiện 155 KvA/3 pha 200 V; nặng 2T (5)- Cẩu thuỷ lực 5T; ôtô 7T; máy bơm nước; Khả năng thi công 15m cọc/giờ (tính trong điều kiện lý thuyết, không kể thời gian dịchchuyển máy và công việc phụ khác); Nhân công vận hành chính: 5người (không kể laođộng phổ thông khác);

Tư năm 2004 đến nay, với thiết bị trên nhóm đề tài đã tham gia chống thấm chomột só công trình, đồng thời đã có những nghiên cứu về vật liệu ximăng đất vàphương pháp tính toán thiết kế tường xi măng đất chống thấm, khả năng chịu tại củacọc xi măng đất

- Hình 1d miêu tả công nghệ khoan phụt cao áp (KPCA), có tài liệu gọi là khoanphụt kiểu tia (Jet- grouting) Đây là công nghệ lần đầu tiên áp dụng ở Việt nam.Phương pháp này dựa vào nguyên lý cắt nham thạch bằng dòng nước áp lực Dâychuyền công nghệ như miêu tả ở hình 2a Khi thi công, trước hết dùng máy khoan đểđưa ống bơm có vòi phun bằng hợp kim vào tới độ sâu phải gia cố (nước + XM) với

áp lực > 20 MPa từ vòi bơm phun xả phá vỡ tầng đất Với lực xung kích của dòngphun và lực li tâm, trọng lực sẽ trộn lẫn dung dịch vữa, rồi sẽ được sắp xếp lại theomột tỉ lệ có qui luật giữa đất và vữa theo khối lượng hạt Sau khi vữa cứng lại sẽ thànhcột ximăng-đất (XMĐ) như ở hình 4b Nếu thi công chồng lấn lên nhau có thể tạo rađược một tường hào XMĐ như ở hình 4c Đường kính cọc XMĐ phụ thuộc loại đất,

áp lực phun, tốc độ xoay và rút cần và tuỳ thuộc loại thiết bị Với những thiết bị lớnnhất hiện nay có thể tạo ra các cọc có đường kính đến 3m

Hình 4- Sơ đồ công nghệ Jet – grouting

1.2 Phạm vi áp dụng công nghệ

1.2.1 Ứng dụng kỹ thuật khoan phụt trong các công trình đê, đập

Trong nhiều trường hợp, dùng giải pháp khoan phụt xử lý nền hoặc thân đê làhiệu quả nhất Hiện nay, các công nghệ trong lĩnh vực khoan phụt ngày càng được ứngdụng và phổ biến rộng rãi BBT giới thiệu bài viết của tác giả Liang Ning(ZhejiangHangzhou Drilling Machine Manufactory Co., Ltd) về kỹ thuật khoan phụt trong cáccông trình đê, đập

Đối với công trình thuỷ lợi, việc tiến hành xử lý chống thấm và gia cố tăng ổnđịnh là công việc rất quan trọng, một trong những giải pháp hiệu quả là khoan phụt.Trong nhiều trường hợp, nhờ kết quả của khoan phụt mà không cần phải thay đổi kếtcấu thiết kế đê đập Hiện nay, các công nghệ trong lĩnh vực khoan phụt ngày càngđược ứng dụng và phổ biến rộng rãi

1.2.2 Ứng dụng trong xử lý địa chất nền và thân đê đập

Nguyên nhân thường gặp trong sự cố thi công địa chất đê đập là các địa tầngmềm yếu chưa được xử lý triệt để, công nghệ thi công không hợp lý, sau nhiều nămvận hành sẽ trở thành các cấp bậc rò rỉ không giống nhau dẫn tới nền móng của đê đập

bị rò rỉ và trôi đất Sử dụng thường xuyên các loại khoan phụt khác nhau thì các cách

xử lý cũng khác nhau

1.2.3 Áp lực tĩnh trong kỹ thuật khoan

- Thông thường đường kính của hố khoan là 91mm đến 110mm Sử dụng ximăng thường, lưu lượng khoan phụt khoảng 100lít/phút, áp lực phụt thường ở mức3Mpa

- Chuẩn bị thiết bị : máy khoan,máy trộn vữa,bơm bùn,ống cao áp,nút bịt tuầnhoàn,bộ ghi dữ liệu phụt tự động

- Đặc điểm chủ yếu: cho nước chảy ra ngoài, dùng áp lực cao cho xi măng đầycác khe nứt của đê đập, xi măng cùng với kết cấu các hạt thể rắn trở thành bê tôngvững chắc Đối với đê - đập đây có thể coi là tác dụng hai mặt, vừa xử lý chắn nước rò

rỉ và vừa gia cố nâng cao ổn định Đối với việc xử lý các khe nứt lớn có đường nướcngầm chảy qua mạnh thì công việc xử lý khoan phụt tương đối khó

