Thi công đập bê tông đầm lăn dương khánh linh,đặng dũng, tống văn hăng

giáo trình đại học thi công đập bê tông đầm lăn trường đại học thuỷ lợi điện lực vũ hán Chủ biên: Dương Khánh Ninh Nhà xuất Thuỷ lợi thuỷ điện Trung Quốc giáo trình đại học thi công đập bê tông đầm lăn trường đại học thuỷ lợi điện lực vũ hán Chủ biên: Dương Khánh Ninh Người dịch: Đặng Dũng Hiệu đính: Tống Văn Hăng mục lục Trích yếu nội dung Lời nói đầu Khái lược I Khái lược phát triển II Tính ưu việt bê tông đầm lăn III Những vấn đề tồn bê tông đầm lăn Chương I: Vật liệu hợp thành bê tông đầm lăn thiết kế cấp phối Vật liệu hợp thành bê tông đầm lăn I Xi măng II Cốt liệu III Chất độn IV Chất phụ gia Thiết kế cấp phối bê tông đầm lăn I Nguyên lý thiết kế cấp phối II Các loại cấp phối chủ yếu III Phương pháp thiết kế cấp phối Chương II: Tính chất kỹ thuật chủ yếu bê tông đầm lăn Tính công tác hỗn hợp bê tông đầm lăn I Đặc tính lưu biến hỗn hợp bê tông đầm lăn II Xác định độ công tác hỗn hợp bê tông đầm lăn nguyên nhân chủ yếu ảnh hưởng đến độ công tác III Tính đầm chặt hỗn hợp bê tông đầm lăn ảnh hưởng điều kiện thi công tốc độ chặt hỗn hợp IV Tính chống phân ly hỗn hợp bê tông đầm lăn biện pháp giảm thiểu phân ly Tính kết cấu bê tông đầm lăn sau cứng I Kết cấu bê tông đầm lăn ảnh hưởng đến tính II Đặc tính lực học bê tông đầm lăn III Tính vật lý tính bền vững bê tông đầm lăn Chương III: Trộn bê tông đầm lăn Máy trộn rơi tự cưỡng I Máy trộn rơi tự II Máy trộn kiểu cưỡng Máy trộn liên tục máy trộn gáo I Máy trộn liên tục II Máy trộn gáo Chương IV: Vận chuyển bê tông đầm lăn Xe ben tự đổ I Loại hình II Bố trí đường III Tình trạng lốp xe IV Cách bốc rỡ Băng chuyền I Máy cấp vật liệu 9 13 14 16 16 16 17 19 26 27 27 31 32 40 40 40 45 47 49 50 51 56 62 70 70 70 72 72 72 72 74 74 74 74 75 75 76 77 II Máy rải hỗn hợp bê tông Dốc trượt 77 79 ống chảy chân không nghiêng I Tính lý bê tông đầm lăn chuyển ống chảy chân không nghiêng II Kết cấu hệ thống ống chảy chân không nghiêng Chương V: San đầm bê tông đầm lăn San bê tông I Máy ủi san bê tông II Máy rải bê tông III Máy rải đơn giản Đầm lăn I Đặc tính chủ yếu đầm rung II Các loại đầm rung Nguyên nhân gây ảnh hưởng hiệu đầm rung I Tần số biên độ rung II Tốc độ di chuyển máy đầm III Trọng lượng tĩnh đầm rung IV Năng lượng đầm chặt V Lượng nước sử dụng cho đơn vị thể tích bê tông Phương thức lên cao thân đập I Phán đoán theo độ chín bê tông II Phán đoán theo thời gian ninh kết ban đầu bê tông III Phán đoán theo thời gian sau hỗn hợp khỏi máy trộn Chương VI: Công tác mặt đập thi công điều kiện khí hậu đặc biệt Xử lý mặt khe I Tạo nhám mặt tầng II Đổ vật liệu đệm nối tiếp khe Tạo khe I Dùng máy cắt bê tông để tạo khe II Đục lỗ (hoặc khoan) tạo khe III Chôn tạo khe IV Ván khuôn tạo khe Chôn thiết bị quan trắc I Đào rãnh chôn II Đào lỗ chôn Thi công điều kiện khí hậu đặc biệt I Thi công điều kiện nhiệt độ cao II Thi công điều kiện nhiệt độ thấp III Thi công điều kiện trời mưa Chương VII: Ván khuôn Các loại ván khuôn I Ván khuôn công son II Ván khuôn trượt III Ván khuôn bê tông đúc sẵn IV Ván khuôn lưới thép 80 80 82 84 84 84 85 85 85 86 86 87 87 88 88 88 89 90 92 92 92 94 94 94 95 96 96 96 96 96 97 97 98 99 99 101 102 103 103 103 104 105 105 V Không dùng ván khuôn 106 áp lực bên bê tông đầm lăn 106 Cường độ neo giữ thép neo Chương VIII: Thi công kết cấu chống thấm đập bê tông đầm lăn Các loại kết cấu chống thấm đập bê tông đầm lăn I Chống thấm bê tông thường II Chống thấm bê tông đầm lăn III Chống thấm màng mỏng IV Chống thấm hỗn hợp bitum V Chống thấm bê tông bù ngót Thi công kết cấu chống thấm đập bê tông đầm lăn I Bê tông đầm lăn (tầng chống thấm) II Chống thấm hỗn hợp bitum III Bê tông bù ngót IV Màng mỏng chống thấm Chương IX: Khống chế chất lượng trình thi công đập bê tông đầm lăn Khống chế chất lượng nguyên vật liệu gốc I Xi măng II Tro bay III Cát IV Đá V Chất phụ gia Khống chế chất lượng trình sản xuất Khống chế chất lượng mặt khoảnh đổ I Khống chế công việc đổ đống, san, đầm lăn II Kiểm tra trường thời gian ninh kết ban đầu bê tông đầm lăn III Thiết bị thử phương pháp thử IV Khống chế mức khô ẩm hỗn hợp bê tông đầm lăn V Kiểm tra khống chế đầm chặt tương đối VI Dùng máy đo mật độ hạt để đo dung trọng đầm chặt VII Dùng đồng hồ đo đầm chặt để khống chế dung trọng đầm chặt Đánh giá chất lượng nghiệm thu I Mẫu nhiều II Mẫu Chương X: Dùng bê tông đầm lăn để sửa chữa đập Gia cố đập đất đá 108 110 110 110 111 111 111 111 112 112 112 115 115 117 117 117 117 118 118 118 119 123 124 124 126 128 128 129 134 136 136 137 139 139 Cải thiện điều kiện thủy lực đập đất đá 139 Thay đập cũ 142 Gia cố đập bê tông đập đá 144 Đặc điểm dùng bê tông đầm lăn để sửa chữa công trình I Đặc điểm kết cấu II Đặc điểm vật liệu III Đặc điểm thi công Chương XI: Các ví dụ đập bê tông đầm lăn 145 145 145 146 147 Đập Đảo Địa Xuyên Nhật Bản I Công nghệ đổ bê tông máy thi công II Khống chế chất lượng Đập Willow Creek Mỹ 147 147 148 149 Đập Ngọc Xuyên Nhật Bản I Đặc điểm thi công II Biện pháp khống chế nhiệt độ III Cường độ bê tông đầm lăn Đập Kháng Khẩu Trung Quốc 151 152 152 152 152 Đập Upper Still Water Mỹ 150 Các đập bê tông đầm lăn khác I Đập Elk Creek Mỹ II Đập Auweite Pháp III Đập Nirput Walvistan Nam Phi 153 153 153 153 Trích yếu nội dung Ngoài phần mở đầu ra, sách gồm 11 chương: nguyên vật liệu tạo thành bê tông đầm lăn thiết kế tỉ lệ cấp phối, tính chất kỹ thuật chủ yếu bê tông đầm lăn, trộn bê tông đầm lăn, san đầm chặt bê tông đầm lăn, thi công điều kiện khí