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

Trình tự phụt xi măng...37 2.Công tác Kiểm tra quá trình phụt xi măng tạo màn chống thấm...39 2.1 Kết quả của công tác kiểm tra khi đã hoàn thành phụt toàn bộ hoặc một phần khối lượng th

- -TIỂU LUẬN

QUẢN LÝ CÔNG NGHỆ TRONG XÂY DỰNG

Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Đinh Tuấn Hải

Học viên: Thành Đăng Dũng

Mã học viên: 1582850302012

Lớp: 23QLXD21

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

A NỘI DUNG YÊU CẦU 5

I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG NGHỆ KHOAN PHỤT 6

1- Tổng quan về công nghệ khoan phụt 6

2- Giới thiệu một số công trình có sử dụng công nghệ khoan phụt chống thấm ở Việt Nam và trên thế giới 9

2.1 Xử lý đê quai thuỷ điện Sơn la bằng biện pháp khoan phụt chống thấm 9

2.2 Công trình đập Đá bạc – Hà Tĩnh 10

2.3 Giới thiệu dự án sửa chữa chống thấm cho đập Um-Mun (Hàn Quốc) 11

2.4 Giới thiệu dự án xử lý chống thấm cho cống D10- Hà Nam 14

2.5 Chống thấm cho cống vùng triều 16

3 Kết luận 17

II ĐÁNH GIÁ CÔNG NGHỆ KHOAN PHỤT VỀ MẶT KINH TẾ - KỸ THUẬT 18

1 Phạm vi áp dụng khoan phụt 18

2 Đánh giá về mặt kinh tế - kỹ thuật và khả năng ứng dụng của công nghệ khoan phụt 21

2.1 Ứng dụng trong xử lý địa chất nền và thân đê đập 21

2.2 Áp lực tĩnh trong kỹ thuật khoan 21

2.3 Áp lực tĩnh của khoan phụt trong các kẽ nứt của đê đập 21

2.4 Áp lực phun khoan phụt 22

2.5 Sử dụng trong đập bê tông 23

2.6 Một số công nghệ khoan phụt và thiết bị dùng trong khoan phụt 24

2.7 Đối với công việc lựa chọn thiết bị thích hợp 24

2.7.1 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 đường kính là 3mm,có thể tháo lắp thuận tiện khi sử dụng loại thiết bị này 24

2.7.2 M áy trộn vữa: với chức năng trộn,dự trữ, lọc các loại đá sỏi trong quá trình

trộn,dung lưọng lớn 24

2.7.3 Ống cao áp : lựa chọn ống cao áp và đầu nối chuyên dùng, mỗi loại độ dài không quá 20m 24

2.7.4 Nút bịt tuần hoàn khoan phụt áp lực cao.Có thể chịu đựng áp lực khoan phụt cao nhất, đường hồi vữa từ đáy của hố khoan hồi vữa,đồng hồ áp lực có tác dụng hoà hoãn và vị trí cách ly 24

2.7.5 Bộ ghi phụt tự động Đây là thiềt bị phần mềm tương đối quen thuộc với các khách hàng trong ngành xây dung Đặc biết thiết bị này được sử dụng rất rộng rãi trong các công trình kiến trúc khoan phụt, sản phẩm náy ngày càng phổ biến,phương diện kỹ thuật ngày càng phát triển trong đó bao gồm cả các trình độ công nghệ tiên tiến, là thiết bị điều khiển mà về tài liệu hỗ trợ cũng như kỹ thuật không ngừng được cải tiến 24

2.7.6 Thiết bị khoan phụt 25

2.7.7 Máy tạo xi măng tốc độ cao ZJ- 400A, ZJ- 800 25

2.7.8 Máy trộn vữa JJS- 2B 25

2.8 Máy bơm SGB6- 10 ; SGB9- 12 26

2.9 Bơm nồng độ cao ZJB6- 1.2 ; ZJB6- 1.2 26

2.10 Bộ ghi phụt dữ liệu TS 26

3 So sánh ưu, nhược điểm của các phương pháp khoan phụt 27

3.1 Khoan phụt áp lực Mục tiêu của phương pháp là sử dụng áp lực phụt để ép vữa xi măng (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, quy trình thi công và kiểm tra đã khá hoàn chỉnh Tuy nhiên với đất cát mịn hoặc đất bùn yếu, mực nước ngầm cao hoặc nước có áp thì không kiểm soát được dòng vữa sẽ đi theo hướng nào Do đó hiệu quả chống thấm không lâu dài 27