1.1.1.6 Áp lực tĩnh của khoan phụt trong các kẽ nứt của đê đập

- Thông thường cách giải quyết đối với bộ phận chính của nền móng đê đập làkhoan độ sâu khoan dưới 91mm, nguyên liệu dùng trong khoan phụt chủ yếu là đất sét,điều chỉnh lưu lượng khoan phụt khoảng 100 L/phút, điều chỉnh áp lực khoan phụt và

áp lực trong các khe nứt thành áp lực cao nhất, áp lực thông thường khoảng 0.4Mpa,

độ dài của phần chỉnh nền đập và các khe nứt nhỏ hơn 3cm

- Thiết bị chủ yếu : Thiết bị khoan thăm dò hoặc máy khoan đá (khoan hơi), máytrộn vữa, bơm bùn và nút bịt thông thường

- Đặc điểm chủ yếu: đất sét, đá phong hoá đều có bộ phận chắn nước và chống ròrỉ.,nguyên liệu nền móng chính của đê đập không tốt hay đã được sử dụng trong mộtthời gian dài sẽ dẫn tơi tình trạng chức năng chắn nước của đê đập bị mất tác dụng.Khi

sử dụng phương pháp này trước tiên hãy khoan một lỗ khoan trên nền chính của đập,dùng áp lực cao ép vữa vào lỗ khoan làm cho nền móng chính của đê đập nứt ra cácvết nứt,sau đó tiếp tục trở về cho đầy đường vữa vào làm cho chức năng của nền móngchính của đê đập hồi phục,tránh tình trạng rò rỉ nước thông qua các khe nứt của đập

1.1.1.7 Áp lực phun khoan phụt

- Có thể phân thành vòi phun cố định,vòi phun di chuyển,vòi phun xoay, đối vớinền móng đê đập thông thường, đường kính là 130mm, nguyên liệu thường dùng trongkhoan phụt là vữa, lưu lượng khoan từ 75 ~100 L/phút

Áp lực phun trong phạm vi rộng được điều chỉnh lên áp lực cao nhất Áp lựctrung bình trong khoảng 6~38Mpa

- Thiết bị chủ yếu:khoan thăm dò,máy trộn vữa,bơm cao áp (bơm cao áp dùngcho vữa), máy nén khí, bơm khoan phụt (loại 3 pít tông, đơn hoặc đôi),vòi phunnước,ống cao áp,máy ghi tự động khoan phụt dữ liệu

- Đặc điểm chủ yếu: đối với các công trình đê đập, áp lực tĩnh có tác dụng đôi gia

cố và chắn nước rò rỉ Phương pháp kỹ thuật khoan phụt này có thể điều chỉnh các

tham số kỹ thuật của khoan phụt, đối với công việc gia cố đập có tác dụng rất tốt, sứcchịu đựng cao, có thể trực tiếp chống rò rỉ nước vào đập thấm qua nền móng của đập.

- Vòi phun xoay có thể sử dụng như một nền móng cọc trong khoan phụt, tươngđối thích hợp khi sử dụng các loại cát mịn và nhỏ, cát phổ

thông.Tương đối khó khăn khi xử lý đối với các loại nguyên vật liệu như: Sỏi địatầng,đá cuội địa tầng do tốc độ chảy của nước ngầm rất lớn

1.1.1.7.1 Sử dụng trong đập bê tông

- Hố khoan phụt là một giai đoạn không thể thiếu trong các công trình kiến trúc

đê đập cũng như là một biện pháp quan trọng để chống rò rit nước sau khi vận hành sửdụng đập bê tông, trong tình huống thông thường chỉ dùng vữa để khoan phụt, trongcác tình huống đặc biệt sử dụng khoan phụt hoá học, không cần dùng phương phápkhoan phụt cao phân tử

Thiết bị chủ yếu: Máy khoan đá,máy trộn vữa,bơm bùn,nút bịt tuần hoàn thôngthường

- Đặc điểm chủ yếu: dùng vữa lấp đầy các khe hở của đá nham thạch tạo thànhkết cấu vững chắc nền móng của đá nham thạch,nâng cao cường độ gia cố và chống rò

rỉ nước của đê đập

* Màn che khoan phụt

- Giữa bệ móng và tầng chống thấm nước của kết cấu trong của đê đập là tầngthấm nước tương đối., nếu như khi khoan phụt tới tầng chống thấm nước, tại hố khoanphụt lắp thêm nút bịt tuần hoàn,tiến hành khoan phụt phân đoạn,làm cho tầng thấmnước trở thành tầng chống thấm nước,làm cho kết cấu đá nham thạch trở thành mànche khoan phụt của đập bê tông.Khi tiến hành khoan phụt, đầu tiên điều chỉnh lưulương nhỏ hơn hoặc lớn hơn 100 L/phút, áp lực điều chỉnh theo cao độ của đê đâp đểđiều chỉnh, thông thường áp lực không vượt quá 6Mpa

- Thiết bị chủ yếu: máy khoan,máy trộn vữa,bơm bùn,nút bịt tuần hoàn caoáp,ống cao áp,bộ ghi phụt dữ liệu tự động.