hậu đặc biệt công tác mặt đập khác, ván khuôn, thi công kết cấu chống thấm đập bê tông đầm lăn, khống chế chất lượng qua trình thi công đập bê tông đầm lăn, sửa chữa đập bê tông đầm lăn, ví dụ thực đập bê tông đầm lăn Sách dùng làm tài liệu giảng dạy chuyên ngành phương diện thi công công trình thuỷ lợi thuỷ điện trường đại học, cao đẳng; dùng làm tài liệu tham khảo cán kỹ thuật có liên quan đến công trình thuỷ lợi thuỷ điện Nhà xuất thuỷ lợi thuỷ điện Trung Quốc In lần thứ 1: tháng năm 1997 lời nói đầu Quyển sách tài liệu giảng dạy chuyên ngành phương diện thi công công trình thuỷ lợi thuỷ điện Sách gồm 11 chương trừ phần khai lược Trên sở thu thập rộng rãi tài liệu nước đập bê tông đâm lăn, tài liệu đến từ trình phát triển, kỹ thuật, trình độ nay, vấn đề tồn xu hướng phát triển sau Tham gia vào biên soạn sách gồm: - Giáo sư Phương Khôn Hà - Đại học Thuỷ lợi thuỷ điện Vũ Hán (Chương I II) - Giáo sư, kỹ sư cao cấp Dương Vân Trường - Bộ đội thuỷ điện cảnh sát vũ trang nhân dân Trung Quốc (Chương IV) - Giáo sư Dương Khang Ninh - Đại học thuỷ lợi thuỷ điện Vũ Hán (Các chương lại phụ trách hiệu đính toàn bộ) - Giáo sư, kỹ sư cao cấp Tưởng Nguyên Câu - Tổng viện thiết kế qui hoạch thuỷ lợi thuỷ điện Bộ thuỷ lợi (Phụ trách chủ thẩm) Những ý kiến quí báu chủ thẩm, lao động cần cù ban biên tập đồng chí có liên quan có tác dụng lớn đến việc xuất sách này, xin vô cảm tạ Rất mong độc giả đóng góp phê bình Tháng năm 1993 Tác giả Khái lược I Khái lược phát triển: Bê tông đầm lăn loại dùng đầm rung làm cho bê tông khô cứng Trong trình cạnh tranh ác liệt đập bê tông thông thường đập đất đá, nảy sinh đập bê tông đầm lăn Do phát triển lý luận lực học đất nới rộng, hạn chế đập đất đá vật liệu xây dựng, tăng thêm khả sử dụng vật liệu xây dựng chỗ đập Các công trình đất đá lớn sử dụng thi công giới để tăng nhanh tốc độ thi công, giảm giá thành đập đá, mặt kinh tế chiếm ưu mà phát triển mạnh mẽ Trong đập giới có chiều cao từ 15m trở lên đập bê tông chiếm 38% (tính đến năm 1950), từ năm 1951 đến 1977 tụt xuống 25%, từ 1978 đến 1982 lại tụt lùi thêm bước 16,5% Ngược lại với thời gian số lượng đập vòm bê tông xây dựng thung lũng vùng sông hẹp lại tăng lên Cho nên tỉ lệ giảm số lượng đập bê tông lớn tỉ lệ phản ánh Nhưng với việc tạo giá thành thấp đặc tính an toàn thấp đập đất đá so với đập bê tông chưa thay đổi Từ có cố móng không tốt đập trọng lực có đường tim cong cao 62m St Francis (Mỹ) năm 1928 đến không cố khác đập bê tông cao 15m trở lên Gần giới xuất cố đập bê tông Malpasset Pháp vào năm 1959, nguyên nhân trượt tầng kẹp yếu bờ trái men đập vòm mỏng xây bê tông cao 61m gây nên cố Trong vòng 60 năm qua có hàng trăm vụ cố đập đất đá với loại qui môn lớn nhỏ; nguyên nhân đỉnh lũ tràn vật liệu đắp đập bị xâm thực bên gây Ngoài ra, không kết hợp thân đập với công trình xả lũ mà phải xây dựng đường xả lũ chuyên trách bố trí đập nên phải dùng khối lượng lớn vật liệu chỗ gây nên phá huỷ lớn môi trường xung quanh, điều khẳng định đập đất đá đập bê tông Quan tâm tới đặc điểm có sẵn đập đá đập bê tông, người ta cố gắng để tìm loại đập kết hợp độ an toàn đập bê tông với tính thi công hiệu suất cao đập đất đá Vào năm 60 có số công trình tiến hành xây dựng theo ý tưởng Đập Alpa Gera cao 172m hoàn thành năm 1965 Italia đập cao nhất, dùng xe ben trở bê tông từ nhà máy trộn trực tiếp đổ lên mặt đập, sau dùng xe ủi để san, thi công giống đập đá, toàn chiều dài từ bờ sông sang bờ bên đổ bê tông nâng dần độ cao, dùng đầm dùi rung treo sau xe ủi để đầm, lại dùng máy cắt để cắt bê tông sau đầm, xẻ rãnh theo vị trí qui định Năm 1965 Canada xây đập Manicoagan I, xây dựng tường trọng lực cao 18m Bê tông nghèo dùng giữa, dùng xe ủi san, đầm dùi cắm vào bê tông rung, bê tông giàu đổ nên mặt dòng chảy tạo thành mặt thượng lưu theo kiểu cốt pha trượt vuông góc, phía mặt hạ lưu dùng khối bê tông đúc sẵn Các công trình thu hiệu kinh tế tốc độ xây dựng Năm 1970 bang California Mỹ mở hội nghị thi công nhanh bê tông, J.M.Raphael đưa luận diểm gọi ''đập trọng lực tối ưu'', kiến nghị dùng bê tông cát đá dăm để xây đập, dùng máy móc vận chuyển khí có hiệu suất cao với máy nén để thi công Do tác dụng bền xi măng làm tăng cường chống cắt bề mặt nên rút nhỏ kích thước mặt cắt đập; áp dụng phương pháp đổ liên tục thi công đập đất đá rút ngắn thời gian giảm chi phí thi công Năm 1972 địa điểm hội nghị ''thi công kinh tế đập bê tông'' R.W Cannon có đưa luận điểm xây đập bê tông dùng đất nện'' phát triển thêm bước ý tưởng Raphael Cannon giới thiệu dùng xe ben chở bê tông nghèo theo sau máy đầm, ông kiến nghị dùng phương thức cốt pha trượt ngang phía thượng lưu hạ lưu dùng bê tông giàu Theo ông phương thức vận chuyển bê tông xe ben chưa tốt Năm 1973, hội nghị quốc tế đập lớn lần thứ 11, Moffat đưa luận vấn đề ''nghiên cứu bê tông nghèo khô dùng thi công đập trọng lực'' kiến nghị áp dụng bê tông nghèo khô sử dụng 50 năm trước Luki nước Anh để sửa đập, dùng xe lu để đầm Ông dự tính với đập cao 40m trở lên giá thành giảm 15% Trong trình sản xuất phát triển bê tông đầm lăn gây ảnh hưởng nghiêm trọng công trình tu sửa đường hầm Tarbela Pakistan Năm 1974 cửa cống thoát nước lũ đường hầm bị lũ xối sạt lở Việc tu sửa phải tiến hành xong trước mùa xuân tuyết tan, yêu cầu tốc độ thi công phải khẩn trương nhanh Thế áp dụng đổ bê tông đầm lăn để sửa, vòng 42 ngày đổ khối lượng bê tông đầm lăn 35 vạn m3, trung bình ngày đổ 18 ngàn m3, kỷ lục giới nay, cường độ đổ bê tông cao Bê tông đầm lăn từ ý tưởng đến thực nhanh Năm 