3.2 Khoan phụt kiểu ép đất 27

3.3 Khoan phụt thẩm thấu 27

III LÝ DO LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ 29

1 Phương án 1: Không chống thấm, chấp nhận thực trạng 29

2 Phương án 2: Phương pháp truyền thống 29

3 Phương án 3: Phương pháp khoan phụt 30

4 Những ưu điểm vượt trội trong phương pháp khoan phụt 31

IV KHẢ NĂNG CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ KHOAN PHỤT 33

1 Khái niệm về chuyển giao công nghệ 33

2 Khả năng chuyển giao công nghệ khoan phụt 33

V QUÁ TRÌNH QUẢN LÝ CÔNG NGHỆ KHOAN PHỤT 36

VI CÁC VẤN ĐỀ KHÁC CÓ LIÊN QUAN 37

1 Trình tự phụt xi măng 37

2.Công tác Kiểm tra quá trình phụt xi măng tạo màn chống thấm 39

2.1 Kết quả của công tác kiểm tra khi đã hoàn thành phụt toàn bộ hoặc một phần khối lượng theo đồ án thiết kế là xác định độ thấm nước của khối đá đã được phụt vữa Độ thấm nước của khối đá này được biểu thị bằng giá trị của lượng mất nước đơn vị thu được qua thí nghiệm ép nước trong các hố khoan kiểm tra với các đoạn ép dài 5 m 39

2.2 Các công việc cần làm khi kiểm tra: 39

2.3 Các hố khoan kiểm tra đánh giá kết quả khoan phụt phải được thí nghiệm ép nước và phụt xi măng 39

2.4 Tổng chiều dài các hố khoan kiểm tra và vật tư để thi công phải được ghi trong đồ án thiết kế, thông thường lấy bằng 5 % đến 10 % tổng chiều dài các hố khoan đã phụt và được chính xác hóa qua kết quả phân tích hồ sơ hoàn công 39

2.5 Các hố khoan kiểm tra bố trí ở giữa các hố khoan đã phụt khi tạo màn chống thấm Tuỳ theo yêu cầu cụ thể của từng công trình, tư vấn thiết kế có thể lựa chọn các cách bố trí hố khoan kiểm tra như sau: 39

2.6 Các hố khoan kiểm tra được khoan, thí nghiệm ép nước, phụt xi măng theo

phương pháp phân đoạn từ trên xuống, mỗi đoạn dài 5 m Ranh giới các đoạn trong

hố khoan kiểm tra thông thường trùng với ranh giới các đoạn của các hố khoan đã

2.7 Việc thí nghiệm ép nước và phụt xi măng tại các hố khoan kiểm tra phải được

tiến hành với áp lực nhỏ hơn áp lực độ chối đã được dự kiến với các hố khoan đãphụt từ 20 % đến 30 % Quy trình công nghệ trong thí nghiệm ép nước và phụt tạicác hố khoan kiểm tra phải phù hợp với quy trình công nghệ quy định cho các hốkhoan phụt 40

2.8 Trong trường hợp nếu độ thấm nước của nền đá tại tim màn chống thấm qua thí

nghiệm ép nước thấy lớn hơn độ thấm nước quy định của thiết kế thì cơ quan tư vấnthiết kế phải phân tích hồ sơ hoàn công khoan phụt mà xác định độ thấm nước thực

tế của nền đá đã đạt được sau khi phụt Theo các trị số đó, cơ quan tư vấn thiết kế sẽkhẳng định giữ nguyên hay chỉnh lại các chỉ tiêu thiết kế về độ thấm nước của mànchống thấm 40

2.9 Các công việc phụt xi măng ở toàn bộ hoặc một phần nào đó của màn chống

thấm được coi là đạt yêu cầu nếu lượng mất nước đơn vị trong các hố khoan kiểm tra

có trị số trung bình và các sai lệch cho phép phù hợp với đồ án thiết kế cũng như vớicác quy định trong các tiêu chuẩn hiện hành 40