- Đặc điểm chủ yếu: cho nước chảy ra ngoài, dùng áp lực cao cho xi măng đầy kẽnứt, xi mănng cùng với kết cấu các hạt thể rắn trở thành bê tông vững chắc,đối với đêđập đây có thể coi là tác dụng song phương trong công tác xử l?y chắn nước đồng thờimàn che khoan phụt có tác dụng phòng ngữa tình trạng rò rỉ nước của đê đập

1.1.1.7.2 Một số công nghệ khoan phụt và thiết bị dùng trong khoan phụt

- Kết cấu kiến trúc bên trong và ngoài co tác dụng chắn tình trang rò rỉ nước của

đê đập

- Tiến hành khoan phụt xử l?y sườn dốc hai bên núi của đê đập

- Thi công kết cấu nền móng công trình

- Tiến hành khoan phụt nhằm nắn lệch các đoạn có địa hình nghiêng và khôngbằng phẳng

- Tiến hành công việc bịt kín nguồn nước ngầm tránh tình trạng thấm nước quanền móng đập

1.1.1.7.3 Đối với công việc lựa chọn thiết bị thích hợp

- Bơm bùn ( bơm dùng trong khoan phụt) : đối với thiết bị này có thể điếu chỉnh

áp lưc đến áp lực cao nhất là 20%, cũng có thể khoan phụt độ sâu khoan tới đườngkính là 3mm,có thể tháo lắp thuận tiện khi sử dụng loại thiết bị này

- M áy trộn vữa: với chức năng trộn,dự trữ, lọc các loại đá sỏi trong quá trìnhtrộn,dung lưọng lớn

- ống cao áp : lựa chọn ống cao áp và đầu nối chuyên dùng, mỗi loại độ dàikhông quá 20m

- Nút bịt tuần hoàn khoan phụt áp lực cao.Có thể chịu đựng áp lực khoan phụtcao nhất, đường hồi vữa từ đáy của hố khoan hồi vữa,đồng hồ áp lực có tác dụng hoàhoãn và vị trí cách ly

- Bộ ghi phụt tự động Đây là thiềt bị phần mềm tương đối quen thuộc với cáckhách hàng trong ngành xây dung Đặc biết thiết bị này được sử dụng rất rộng rãitrong các công trình kiến trúc khoan phụt, sản phẩm náy ngày càng phổ biến,phươngdiện kỹ thuật ngày càng phát triển trong đó bao gồm cả các trình độ công nghệ tiêntiến, là thiết bị điều khiển mà về tài liệu hỗ trợ cũng như kỹ thuật không ngừng đượccải tiến

- Thiết bị khoan phụt.

- SG2- IIIA

+ Phạm vi sử dụng: khoan thăm dò các công trình thuỷ điện,khoan phụt đêđập,khai thác khoang sản, các công trình thăm dò địa chất,có thể đáp ứng nhu cầudùng mũi khoan bằng đồng,hợp kim cứng hay các mũi khoan bằng kim cương

+ Độ sâu khoan : 300m

+ Tốc độ quay :128~1200 vòng/phút

+ Sức nâng lớn nhất : 2000kg

- Tính năng kết cấu của máy khoan:

+ Truyền lực cơ giới,sử dụng dịch áp,giá đỡ dịch áp,cường độ làm việc thấp.+ Kết cấu vững chắc,tính năng ổn định,thuận tiện cho việc vận chuyển và sữachữa

7.7 Máy khoan SGZ- ID

+- Độ sâu khoan : 150m

+ Tốc độ quay : 95~1000vòng/phút

+ Sức nâng lớn nhất:1000kg

7.8 Máy tạo xi măng tốc độ cao ZJ- 400A, ZJ- 800

+ Phạm vị sử dụng: nước, xi măng,đất sét, cát sỏi và các nguyên vật liệu khác tạothành hợp chất vữa, xi măng

1.1.1.7.4 Máy bơm SGB6- 10 ; SGB9- 12

- Phạm vi sử dụng: kết cấu khoan phụt các đê đập lớn,màn che khoan phụt,xử l?ynền móng đường hầm,có thể khoan phụt ở các nồng độ khác nhau của xi măng hayvữa, hoặc vôI vữa

- Tham số kỹ thuật chủ yếu, lưu lượng: 72~250l/phút

2.Loại máy bơm này có thể dùng vữa hoặc vôi vữa.

