Nghiên cứu các biện pháp quản lý và nâng cao chất lượng đắp đập đất công trình thủy điên thượng kon tum

LỜI CẢM ƠN Tơi xin trân trọng bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc chân thành đến Ban giám hiệu trường Đại học Thủy Lợi, Thầy, Cơ truyền đạt kiến thức bổ ích trình học tập trường Với tất kính trọng, tơi xin chân thành bày tỏ lịng biết ơn với hướng dẫn tận tình, chu đáo Thầy Giáo sư, tiến sỹ Vũ Thanh Te, dành nhiều thời gian tâm huyết hướng dẫn cho tơi suốt q trình hồn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn đến bạn bè, người thân ln bên cạnh khích lệ tơi q trình thực luận văn Cuối cùng, xin cảm ơn gia đình ln hỗ trợ cho suốt thời gian qua, chỗ dựa tinh thần vững để tập trung hồn thành luận văn tốt nghiệp Tơi có nhiều cố gắng để hoàn thiện luận văn tất tâm huyết lực mình, khơng thể tránh khỏi thiếu sót Vì vậy, tơi mong góp ý, bảo Q thầy đồng nghiệp, giúp đỡ q báu mà tơi mong muốn để cố gắng hồn thiện q trình nghiên cứu cơng tác sau Một lần xin chân thành cảm ơn./ Hà Nội, tháng năm 2014 Học viên Trịnh Vũ Mạnh LỜI CAM KẾT Tôi xin cam đoan luận văn hồn tồn Tơi thực Các đoạn trích số liệu luận văn dẫn nguồn có độ xác cao phạm vi hiểu biết Tôi Hà Nội, tháng năm 2014 Học viên Trịnh Vũ Mạnh MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CHẤT LƯỢNG ĐẬP ĐẤT 1.1 Tình hình chung xây dựng đập đất nước ta 1.2 Những vấn đề liên quan đến chất lượng đập đất 1.2.1 Khảo sát 1.2.2 Thiết kế 1.2.3 Thi công 10 1.2.4 Quản lý, vận hành, bảo trì 15 1.3 Những cố xảy đập đất 16 1.3.1 Những xảy với đập đất 16 1.3.2 Một số cố đập đất 19 1.4 Kết luận 25 CHƯƠNG 2: CÁC BIỆN PHÁP QUẢN LÝ VÀ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG KHI THI CÔNG ĐẬP ĐẤT 27 2.1 Các tính chất đất ảnh hưởng đến chất lượng thi cơng đập đất 27 2.1.1 Tính trương nở 27 2.1.2 Tính tan rã 29 2.1.3 Tính lún ướt 31 2.1.4 Hiện tượng co ngót độ ẩm giảm 32 2.1.5 Đặc điểm địa chất công trình guồn vật liệu đất đắp 32 2.2 Các quy chuẩn, tiêu chuẩn áp dụng quản lý chất lượng thi công đập đất 39 2.3 Các phương pháp thí nghiệm quản lý chất lượng đắp đập 41 2.3.1 Quy định chung việc lấy mẫu đất 41 2.3.2 Lấy mẫu 41 2.3.3 Bao gói mẫu 44 2.3.4 Vận chuyển bảo quản 46 2.3.5 Thí nghiệm đầm nén phịng thí nghiệm 47 2.3.6 Thí nghiệm đầm nén trường 56 2.4 Các phương pháp kiểm tra đánh giá chất lượng đắp đập 57 2.5 Kết luận 62 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG ĐIỀU KIỆN KỸ THUẬT ĐỂ QUẢN LÝ VÀ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ĐẮP ĐẬP CƠNG TRÌNH THỦY ĐIỆN THƯỢNG – KONTUM 64 3.1 Giới thiệu cơng trình thủy điện Thượng Kon-Tum 64 3.1.1 Vị trí địa lý, điều kiện tự nhiên tỉnh Kon Tum 64 3.1.2 Giới thiệu thủy điện Thượng Kon Tum 67 3.2 Các yêu cầu chất lượng đập Thượng Kon Tum 73 3.2.1 Công tác chuẩn bị đập 73 3.2.2 Công tác đắp thân đập 74 3.3 Xây dựng điều kiện kỹ thuật để quản lý nâng cao chất lượng đắp đập 75 3.3.1 Lựa chọn độ ẩm đất đầm nén dung trọng thiết kế 76 3.3.2 Khống chế độ ẩm đầm nén cho đất miền Trung 88 3.3.3 Xử lý khe tiếp giáp thi công 92 3.3.4 Biện pháp thi cơng hạn chế tính trương nở đất 95 3.3.5 Điều kiện kỹ thuật thi công đắp đập Thượng Kon Tum 96 3.4 Kết luận 98 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 : Đặc tính tan rã đất có nguồn gốc khác 29 Bảng 2.2 : Ảnh hưởng độ ẩm ban đầu đến thời gian tan rã với đất đỏ ba zan Tây Nguyên 31 Bảng 2.3 : Hệ số “en” đất đỏ ba zan Tây Nguyên 32 Bảng 2.4: Tính chất lý sườn tàn tích đá ba zan trẻ 35 Bảng 2.5: Tính chất lý sườn tàn tích đá ba zan cổ lớp 36 Bảng 2.6: Tính chất lý sườn tàn tích đá ba zan cổ lớp 37 Bảng 