3 Đối với công tác nghiệm thu 40 3.1 Lưu ý đối với hồ sơ hoàn công công tác phụt xi măng cần tuân thủ theo quy định

bắt buộc tại TCVN 8645:2011; TCVN 8444:2011 40

TÀI LIỆU THAM KHẢO 41

A 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

Hiện nay công nghệ khoan phụt được sử dụng khá phổ biến để chống thấm chocác công trình thuỷ lợi Có nhiều loại khoan phụt khác nhau, cũng có những loại lầnđầu tiên mới được áp dụng ở Việt Nam

1.1 Tổng quan về công nghệ khoan phụt

Hình 1- Nguyên lý một số công nghệ khoan phụt chống thấm cho công trình thuỷ

Phương pháp này sử dụng khá phổ biến trong khoan phụt nền đá nứt nẻ, quy

yếu, mực nước ngầm cao hoặc nước có áp thì không kiểm soát được dòng vữa sẽ đitheo hướng nào

d 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 xungkích 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

e 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

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 để

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 Giới thiệu một số công trình có sử dụng công nghệ khoan phụt chống thấm

ở Việt Nam và trên thế giới

1.2.1 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 yêucầu về tiến 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 tuyếncông trình đã nhận thấy có điều kiện phức tạp bởi dưới nền có tầng cát cuội sỏi dày từ

1 m đến 18 m, có lẫn nhiều đá tảng nhưng không rõ được cụ thể chiều dày riêng biệtcủa tầng cát và tầng cuội sỏi Hàm lượng cuội có đường kính >15cm khoảng 10%.Trong quá trình nghiên cứu khoan thí nghiệm biện pháp chống thấm bằng tường xi

măng đất đã kiến nghị cần phải thực hiện khoan khảo sát địa chất nền dọc theo tim

đê quai cách nhau 10m một hố, xác định cụ thể chiều dày của từng loại cát, cuội sỏi….Các biện pháp khoan phụt chống thấm được áp dụng xen kẽ theo điều kiện của từngkhu vực

Sau khi hoàn thành lưu lượng nước chảy vào hố móng khoảng 200 m3/h dễ dàng kiểmsoát bằng 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 kịptiến độ chống lũ năm 2006

Khoan phụt chống thấm một công tác hết sức quan trọng trong xây dựng các côngtrình thuỷ lợi Việc sử dụng biện pháp nào tuỳ thuộc vào tình hình và yêu cầu cụ thểcủa từng công trình Có thể sử dụng kết hợp nhiều biện pháp như trong công tác thicông của đập thủy lợi Sơn La

1.2.2 Công trình đập Đá bạc – Hà Tĩnh

Đập đá Bạc nằm trên nền cát thấm nước, hệ số thấm k nền = 10-2 cm/s; dày từ3m (hai vai) đến 18m (lòng suối) ở đoạn lòng suối xuất hiện nước ngầm có áp, trongnền có lẫn các tảng đá mồ côi Phương án đầu tiên được đưa ra xem xét là làm tườnghào Bentonite Tuy nhiên, khi đi sâu phân tích thấy rằng, với nền cát và đặc biệt làtrong nền có nước ngầm có áp như ở đây thì việc giữ vách bằng Bentonite khó đảmbảo Nền lại có lẫn đá nên khi đào nếu gặp phải đá sẽ phải xử lý rất mất nhiều thời gian

1 2 3 1 4 2 5 3

c¾t däc tim t êng chèng thÊm

giíi h¹n t êng ch èng thÊm

Qua công trình này đã có những bài học kinh nghiệm được rút ra là :

+ Khảo sát địa chất nền đập cần phải đặc biệt chú ý, trong đó phải đánh giáđược các yếu tố thuỷ động lực của nước ngầm

+ Thi công phải bắt đầu từ lòng suối tiến vào bờ

+ Cấp phối 200 X + 5 kg Bentonite + 200 lít Nước

Mặt cắt thiết kế Công trình đang thi công

Hình 5 Thi công tường chống thấm nền đập Đá Bạc (Hà Tĩnh)

1.2.3 Giới thiệu dự án sửa chữa chống thấm cho đập Um-Mun (Hàn

Năm 1998 xuất hiện 3 hố sụt trên đỉnh đập, kích thước mỗi hố gần 2m Kết quả

đo thấm cho thấy: Thấm vượt mức cho phép: Max 1.200 ~ 6.000 m3/ ngày - đêm;Xuất hiện 3 hố sụt trên đỉnh đập, đường kính đến 2m; Xuất hiện trượt mái thượng lưuđoạn tiếp giáp với đập tràn

