Bàn về nguyên nhân hư hỏng khớp nối Polime qua một số sự cố công trình thủy lợi gần đây và giải pháp khắc phục

Bài viết trình bày và phân tích một số công trình thủy lợi bị sự cố do hư hỏng khớp nối Polime xảy ra thời gian gần đây, biện pháp đã xử lý và bài học kinh nghiệm.

KHOA HỌC CÔNG NGHỆ BÀN VỀ NGUYÊN NHÂN HƯ HỎNG KHỚP NỐI POLIME QUA MỘT SỐ SỰ CỐ CƠNG TRÌNH THỦY LỢI GẦN ĐÂY VÀ GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC Nguyễn Quốc Dũng Viện Thủy cơng Tóm tắt: Bài báo trình bày phân tích số cơng trình thủy lợi bị cố hư hỏng khớp nối Polime xảy thời gian gần đây, biện pháp xử lý học kinh nghiệm Từ khóa: Khớp nối polimer, hư hỏng Abstract:This paper presents the analysis of incidences recently occurred in hydraulic structures because of improper installation of the Polymer waterproofs at the joints Methods and recommendations for repair were also discussed in the paper Keywords: polimer waterproof; joint; fault ĐẶT VẤN ĐỀ* Khớp nối cơng trình thủy lợi, thủy điện trước thiết kế cách Chức khớp nối bảo đảm chuyển vị (do lún, nhiệt) khối bê tơng phạm vi định Ngồi ra, khớp nối cơng trình thủy lợi có kín nước Với cơng trình quan trọng thường khớp nối đồng, lõi nhựa đường (xem Hình 1, H ình 2, hình 3).Với cơng trình quan trọng làm khớp nối đơn giản băng cản nước polimer (Sika, KN92) Hình 4, Hình Do khó khăn việc mua/chế tạo khớp nối đồng chất lượng, khó khăn việc lắp đặt, chưa có quy định chặt chẽ việc sử dụng khớp nối, nhận thức đơn giản kỹ sư tư vấn,… nên nhiều đồ án thiết kế áp dụng khớp nối polimer cho nhiều dạng cơng trình mà đáng khơng phép áp dụng Trong thời gian qua Ngày nhận bài: 03/5/2018 Ngày thông qua phản biện: 12/6/2018 Ngày duyệt đăng: 11/7/2018 xảy cố số cơng trình mà ngun nhân hỏng khớp nối Bài báo trình bày nguyên nhân hư hỏng khớp nối giải pháp xử lý tác giả mà thời gian qua Vì hình thức cơng trình có nhiều dạng, nên báo trình bày dạng ví dụ điển hình cơng trình, từ có kiến nghị chung thiết kế thi công khớp nối HƯ HỎNG KHỚP NỐI Đ ẬP TRÀN KHE TÂN Đập tràn Khe Tân sau nhiều năm hoạt động bị xâm thực mạnh, sửa chữa nâng cấp cách bọc thêm lớp bê tông cốt thép dày 20cm sân tiêu Tuy nhiên, vụ xả lũ đầu tiên, vùng BTCT bọc thêm vùng sân bên hữu bị bong bật hư hỏng hoàn tồn Hình miêu tả trạng ngun nhân bị cố Sau cố, tỉnh tổ chức nhiều họp để phân tích ngun nhân tìm giải pháp sửa chữa.Viện KHTL Việt Nam cử tác giả vào tham gia xử lý Sau khảo sát trường thống kết luận nguyên nhân khớp nối phương án sửa chữa Hình Kết TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 45 - 2018 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ quả, mùa lũ năm 2017 có tần suất nhỏ cơng trình an tồn a Cơng trình cũ thiết kế bọc thêm lớp BTCT với khớp nối kiểu băng Sika bị phá hỏng dòng nước tràn b Sơ họa phân tích nguyên nhân vùng bê tông quanh khớp nối bị phá hỏng c Lớp bê tơng đổ thêm bị hư hỏng dòng lũ tràn phá hỏng d Hư hỏng vùng khớp nối: khớp nối bị bung khỏi vị trí mà khơng bị rách Hình 1: Mơ tả hư hỏng cơng trình khớp nối đập tràn Khe Tân a Sửa chữa lại cách thay khớp nối Sika khớp nối bao tải tẩm nhựa đường b Chi tiết khớp nối bao tải nhựa đường Hình 2: Phương án sửa chữa khớp nối SỰ CỐ CỐNG SƠN ĐỐC TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 45 - 2018 KHOA HỌC Tổng thể cống Sơn Đốc CƠNG NGHỆ M tả phạm vi xảy xói ngầm Hình 3: Cống Sơn Đốc Cống Sơn Đốc s au xây dựng xong đưa vào vận hành xảy tượng nước luồn qua đáy cống Tháng 10/2016 có định phê duyệt phương án sửa chữa giai đoạn 1, sử dụng cừ lassen đóng cuối s ân tiêu phía sơng phía đồng, cơng tác hồn thành vào tháng 12/2016 Tuy nhiên, đến tháng 4/2017 cống tiếp tục bị luồn đáy xói ngầm qua đáy cống từ thượng lưu hạ lưu ngược lại tùy theo chênh lệch mực nước thượng