2.7: Tính chất lý sườn tàn tích đá ba zan cổ lớp 38 Bảng 2.8 : Các thông số kích thước cối đầm 48 Bảng 2.9 : Các thơng số kích thước cối đầm 49 Bảng 2.10 : Kết thí nghiệm đầm chặt 55 Bảng 2.11 : Bảng kết thí nghiệm độ ẩm 55 Bảng 2.12: Số lượng mẫu kiểm tra 60 Bảng 3.1 : Các thơng số kết cấu mặt cắt đập 68 Bảng 3.2 : Bảng trữ lượng mỏ vật liệu 72 Bảng 3.3: Kết thí nghiệm đầm nén phịng thí nghiệm 78 Bảng 3.4 : Kết thí nghiệm đầm nén trường 86 Bảng 3.5: Cường độ giảm độ ẩm lớp mặt lớp cách lớp mặt 15cm 90 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 : Thiết kế dẫn dịng thi công 11 Hình 1.2 : Dịng thấm phát triển đáy đập 20 Hình 1.3 : Bắt đầu xuất mạch đùn, mạch sủi hạ lưu đập 20 Hình 1.4 : Những cịn lại sau nước hồ bị tháo cạn 21 Hình 1.5: Vị trị thấm số 22 Hình 1.6: Thấm bùng nhùng ngang thân đập vị trí số 22 Hình 1.7: Đập vỡ vị trí cống lấy nước 23 Hình 1.8 : Vị trí cống bị gãy 24 Hình 1.9 : Toàn cảnh đập Khe Mơ sau cố 24 Hình 1.10 : Đoạn thân đập bị vỡ 25 Hình 2.1 : Cối đầm chặt 48 Hình 2.2 :Đường đầm chặt tiêu chuẩn 56 Hình 3.1: Mặt cắt ngang điển hình tuyến đập 69 Hình 3.2: Mặt cắt ngang điển hình tuyến đập 70 Hình 3.3: Sơ đồ chọn độ ẩm cho đất đầm nén đắp đập 77 Hình 3.4: Biểu đồ đầm nén tiêu chuẩn phịng thí nghiệm( mẫu từ bãi vật liệu tràn) 79 Hình 3.5 Biểu đồ đầm nén tiêu chuẩn phịng thí nghiệm( mẫu từ bãi vật liệu số 1) 80 Hình 3.6 Biểu đồ đầm nén tiêu chuẩn phịng thí nghiệm( mẫu từ bãi vật liệu số 2) 81 Hình 3.7 Biểu đồ đầm nén tiêu chuẩn phịng thí nghiệm( mẫu từ bãi vật liệu cửa vào đường hầm) 82 Hình 3.8 : Biểu đồ kết đầm nén trường ( Bãi vật liệu tràn) 84 Hình 3.9 : Biểu đồ kết đầm nén trường ( Bãi vật liệu số 1) 85 Hình 3.10 : Biểu đồ kết đầm nén trường ( Bãi vật liệu số 2) 87 Hình 3.11: Biểu đồ kết đầm nén trường ( Bãi vật liệu cửa vào đường hầm) 87 Hình 3.12 : Mặt xử lý khe nối tiếp ngang 95 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Hiện nước ta trình hội nhập kinh tế quốc tế, diện mạo đất nước không ngừng đổi Với phát triển không ngừng kinh tế theo hướng đổi mới, đại hố, cơng nghiệp hố.Tuy nhiên, nơng nghiệp nước ta đóng vai trò quan trọng việc phát triển kinh tế Từ nhu cầu đó, để nâng cao suất chất lượng ngồi việc đại máy móc nhu cầu cấp nước tưới tiêu cấp thiết Trong năm gần có nhiều cơng trình hồ chứa xây dựng nhằm đáp ứng việc cấp nước tưới cho vùng sản xuất nông nghiệp phát điện, đặc biệt vùng núi trung du Những lợi ích đem lại to lớn, nhiên kèm theo có cố xảy thi cơng ngăn dòng đắp đập làm thiệt hại tài sản Nhà nước tính mạng người dân làm chưa tốt công tác quản lý chất lượng an tồn Chính việc quản lý nâng cao chất lượng đắp đập vấn đề quan trọng cấp thiết Hiện nước ta việc quản lý chất lượng cơng trình xây dựng dựa vào luật xây dựng, nghị định thông tư luật Trong nhà nước ban hành Luật Xây dựng, Chính phủ ban hành Nghị định, ngành liên quan ban hành thông tư hướng dẫn Ngồi nhà nước cịn ban hành định mức dự toán, hệ thống quy chuẩn, tiêu chuẩn xây dựng cơng trình thuỷ lợi Thiết lập máy quản lý tham mưu giúp việc cho công tác quản lý nhà nước chất lượng xây dựng trung ương có cục quản lý chất lượng xây dựng, tỉnh có trung tâm kiểm định chất lượng Tuy q trình xây dựng cơng trình cịn nhiều bất cập q trình quản lý chất lượng Trong thời gian qua xảy hàng loạt cố cơng trình thuỷ lợi, thủy điện gây nhiều thiệt hại người tiền Trong đó, cố liên quan đến đập đất xảy nhiều Chính lần việc quản lý nâng chất lượng đập đất đòi hỏi cấp thiết Mục tiêu đề tài Mục tiêu nghiên cứu đề tài nghiên cứu tổng quan quản lý chất lượng đập đất Tây Nguyên, sâu vào nghiên cứu