3.Khi tiến hành điều chỉnh hộp số hay thay đổi lưu lượng lớn nhỏ có thể kết hợpvới việc điều chỉnh áp lực

1.1.1.7.5 Bơm nồng độ cao ZJB6- 1.2 ; ZJB6- 1.2

- Phạm vi sử dụng: trong các công trình khoan phụt sơ khai đường hầm, khoanphụt vôi vữa tại các đoạn cọc hay khoan phụt tại những nơI có đất sét dính nồng độcao

1.1.1.7.6 Bộ ghi phụt dữ liệu TS

- Phạm vi sử dụng: tự động đo lường các loại khoan phụt thông thường, phươngpháp phụt GIN, thí nghiệm ép nước vv…, điều chỉnh áp lực,lưu lượng ( bao gồm lưulượng ra và lưu lượng vào), giới thiệu nồng độ nước hay các tham số kỹ thuật ghi tựđộng, bộ thu dữ liệu, máy in vv… đều có tác dụng trong việc phòng chắn rò rỉ đê đậpvới những con số chính xác, nâng cao chất lượng công trình thi công

- Đặc điểm :

+ Lấy công nghệ tính toán chính xác làm máy chủ, các số liệu chính xác cao,tínhnăng ổn định,tính năng chống nhiễm xa cao,có thể xử dụng tại ở những hoàn cảnhkhắc nghiệt

+ Một máy tính chủ có thể đồng thời sử dụng cùng một lúc nhiều loại bơmphụt,ví dụ : một máy TS- 2 có thể đồng thời sử dụng 02 bơm trong cùng một thời gian.+ Khi phần mềm được cài trong chương trình Windows vận hành, ta chỉ cầndùng chức năng này quan sát, thao tác đơn giản,sử dụng thuận tiện

Bộ ghi phụt TS hoàn chỉnh

* Đối với mô hình tiểu tuần hoàn

- Tiến hành chuẩn bị : máy khoan SGZ- ZD, máy trộn vữa JJS- 2B, bơm chuyêndùng trong khoan phụt SGB6- 10, bộ ghi phụt dữ liệu

* Đối với mô hình đại tuần hoàn

- Tiến hành chuẩn bị: máy khoan SGZ- IIIA,máy tạo xi măng ZJ- 400A,máy trộnvữa JJS- 10, bơm chuyên dùng trong khoan phụt SGB6- 10, bộ ghi phụt dữ liệu

1.3 Một số công trình tại Quảng Bình

1.1.1.8 Khoan phụt chống thấm hồ chứa nước Minh Cầm

Nhiệm vụ công trình

a) Xử lý chống thấm đập đất hồ chứa nước Minh Cầm bảo đảm ổn định cho các côngtrình đầu mối, cung cấp nguồn nước tưới ổn định cho 320ha đất canh tác của nhân dân 02 xãMai Hoá và Tiến Hoá thuộc huyện Tuyên Hoá, tỉnh Quảng Bình

b) Quy mô công trình

- Loại công trình, cấp công trình: Công trình thuỷ lợi, cấp III

- Hình thức đầu tư: Sửa chữa

c) Giải pháp kỹ thuật và chỉ tiêu thiết kế

* Đập chính: Xử lý chống thấm thân đập chính trong phạm vi 180m, từ tim cống sangphía Hữu đập 28,76m và từ tim cống sang phía Tả đập 151,24m (từ cọc TD+7,5 đến cọc8+14,81m) bằng khoan phụt vữa sét – xi măng 02 hàng tạo màn chống thấm, hàng cách hàng1,5m; hố cách hố 3,0m và được bố trí so le nhau; chiều sâu xử lý khoan phụt chống thấm từcao trình +20,5m (MNDBT) xuống đến cao trình + 7,5m (từ cọc 4 đến cọc 8+14,81m) và đếncao trình từ +9,5m đến +8,0m (từ cọc TD+7,5m đến cọc 4)

* Đập phụ: Xử lý chống thấm trong phạm vi 14,5m (từ mép tường Hữu tràn chính sangphía Hữu) bằng khoan phụt vữa sét – xi măng 02 hàng tạo màn chống thấm, hàng cách hàng1,5m; hố cách hố 3,0m và được bố trí so le nhau; chiều sâu xử lý khoan phụt chống thấm từcao trình MNDBT +20,5m xuống đến cao trình 15,5m

1.1.1.9 Khoan phụt chống thấm hồ chứa nước Cây Mưng

a) Nhiệm vụ công trình:

Xây dựng Sửa chữa, nâng cấp hồ Cây Mưng xã Mai Thuỷ nhằm đảm bảo ổn định côngtrình lâu dài và cung cấp nguồn nước tưới cho khoảng 130ha đất sản xuất nông nghiệp củanhân dân xã Mai Thuỷ Ngoài ra, công trình còn cung cấp nguồn nước ngầm, cắt giảm lũ hạ

du và cải tạo tiểu khí hậu trong vùng

b) Quy mô công trình:

- Loại công trình, cấp công trình: Công trình thuỷ lợi, cấp III;

- Hình thức đầu tư: Sửa chữa, nâng cấp;

- Các hạng mục công trình gồm đập đất, tràn xả lũ và cống lấy nước dưới đập

c) Giải pháp kỹ thuật và chỉ tiêu thiết kế:

- Đập đất: Tuyến đập cơ bản bám theo tuyến cũ, nâng cấp đập đất theo kết quả tínhtoán điều tiết lũ nhằm đảm bảo ổn định công trình gồm:

+ Khoan phụt chống thấm thân đập theo công nghệ khoan phụt truyền thống bố trí 2hàng xen kẻ theo chiều dài đập (hàng cách hàng 1,5m; hố cách hố 3,0m); tổng chiều dàikhoan phụt 92,4m (từ cọc C11  cọc C16); độ sâu khoan 8,0m; độ sâu phụt 6,55m từ dướilên

+ Tường chắn sóng với cao trình đỉnh tường +15,30m; kết cấu tường bằng bê tôngM150, cứ 5m bố trí 01 khe lún bằng 2 giấy dầu, 3 nhựa đường

+ Đập đất bằng đất đồng chất đầm chặt đạt dung trọng γk ≥ 1,88T/m3; chiều cao đậpk ≥ 1,88T/m3; chiều cao đậplớn nhất Hđmax = 12,42m; bề rộng đỉnh đập Bđ = 5,0m; mặt đường đỉnh đập được lu tăngcường đất cấp phối đồi đầm đạt độ chặt k ≥ 0,98 dày 30cm

+ Mái đập thượng lưu m = 3,0 và hạ lưu m = 2,75 Mái thượng lưu được gia cố bằng đáhọc xếp khan dày 25cm trên tầng lọc ngược gồm lớp cát sạn dày 15cm, bên dưới là lớp vải địa

kỹ thuật Mái đập hạ lưu được trồng cỏ bảo vệ mái trong rãnh thoát nước bằng sạn ngang.+ Vật thoát nước mái hạ lưu đập bằng kiểu áp mái từ cao trình +8,50m trở xuống chânmái đoạn từ K0+148,64 ÷ K0+372,72 và từ cao trình +11,0m trở xuống chân mái cho cácđoạn còn lại Kết cấu vật thoát nước bằng đá hộc xếp khan dày 25cm trên tầng lọc ngược dày30cm gồm lớp dăm sạn dày 15cm; lớp cát dày 15cm Chân mái đập hạ lưu từ cao trình+8,50m trở lên đối với đoạn vai đập đầu tuyến và +7,5m đối với đoạn vai đập cuối tuyến xâyrãnh thu nước có mặt cắt hình thang kích thước bxh = (50x50)cm, kết cấu bằng đá hộc xâyVXM M100, dày 25cm trên tầng lọc ngược dày 30cm gồm lớp dăm sạn dày 15cm, lớp cát dày15cm, bên dưới lớp vải địa kỹ thuật

- Tràn xã lũ: Thiết kế mới tràn xả lũ tại vị trí tràn cũ (thay thế tràn đất cũ) bằng tràn bêtông M200 kiểu ngưỡng tràn U Lạc Đà chảy tự do; cao trình ngưỡng tràn +13,05m; bề rộngngưỡng tràn Btr = 14m (gồm 02 khoang, mỗi khoang 7m); tường cửa vào, cửa ra, sân cửa vàothượng lưu bằng bê tông M150 Nối tiếp tràn là bể tiêu năng bằng bê tông M200 dày từ 30cmđến 40cm, kích thước bể tiêu năng BxLxd = (14x8,0x0,4)m; Gia cố kênh dẫn sau tràn đoạndài 10m bằng bê tông M150 dày 20cm, mái bờ kênh gia cố đến cao trình +13,78m, kênh dẫnđoạn còn lại là kênh cũ trên nền đá thiên nhiên Trên đỉnh tường biên và trụ pin bố trí cầu giaothông H10 bằng BTCT M200, bản mặt cầu dày 20cm, rộng 5m, dầm cầu (40x40)cm, chiềudài cầu bằng chiều rộng tràn + rộng trụ pin và 2 mố trên tường biên

- Cống lấy nước dưới đập: Đào phá bỏ cống cũ đã hư hỏng, xuống cấp Xây dựng lạicống mới tại vị trí cống cũ, hình thức cống chảy có áp, lưu lượng thiết kế qua cống Qtk = 0,23m3/s; độ dốc đáy cống ic= 0,002, tổng chiều dài cống Lc = 48m, cao trình đáy cửa vào