1980 xuất đập bê tông đầm lăn giới đập trọng lực Đảo địa xuyên - Nhật Bản Đập có chiều cao 89 m Mặt thượng lưu bê tông thường dày 3m có tác dụng chống thấm, thân đập dùng vật liệu kết dính có hàm lượng 120 kg/m3, tro bay chiếm 30%, chiều dày đầm 50cm 70cm Sau đầm xong tầng nghỉ 1~3 ngày lại tiếp tục đổ tầng Dùng máy cắt để xẻ rãnh khe ngang Năm 1982 Mỹ xây dựng đập trọng lực bê tông đầm lăn giới, đập Willow Creek Đập cao 52m, chiều dài trục đập 543m, rãnh ngang dọc Hàm lượng keo dính bê tông đầm lăn có 66 kg/m3 Chiều dày tầng đầm 30 cm đổ liên tục để lên cao Với 331.000m3 bê tông đầm lăn mà đổ tháng xong So với đập bê tông thường thời gian thi công rút ngắn 1~1,5 năm, giá thành 40% giá thành đập bê tông thông thường 60% đập đá hộc Đập Willow Creek chứng minh cách đầy đủ ưu vô lớn kinh tế tốc độ đập bê tông đầm lăn Việc xây dựng thành công đập bê tông đầm lăn thúc đẩy phát triển nhanh chóng nước Mỹ nước toàn giới Tính đến cuối năm 1991 toàn giới có 75 đập bê tông đầm lăn, có 17 giai đoạn thi công Trong số thi công đập trọng lực bê tông đầm lăn cao đập Cung Lạn Nhật cao 155 m Ngoài đập trọng lực xây xong đập vòm trọng lực: đập Knellpoort Nam Phi cao 50m Wolwedans cao 70m Đập vòm bê tông đầm lăn cao 75m Phổ Định - Quí Châu - Trung Quốc giai đoạn thi công Trung Quốc từ năm 1978 nghiên cứu xây đập bê tông đầm lăn, sau tiến hành nghiên cứu với khối lượng lớn nhà, đến năm 1981 đem áp dụng công trình mặt đường bê tông trạm thuỷ điện Long Tử tỉnh Tứ Xuyên, năm 1983 công trường sân bay Hạ Môn tỉnh Phúc Kiến, tiến hành thử nghiệm đầm lăn trời khối lớn, lần thử cuối dùng 50% tro bay trộn vào 152 kg/m3 vật liệu keo dính bê tông Tính chất đầm lăn bê tông cải thiện rõ rệt Cường độ chống nén đạt đến yêu cầu thiết kế, chí có cường độ chống nén vượt 24 MPa, chứng minh tính ưu việt bê tông đầm lăn trộn với lượng lớn tro bay Đến năm 1984 1985 lại tiến hành thử qui mô lớn, ứng dụng bê tông đầm lăn công trình phụ phận công trình, đổ móng bê tông Đồng Giai Tử đập phụ mương Ngưu Nhật, đê quai dọc cửa mương Sa Kê tường chắn trạm máy cắt, tường ngắn hạ lưu âu thuyền đập Cát Châu v.v Tất thí nghiệm mang tính bán sản xuất thi công đầm lăn, bê tông thể tích lớn diễn tập thực đia để rèn luyện đội ngũ, nâng cao trình độ quản lý kỹ thuật thi công, làm sở cho kỹ thuật xây dựng đập bê tông đầm lăn sau Đem thành thu ứng dụng vào công trình mang tính công nghiệp kỹ thuật bê tông đầm lăn trọng lực chọn đập Kháng Khẩu tỉnh Phúc Kiến Dựa vào kết 10 (5) Hạ chiều cao đoạn dài 518m đập đất phía tả ngạn đổ bê tông thường bảo vệ mặt Qua so sánh cuối chọn phương án kinh kết Mặt cắt đập hình 10-3 Hình 10-3: Phương án mặt cắt Mặt đất tự nhiên Mực trữ nước bình thường Tường tâm bê tông Đổ đá Bê tông đầm lăn ống thoát nước 15, khoảng cách 51cm Tổng chiều dài đập đất tả ngạn công trình 1707m Trong có đoạn dài 137m, cao 7,6m, đập đất cát mịn có tường tâm bê tông Đoạn khác dài 1570m đập đất cát mịn cao 1,8m Lượng nước thẩm thấu qua đập đất lớn, nước hồ chứa chảy qua rãnh qua móng đá vôi chảy xuống hạ lưu Xét việc nước thẩm thấu mang theo vật liệu xây dựng thân đập làm cho đập hư nên đề xuất biện pháp rót vữa cắt đứt đường thẩm thấu chân đập Nhưng chi phí rót vữa lớn, đào bỏ toàn phần hạ lưu đập đổ bê tông đầm lăn lấp vào phù hợp Làm có lợi sau: (1) Móng đập kiểm tra xử lý (2) Bức tường tâm bê tông có sẵn dùng làm ván khuôn đổ bê tông đầm lăn (3) Đập đất tường tâm bê tông trở thành đập trọng lực bê tông đầm lăn, trừ bỏ nguy hiểm ống vọt (4) Đập trọng lực bê tông đầm lăn chịu áp lực dương mà không bị nghiêng đổ Thêm bước sửa chữa đem đoạn dài 305m rút xuống cong 152m, mà hạ thấp đỉnh đập bê tông đầm lăn xuống mức thấp so với mực nước 0,3m, mục đích để tạo thành máng dẫn lũ cấp tập tự huỷ Trên đỉnh đập tầng bê tông đầm lăn phủ lớp đất dày 1,2m làm cửa khởi động Khi mực nước hồ chứa dâng đến mức đỉnh 0,15m cửa khuyết thúc xung đẩy lớp đất phủ đỉnh bê tông đầm lăn Làm đem kết hợp hữu ích đập trọng lực bê tông đầm lăn với mương dẫn lũ tự huỷ, riêng tự mương dẫn lũ tự huỷ có tác dụng làm hạ mực nước xuống 0,3m, có lợi cho việc xây lại nhanh chóng sau lũ tràn Mặt cắt mương dẫn lũ theo phương án hình dạng cửa khuyết hình 10-4 10-5 Hình 10-4: Mặt cắt máng xả lũ bê tông đầm lăn Đường đào xẻ Mặt đá Đất đầm Đổ đá Tường tâm Bê tông đầm lăn Đất mặt Đường mặt đất cũ Đá dăm 141 Hình 10-5: Cửa khởi động (đơn vị: m) Hướng dòng chảy Giới hạn tầng đất mặt Đất đầm Mặt đỉnh bê tông đầm lăn Đá dăm mịn Đổ đá Bê tông đầm lăn Tầng đất mặt Thoát nước bù đá dăm thay đập cũ Cho đến năm 1991 nước Mỹ sử dụng bê tông đầm lăn trọng lực để thay hoàn toàn đập đất đá đập bê tông Nhưng đập cũ nội bị xâm thực mà hỏng, có đập bị đỉnh lũ tràn qua hư hỏng nặng, có đập lượng thẩm thấu lớn phải dùng đập thay Lý dùng đập bê tông đầm lăn để thay là: thi công hoàn thành xong an toàn tràn lũ, chống xâm thực, chi phí thấp, tốc độ thi công nhanh chi phí tu thấp Đập Kerrville Ponding đập đất mặt phủ bê tông xây dựng năm 1980 Đập cao 6,4m, dài 182m, đoạn vai trái đập 60m thấp độ cao 0,3m để làm mương dẫn lũ Vào mùa lũ, toàn đập chìm đỉnh lũ Nửa năm sau 1984 đỉnh tràn nước lũ cao 3m xô đổ phần hạ lưu đập Sau điều tra cho thấy, lại có đợt đỉnh lũ tới đập lớn nguy hiểm, mà chọn phương án thay phận bị sụp bê tông đầm lăn 142 Đào bỏ phần hư hỏng hạ lưu, giữ lại phần thượng lưu chưa bị hỏng dùng làm đê quai thi công Đổ bê tông đầm lăn tiếp sát Đề phòng chân ruỗng, đổ bê tông thường dày 0,6m, dài 6,1m làm phòng hộ phần gần thượng lưu mặt tầng phủ lớp