quản lý nâng cao chất lượng cơng trình cụ thể Tây Nguyên đập Thượng KonTum Cách tiếp cận phương pháp thực - Nghiên cứu tổng quan công tác quản lý chất lượng đập đất - Điều tra khảo sát, thu thập tổng hợp tài liệu thực tế đập đất - Phân tích đánh giá đề xuất giải pháp nâng cao chất lượng đập đất Kết dự kiến đạt - Thực trạng công tác quản lý chất lượng đập đất nay, đánh giá kết đạt được, vấn đề bất cập, tồn cần khắc phục, hoàn thiện - Đề xuất số giải pháp nâng cao chất lượng đập đất Tây Nguyên áp dụng vào cơng trình đập đất cụ thể CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CHẤT LƯỢNG ĐẬP ĐẤT 1.1 Tình hình chung xây dựng đập đất nước ta Từ nhiều kỷ qua, người biết xây dựng đập ngăn sông để tạo hồ trữ nước tự nhiên, điều tiết dòng chảy phục vụ nhu cầu sử dụng nước hạn chế lũ lụt, phát triển thủy điện, tạo môi trường sinh thái… Với nhiều lợi ích mang lại kể trên, nên thập kỷ qua số lượng đập tạo hồ chứa nước Thế giới xây dựng ngày nhiều Nước ta khơng nằm ngồi xu hướng đó, hầu hết đập đất Việt Nam xây dựng từ năm 1954 miền Bắc từ sau năm 1975 nước Ở nước ta, số đập đất tạo hồ chứa nước chiếm khoảng 90%, lại đập bê tơng vật liệu khác Tính đến xây dựng 6500 hồ chứa thủy lợi với tổng dung tích trữ nước khoảng 11 tỷ m3 Trong có 560 hồ chứa có dung tích trữ nước lớn triệu m3 đập cao 15m, 1752 hồ có dung tích từ 0,2 triệu đến triệu m3 nước, lại hồ đập nhỏ có dung tích 0,2 triệu m3 nước [3] - Các tỉnh xây dựng nhiều hồ chứa là: + Nghệ An 625 hồ chứa + Thanh Hóa 618 hồ chứa + Hịa Bình 521 hồ chứa + Tuyên Quang 503 hồ chứa + Bắc Giang 461 hồ chứa + Đắc Lắc 439 hồ chứa + Hà Tĩnh + Vĩnh Phúc 345 hồ chứa 209 hồ chứa + Bình Định 161 hồ chứa + Phú Thọ 124 hồ chứa - Giai đoạn 1960 ÷ 1975: Chúng ta xây dựng nhiều hồ chứa có dung tích trữ nước từ 10 ÷ 50 triệu m3 như: Đại Lải (Vĩnh Phúc); Suối Hai, Đồng Mô (Hà Nội); Khuôn thần (Bắc Giang); Thượng Tuy, Khe Lang (Hà Tĩnh); Rào Nan, Cẩm Ly (Quảng Bình); đặc biệt hồ Cấm Sơn (Lạng Sơn) có dung tích 248 triệu m3 nước với chiều cao đập đất 40m (đập đất cao lúc giờ) - Giai đoạn 1975 ÷ 2000: Sau đất nước thống xây dựng hàng ngàn hồ chứa có nhiều hồ chứa nước lớn như: Núi Cốc (Thái Nguyên); Kè Gỗ (Hà Tĩnh); n Lập (Quảng Ninh); Sơng Mực (Thanh Hóa); Phú Ninh (Quảng Nam); Yazun hạ (Gia Lai); Dầu Tiếng (Tây Ninh)… hồ Dầu Tiếng có dung tích lớn 1,58 tỷ m3 Các địa phương nước xây dựng 700 hồ chứa có dung tích từ 1÷10 triệu m3 Đặc biệt giai đoạn huyện, xã, hợp tác xã, nông trường xây dựng hàng ngàn hồ chứa có dung tích 0,2 triệu m3 - Giai đoạn từ năm 2000 đến nay: Bằng nhiều nguồn vốn đặc biệt nguồn vốn trái phiếu phủ, Bộ NN&PTNT quản lý đầu tư xây dựng nhiều hồ chứa có qui mơ lớn vừa như: Cửa Đạt (Thanh Hóa); Định Bình (Bình Định); Tả Trạch (Thừa Thiên Huế); Nước Trong (Quảng Ngãi); Đá Hàn (Hà Tĩnh); Rào Đá (Quảng Bình); Thác Chuối (Quảng Trị); Kroong Buk Hạ, IaSup Thượng (Đắc Lắc)… Đặc điểm chung hồ chứa thủy lợi đập ngăn sơng tạo hồ, tuyệt đại đa số đập đất - Nhận định chung Hơn nửa tổng số hồ xây dựng đưa vào sử dụng 25 ÷ 30 năm nhiều hồ bị xuống cấp Những hồ có dung tích từ triệu m3 nước trở lên thiết kế thi công lực lượng chuyên nghiệp hồ có dung tích từ 10 triệu m3 trở 89 - Tạo độ dốc cho bãi để dễ thoát nước gặp mưa, xẻ rãnh tiêu nước tập trung cho toàn bãi làm đường bao quanh để tránh nhập nguồn từ vào bãi - Lập kế hoạch khai thác bãi, cần ý việc thoát nước mặt phần vừa khai thác xong Khi vận chuyển đất lên đập; điểm sau cần lưu ý q trình hong khơ đất bãi trung chuyển mặt khối đắp thi công - Rải đất theo lớp với độ dày thiết kế phù hợp với loại máy