+7,0m; sân cống thượng lưu có kích thước L x B = (3,0 x 1,0)m, kết cấu bằng đá hộc xây vữa

xi măng M100 dày 25cm trên lớp cát sạn lót dày 10cm Bản đáy, tường cửa vào cống bằng bêtông M150 dày 25cm, kích thước LxB = (2x1)m, cửa vào bố trí lưới, rọ chắc rác và khe phaisửa chữa Thân cống dài 44,8m kết cấu bằng ống thép 40cm dày 5mm, bên ngoài bọc BTCTM200 dày từ 20 đến 30cm, giữa các ống cống dài 6m là khớp nối nhựa PVC và 2 lớp giấy dầu

3 lớp nhựa đường, ống thép được nối bằng mối hàn kỹ thuật; bê tông bọc ống thép được tạochân gờ kích thước (20 x 20)cm, giữa các đốt cống bố trí tường chống thấm bằng bê tôngM150 dày 60cm, sâu 1,0m Hai bên mang và cao trình đỉnh cống cộng thêm 1,5m được đắpđất sét có hàm lượng sét ≥ 30% đầm chặt đạt K ≥ 0,95, phía trên đắp đất đầm chặt đạt dungtrọng γk ≥ 1,88T/m3; chiều cao đậpk ≥ 1,88T/m3, cuối cống là buồng van bằng BTCT M200 dài 2,8m, cao 1,5m, bêntrong đặt 02 van chặn 40cm (01 van dùng vận hành và 01 van dự phòng sự cố); nối tiếp là

bể tiêu năng bằng bê tông M150 dày 25cm dài 3,5m, rộng 80cm, cuối bể tiêu năng được nốitiếp với kênh chính đã được kiên cố hoá bằng bê tông;

1.1.1.10 Khoan phụt chống thấm hồ chứa nước Long Đại

a) Mục tiêu đầu tư:

Đảm bảo công trình ổn định nhằm cung cấp nguồn nước tưới chống hạn kịp thời trongsản xuất nông nghiệp, nâng cao đời sống của nhân dân và tạo điều kiện phát triển kinh tế - hộicủa vùng

b) Nhiệm vụ công trình:

Cấp nước tưới tự chảy ổn định cho 82 ha lúa 2 vụ, 50 ha màu và nuôi trồng thủy sản củanhân dân

c) Quy mô công trình:

- Loại, cấp công trình: Công trình thuỷ lợi cấp IV

- Hình thức đầu tư: Chống thấm đập đất

d) Tóm tắt giải pháp kỹ thuật và chỉ tiêu thiết kế chủ yếu của công trình:

Xử lý chống thấm thân đập trong phạm vi 112,5m (từ cọc K0+47,6 đến K0+160,26)bằng khoan phụt vữa sét – xi măng 02 hàng (trên đỉnh đập) tạo màn chống thấm, hàng cáchhàng 1,5m; hố cách hố 3,0m và được bố trí so le nhau; chiều sâu xử lý phụt chống thấm từcao trình +18,41m (MNDBT) xuống đến cao trình (từ +5,92m đến +10,52m) theo vị trí các lỗkhoan

1.1.1.11 Khoan phụt chống thấm hồ chứa nước Điều Gà

b) Quy mô công trình:

- Loại công trình, cấp công trình: Công trình thuỷ lợi, cấp III

- Hình thức đầu tư: Sửa chữa, nâng cấp

c) Giải pháp kỹ thuật và chỉ tiêu thiết kế:

* Đập đất: Tuyến đập cơ bản bám theo tuyến cũ;

- Xử lý chống thấm thân đập từ cọc D7 đến cọc D17 dài 244,5m (theo chiều dài đập từK0+251,34 đến K0+495,84) bằng khoan phụt vữa sét- xi măng 02 hàng tạo màng chống thấm,hàng cách hàng 1,5m; hố cách hố 3,0m và được bố trí so le nhau

- Đắp đất áp trúc mở rộng đỉnh đập Bđ = 5,0m bằng đất đồng chất đầm chặt K ≥ 0,95;cao trình đỉnh đập +26,0m; hệ số mái thượng và hạ lưu m = 3,0 Mặt đỉnh đập gia cố lángnhựa tiêu chuẩn 4,5 kg/m2 gồm 3 lớp dày 3,5cm; móng cấp phối đá dăm 4x6 tiêu chuẩn dày15cm; đất đầm chặt K ≥ 0,95 Mái đập thượng lưu gia cố bằng đá học xếp khan dày 25cmtrong khung dầm BTCT M200; tầng lọc ngược gồm lớp cát sạn dày 10cm và lớp vải địa kỹthuật HDPE Mái đập hạ lưu trồng cỏ bảo vệ, rãnh gom thoát nước rộng 20cm bằng sạn sỏilòng suối Vật thoát nước hạ lưu kiểu ốp mái bằng đá hộc xếp khan dày 25cm trên tầng lọcngược sạn sỏi dày 10cm và cát hạt thô dày 10cm; rãnh thoát nước chân mái hạ lưu bằng đáhộc xây VXM M100 dày 25cm