vữa cát xi măng để tăng cường kết hợp tầng 30 ngày sau xây xong, kết cấu thay chịu thử thách vô nghiêm trọng Tháng 10 năm 1985, mưa to dẫn đến đỉnh lũ cao 4,4m, ngập toàn đập ngày, nước chảy qua mương dẫn phải tuần lễ Trừ số chỗ đầm chưa chặt bị nước xối theo, phận khác không thấy bị xung thực rõ rệt Đến tháng năm 1987 lại chịu thử thách lần lớn Nước lũ trăm năm có lần với lưu lượng tới 4590m3/s, đỉnh lũ cao tới 4,9m, chưa thấy xung thực rõ rệt cố khác Đập Cedar Falls cao 10,4m, đập bê tông đầm lăn xây dựng phi nham thạch dùng để thay đập cũ lồng gỗ nhồi đá Nơi xây đập tầng đá dăm cát sâu 180 m Sử dụng biện pháp xử lý sau, đào bỏ tầng mặt cát xốp dày 4,9m dùng đất thô thay thế, làm tránh địa chấn mà hoá lỏng, giảm bớt tầng đáy chảy thấm, giảm thiểu lượng thiết hụt Phía thượng nguồn xây tường chắn nước sâu 6,1m, phía thượng hạ lưu đậy nắp bê tông cốt thép để giảm thẩm lậu móng Bố trí hệ thống thải nước thảm bảo vệ tạo thành đất đá dăm vải tạo thành để thu hồi nước thấm khống chế áp lực dương Đỉnh đập rộng 4,6m dốc phía hạ lưu 1:0,8 Đập Quail Creek Dike đập đất Có vết nứt gần thẳng đứng tầng đá dăm cực vụn tạo thành đường thông nước thẩm lậu từ hồ chứa qua đập, mà dẫn dến ống vọt cho đập có vấn đề Công trình thay gọi đập Quail Creek South Dam Do phía gần mặt có lớp đá không thấm nước, chiều sâu tường chắn nước cố gắng chọn yêu cầu nguyên nhân kinh té thi công với khu thấm nước chắn cao Trong tầng móng đá vôi có tầng thạch cao, hoà tan không gây thất Qua việc đào rãnh thoát nước móng vừa kiểm tra tình hình tầng nham thượng nguồn vừa lấp kín khe nứt bê tông Với chiều sâu vậy, tường chắn nước bê tông đầm lăn rộng phương án kinh tế nhất, xem hình 10-6 Tường chắn nước thân đập có khối bê tông đầm lăn 130.000 m3 28.800 m3 bê tông thường đổ vòng tháng trời xong Hình 10-6: Đập Quail Creek South Dam Mặt cắt rãnh nước bê tông Bê tông Bê tông đầm lăn Mái bảo vệ Lỗ 7,6cm, khoảng cách 3m Bê tông 143 gia cố đập bê tông đập đá Có hai đập bê tông đập đá gia cố bê tông đầm lăn Mục đích gia cố nhằm chịu tải trọng địa chấn để tăng khả xả nước tăng tính ổn định xả nước Đập Gibraltar xây dựng vào năm 1922, năm 1948 nâng cao làm đập bê tông để cấp nước dùng cho thành phố Đập cao 60m, đỉnh đập dài 183m, chân đập rộng 19,8m, đỉnh đập rộng 2,1m xả lũ 2550 m3/s Đến năm 1983 tiến hành đánh giá độ an toàn cho rằng, có địa chấn lớn đập bị phá hỏng ứng lực kéo lớn, nên định gia cố Phương án gia cố đổ bê tông đầm lăn chống đỡ mặt hạ lưu đập cũ Mục đích thay đổi đặc tính hưởng ứng động lực, giảm nhỏ ứng lực thân đập có địa chấn Xét tới đập nâng cao để bù tổn thất chứa nước bùn tích tụ, mặt cắt thân đập theo khả thiết kế cao thêm 6m Đỉnh đập tăng rộng 4m Tổng khối lượng chống đỡ lên đến 71100m3 Xem hình 10-7 Hình 10-7: Đập Gibraltar (đơn vị: m) 1- Lỗ thoát nước móng 2- Đường mặt đất cũ 3- Hành lang 4- Thân đập cũ 5- Thoát nước mặt tiếp giáp 6- Chống đỡ bê tông đầm lăn, tầng mặt không độn 7- Bê tông đầm lăn chống đỡ, mặt tầng lót lớp đệm 8- Bê tông tiếp giáp 9- Bê tông mặt Sau gia cố chống đỡ, phần chống đỡ trở thành tổng thể thân đập tiến hành phân tích kết cấu, đập cũ phần chống đỡ phải đảm bảo kết hợp thật tốt Biện pháp áp dụng là: phun cát tạo nhám mặt hạ lưu, đổ bê tông thường lên mặt tiếp xúc đặt ống thoát nước ống thoát nước nửa hình tròn 15 cm, chôn lớp bê tông mặt tiếp xúc bố trí vuông góc, đầu cuối vươn tới máng dẫn nước, cách 6m ống thoát nước làm giảm áp lực dương phần chống đỡ Để hạn chế lượng phát nhiệt bê tông đầm lăn, qui định nhiệt độ đổ bê tông không 210C, dùng nước lạnh trộn tưới nước mát lên đống cốt liệu, sử dụng nitơ lỏng để làm mát hỗn hợp 144 Trình tự thi công đầm lăn xem hình 10-8 Do mặt cắt chật chội, hạn chế tốc độ thi công, cường độ đổ bê tông trung bình ngày 760m3 Toàn 71100m3 bê tông đầm lăn sau tháng hoàn thành Đặc điểm dùng bê tông đầm lăn để sửa chữa công trình Qui mô công trình tu sửa chênh lệch lớn, số 35 công trình làm Mỹ, công trình có khối lượng 800m3, nhiều vượt 130.000 m3 Đối với công trình lớn thay xây đập bê tông đầm lăn khác nhau, vói nhiều công trình tu sửa nhỏ có đặc thù riêng biệt Hình 10-8: Tình tự đổ bê tông đầm lăn 1- Đổ bê tông thường 2- Đổ tầng đệm vữa cát 0,6~1,2cm 3- Bê tông đầm lăn 4- Bê tông đầm lăn đầm chặt 5- Đầm chỗ giáp giới mặt bê tông 6- Đầm dùi bê tông thường 7- Dùng đầm bàn đầm mặt dốc 9- ED: đập cũ I Đặc điểm kết cấu: Khi đập nhỏ dùng bê tông đầm lăn bảo vệ dốc dĩ nhiên áp dụng thích hợp với mặt hạ lưu hình bậc thang Nó thuận tiện cho việc thi công, lại có lợi cho việc tiêu Nó tương đương với việc làm thô nhám mặt dốc, giảm nhỏ gia tốc nước lưu tốc đầu cuối, từ mà giảm bớt kích thước thiết kế tiêu hạ lưu Cho đến với đập đất xây dốc bậc thang bê tông đầm lăn chiều cao lớn đập tới 20m, độ sâu lớn nước qua đỉnh đập 3,7m, lưu lượng đơn vị lớn nước 1,05m3/s/m Nhưng chưa phải cực hạn kiểu bậc thang, thiết kế có đập đất cao lưu lượng đơn vị lớn dùng hình thức bậc thang để bảo vệ mặt Móng hạ lưu không đủ vững chắc, mặt bảo vệ bê tông đầm lăn không cắm vào đá mà làm thành thảm bảo vệ Tấm thảm bảo vệ thường có chiều dài 5~12m dày 0,6~1,2m Khi đầm lăn phân tầng, mặt tầng đổ vữa cát lót để tăng độ kết hợp Biện pháp chống ruỗng đoạn cuối thảm bảo vệ gồm có: tăng chiều dày bê tông đầm lăn đổ tường bê tông thường, lát đá tảng v.v Thông thường phần đáy bê tông đầm lăn có đặt thoát nước không khối bê tông đầm lăn phải cần có đủ trọng lượng để triệt tiêu áp lực đẩy ngược Hình thức thoát nước muôn màu muôn vẻ, cách đơn giản đặt ống