đầm, tiến hành đảo đất máy xới; - Phơi hong đất tác dụng nắng gió.; - Trong q trình hong khơ cần đảo đất tạo cho tình bốc diễn nhanh đồng Thời gian giãn cách lần đảo phụ thuộc vào cường độ nắng, tốc độ lưu chuyển gió, chiều dày lớp rải độ ẩm đất Theo kinh nghiệm sau 1-2 tiến hành đảo lần; - Sau độ ẩm giảm đến mức yêu cầu thiết kế, tiến hành đảo đất lần cuối trước đầm Quy trình hong khơ đất thực cơng trình Thượng Kon Tum sau: - Tại bãi vật liệu số số : Kiểm tra vị trí bãi thấy rằng, độ ẩm tự nhiên đất dùng để đắp đập lơn so với độ ẩm tốt theo thí nghiệm đầm nén proctor Lấy từ khu vực khác mẫu đất có độ ẩm tự nhiên lớn so với độ ẩm tốt theo kết thí nghiệm W tn = 21,5% Với độ ẩm tự nhiên W = 27%, kết giảm độ ẩm thể bảng 3.4 sau: 90 7Bảng 3.3 Cường độ giảm độ ẩm lớp mặt lớp cách lớp mặt 15cm Thời gian (h) 0,5 2.50 3.50 4.50 W lớp mặt 27 22 20.2 18.5 18 17.8 17.6 W lớp 27 24 23.5 22.3 21.7 21.3 21 Wtb 27 25 23.85 22.4 21.85 21.55 21.3 - Từ kết cho thấy cường độ giảm trung bình khoảng 1% giờ, đất có độ ẩm tự nhiên 27% sau khoảng 5h phơi khơ, đất đạt độ ẩm xấp xỉ với với độ ẩm tốt để tiến hành đầm nén Như vây, tùy thuộc vào độ ẩm ban đầu vật liệu vị trí khác nhau, ta làm giảm để đạt độ ẩm tốt bãi vật liệu mặt đập 3.3.2.2 Quy trình tưới ẩm, tăng độ ẩm cho loại đất khô Đối với đất khô, việc bổ xung thêm lượng nước để đạt độ ẩm tốt việc không dễ dàng Đối với loại đất có hàm lượng sét lớn khu vực Tây Ngun khó khăn Nếu nước tưới trực tiếp vào lớp đất rải mà tiến hành đầm phần ngồi tiếp xúc có độ ẩm q lớn, phần chưa kịp ngấm, cịn khơ ngun, cần có cơng nghệ đặc biệt để thực công tác [6] Lượng nước yêu cầu cần bổ xung cho đất để đạt độ ẩm tốt xác định công thức sau: Q n = γ c ( W γc – W m ) (3-5) Trong : Q n : Lượng nước cần bổ xung cho mét khố đất đầm chặt (m3) W γc : Độ ẩm yêu cầu đầm nén (%) W m : Độ ẩm đất trước đầm (%) γ c : Dung trọng khô thiết kế (T/m3) Dựa vào độ ẩm yêu cầu độ ẩm tự nhiên trên, ta định lượng nước cần thiết tăng thêm cho đất Việc bổ sung lượng nước cho đất 91 thực đồng thời kết hợp hai nơi – bãi khai thác thi công mặt đập Hiện có nhiều thí nghiệm nhằm tìm phương pháp phù hợp Phương pháp tốt cần thỏa mãn yếu tố sau : Thời gian tưới ẩm ủ ngắn nhất, độ ẩm đất phải đồng Thông qua kết thực tế, phương pháp đề nghị áp dụng với quy trình sau: - Tưới nước vịi phun mưa vào khối đào máy xúc bãi khai thác, khối lượng bổ xung khoảng (80-90)% lượng nước yêu cầu; - Tiến hành vận chuyển đất lên đập, tưới phun mưa bổ xung để bù đủ số lượng yêu cầu Ngoài số lượng cần tưới thêm lượng để bù cho bốc trình ủ đất chưa đầm; - Xới tơi đảo lớp đất vừa tưới ẩm - Vun đống ủ đất khoảng – ngày để đất thực trình thẩm thấu - San đất diện cộng tác theo chiều dày lớp đầm Trong khai thác đất mỏ vật liều cần khai thác theo phương đứng mà khơng bóc theo phương ngang nhằm tránh đất bị bốc Mặt khác khai thác theo phương đứng gầu xúc cắt qua lớp vật liệu bãi làm tăng tính hịa đồng vật liệu khối đắp Tại bãi vật liệu sử dụng để đắp đập Thượng Kon Tum : - Tại bãi vật liệu tràn bãi vật liệu cửa vào đường hầm : Tiến hành lấy mẫu số vị trí bãi thấy rằng, độ ẩm tự nhiên đất bãi vật liệu chủ yếu nhỏ so với độ ẩm tốt theo thí nghiệm đầm nén proctor - Tại vị trí đất có độ ẩm tự nhiên bãi khai thác W = 14 – 17 %, độ ẩm thí nghiệm tốt cho đầm nén theo máy đầm W = 21,5%, dung trọng khô thiết kế γ c = 1,615 T/m3 Sử dụng cơng thức ta có kết : 92 + Q n = γ c ( W γc – W m ) = 1,615(0,215-0,14) = 0,126 T/m3 = 126 l/m3 + Q n = γ c ( W γc – W m ) = 1,615(0,215-0,17) = 0,051 T/m3 = 51 l/m3 Như vậy, lượng nước cần bổ xung cho m3 đất khoảng từ 