* Tràn xả lũ: Xử lý chống thấm nền tràn (gồm nền tràn chính 34m và tràn phụ 54m)bằng khoan phụt vữa sét- xi măng 01 hàng tạo màng chống thấm, hố cách hố 2,0m

* Đường công vụ: Chiều dài 262,52m; nền đường rộng 6,5m bằng đắp đất cấp phối đồihoặc đào nền lu tăng cường đạt K ≥ 0,95; hệ số mái ta luy đào mđào = 1,0 và mái đắp mđắp =1,5; mặt đường rộng 3,5m kết cấu bằng đắp đất cấp phối đồi dày 30cm đầm chặt K ≥ 0,98;trồng cỏ bảo vệ mái ta luy dương

Và một số công trình khoan phụt chống thấm khác như: Hồ Bàu Bàng, hò Khe Chè, hồĐồng Suôn…

1.4 Một số công trình tại các địa phương khác ở Việt Nam

1.1.1.12 Khoan phụt chống thấm Thủy điện Buôn-Kuốp bằng Ximăng và cát

Khoan phụt Ximăng trộn cát cố kết và chống thấm nền với khối lượng cực lớn như ởđập chính, dự án thủy điện Buôn Kuốp lần đầu tiên áp dụng ở Việt nam - Quy trình khoan,phụt Ximăng+Cát vào lỗ rỗng lớn có nhiều khác biệt so với phụt ximăng vào nền đá thôngthường,đã góp phần bổ sung cho kinh nghiẹm xử lí nền công trình thủy công - Trong thờigian 18 tháng,Công ty Cổ phần Tư vấn & Xây dựng Thủy công Sông Cầu đã khoan phụt 21

000 mét, sử dụng 16 000 tấn Ximăng, 17 000 mét khối cát cho việc chống thấm này

a) Đặc điểm nền đập chính.

Nền đập chính hồ chứa nước - Dự án thủy điện Buôn-Kuốp là lớp đá Bazan bọt xốp, lỗrỗng chiếm tới 70 – 80 % , nứt nẻ nhiều Chiều rộng khe nứt dao động 1cm – 2 cm, có nhiềuhang hốc rộng từ 1m đến 1,5m Vì vậy, việc tạo màn chống thấm không th áp dụng biện phápphụt thông thường, mà phải kết hợp phụt vữa có nhiều thành phần khác nhau: loạiXimăng+Cát+nước; loại vữa Ximăng+nước…

Đơn vị thiết kế: Công ty Tư vấn Điện 2 (PECC-2), thi công : Công ty Cổ phần tư vấn &xây dựng Thủy Công Sông Cầu và một vài đơn vị khác Thời gian thi công bắt đầu tháng 3-

2007, kết thúc tháng 7-2008 Trong xây dựng các công trình thủy công, các tài liệu tham khảo

có nói tới việc phụt cát ( phụ gia trơ), nhưng trên thực hiếm khi gặp, đặc biệt phụt cát với khốilượng lớn như ở hồ chứa Buôn-Kuốp từ trước tới nay chưa thấy có ở Việt nam

Để chống mất nước hồ chứa, nhà tư vấn thiết kế đã đề xuất biện pháp khoan, phụt tạo màn chống thấm tương tự như ở đập chính, với quy mô, kích thước cnhư bảng dưới đây .b) Quy mô, kích thước đập & màn chống thấm tại đập chính và ven hồ

6- Chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật

- Số hàng khoan - Chiều sâu hố

khoan - Vật liệu sử dụng khi q <

2 28,0XM+nước XM+Cát+nước 22088,0 28 877,0 35433,0c) Thiết bị thi công:

Điều khác biệt ở đây chủ yếu về thiết bị là máy bơm vữa Ximăng+Cát Máy bơm loạinày về nguyên tắc không dùng Piston trực tiếp đẩy vữa đi được, vì nếu như vậy, cát sẽ phá vỡkết cấu này nhanh chóng Công ty Sông Cầu đã gia công bơm theo nguyên lý truyn lực đẩyqua một kết cấu trung gian là màng cao su.Việc sử dụng các máy tự ghi khoan phụt cũng ápdụng đường dẫn vữa với kích thước lớn hơn thông thường

Các thiết bị Công ty Sông Cầu đã dùng:

Gia c ông t ạiVN

d) Tóm tắt Quy trình phụt vữa XM+cát+Nước:

Xác định tỷ lệ và thành phần vữa phụt : i) dùng vữa XM+Nướ ứng với đoạn phụt cóluợng mt nước đơn vị < 50 Lu; ii) dùng vữa XM+Cát+Nước với các đoạn phụt có q > 50 Lu;iii) trường hợp độ rỗng lớn dùng biện pháp đổ vữa từ trên miệng hố - sau đó kết hợp bơm phụtvữa