Quá trình sửa chữa khẩn cấp :

Sau khi sự cố xảy ra, Chính Phủ Hàn Quốc đã thành lập đội đặc nhiệm xem xét lạitoàn bộ các tài liệu liến quan đến thiết kế, thi công và tình hình sự cố; các số liệu đã đođạc được; tiến hành công tác khảo sát hiện trường và thí nghiệm trong phòng;

Kết quả ban đầu cho thấy: nguyên nhân của sụt đất là do dòng thấm Từ cao trình 113đến 125 của lõi đất sét trong thân đập do thi công không tốt, làm thành một tầng xungyếu chạy suốt chiều dài đập Khi hồ tích nước đã xuất hiện dòng thấm đi qua chỗ xungyếu này Ban đầu người ta đề xuất các giải pháp sửa chữa như hình 6

Hình 7- Các giải pháp nghiên cứu sửa chữa đã được đề xuất

Phương án xử lý được chọn: sử dụng công nghệ khoan phụt Trong giai đoạn xử

lý lần đầu năm 2002, xử lý bằng công nghệ khoan phụt kiểu nén đất (Compactgrouting) Kết quả vẫn chưa xử lý thấm triệt để, lưu lượng thấm có những lúc đạt đến

2000 m3/ngày đêm (ngày 21/12/2002)

Vì vậy, sang năm 2003 tiếp tục nghiên cứu giải pháp xử lý Lần này đề nghị xử

lý bằng công nghệ thẩm thấu (Permeation grouting) Vật liệu sử dụng lần này làximăng cực mịn, thiết bị nhập của Mỹ

Công việc cụ thể của 2 giai đoạn như sau:

Năm Nhiệm vụ Công việc đã triển khai

2000

Nghiên cứu tài liệu

Khảo sát hiện trường

Khoan và thí nghiệm

đất

Khoan: 8 hố Thí nghiệm: Đo đường bão hoà; hàmlượng muối trong đất; thành phần hạt; dung trọng;thí nghiệm nén 3 trục (12 mẫu); thí nghiệm nénkhông nở hông (14 mẫu); đo thấm (6 mẫu)

Thí nghiệm theo dõi vết 1 ~ 5 lần (muối, chất chỉ thị màu)

Nghiên cứu các số liệu

đo

áp lực đất và áp lực nước lỗ rỗng; lún; chuyển vị;thấm; độ đặc chắc

Khảo sát địa vậtlý Khảo sát bằng địa điện, địa ra đa, X quang Khảo

sát bằng phương pháp chấn động2003

Nghiên cứu tài liệu Xem xét tài liệu thiết kế, tài liệu thi công

Các công việc đã thực hiện trong giai đoạn trướcKhảo sát hiện trường Khảo sát chi tiết các mặt cắt bị thấm

Khoan và thí nghiệm

đất

Khoan 8 hố (6 hố trên đỉnh đập, 2 hố ở chân) Đođường bão hoà; Lấy mẫu không phá huỷ Xác địnhhàm lượng muối trong đất; thành phần hạt; dungtrọng; hệ số thấm, độ cố kết

Thí nghiệm theo dõi vết

Lần thứ nhất: bơm vào 9 hố; Lần thứ hai: bơm vào

15 hố; Quan trắc tai 25 vị trí; chất bơm vào:Rhodamine và thuốc nhuộm

Khảo sát địa điện Tổng cộng trên 8 mặt cắt (3 mặt cắt trên đỉnh đập,

một số mặt cắt ở cơ đập, và ở gần đập tràn)Quan trắc đường bão

hoà Thí nghiệm chất

Quan trắc 4 lần trên 20 hố, 4 hố đặt thiết bị quantrắc tự động

lượng nước Thí nghiệm chất lượng nước 4 lần

Tổng số vật liệu phụt như bảng dưới:

1 Hố bắt đầu (Pilot) 23 4 Ximăng Porland 94.170 kg 13%

Cống tiêu D10 thuộc hệ thống thuỷ nông thị xã Phủ Lý tỉnh Hà Nam được xâydựng năm 2002 Móng đặt trên lớp á sét nhẹ số (3) dày 3m; tiếp theo là lớp số (4) cátbụi hạt nhỏ dày 5m; tiếp đến là lớp sét màu nâu xám Mùa lũ năm 2002, khi đi vào vậnhành xảy ra sự cố mạch sủi sau bể tiêu năng phía đồng Địa phương đã phải đắp đêquai để dâng cao mực nước phía đồng, giảm chênh lệch nước

Nguyên nhân hư hỏng được đánh giá như sau: Lớp đất số (4) là lớp cát bụi Theokết quả khảo sát địa chất, lớp này bắt đầu từ cao trình - 4.48m Do đóng cọc tre xuyênhết lớp (3) là lớp chống thấm tương đối tốt, khi có chênh lệch mực nước đã tạo ra dòng

chảy ngầm xuyên qua lớp (3) ở phía sông chảy vào lớp (4) Lớp này bị xói ngầm, cáchạt nhỏ theo dòng thấm đi về hạ lưu và tạo ra đùn sủi phía sau bể tiêu năng phía đồng Tháng 10 năm 2003, địa phương đã tiến hành sửa chữa bằng cách đào đất hai bên mang cống Bọc xung quanh cống (trừ dưới đáy không làm được) bằng đất sét luyện dày 0.5m rồi đắp trả đất bằng đất thịt đảm bảo dung trọng Làm một hàng cừ gỗ phía sông cuối bể tiêu năng và một hàng cừ gỗ phía đồng, có cùng chiều dài cừ là 3m Luồn ống để bơm dung dịch sét - xi măng xuống dưới đáy cống

Công việc sửa chữa hoàn thành tháng 4 năm 2004, nhưng đến tháng 7 năm 2004khi có lũ ngoài sông, phía trong đồng lại tiếp tục bị đùn sủi, đe doạ vỡ đê Chứng tỏ rằng giải pháp sửa chữa không có hiệu quả Địa phương lại phải tiếp tục hoành triệt cống

Giải pháp sửa chữa của Viện Khoa học Thuỷ lợi: Sử dụng công nghệ khoan phụt cao áp (Jet – grouting) để tạo ra một hàng cừ xi măng - đất chống thấm cắt qua lớp đất (4) là lớp cát bụi – cắm vào lớp 5 là lớp sét nhẹ màu nâu xám

Phương án xử lý được phê duyệt là 200 triệu đồng, giảm 130 triệu so với lần sửa chữa trước đây Thời gian thi công giảm: 15 ngày, trong khi lần sửa chữa trước thi công trong 3 tháng

1.2.5 Chống thấm cho cống vùng triều

Cống có dạng cống - cầu kết hợp, gồm 2 cửa mỗi cửa rộng 8m; chống thấmbằng cừ thép Do thi công không tốt nên cừ bị hở, dòng thấm qua đáy cửa rất mạnh

TÊm b¹t

ChÊt bao t¶I c¸t lµm tÇng ph¶n ¸p

CÇu Giao th«ng trªn cèng

+1.5

4 ~ 6m

Địa phương đã tìm nhiều biện pháp để lấp bịt nhưng không giải quyết được Cống hầunhư không ngăn mặn và giữ nước được nữa

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

1.3 Kết luận

Công nghệ khoan phụt là công cụ hữu hiệu để xử lý sự cố thấm của các côngtrình thuỷ lợi Tuy nhiên, mỗi công nghệ đều có những phạm vi áp dụng, những ưunhược điểm nhất định Những kinh nghiệm đã đạt được trong thời gian qua là rất đáng

quý Tuy nhiên, vẫn còn có nhiều vấn đề cần phải được tiếp tục nghiên cứu để hoànthiện Ví dụ như: công nghệ kiểm tra giám sát chất lượng khoan phụt, loại vật liệuphụt.