51 đến 126 lít Tương tự với khu vực khác bãi có độ ẩm tự nhiên thấp so với độ ẩm tốt nhất, ta tính tốn lượng nước cần bổ xung để đất có độ ẩm tốt để tiến hành đầm nén 3.3.3 Xử lý khe tiếp giáp thi công Việc xử lý khe tiếp giáp thi cơng có vị trí quan trọng nhằm đảm bảo chất lượng khối đắp đạt yêu cầu thiết kế tính đồng nhất, khả chống thấm chịu lực Xử lý tiếp giáp thi công bao gồm hai loại : Tiếp giáp khối đắp kết cấu xây đúc bê tông, đá xây, gạch xây phần giáp gianh khối đắp trước khối đắp sau 3.3.3.1 Xử lý phần tiếp giáp khối đắp kết cấu xây đúc Đã có nhiều cố đập đất xảy từ dòng thấm xung quanh kết cấu cơng trình vật liệu cứng Tại vị trí chất lượng khối đắp nên dòng thấm phát triển, đặc biệt đất có tính tan rã q trình ống dịng phát triển nhanh a u cầu đất đắp xung quanh đường viền kết cấu xây đúc thân đập - Vật liệu đắp vị trí phải có hệ số thấm nhỏ hệ số thấm khối đắp thân đập ( k = 1.10-5 – 1.10-6 cm/s), tốt nên dùng đất sét luyện để đắp [6] - Đất đắp không bị ảnh hưởng mặt tiêu cực từ tính lún ướt, trương nở, tính tan rã 93 - Dung trọng đầm nén phải đạt yêu cầu thiết kế b u cầu thi cơng Ngồi yêu cầu quy phạm thi công đất quy định, theo kết nghiên cứu đất khu vực Tây Nguyên Để đảm bảo chất lượng khối đắp chúng tơi đề nghị cho cơng trình Thượng Kon Tum sau: - Phạm vi từ 1m đến 2m sát với mép khối xây đúc cần thi cơng thủ cơng, đầm nén đầm cóc Chiều dày lớp không 10cm, độ ẩm đầm nén độ ẩm tốt - Trường hợp đắp đất sét luyện độ ẩm lấy theo độ dẻo đất, đầm nén thủ cơng - Ra ngồi phạm vi phép sử dụng máy đầm khác để đầm nén 3.3.4.2 Xử lý khe thi cơng Trong q trình thi cơng phải chia mặt cắt đập nhiều đoạn việc phân chia khe cần phải thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật sau: a.Khe thi công dọc Độ dốc mái khối đắp phải đẩm bảo ổn định thuận lợi cho thi công, khơng có đặc biệt nên lấy m≥ 1,0 Việc xử lý khối đắp kề khối đắp cũ theo yêu cầu sau: - Nếu đất đắp khối cũ mùa khơ bóc bỏ trung bình 30cm - Nếu mặt tiếp giáp qua mùa khơ đất bị co ngót trương nở gặp nước, bề mặt xuất khe nứt Trước đắp phải đào bỏ toàn đất phủ bề mặt, đến độ sâu hết khe nứt mặt (nếu có) tiến hành đắp đất Độ ẩm khối cũ phải gần sát với độ ẩm đất đầm nén[6] 94 - Trường hợp độ ẩm khối đắp cũ thấp nên tưới ẩm tuần trước cắt gọt khối cũ để đất bổ sung độ ẩm thích hợp cho khối đắp - Trường hợp đắp chạch vượt lũ phía thượng lưu có khối lượng khơng nhiều kích thước nhỏ nên phá bỏ toàn để đắp lên mặt cắt Trường hợp khối lượng lớn cần xử lý triệt để đường viền thấm nơi giáp gianh Phương án đề nghị sau : Làm đoạn chân đanh sát chân mái nối tiếp dọc mặt Chiều sâu rãnh h = 1,5 – 2,0m, bề rộng đáy phụ thuộc vào phương tiện thi công không nhỏ B đ = 2,0m b Khe nối tiếp ngang Khe nối ngang khe có phương vng góc với trục dọc đập Khe nối ngang nguy hiểm nhiều so với khe nối dọc Nếu chất lượng xử ý khơng tốt điều kiện thuận lợi cho dòng thấm phát triển Mặt khác khe nối ngang phải tiếp xúc với dòng chảy tồn với thời gian dài (do dẫn dịng) Vì công tác xử lý phải thật cẩn thận Các yêu cầu kỹ thuật xử lý khe ngang : - Độ dốc cho khép khe ngang theo quy phạm thi công đập đất đầm nén không dốc 3:1 đất dính - Khơng nên chừa khe ngang thẳng suốt từ thượng lưu xuôi hạ lưu, mà nên để gẫy khúc Hướng khe nên xiên góc với phương ngang đập - Trước đắp trả phải xử lý tiếp giáp yêu cầu khe dọc - Để kéo dài đường viền thấm hạn chế miền thấm cần phải mở rộng phần cửa vào tiến hành đắp trả lại Việc mở rộng phía thượng lưu theo mặt trơn mặt gẫy Sử dụng mặt gẫy ưu điểm so với mặt trơn - Chất lượng đất đắp phải kiểm tra liên tục theo quy