thoát nước nhiều lỗ phần đập đất Có đập lắp nhiều tầng ngang ống thoát nước mà đặt cát đá dăm làm tầng thoát nước phần đáy bê tông đầm lăn II Đặc điểm vật liệu: Đã xây dựng 35 công trình tu sửa, có 25 công ty tư nhân quan phủ tham gia thiết kế, 80% thiết kế coi bê tông đầm lăn đất, thiết kế tỉ lệ cấp phối lấy quan hệ lượng nước- mật độ làm sở; lại thiết kế theo khái niệm bê tông 145 Vì lượng công tình nhỏ, thời gian kinh phí bị hạn chế, nghiên cứu sâu tỉ lệ cấp phối, mặt sử dụng keo dính có bảo thủ, thay đổi từ 133 kg/m3 tới 297 kg/m3 Trong thiết kế nghiên cứu tính nhiệt độ thấp thiếu, tương đối ý cường độ sớm, nhiều công trình dùng xi măng mà không trộn tro bay Cũng công trình trộn chất phụ gia III Đặc điểm thi công: Với công trình nhỏ thường mua cốt liệu có sẵn thị trường chọn loại thuận thiện cho việc trộn bê tông xưởng, phần lớn dùng xe tải có cấu bốc tải phía trước để vận chuyển, dùng máy ủi san, đầm rung để đầm Đặc điểm công trình nhỏ thường chật hẹp, máy móc thi công khó mà đạt đựoc suất cao Hơn chi phí cố định rải lên bê tông đơn giá bê tông đầm lăn công trình tu sửa thường cao công trình lớn Chẳng qua so sánh với phương án tu sửa khác công trình tu sửa bê tông đầm lăn kinh tế hơn, có sức sống 146 Chương XI: Các ví dụ đập bê tông đầm lăn phần sách giới thiệu hai phương diện nguyên vật liệu thi công đập bê tông đầm lăn Trong chương, tiết đề cập đến tình hình cụ thể đập ví dụ dẫn chứng Tuy nhiên chưa nêu đặc điểm chủ yếu toàn cảnh đập, phát sau đưa chúng vào vận hành Để bổ cứu vấn đề này, chương chọn số đập bê tông đầm lăn có tính đại diện để tường thuật rõ thêm Đập Đảo Địa Xuyên Nhật Bản Đây đập bê tông đầm lăn trọng lực giới, xây dựng năm 1980 Việc xây dựng đập Đảo Địa Xuyên hình thành gọi phương pháp thi công trọn ''RCD'', sau đem ứng dụng thi công đập bê tông đầm lăn tất đập Nhật Bản Đập Đảo Địa Xuyên công trình thuỷ lợi lợi dụng tổng hợp, phụ trách nhiệm vụ cấp nước phòng lũ Đập cao 89m, đỉnh dài 240m với khối lượng bê tông 317.000 m3, có 136.000 m3 bê tông đầm lăn, chiếm tỷ lệ52% Đưa vào sử dụng thời gian năm tiến hành thí nghiệm nhà bê tông đầm lăn, thí nghiệm thi công, chọn phương án thi công đập lớn Phân khu bê tông thân đập hình 11-1, A bê tông phần ngoài, D móng bê tông C đường hành lang bê tông, tất bê tông thường Phần nội bê tông đầm lăn B, cao 40m B 40m B Hình 11-1: Phân khu bê tông đập Đảo Địa Xuyên A- Bê tông phần B- Bê tông nội C- Bê tông đường hành lang D- Bê tông móng Tỉ lệ cấp phối tiêu chuẩn bê tông xem bảng 11-1 I Công nghệ đổ bê tông máy thi công: Công nghệ đổ bê tông đầm lăn máy móc thi công gồm: (1) Máy trộn: Dùng máy trộn song trục cưỡng KBHS-1500-C, có dung tích máy 1,5 m3, thời gian trộn 30s, suất 100m3/h (2) Vận chuyển: dùng máy 13,5T cần cẩu cáp cố định chuyển gầu 4,5 m3 lên mặt đập, chuyển 100m3, sau đổ vào phễu di động 15m3, dùng xe ben tự đổ 11T chuyển lên khoảnh đổ Để giảm phân ly rỡ bê tông, rỡ thành lượt, trước tiên 1/3 dịch lên phía trước rỡ nốt 3/2 Toàn mặt đập chia làm khối, khối có diện tích khoảng 2000m2 (3) San: chỗ thường dùng xe ủi, gần ván khuôn cốt thép dùng xe xúc đổ bánh lốp 0,3m3 để san Hai bên lưới gạt xe ủi hàn chắn có gân trợ lực hình tam giác Chiều dày tầng đầm chặt: với chiều cao đập 40m trở xuống 50 cm, 40m trở lên 70cm Mỗi lớp rải san 15~20 cm Tầng dày 50 cm chia làm lớp san, tầng dày 70 cm chia làm lần san 147 (4) Khe ngang: phần bê tông thượng, hạ lưu trước đổ bê tông lắp hệ thống ngăn nước, đặt kim loại phân cách thành rãnh, sau đổ bê tông thường phần bê tông dùng máy cắt bê tông tạo khe Lúc đầu, cắt khe sau đầm lăn thấy cắt làm hỏng bê tông hai bờ khe, sửa lại cắt trước đầm Dùng ván khuôn tạo khe bê tông móng (5) Đầm dùi đầm lăn: phần bê tông nội dùng đầm rung BW-200 để đầm, tốc độ hành trình km/h, với tầng dày 50 cm đầm lượt không rung trước, sau đầm tiếp lượt đầm rung, lại đầm lượt không rung chỗ liên kết bê tông thường bê tông đầm lăn, dùng đầm dùi đầm bê tông thường, sau đổ bê tông đầm lăn dầm chặt chỗ liên kết có tính đàn hồi, lại dùng đầm dùi đầm lại (6) Xử lý mặt khe ngang: Sau ngày đổ bê tông (mùa hè) ngày (vào mùa đông) dùng máy cào tạo nhám, phận bên cạnh dùng máy cào cầm tay cào nhám dùng nước cao áp phun xối tạo nhám Cho máy làm khử Máy cào cào 200~350m2, 10 ngày thay chổi lần Quét dọn xong đổ lớp vữa cát dày 1,5 cm, chỗ mặt đá đổ dày cm, dùng sức người để cào Từ nõn khoan cho thấy, đổ vữa cát mà mặt tầng kết dính tốt, cường độ chống cắt mặt khe đạt khối bê tông hoàn chỉnh (7) Bảo dưỡng: mùa hè dùng bảo dưỡng phun sương, có số chỗ bảo dưỡng nước chảy tự nhiên Mùa đông để phòng đóng băng phải bảo dưỡng bảo ôn Bảng 11-1 tỉ lệ cấp phối tiêu chuẩn bê tông Chủng loại Loại A Loại B-1 Loại B-2 Loại C Loại D Hạt cốt liệu to (mm) Tỉ lệ nước keo (%) Lượng tro bay (%) Tỉ lệ cát (%) Độ sụt (cm) Hàm lượng khí (%) 80 39.1 30 34 41,5 80 80,8 30 34 80 87,5 30 80 49,1 80 76,1 Nước (kg/m3) Xi măng C (kg/m3) Tro bay F (kg/m3) C+F (kg/m3) Cát (kg/m3) Cốt liệu thô (kg/m3) Chất phụ gia (kg/m3) 3,51 130 154 66 220 670 1377 0,55 - 1,51 105 91 39 130 749 1476 0,325 34 - 1,51 105 84 36 120 752 1482 0,300 30 34 41,5 3,51 440 199 86 285 593 1341 0,71 30 34 41,5 3,51 137 126 84 180 687 1353 0,45 II Khống chế chất lượng: Nội dung khống chế chất lượng đập bê tông đầm lăn Đảo Địa Xuyên bao gồm mặt sau: (1) Khống chế vật liệu: ý chất lượng vật liệu gốc Định kỳ kiểm tra thiết bị đo lường, dung sai thiết bị đo lường phải nhỏ bê tông thường (2) Khống chế độ nhão: Tiêu chuẩn khống chế trị số VC 20 10S Trong