Một nguyên lý đã cũ nhưng luôn đúng, đó là "phòng còn hơn chống" , nghĩa làchúng ta phải có giải pháp chống thấm an toàn ngay từ khâu thiết kế, đến công tác thicông, giám sát chất lượng Đừng để đến khi có sự cố mới giải quyết thì bao giờ cũngtốn kém và gây lãng phí lớn

CHƯƠNG 2 ĐÁNH GIÁ CÔNG NGHỆ KHOAN PHỤT VỀ MẶT KINH TẾ

-KỸ THUẬT

1 Phạm vi áp dụng khoan phụt

a Đối với đê đập (TCVN 8644 : 2011 Công trình thủy lợi - Yêu cầu kỹ thuật khoan phụt vữa gia cố đê)

Thân đê được xem xét khoan phụt khi có những đặc tính sau:

- Hệ số thấm của đất thân đê lớn hơn 10-4 cm/s;

- Đê có hiện tượng nứt nẻ, hang hốc, tổ mối, thẩm lậu hoặc các yếu tố ẩn hoạ khác ảnhhưởng đến an toàn đê

* Khoan phụt vữa gia cố thân đê phải đáp ứng các yêu cầu sau:

- Bịt lấp được các lỗ rỗng, khe nứt, hang động vật, tổ mối và các loại ẩn họa khác cótrong thân đê, tạo ra màn chống thấm trong phạm vi khoan phụt vữa gia cố để đạt được

hệ số thấm nhỏ hơn 10-4 cm/s, tăng sự ổn định của đê, hạn chế sự xâm nhập và hoạtđộng của các loại sinh vật gây mất ổn định đê;

- Đảm bảo an toàn cho đê trong khi phụt vữa gia cố và an toàn lao động

- Chỉ được dùng các hóa chất được phép sử dụng không gây tác hại đến môi trường

- Trong quá trình thi công phụt vữa gia cố đê, nếu xảy ra sự cố ảnh hưởng xấu đến antoàn đê thì đơn vị thi công phải dừng thi công và báo cáo ngay với chủ đầu tư, tư vấnthiết kế và cơ quan nhà nước có thẩm quyền để có phương án xử lý kịp thời Trongthời gian chờ ý kiến của cơ quan có thẩm quyền, đơn vị thi công phải có phương ánđảm bảo an toàn cho đê điều

b Đối với nền đá (TCVN 8645 : 2011 Công trình thủy lợi - Yêu cầu kỹ thuật khoan phụt xi măng vào nền đá)

Những nền đá có đặc tính sau đây mới áp dụng biện pháp khoan phụt xi măng:

- Nền là đá cứng hoặc nửa cứng bị nứt nẻ, có độ mở rộng khe nứt từ 0,1 mm đến 10mm;

- Lượng mất nước đơn vị trong phạm vi từ 0,01 L/(min.m2) đến 10 L/(min.m2) và vậntốc chuyển động của nước ngầm nhỏ hơn 2 400 m/d (2,8.10-2 m/s);

- Thành phần hóa học của nước ngầm không phá hoại quá trình ninh kết và đông cứng

* Một số yêu cầu chung khi phụt vữa xi măng vào nền đá:

Cần bố trí đủ mặt bằng và không gian phù hợp với công nghệ thi công khoan phụt Khitiến hành khoan phụt từ các hành lang ngầm thì hành lang đó phải có chiều cao đủ để

bố trí các thiết bị khoan và các máng dẫn mùn khoan, thiết bị xói rửa vận chuyển mùnkhoan ra nơi tập trung

- Khoan phụt xi măng phải được thực hiện trước khi dâng nước Trường hợp phải tiến

hành khoan phụt khi đã dâng nước trước công trình thì phải xem xét ảnh hưởng củacột nước gây ra đối với hiệu quả của biện pháp khoan phụt và có biện pháp xử lý phùhợp

- Phải kết thúc việc phụt xi măng trước khi thi công các công trình tiêu nước của nền

trong phạm vi ảnh hưởng của hố khoan phụt hoặc phải có biện pháp ngăn ngừa cáccông trình tiêu nước bị lấp tắc bởi dung dịch phụt

- Khi khoan phụt qua các công trình bê tông có khớp nối phải có biện pháp che chắn

không để cho dung dịch xi măng xâm nhập vào làm cứng các khớp nối

- Khi phụt vào lớp đá dưới nền, thông thường phải có một lớp gia tải bên trên Lớp gia

tải này phải đảm bảo sao cho khi tiến hành phụt với áp lực thiết kế không bị gãy nứt,dung dịch phụt không chảy ra bề mặt hoặc chảy vào lớp gia tải Lớp gia tải có thể làlớp đá thiên nhiên hoặc tấm bê tông Không cần bố trí lớp gia tải nếu áp lực phụtkhông lớn hơn 0,2 MPa và nền công trình là đá nguyên khối, ít nứt nẻ và khi phụt thửnghiệm cho kết quả tốt