định quy phạm thi công đất Số lượng lấy mẫu thí nghiệm lấy theo chiều cao không lấy theo khối lượng thi công Cứ 0,5 m chiều cao nâng cần lấy tổ mẫu thượng lưu khu vực thi công [6] 95 Hình 3.12 : Mặt xử lý khe nối tiếp ngang Xu ly khe noi tiep ngang tai cua vao Chan danh xu ly tren mat tiep xuc dong chay 3.3.5 Biện pháp thi cơng hạn chế tính trương nở đất Biện pháp đơn giản chống trương nở đất trộn thêm thành phần hạt thô vào đất đầm nén Việc làm có nhiều ưu điểm : Một giảm tính trương nở, hai giảm tính co ngót đất, ba tăng ổn định tiêu lý đất tăng lên bốn nhiều trường hợp hệ thấm giảm xuống [6] [10] Từ nghiên cứu chương cho thấy gia tăng hàm lượng hạt thô vào thành phần đất độ trương nở giảm xuống Nhưng gia tăng nhiều hạt hệ số thấm thay đổi, ảnh hưởng đến điều kiện chống thấm Để hạn chế khả trương nở đất thi công yêu cầu kỹ thuật sau cần thỏa mãn : - Khống chế độ ẩm đầm nén, không cho độ ẩm ban đầu đầm nén bên nhánh khô - Lựa chọn dung trọng thiết kế đầm nén, đặc biệt số đầm nén k - Để hạn chế khả trương nở, trộn thêm thành phần hạt thô vào đất đắp Tỉ lệ pha trộn phụ thuộc vào điều kiện làm việc khối Nếu xét khống chế trương nở thành phần hạt thô chiếm khoảng 70-80% so 96 với khối lượng tổng cộng loại đất trương nở mạnh (N > 12) Nếu yêu cầu chống thấm giới hạn 50% - Đất có hàm lượng khống montmorilite nhiều có khả trương nở lớn Vì vậy, tránh dùng loại đất giàu khống vào vị trí mà đường bão hịa thay đổi theo thời gian, nơi có độ ẩm thay đổi 3.3.6 Điều kiện kỹ thuật thi công đắp đập Thượng Kon Tum 3.3.6.1 Đổ san đất Đất đổ, san, đầm theo bãi khác Kích thước bãi xác định sở đảm bảo thi công liên tục Đất để đắp bãi đổ trực tiếp bãi theo kiểu lấn dần Khơng phép đổ đất vào bãi bên cạnh san vào bãi đắp [1] Tiếp giáp bãi mặt thực theo đường gãy khúc Tiếp giáp bãi mặt đứng phải đảm bảo mái tiếp xúc không lớn 1:3 Chỉ đổ đất vào bãi để đắp lớp sau nghiệm thu lớp trước Trước đổ đất vào bãi phải thực việc xới tơi bề mặt lớp trước máy đầm chân dê bánh xích Trường hợp bề mặt lớp trước ẩm phải nạo vét hết lớp đất ẩm đổ lớp Đất đổ vào bãi đắp san máy ủi với chiều dày lớp đắp không 35cm Việc san đất bãi thực theo mặt nằm ngang nghiêng phía thượng lưu khoảng 0,5% Khi mưa tuyệt đối cấm xe máy lạ lớp đất đầm Trong trường hợp nghiêm cấm việc bố trí xe máy lại thường xuyên theo hướng thượng – hạ lưu (hướng vng góc với tim đập) đường không quy định thiết kế[1] 97 3.3.6.2 Đầm đất Đất sau đầm phải đảm bảo độ chặt K ≥ 0,98 Do giá trị dung trọng khô đất phụ thuộc nhiều vào tỉ lệ dăm sạn đất đắp có biến động tỉ lệ dăm sạn cần phải tiến hành đầm thí nghiệm xác định giá trị dung trọng khơ lớn cho phù hợp để làm sở đánh giá độ chặt đất sau đầm Khi nghiệm thu sân đắp Nhà thầu phải xuất trình kết thí nghiệm đầm nén tiêu chuẩn cho loại đất sử dụng cho sân đắp Trong trường hợp cần thiết, Tư vấn u cầu Nhà thầu thực thí nghiệm đầm nén tiêu chuẩn tiến hành nghiệm thu sân đắp Việc đầm đất thực máy đầm rung bánh thép có vấu (đầm chân dê) với trọng lượng tĩnh máy đầm khoảng 10 Số lượt đầm khoảng 12 lượt, lượt đầm với chế độ không rung Tốc độ di chuyển máy đầm hạn chế khoảng không 2km/h [1] Hướng di chuyển máy đầm phải theo hướng song song với tim đập, dải đẩm phải chồng lên khơng 30cm Đất có độ ẩm đạt yêu cầu đắp đập sau san phải đầm Trong trường hợp bị gián đoạn khâu đầm phải kiểm tra lại độ ẩm đất san có biện phái xử lý thích hợp cầu ( phơi khô tưới ẩm) Trong mùa mưa bề mặt lớp đất đầm phải đảm bảo phẳng có độ dốc phía thượng lưu khoảng 5% Trong trường hợp cần thiết phải xẻ rãnh để tăng khả thoát nước mặt khối đập 3.3.6.3 Kiểm