B GIÁO D C VÀ ÀO T O B NÔNG NGHI P VÀ PTNT TR NG I H C TH Y L I TR NH TI N D NG ÁNH GIÁ AN TỒN P BÊ TƠNG TR NG L C TRÊN C S H S L U TR VÀ S LI U QUAN TR C, ÁP D NG CHO P B N CHÁT LU N V N TH C S HÀ N I, N M 2015 B GIÁO D C VÀ ÀO T O B NÔNG NGHI P VÀ PTNT TR NG I H C TH Y L I TR NH TI N D NG ÁNH GIÁ AN TOÀN P BÊ TÔNG TR NG L C TRÊN C S H S L U TR VÀ S LI U QUAN TR C, ÁP D NG CHO P B N CHÁT Chuyên ngành: Xây d ng cơng trình th y Mã s : 60.58.02.02 NG IH NG D N KHOA H C GS.TS Nguy n Chi n HÀ N I, N M 2015 L IC M N Lu n v n th c s k thu t chuyên ngành xây d ng cơng trình th y v i đ tài “ ánh giá an tồn đ p bê tơng tr ng l c c s h s l u tr s li u quan tr c, áp d ng cho đ p B n Chát” k t qu c a q trình c g ng khơng ng ng c a b n thân đ đ ng nghi p ng ng c s giúp đ , đ ng viên khích l c a th y, b n bè i thân Qua trang vi t tác gi xin g i l i c m n t i nh ng i giúp đ th i gian h c t p - nghiên c u khoa h c v a qua Tơi xin t lịng kính tr ng bi t n sâu s c đ i v i th y giáo GS.TS Nguy n Chi n tr c ti p t n tình h ng d n c ng nh cung c p tài li u thông tin khoa h c c n thi t cho lu n v n th y tham gia gi ng d y Cao h c tr ng ih c Th y l i truy n đ t cho nh ng tri th c khoa h c quý giá Xin chân thành c m n Lãnh đ o tr ng i h c Th y l i, khoa Cơng trình B mơn Th y công t o u ki n cho tơi hồn thành t t cơng vi c nghiên c u khoa h c c a Cu i xin chân thành c m n đ ng nghi p – đ n v công tác giúp đ tơi q trình h c t p th c hi n Lu n v n TÁC GI Tr nh Ti n D ng L I CAM OAN Tác gi xin cam đoan cơng trình nghiên c u c a b n thân tác gi Các k t qu nghiên c u k t lu n lu n v n trung th c, không chép t b t k m t ngu n d có) đ i b t k hình th c nào.Vi c tham kh o ngu n tài li u (n u c th c hi n trích d n ghi ngu n tài li u tham kh o quy đ nh Tác gi lu n v n Tr nh Ti n D ng M CL C M U I TÍNH C P THI T C A II M C ÍCH C A TÀI .1 TÀI III CÁCH TI P C N VÀ PH IV K T QU CH T NG PHÁP NGHIÊN C U .3 C NG T NG QUAN V XÂY D NG TỒN P BÊ TƠNG TR NG L C VÀ ÁNH GIÁ AN P 1.1 T NG QUAN V XÂY D NG P BÊ TÔNG TR NG L C 1.1.1 L ch s phát tri n 1.1.2 ng d ng công ngh m i xây d ng đ p bê tông tr ng l c 1.1.3 Tình hình xây d ng đ p bê tông tr ng l c 1.2 CÁC KH N NG M T AN TOÀN C A Vi t Nam P BÊ TÔNG TR NG L C 11 1.2.1 N t .11 1.2.2 Th m rò r n 1.2.3 ng đ t kích thích (đ i v i đ p cao) 18 1.3 TÌNH HÌNH L P N c .15 T VÀ S D NG S LI U QUAN TR C P BÊ TÔNG C TA 20 1.3.1 