Trình tự, cách thức tiến hành khoan, phụt, bắt đầu, kết thúc tương tự như các giải phápphụt vữa vào nền đá theo quy định hiện hành : Tiêu chuẩn ngành 14TCN82-1995 – Côngtrình Thủy Lợi - Quy trình khoan phụt vào nền đá

5- Khối lượng thực hiện:

Năm 2008, Công ty Cổ phần Tư vấn và xây dựng Thủy công Sông Cầu đã thực hiệnkhoan, phụt 21 000m dài vào nền và viền hồ , với lượng Ximăng được sử dụng 16 000 tấn,

500 m3 cát

Kết quả việc okhoan phụt này đã lấp nhét toàn bộ các khe rỗng lớn, giảm đáng kể lưulượng thấm, đạt mức an toàn cho tích nước hồ chứa ( Hồ chứa nước đã được tích nước đấnMNDBT 28-2-2009 và đã phát điện tổ máy đầu tiên vào 26-2-2009)

Tài liệu tham khảo: Một số kinh nghiệm khoan phụt cát vào nền đá - tạp chí Tài NguyênNước - Tháng 6-2008

1- Ảnh mặt bằng khoan, phụt chống thấm viền hồ chứa

2- Ảnh Máy tự ghi TS-2 - Trung Quốc

3- Ảnh máy bơm phụt Cát+Ximăng

TÊm b¹t

ChÊt bao t¶I c¸t lµm tÇng ph¶n ¸p

CÇu Giao th«ng trªn cèng

Công trình đang thi công

Minh họa phương án thi công

Hình 9 Sửa chữa chống thấm cống vùng triều

Trước hết chúng tôi phải tìm cách bịt tạm thời lỗ rò, sau đó dùng thợ lặn moihết đá hộc đã đổ xuống trước đây Dùng cát chở bằng xà lan đổ bù vào hố vừa đào(tổng cộng dùng hết 4 xà lan cát) San cát cho phẳng, bằng đáy cống, rải lên đó mộtlớp vải bạt dứa, tiếp theo xếp các bao tải cát đè lên lớp bạt để làm tầng phản áp Cáccông việc trên phải dùng thợ lặn làm việc dưới độ sâu 5m nước

Đặt máy trên sàn đạo bắc qua các trụ pin (cách mặt nước 2m), qua lớp nước5m, khoan xuyên qua lớp bạt dứa, xuống tiếp 10m nữa và bắt đầu phụt Khi mũi khoanlên gần mặt đáy thì pha phụ gia đóng rắn nhanh vào vữa để tránh hiện tượng dòngthấm phã vỡ XMĐ trước khi nó đông kết Ngay sau khi làm xong phía thượng lưu thì

đã chấm dứt được rò nước, nhưng chúng tôi vẫn quyết định làm cả phía hạ lưu Toàn

bộ thời gian thi công hết 2 tháng

Đây là một thành công có ý nghĩa thực tế, vì ngoài Jet-grouting thì hiện naychưa có cách nào giải quyết được những lọai hư hỏng kiểu này mà không phải bơmkhô tát cạn

1.1.1.14 Xử lý đê quai thuỷ điện Sơn la bằng biện pháp khoan phụt chống thấm

Chống thấm đê quai thuỷ điện Sơn la có vai trò quan trọng trong thi công toàn côngtrình Tại công trình này đã sử dụng nhiều công nghệ chống thấm, nhằm đáp ứng yêu cầu vềtiến độ cũng như để đảm bảo hố móng khô ráo

Nền đê quai thượng – hạ được xác định qua công tác khảo sát địa chất vùng tuyến công trình

đã nhận thấy có điều kiện phức tạp bởi dưới nền có tầng cát cuội sỏi dày từ 1 m đến 18 m, cólẫn nhiều đá tảng nhưng không rõ được cụ thể chiều dày riêng biệt của tầng cát và tầng cuộisỏi Hàm lượng cuội có đường kính >15cm khoảng 10% Trong quá trình nghiên cứu khoanthí nghiệm biện pháp chống thấm bằng tường xi măng đất đã kiến nghị cần phải thực

chiều dày của từng loại cát, cuội sỏi… Các biện pháp khoan phụt chống thấm được áp dụngxen kẽ theo điều kiện của từng khu vực

Sau khi hoàn thành lưu lượng nước chảy vào hố móng khoảng 200 m3/h dễ dàng kiểm soátbằng các máy bơm tiêu nước hố móng

Công tác thi công kết cấu màn chống thấm dưới nền aluvi đê quai giai đoạn II đã kịp tiến độchống lũ năm 2006