tra chất lượng Đất bãi trữ mỏ trước đắp vào đập việc kiểm tra mắt thường, đề nghị khối lượng công tác kiểm tra sau: - Thành phần hạt mịn độ ẩm : Cứ 2000m3 lấy mẫu khoảng 10 – 20 kg từ gầu máy đào Khi đất có thay đổi rõ rệt thay đổi tầng khai thác phải lấy mẫu kiểm tra lại 98 - Xác định thành phần hữu muối hòa tan: 50.000 m3 đất kiểm tra mẫu Tại bãi đắp quy định khối lượng công tác kiểm tra tất lớp đất đắp sau: Dung trọng khô 200 m3 đất đắp lấy mẫu kiểm tra Mẫu lấy dao vịng đường kính khơng 100 mm phần lớp đắp Mẫu kiểm tra tổng hợp tất tiêu lý, thấm đất lấy từ hố đào sau 20.000 m3 đất đắp Mẫu lấy từ hố đào qua tất lớp đất cần kiểm tra Vị trí hố đào kiểm tra khối đắp thực theo định Tư vấn Hố đào kiểm tra lấp lại lớp với chiều dày không 30 cm đất dùng đắp đập, đầm thủ công đến đạt độ chặt yêu cầu [2] 3.4 Kết luận Tây Nguyên nằm trọn vùng nhiệt đới gió mùa với mùa mưa mùa khô phân biệt rõ rệt : Mùa khô tháng 01 đến tháng 05, mùa mưa tháng 06 đến tháng 12 Mùa mưa, cường độ mưa cao, số ngày mưa kéo dài, dẫn đến độ ẩm đất bãi khai thác thường cao, phải xử lý giảm độ ẩm hong khô Mùa khơ ngược lại, độ ẩm khơng khí nhỏ, cường độ nắng cao nên đất bãi có độ ẩm thấp so với độ ẩm yêu cầu đầm nén Mặt khác độ ẩm khơng khí nhỏ, cường độ nắng cao, tốc độ lưu chuyển khơng khí cao nên đất rải mặt đập dễ bốc hơi; điều ảnh hưởng lớn đến điều kiện thi công Từ thay đổi trái triều làm cho trình trương nở - co ngót đất khu vực phát triển phức tạp theo mùa ảnh hưởng lớn đến ổn định kết cấu Bốn mỏ vật liệu sử dụng để đắp đập Thượng Kon Tum có tính chất lý đặc biệt : tính trương nở, tính tan rã, tính lún ướt tính co ngót Vì vậy, tác giả xây dựng điều kiện kỹ thuật để nâng cao chất lượng thi 99 cơng đắp đập với đất có tính chất lý đặc biệt Đó việc lựa chọn độ ẩm dung trọng thiết kế để đầm nén Đất mỏ vật liệu khác có trị số độ ẩm khác Từ độ ẩm tốt xác định thông qua thí nghiệm đầm nén proctor, ta tính tốn thời gian cần thiết để phơi đất có độ ẩm lớn trạng thái độ ẩm yêu cầu lượng nước cần tưới với đất có độ ẩm thấp độ ẩm yêu cầu Ngoài ra, vấn đề xử lý khe thi công cần thực cách nghiêm ngặt, theo các quy định tiêu chuẩn đề 100 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Vật liệu đất đắp đập Thượng Kon Tum Ở nước ta, hồ chứa nước công trình thủy điện sử dụng đập đất chiếm phần chủ yếu Vì vậy, năm qua, sở khoa học tìm tịi nghiên cứu, với kinh nghiệm thực tế rút từ thiết ké thi công xây dựng hệ thống bước từ khảo sát đến thiết kế, thi công quản lý chất lượng hoàn chỉnh Tuy nhiên, với đa dạng vùng miền dẫn đến vật liệu đất đắp sử dụng có nhiều đặc tính, tính chất khác Đất đắp khu vực Tây Nguyên Nam Trung Bộ có tính chất lý đặc biệt Các tính chất ảnh hưởng lớn đến trình thiết kế thi cơng đập đất cơng trình Thượng Kon Tum Các tính chất lý đặc biệt đất khu vực : Tính trương nở: Kết nghiên cứu cho thấy mức độ trương nở tự đất đắp phụ thuộc vào : - Cùng độ ẩm ban đầu, khu dung trọng khô lớn tính trương nở lớn; - Cùng dung trọng khơ đất có độ ẩm lớn mức độ trương nở lại nhỏ; - Khi xét độ ẩm, độ chặt đất có hàm lượng xét lớn trương nở lớn ngược lại đất có nhiều tính thơ tính trương nở giảm Tính tan rã: Mức độ tan rã đất phụ thuộc vào dung trọng đầm nén, điều kiện trì độ ẩm tính tinh khiết nước hồ Tính lún ướt : Mức độ lún ướt phụ thuộc vào dung trọng đầm nén, độ ẩm đầm Nếu chọn độ ẩm đầm nén phía nhánh ướt kệ số đầm k = 0,98 đất khơng bị ảnh hưởng bới tính chất TÍnh co ngót : thường xuất mùa khô, nước mặt khối đắp bị bốc hơi, độ ẩm giảm xuống sinh co ngót 101 Với đặc tính lý đặc biệt tác giả trình bày chương luận văn