thực tế thi công lấy tiêu chuẩn 10s (3) Khống chế hàm lượng nước cát: dùng máy đo thuỷ phân kiểu tụ điện, cách phút đo lần, tự động điều chỉnh cho nước cát Phòng thí nghiệm cách lại đo hàm lượng nước cát lần so sánh với thuỷ phân kế Máy thủy phân kế dùng tốt, độ xác cao (4) Thi công mùa hè: nguyên tắc, từ tháng 8~9 ban ngày không đổ bê tông Thời gian cho phép từ lúc khỏi máy trộn đến lúc đổ xong qui định 4h theo khả thi công Thời gian gián đoạn với chiều dày tầng đầm 50 cm qui định ngày sau sửa thành ngày (5) Thi công mùa đông: dùng nước 400C để trộn, bê tông đổ xong tiến hành bảo dưỡng bảo ôn 148 (6) Khoan lấy mẫu: Khoan điểm đập, đương kính mẫu khoan 170 mm, tổng đài 370m, làm thành mẫu thử 360 mẫu Trong 91 mẫu kỳ hạn 91 ngày, có mẫu không đạt cường độ 10,8 MPa (cường độ thiết kế) Dung trọng thiết kế 2,3T/m3, dung trọng tất mẫu thử lớn trị số thiết kế Mẫu thử tầng dày 50cm, cắt ngang giữa, cường độ đo tầng chênh lệch không lớn Với tầng dày 70cm, cắt ngang mẫu thử đo cho thấy, cường độ tầng thấp tầng khoảng 30%, tượng ''trên yếu khoẻ'', chưa rõ nguyên nhân Dùng kính phóng đại soi thấy chưa thải hết không khí vữa xi măng bọt khí Nhưng hệ số thẩm thấu đạt 1x10-7 ~ 1x10-3 cm/s, không đáng lo ngại khe hở làm thấm nước, trực quan cho thấy chất lượng bê tông tốt Đập WILLOw CREEK Mỹ Đập Willow Creek xây dựng năm 1982, đập giới dùng toàn bê tông đầm lăn Đập Willow Creek chủ yếu ngăn lũ Đập cao 52m, đỉnh đập dài 543m, đoạn lũ tràn dài 116m Lượng bê tông 331.000 m3, tuyệt đại phận bê tông đầm lăn Phân khu thân đập bê tông hình 11-2 Hình 11-2: Mặt cắt đập tràn đập Willow Creek (đơn vị: m) Mặt cắt tiêu chuẩn đập tràn kiểu hở hình 11-2 Để cải thiện điều kiện dòng chảy, dùng bê tông thường xây đỉnh đập tràn hình cong, độ dốc mặt dòng tàn hạ lưu 1:0,8 không dùng ván khuôn mà trực tiếp đầm lăn Thiết kế cho rằng, đầm chặt không tốt mặt dốc phạm vi 30cm mặt chất lượng bị xói để lại bê tông đầm lăn phù hợp với chất lượng mặt đập tràn Tỉ lệ cấp phối bê tông dùng đập Willow Creek bảng 11-2 Lượng dùng keo dính bê tông đầm lăn nội có 66kg/m3, để cải thiện tính đầm chặt giảm xu phân ly, cho phép hàm lượng bột mịn qua sàng 200# đạt 10% tổng trọng lượng cốt liệu Độ dốc thân đập bê tông đầm lăn qua thí ngyiệm 1:0,73, mặt hạ lưu không dùng ván khuôn mà trực tiếp đầm lăn thành, đầm rung phía hạ lưu chưa thấy tượng bê tông bờ dốc sạt lở Mặt đập thẳng đứng thượng lưu dùng bê tông cốt thép đúc sẵn, dùng bu lông thép dài 1,5m, 15mm neo móc giữ; chôn vào khối bê tông đầm lăn Không rỡ tâm mặt làm cho mặt đập mỹ quan Không gắn khe để tránh áp lực nước hạ lưu sinh lực tác dụng vào lưng tâm mực nước hồ hạ thấp Tính chống thấm không mặt định mà định thân bê tông đầm lăn 149 Toàn đập lớn khe ngang, đầm lăn toàn mặt cắt Dùng máy trộn kiểu rơi tự 6,8m3 để trộn, máy vận chuyển xúc đổ 12m3 đưa lên mặt đập, nơi không tiện dùng máy vận chuyển dùng xe ben đổ phía sau đổ đáy Máy vận chuyển rải bê tông theo chiều dày 35cm, đầm 30cm Dùng máy đo mật độ hạt đo dung trọng trung bình 2467 kg/m3, tương đương với 98~99% dung trọng lý luận Sai số tiêu chuẩn dung trọng 112 kg/m3 Bảng 11-2 Tỉ lệ cấp phối tiêu chuẩn bê tông đập Willou Creek Lượng vật liệu m3 bê tông (kg) Các phận Mặt thường nguồn Nộ thân đập Mặt hạ nguồn Mặt lũ tràn Bê tông tầng đêm khe tầng ngang thấp Đường kính cốt liệu lớn Tỉ suất nước keo Lượng tro bay (%) 76 1,04 76 Nước Xi măng C Tro bay F C+ F Đá cát 109 104 104 2270 1,62 28,8 107 47 19 66 2293 76 0,72 31,1 109 104 47 151 2223 38 0,44 27,8 118 186 80 266 2082 19 0,44 28 118 194 76 270 2078 Để tránh nứt nhiệt, thi công áp dụng biện pháp sau: (1) Về mùa đông, sản xuất nửa cốt liệu đánh dống để dùng nhiệt độ cốt liệu (2) Đổ bê tông trước ngày tháng (3) Năng lực trộn tối thiểu 306m3/h (4) Tốc độ lên cao: ca tối thiểu đổ xong tầng, ca đổ không tầng Tất biện pháp dễ dàng thực thi Sau xây xong dùng máy quan sát nội phát có vết nứt gần đáy theo hướng thượng xuống hạ lưu, gần giáp giới đập tràn đập không tràn, nguyên nhân mặt cắt chỗ đột biến tạo nên, vết nứt không xuyên qua đập Vấn đề lớn đập Willow Creek thẩm lậu Mùa xuân năm 1983, hồ chứa nước lên đến 15,2m, xuất nước rò đường hành lang mặt hạ lưu Lượng nước rò lớn lên đến 170l/s Con đường rò nước chủ yếu mặt tầng đầm lăn, dùng vữa ximăng rót xử lý Năm sau mực nước hồ chứa lên đến 15,2m cao nước rò 8,5L/s, mực nước lên đến 29m nước rò 128L/s, vào năm sau, lưu lượng rò giảm dần nguyên bùn lấp tác dụng canxi hoá Đập Upper Still water Mỹ Đập cao 89,6m, đỉnh đập dài 815m, khối lượng bê tông 1,281 triệu m3, bê tông đầm lăn 1,225 triệu m3 ván khuôn trượt thi công khối bê tông mặt thượng hạ lưu 69.000 m3, mặt cắt đập xem hình 11-3 Đây đập cục khai hoang Mỹ thiết kế bê tông đầm lăn So sánh lượng dùng vật liệu keo dính cao với đập bê tông đầm lăn nghèo khô đập Willow Creek hình ảnh đối đầu rõ rệt, tỉ lệ cấp phối đập Upper Still water bảng 11-3 Bê tông đầm lăn B dùng vào phạm vi mặt thượng lưu cách 3m phận lại dùng bê tông đầm lăn A 150 Bảng 11-3: Tỉ lệ cấp phối bê tông Willow Creek, kg/m3 Loại Nước Xi măng (C) Tro bay (F) C + F Cát Cốt liệu thô Tầng mặt 139 222 151 373 831 1555 Bê tông đầm lăn A 99 80 174 254 682 2205 Bê tông đầm lăn B 100 95 208 303 688 2140 Vùng đập lớn thuộc khí hậu rét buốt, nhân tố khảo cứu chủ yếu tính bền vững bê tông mặt Dùng ván khuôn trượt để đổ mặt thượng, hạ lưu, lượng keo dính bê tông dùng cao 373 kg/m3 xét tới nứt mặt tầng bê tông, dựa vào để chống thấm, nhiệm vụ chống thấm thân bê tông đầm lăn đảm nhận Bê tông