- Nếu lớp đất nền trên mặt là đá không ổn định thì phải đặt các ống chèn qua phạm vi

lớp này và phải đổ vữa xi măng vào khoảng trống bên ngoài ống

* Phụt thử nghiệm

- Trước khi thi công phải phụt thử nghiệm để hiệu chỉnh lại các thông số thiết kế như

khoảng cách giữa các hố khoan, nồng độ dung dịch, áp lực phụt v.v… trước khi tiếnhàn phụt đại trà Vị trí các hố khoan phụt thử nghiệm được chọn trong số các hố khoan

có trong đồ án thiết kế

- Nếu trong đồ án thiết kế có dự kiến kiểm tra chất lượng phụt bằng các phương pháp

địa vật lý hoặc các biện pháp khác v.v… thì trong đợt phụt thử nghiệm cũng tiến hànhkiểm tra chất lượng các phương pháp đó để rút ra các chỉ tiêu đánh giá

* Trình tự phụt vữa xi măng

- Phụt xi măng được tiến hành theo từng hàng, đánh số thứ tự từ hạ lưu đến thượng

lưu, từ trái sang phải, theo nguyên tắc thu dần khoảng cách giữa các hố khoan trên mộthàng theo từng đợt

Khi phụt màn chống thấm phải tiến hành phụt theo thứ tự từ hạ lưu lên thượng lưu vàphải phụt hàng lẻ trước, hàng chẵn sau Trong một hàng, phụt đợt một vào các hốkhoan số lẻ và phụt đợt hai vào các hố khoan số chẵn

- Tùy theo tình trạng nứt nẻ của đá và kết quả phụt thử nghiệm mà quyết định khoảng

cách hợp lý các hố khoan phụt để tạo màn chống thấm Đợt khoan phụt đầu tiên có thể

bố trí các hố khoan cách nhau từ 6 m đến 16 m và phụt cố kết gia cố bề mặt từ 4 m đến

12 m Trường hợp khi phụt thấy có sự thông nhau về thủy lực với hố khoan bên cạnh(khi thấy vữa phụt xuất hiện ở hố khoan bên cạnh) thì phải tăng khoảng cách các hốkhoan phụt lên gấp đôi

- Khoảng cách cuối cùng giữa các hố khoan phụt và số đợt khoan do thiết kế quy định,

phải được chính xác hóa trong quá trình thi công, sau khi phụt xong mỗi đợt và quaphân tích kết quả phụt theo tài liệu hoàn công Nếu kết quả phân tích cho thấy đặc tínhcủa đá ở các đoạn phụt đã đạt yêu cầu của thiết kế thì tiến hành công tác kiểm tra theoquy định Nếu phát hiện khoan phụt chưa đạt yêu cầu thì sẽ phải quyết định khoanphụt đợt tiếp theo Trường hợp khi phân tích số liệu báo cáo hoàn công của hai haynhiều đợt đã phụt thấy không phù hợp với yêu cầu thiết kế thì phải tiến hành khoanphụt một số hố khoan của đợt tiếp theo Số lượng và độ sâu mỗi hố khoan phụt bổsung do tư vấn thiết kế quy định

- Sau khi đã phụt xong một đợt nào đó, nếu tại các hố khoan đã được phụt còn tồn tại

những vấn đề sau thì phải bổ sung thêm các hố khoan phụt

- Các vùng có lượng mất nước đơn vị và lượng tiêu hao dung dịch vượt quá 10 lần sovới trị số trung bình tại các hố khoan đã phụt trong đợt

- Các vùng mà việc phụt chưa được hoàn tất theo như chỉ dẫn của tiêu chuẩn

- Các hố khoan do điều kiện thi công đã không đạt tới độ sâu thiết kế

Các hố khoan bổ sung nếu có số lượng từ 1 hố đến 2 hố phải được khoan tại vị trí cách

hố khoan cũ mà việc phụt chưa hoàn tất là 0,5 m và phải phụt tới độ sâu cần thiết theo