này, đề nghị phải xây dựng điều kiện kỹ thuật để nâng cao chất lượng quản lý thi công đập Thượng Kon Tum với đất có tính chất lý đặc biệt Thí nghiệm đầm nén proctor phịng thí nghiệm ngồi trường vơ quan trọng đóng vai trị chủ chốt điều kiện để xác định dụng trọng đầm nén, độ ẩm đầm nén tốt , hệ số đầm nén Điều kiện kỹ thuật nâng cao chất lượng thi công đắp đập Việc lựa chọn độ ẩm đầm nén chịu ảnh hưởng nhiều từ mùa thi công , để hạn chế ảnh hưởng từ tính chất lý đặc biệt đất đắp Do tác giả xây dựng chọn độ ẩm đàm nén thích hợp với W tn khoảng từ 21,5 % - 23,5% với K = 0,98 Xử lý độ ẩm đất khô tiến hành đồng thời bãi vật liệu mặt đập Việc ủ đất cần thiết tránh bão hịa cục bộ, mặt khác thơng qua kết ủ ẩm tính tan rã giảm Việc xử lý độ ẩm ướt tiến hành qua hai khâu tiêu thoát nước bãi khai thác trước q trình thi cơng tiến hành hong khô mặt đập Chiều dày lớp hong khô 30cm, thời gian hong khô phụ thuộc vào biên độ cần giảm ( tác giả xác định chương luận văn này) Trong phạm vi từ -3 m nơi tiếp xúc với công trình bê tơng, đá xây… cần phải đầm én kỹ tránh tượng sụt lún xói rữa Vết nứt đập nguyên nhân ứng suất kéo ứng suất cắt sinh lớn khả chịu kéo kháng cắt đất Hiện tượng sụt lún, lún khối đắp không đều, tượng bốc nước đất bị phơi nắng gây co ngót… nguyên nhân gây loại vết nứt khối đắp Ở kết cấu quan trọng phải thi công theo yêu cầu kỹ thuật từ khâu rải đất, đầm đất khống chế dung trọng đầm nén 102 Khả áp dụng kết nghiên cứu Kết nghiên cứu áp dụng vào việc xây dựng điều kiện kỹ thuật để nâng cao chất lượng thi cơng đắp đập đất có tính chất lý đặc biệt Kết làm tài liệu khảo để nghiên cứu đào tạo Kiến nghị nghiên cứu - Do quy mơ vấn đề nghiên cứu có hạn nên cần có nghiên cứu tiếp tục ảnh hưởng hàm hượng phụ gia pha trộn thêm để chống lại ảnh hưởng xấu tính chất lý đặc biệt - Nghiên cứu việc sửa chữa đập xây dựng bị ảnh hưởng xấu tính chất lý đặc biệt làm kết cấu đập dẫn đến đập hoạt động khơng hiệu quả, ổn định TÀI LIỆU THAM KHẢO Công ty Cổ phần tư vấn xây dựng điện (2012 ), Thiết kế kỹ thuật dự án thủy điện Thượng Kon Tum Công ty Cổ phần xây dựng 47 (2012), Báo cáo kết thí nghiệm đẩm nén cơng trình thủy điện Thượng Kon Tum Hồng Xn Hồng (2009), Nhìn nhận thực tế an tồn đập Việt Nam Hoàng Xuân Hồng (2009) , Một số cố cơng trình thủy lợi xảy thời gian qua Phan Sĩ Kỳ (2007), Những cố thường gặp xây dựng cơng trình Thủy Lợi – Nxb Xây dựng 2007 Lê Xuân Roanh (2002), Xây dựng đập đất vùng miền Trung với đất có tính chất lý đặc biệt TCVN 2683 : 2012, Đất xây dựng – Lấy mẫu, bao gói, vận chuyển bảo quản mẫu TCVN 4201 : 2012, Đất xây dựng – Phương pháp xác định độ chặt tiêu chuẩn phịng thí nghiệm TCVN 8297 : 2009, Cơng trình thủy lợi – đập đất – u cầu kỹ thuật thi công phương pháp đầm nén 10 Lê Quang Thế (2005), Nghiên cứu độ chặt – độ ẩm ban đầu hợp lý đất đắp cơng nghệ đầm nén thích hợn để nâng cao ổn định đập đất điều kiện miền Nam 11 Lê Kim Truyền (2007), Tập giảng sau đại học thi cơng cơng trình đất ... Nguyên, sâu vào nghiên cứu quản lý nâng cao chất lượng cơng trình cụ thể Tây Nguyên đập Thượng KonTum Cách tiếp cận phương pháp thực - Nghiên cứu tổng quan công tác quản lý chất lượng đập đất - Điều... chất công trình guồn vật liệu đất đắp 32 2.2 Các quy chuẩn, tiêu chuẩn áp dụng quản lý chất lượng thi công đập đất 39 2.3 Các phương pháp thí nghiệm quản lý chất lượng đắp đập. .. 27 CHƯƠNG 2: CÁC BIỆN PHÁP QUẢN LÝ VÀ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG KHI THI CƠNG ĐẬP ĐẤT 2.1 Các tính chất đất ảnh hưởng đến chất lượng thi công đập đất 2.1.1 Tính trương nở 2.1.1.1 Bản chất tượng trương