đầm lăn sử dụng lượng tro bay lớn, loại bê tông có tính chống thấm tốt, kết hợp mặt tầng chặt chẽ, cường độ lớn Vì cho phép dộ dốc hạ lưu đập dốc,, nhằm giảm thiểu khối lượng thân đập để có hiệu kinh tế Dùng máy trộn x 6m3 thùng nghiêng hai máy trộn x 3m3 trục xoắn để trộn, băng tải để vận chuyển, khoảng cách 300m Xe ben xe tải đổ sau có lắp van điều chỉnh rải chiều dày Xe ủi bánh ích D-4 san, lưỡi gạt có lắp thiết bị laze để khống chế chiều dày bê tông 38 cm Máy đầm rung hai lu đầm 6~8 lượt Dùng xe tưới nước bảo dưỡng Mỗi ngày làm việc 24h, tuần công tác ngày Dựng ván khuôn trượt vào ban ngày, ca đêm đổ bê tông Qui định nhiệt độ đổ bê tông không 100C, lấy 95% lượng nước đá băng đổ bê tông vào ban đêm để thoả mãn yêu cầu Vùng khí hậu nhiều năm có nhiệt độ trung bình 2,20C biên độ chênh lệch nhiệt độ 130C Đập Upperstill water tạo thành hồ chứa nước, hàng năm bắt đầu vào tháng tích nước tháng xả, đến mùa xuân năm sau mực nước thấp Phương thức vận hành có điều kiện thuận lợi để quan sát mặt thượng lưu Do dùng ván khuôn trượt để đổ bê tông mặt thượng, hạ lưu lại có khe ngang thi công phức tạp hoá, theo tính toán rút ngắn khoảng cách khe xuống 5m tránh khỏi nứt khe, với khe hở dày đặc khó cho thi công tăng chi phí Cho nên thân đập không bố trí khe ngang, phát vết nứt tiến hành bổ cứu hàng năm vào lúc mực nước thấp Đập Upper Still water bắt đầu đổ bê tông vào mùa thu năm 1985, năm có tháng thi công lúc đóng băng; đến măn 1987 hoàn thành Xây dựng xong phát 12 rãnh nứt theo hướng thượng hạ lưu, có khe nứt có lượng nước rò lớn Vào ngày 14-7-1991 phát lượng nước thấm lớn lên đến 155l/s, qua vết nứt chảy vào đường hành lang 32 L/s 103 L/s từ lỗ thoát nước móng chảy vào hành lang Vào mùa xuân năm 1992 tiến hành xử lý vết nứt chủ yếu móng Đập ngọc Xuyên Nhật Đây đập bê tông đầm lăn trọng lực cao 100m giới Trong thiết kế thi công tuân thủ nguyên tắc tác dụng đập Đảo Địa Xuyên 151 Đập Ngọc Xuyên cao 100m, đỉnh đập dài 15m, khoảng cách khe ngang 15m, khối lượng bê tông kà 1,154 triệu m3 bê tông đầm lăn 750.000 m3 chiếm tỉ lệ 65% Mặt thượng lưu đổ bê tông thường dày 3m, mặt hạ lưu dày 2,5m., đáy dày 1,5m, nội đập dùng bê tông đầm lăn I Đặc điểm thi công: Thi công đập Ngọc Xuyên có đặc điểm sau: (1) Đường kính cốt liệu lớn từ 80mm tăng lên 150mm thực tiễn thi công chứng minh, thay đổi làm tăng độ phức tập thi công, để khắc phục tình trạng phân ly phải áp dụng nghiêm chỉnh hàng loạt biện pháp Ngoài lượng xi măng 91 kg/m3 tăng lượng dùng xi măng đập Đảo Địa Xuyên với cốt liệu lớn có 80mm, không tiết kiệm xi măng (2) Chiều dày đầm chặt lên tới 100cm, mục đích tăng chiều dày nhàm giảm số lượng khe ngang Chiều dày 100cm chia làm lần rải san Dùng máy đầm rung BW-22 đầm 12 lượt, sau dùng đầm bánh lớp đầm lượt II Biện pháp khống chế nhiệt độ: Vì đập cao 100 m coi trọng việc khống chế nhiệt độ bê tông Các biện pháp khống chế gồm: (1) Dùng xi măng portland trung hiệt có lượng phát nhiệt thấp trộn 30% tro bay (2) Lấy mức đảm bảo chất lượng, cố gắng giảm lượng xi măng dùng cho bê tông thường bê tông đầm lăn (3) Tiêu chuẩn chiều dày đổ tầng 75 cm, gần đá 50 cm để giảm độ tăng nhiệt (4) Vào mùa nóng, dùng phun nước phun nước lạnh làm sương để làm mát (5) Trong thời gian mùa đông ngừng đổ bê tông, phủ lên mặt bê tông lớn chất cách nhiệt III Cường độ bê tông đầm lăn: Đập Ngọc Xuyên tiếp tục nghiên cứu vấn đề không cường độ bê tông tầng đầm lăn Kinh nghiệm trước ''trên yếu khoẻ", đập Ngọc Xuyên phát VC cao tình hình ngược lại ''trên khoẻ yếu'' Do cho thấy phân bố cường độ tầng có liên quan mật thiết đến mật độ bê tông Đập Kháng Khẩu Trung Quốc Đập bê tông đầm lăn trọng lực Kháng Khẩu đập bê tông đầm lăn Trung Quốc đập giới đập bê tông đầm lăn có đơn độc kết cấu chống thấm Đập Kháng Khẩu cao 56,8m, đỉnh đập dài 122,5m, khối lượng bê tông 6,06 vạn m3 có 4,2 vạn m3 bê tông đầm lăn chiếm tỉ lệ 70% Không đặt khe ngang, mặt thượng lưu áp dụng kết cấu chống thấm vữa cát bitum dày cm, phía lát bê tông lưới thép đúc sẵn dày cm Ván khuôn mặt hạ lưu khối bê tông đúc sẵn Nội thân đập toàn dùng bê tông đầm lăn cấp phối III Dùng máy trộn JL x để trộn bê tông, xe ben 8T chuyển lên đập, xe ủi san nền, san lần đầm lầm, chiều dày đầm chặt 80 cm, dùng máy đo mật độ hạt ND-80 để đo dung trọng trung bình bê tông 2311kg/m3, độ đầm chặt 97% Tỉ lệ cấp phối bê tông đầm lăn bảng 11-4 Bảng 11-4 Tỉ lệ cấp phối bê tông đầm lăn Kháng Khẩu (kg/m3) Vật liệu Xi măng Tro bay Nước Cát Đá dăm Can xi gỗ Số lượng 60 80 98 798 1370 0,26 152 Mác bê tông đập Kháng Khẩu thiết kế R 90 100, lấy mẫu miệng máy 30 nhóm, bảo dưỡng 90 ngày, cường độ chống nén trung bình 12,5MPa, bình quân sai số 1,56 MPa, hệ số biến dị 0,12 Bắt đầu thi công đập Kháng Khẩu tháng 11 năm 1985 đến tháng năm 1986 xong, tháng ngăn dòng lỗ đáy, hồ tích nước Đến tháng năm 1987 nước đạt cốt 614,26m, cách mực nước dâng bình thường 24 cm Đo hành lang lượng nước thấm tối đa 4,4L/s, vài năm sau (cuối năm 19910 qua số liệu ghi lại cho thấy chưa có lượng nước thấn lần lớn điều chứng tỏ đập Kháng Khẩu sử dụng hình thức kết cấu chống thấm thành công Trong trình nước rút, kiểm tra bề lớp vữa cát bitum, đổ tầng chống thấm, tầng 25 cm đổ lớp, yêu cầu công nghệ thi công không chặt chẽ, xử lý mặt tầng có vấn đề tạo thành nạn thẩm thấu qua thân đập Nếu thi công khống chế chất lượng tốt khẳng định hiệu chống thấm tầng vữa cát bitum tốt Các đập bê tông đầm lăn khác I Đập Elk Creek Mỹ: Đập Elk Creek cao 76m, đỉnh đập dài 786m, khối bê tông 76,5 vạn m3 Về vấn đề tồn