lưu mực nước hạ lưu Hiện tượng miêu tả sau (s họa Hình 4): mang t iêu phía đồng đóng cống - Tường chắn sóng lát hai bên mang cống bị bong tróc, sụt lún gây rò rỉ nước mặt mực nước phía sơng lên cao cao trình +1.20 - Phạm vi đóng cừ Larsen III, L=9m thi công chống thấm giai đoạn (trên đoạn dài khoảng 7m) khoang cống số số (tính từ nhà quản lý qua) bị chuyển vị đầu cừ khoảng 5÷7cm Trong cừ hạp long bị tách me nối, hở khoảng 20cm - *) Có tượng rò rỉ nước vị trí khe lún vị trí tiếp giáp thân cống sân tiêu phía sơng phía đồng Khớp nối PVC khoang cống số phía sơng đoạn tiếp giáp tường biên thân cống tường biên sân tiêu bị rách khoảng dài 4m Khớp nối Sika vị trí t iếp giáp giữ a sân tiêu với đáy cống miêu tả Hình Hình 4: Sơ họa vị trí thấm, rò rỉ mặt (tô nét đậm) - X uất gợn nhỏ, lăn tăn sủi bọt góc s ân tiêu rò rỉ nư ớc hai bên Hiện tượng đùn sủi khớp nối miêu tả mục *) nói đư ợc cho khớp nối bị khiếm khuyết trình lắp đặt Tuy nhiên, việc sử a chữ a điều kiện nư ớc ngập sâu 5~6m không t hể làm TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 45 - 2018 KHOA HỌC a) CƠNG NGHỆ Khớp nối phía sơng b) Khớp nối phía đồng Hình 5: Khớp nối Sika đáy cống Sơn đốc Phương án thiết kế duyệt sau: Tạo tuyến cọc đất – xi măng đáy thân cống phía sơng cách mép ngồi đáy cống 1m Hình Phương án thuận tiện việc bố trí cọc XM Đ chống thấm hai bên mang cống phía cầu Khơng ảnh hưởng thấm trường hợp khớp nối PVC thân cống & tiêu bị rách Tận dụng cầu giao thông để lắp đặt vận chuyển thiết bị vật liệu phục vụ thi công HƯ HỎNG KHỚP NỐI CỐNG DƯỚI ĐÊ, ĐẬP 4.1 Cống đập Hình sơ họa tranh đo độ lún theo chiều dài cống đập Mỹ Qua cho thấy đập không xử lý sinh lún không đoạn Trường hợp đập đá, đặc biệt có đoạn đất nguyên thổ, có đoạn đất đắp tượng lún khơng nghiêm trọng Trong trường hợp này, bố trí khớp nối Sika không tránh khỏi khớp nối bị rách, điều xảy nhiều cơng trình thời gian vừa qua Hình 7: Độ lún khơng cống đập khơng phải đá Hình 6: Tuyến cọc đất – xi măng kéo dài toàn chiều dài cống hai mang Phương án xử lý thời gian qua luồn ống thép bơm vữa bê tông tự lèn vào khoảng giữa, xem ống thép ván khn TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 45 - 2018 KHOA HỌC Thi cơng đập Xạ Hương CƠNG NGHỆ Thi cơng đập Khe Gỗ Hình 8: Thi cơng sửa chữa cống đập phương pháp luồn ống thép, bơm vữa bê tông tự lèn 4.2 Cống đê Cống đê đa số thiết kế cống nằm cọc bê tông cốt thép, nhiên thời gian qua xảy cố nguyên nhân khớp nối Sika bị rách N guyên nhân khớp nối bị rách tranh luận Có ý kiến cho lỗi lắp đặt khớp nối dẫn cụ thể, thi cơng đổ bê tơng làm xơ lệch Lại có ý kiến cho có dịch chuyển đoạn khoang cống Trong thực tế xảy tượng sau: a Băng Sika bị gập đổ bê tông - Trong thiết kế khơng bố trí thép để định vị khớp nối Sika, đổ bê tông xảy tượng có vài đoạn khớp nối bị gập (xem Hình 9a) - Ván khn định vị khơng xác làm tính co dãn khớp nối Về lý thuyết, băng Sika 32 lắp đặt cách (phần lõi băng nằm xác khe) cho phép khối bê tông chuyển dịch nhỏ 9cm Nếu lắp đặt khơng cách (hình 9b) tác dụng co giãn bị vô hiệu, chuyển dịch cho phép 3cm b Băng Sika bị vơ hiệu ván khuôn bị xê dịch đổ bê tơng Hình 9: Các lỗi thường gặp lắp đặt băng Sika Biện pháp xử lý áp dụng: Khó khăn xử lý cống đê bị hư hỏng khớp nối việc làm khơ lòng cống để vào thi công Đáy cống thường nằm sâu, mực nước ngầm cống cao, nước qua khớp nối bị rách chảy vào mạnh kéo theo bùn đất từ vào gây rỗng đất đắp mặt nghiêm trọng Với cống tiêu nước sông, đáy cống thường nằm cao nên nước phun vào không nhiều, việc xử lý đơn giản Hình 10 trình bày phương án làm cống Nhất Trai, TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 45 - 2018 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ áp dụng cho khớp nối bị há không nhiều (