đập bê tông đầm lăn nghèo khô xây trước việc kết hợp mặt tầng chưa tốt, độ thẩm thấu lớn v.v đập áp dụng số biện pháp cải tiến gọi đại diện cho đập bê tông đầm lăn khô nghèo hệ hai Các biện pháp cải tiến là: (1) Tăng thêm lượng chất keo dính, tổng lượng đạt 103 kg/m3, xi măng 70 kg/m , tro bay 33 kg/m3 (2) Cho đặt khe ngang có vật chặn nước, khoảng cách lớn khe ngang 90m (3) Tăng chiều dày đầm chặt lên 60cm Cứ sau lần rải san đầm lần (4) Rải vữa cát mặt tầng đầm lăn (5) Tiến hành đổ bê tông vào mùa có nhiệt độ thấp Tháng năm 1987 bắt đầu xây dựng, đổ 1/3 chiều cao chừng đình lại, nguyên nhân chưa giải tốt vấn đề bảo vệ môi trường II Đập Auweite cuả Pháp: Đặc điểm lớn đập bê tông đầm lăn trọng lực Auweite bê tông không dùng xi măng Lượng chất keo dính bê tông đầm lăn 130 kg/m3 thành phần; Xỉ quặng 65%, tro núi lửa 30%, bột đá vôi 5% Nhiệt thuỷ hoá lọai thấp, thời gian ninh kết kéo dài có lợi cho tầng kết hợp Đập cao 36m, đỉnh đập dài 254m, khối lượng bê tông 85.000 m3 Mặt đập phía thượng lưu thẳng đứng, dốc mặt hạ lưu 1:0,75, mặt đập xả lũ phía hạ lưu hình bậc thang Bê tông máy trộn liên tục trộn, xe tải trực tiếp chở lên đập máy ủi có lắp khống chế laze san, tầng dày 30 cm dùng máy đầm rung 13,5T đầm lượt Trước đổ tầng bê tông đầm lăn, đổ phạm vi cách mặt thượng lưu m lớp vữa cát xi măng Bờ dốc hạ lưu không dùng ván khuôn không sử dụng bê tông đúc sẵn mà áp dụng máy đầm bờ dốc đơn vị thi công sáng chế ra, đặc điểm đập Auweite III Đập Nirput Walvistan Nam Phi: Đây hai đập vòm bê tông trọng lực xây dựng đập caco 50m, 70m, đỉnh đập dài 200m 270, dùng khối lượng bê tông 5,9 vạn m3 21 vạn m3 153 Địa hình địa chất nơi xây đập phù hợp với đập vòm trọng lực Điều kiện khí hậu hai nơi khác xa Đập Nirput lục địa cao trình gần 1400 Khí hậu thay đổi từ 12,60C đến 38,50C Đập Walvistan cách biển km, cao trình 50m, ngày đóng băng có nhiệt độ cao 260C Với đập cong trọng lực quan trọng không nứt phá vỡ khối hoàn chỉnh kết cấu, có nứt phải phục hồi kết cấu hoàn chỉnh Vì hai đập bố trí khe dẫn dụ hệ thống rót vữa Hình 11-4 hình bố trí hệ thống rót vữa khe dẫn dụ đập tràn Nirput Hình 11-5 hình chi tiết khe dẫn dụ Khe dẫn dụ bố trí dọc theo vòng cung cách 10m khe Hình 11-4 Bố trí hệ thống rót vữa khe dẫn dụ đập Nirput Tấm chắn nước PVC Khe hở 130 x 20mm Bê tông mặt tầng Bê tông đầm lăn Bê tông thường ống rót vữa 25mm ống thoát khí 25mm Hình 11-5 Mắt cắt chi tiết khe dẫn Tấm chắn nước PVC Khe hở 150 x 20mm Bê tông mặt tầng Bê tông đầm lăn Tấm tôn hình sóng ống đổ vữa 25mm ống PVC 32mm Đinh vít 154 Trong lớp bê tông mặt tầng thượng, hạ lưu có hai lợi khe hở 150 x 20mm dùng làm vật dẫn nứt Vật dẫn khe nứt thép mạ kẽm hình sóng ốp vào mà thành Tác dụng làm cho khe thân đập nứt theo khe dẫn dụ phát triển Tấm thép mạ kẽm bố trí cách 1m (chiều cao tầng đầm chặt) ống dẫn vữa bố trí khe hở kim loại mạ kẽm Dọc theo chiều cao cách 4m lại đặt tầng rót vữa, dùng PVC chắn nước quây lại thành phễu rót vữa Cửa vào ống rót vữa bố trí mặt bậc thang hạ lưu Hệ thống khe dẫn dụ nứt đập Walvistan tương tự đập Nirput, khác điểm sau: (1) Vật dụ khe rót PVC mật độ cao, 150x2mm đặt tầng bê tông mặt hạ lưu (2) Vật dẫn nứt PVC mỏng 280 àm; ống rót vữa 40 mm đặt khe hở (3) Chiều cao tầng rót vữa 2m Trong thân đập có chôn cấu thiết bị đo dọi, dọi ngược, nhiệt kế đo nước, không khí, đo áp lực khe đá móng, hợp áp lực móng ẩm kế hiệu ứng lỗ thoát nước v.v tất khe dẫn dụ có thiết bị đo khe nhiệt kế chấn động cong dài 1m, ứng biến kế bắc ngang qua mặt phẳng khe dẫn dụ, để kiểm tra nhiệt độ khe hở Thi công hai đập dùng máy trộn hình gáo 4,5m3 (5,5m3), vận chuyển băng tải, xe ben đổ bê tông, máy ủi lắp laze để san, chiều dày san 30 cm, máy đầm rung 10T, đầm không rung lượt lượt đầm rung, đầm xong có chiều dày 25 cm Mặt tượng lưu dùng ván khuôn trượt Gần ván khuôn khó đầm chặt đổ bê tông thường phạm vi 60cm mặt thượng lưu Trước tiên đổ bê tông mặt, đầm dùi, sau đổ bê tông đầm lăn, đầm lăn cố gắng sát gần ván khuôn thường lưu, chỗ tiếp giáp hai lượt bê tông Trong phạm vi 5m mặt thượng lưu đổ lớp bê tông đệm, dùng bê tông cốt liệu to 37mm, có khuyết điểm làm tăng độ tăng nhiệt thuỷ hoá, sau đổ lại dùng bê tông cốt liệu lớn 19mm cố gắng mỏng chiều dày, cuối chuyển sang dùng vữa cát xi măng kết luận vật liệu tốt làm tầng đệm Sau xây xong, phát đập có vết nứt, vết nứt từ tầng móng phát triển men theo khe dẫn dụ từ mặt đập nhìn thấy, thiết bị kiểm tra đặt bên phản ánh Có số khe nứt bên rộng khe nứt bề mặt, nguyên nhân dòng thẩm lậu phận đập Nirput 6L/S, đập Walvistan 3,3 L/S; thứ ba chảy theo khe nứt xuống mặt hạ lưu, đập Walvistan 3,5L/S Có điểm cần ý, tất khe dẫn dụ có ngăn nước, cho nước chảy qua khe dẫn dụ xuóng mặt hạ lưu, sau phải đặc biệt quan tâm tới chất lượng việc thi công chặn nước Qua việc xây dựng vận hành đập bê tông đầm lăn trọng lực nói lên rằng, bê tông đầm lăn phù hợp với đập vòm, cần đừng xây dựng mỏng 155 ... yếu bê tông đầm lăn, trộn bê tông đầm lăn, san đầm chặt bê tông đầm lăn, thi công điều kiện khí hậu đặc biệt công tác mặt đập khác, ván khuôn, thi công kết cấu chống thấm đập bê tông đầm lăn, ... lượng qua trình thi công đập bê tông đầm lăn, sửa chữa đập bê tông đầm lăn, ví dụ thực đập bê tông đầm lăn Sách dùng làm tài liệu giảng dạy chuyên ngành phương diện thi công công trình thuỷ lợi... liệu thi u để tạo thành bê tông đầm lăn Trong thực tế thi công bê tông đầm lăn nước phần đông trộn phụ gia Lượng chất kết dính bê tông đầm lăn ít, tỉ lệ cát nhiều Để cải thi n tính thi công bê tông