Tình hình l p đ t thi t b quan tr c đ p xây d ng 20 1.3.2 Tình hình s d ng s li u quan tr c hi n 21 1.4 NHI M V NGHIÊN C U C A LU N V N 22 1.5 K T LU N CH CH C NG 22 NG S LÝ LU N C A VI C S AN TOÀN D NG S LI U QUAN TR C ÁNH GIÁ P BÊ TÔNG 23 2.1 ÁNH GIÁ AN TỒN C A P BÊ TƠNG TR NG L C .23 2.1.1 ánh giá k t qu công tác qu n lý đ p 23 2.1.2 Ki m tra, phân tích tài li u đo đ c, quan tr c đ p .23 2.1.3 Ki m tra, đánh giá ch t l ng v an toàn c a đ p 24 2.1.4 Ki m tra tình tr ng b i l ng c a h ch a 24 2.1.5 Tính tốn l , kh n ng x l c a h ch a theo tiêu chu n thi t k đ p hi n hành tài li u khí t ng thu v n thay đ i v đ a hình, đ a m o đ c c p nh t .25 2.1.6 ánh giá kh n ng phịng ch ng l c a cơng trình 25 2.1.7 T ch c, cá nhân ki m đ nh l p báo cáo chi ti t ch u trách nhi m tr c pháp lu t v k t qu ki m đ nh .25 2.2 CÁC QUI TR C NH V L P T VÀ V N HÀNH H TH NG THI T B QUAN P BÊ TÔNG TR NG L C 25 2.2.1 Thành ph n kh i l ng quan tr c 25 2.2.2 Nguyên t c b trí thi t b quan tr c giám sát cơng trình: 26 2.2.3 K t n i thi t b quan tr c .36 2.2.4 C p n 36 2.2.5 L u x lý d li u 37 2.3 ÁNH GIÁ V TH M QUA THÂN VÀ N N P 38 2.3.1 Th m qua thân đ p .38 2.3.2 Th m qua n n đá d 2.3.3 Các y u t nh h i đáy công trình 40 ng đ n áp l c th m l u l ng th m qua đ p th c t 49 2.4 ÁNH GIÁ V 2.4.1 n đ nh tr N NH C A P 50 t .50 2.4.2 Tính tốn n đ nh v l t 52 2.5 ÁNH GIÁ V 2.5.1.V NG SU T – BI N D NG VÀ CHUY N V C A P 53 ng su t 53 2.5.2 Bi n d ng theo ph 2.5.3 Bi n d ng t ng d c tr c đ p 53 ng đ i c a hai phía c a khe theo ph ng ngang ( th ng – h l u ) đ ng .54 2.5.4 nghiêng c a đ p .54 2.5.5 lún c a đ p .54 2.6 ÁNH GIÁ V NHI T TRONG THÂN P 54 2.6.1.Giai đo n thi công 54 2.6 K T LU N CH CH NG 55 NG NG D NG ÁNH GIÁ AN TOÀN P CHO CƠNG TRÌNH TH Y I N B N CHÁT 56 3.1 GI I THI U V CƠNG TRÌNH TH Y I N B N CHÁT 56 3.1.1 V trí cơng trình 56 3.1.2 Nhi m v c a công trình .56 3.1.3 C p cơng trình 57 3.1.4 M t s nét khái quát v D án xây d ng cơng trình 57 3.2 THU TH P CÁC S HÀNH LI U O C VÀ QUAN TR C P T KHI V N N NAY .59 3.2.1 T ng quan v h th ng quan tr c c a đ p th y n B n Chát 59 3.2.2 ánh giá công tác l p đ t thi t b quan tr c .68 3.2.3 ánh giá hi n tr ng thi t b quan tr c, x lý thi t b khơng có tín hi u, s li u đo khơng tin c y 70 3.2.4 ánh giá công tác thu th p x lý s li u quan tr c 72 3.3 TÍNH TỐN KI M TRA NG V I TR N NG H P M C N NH CH P THEO HI N TR NG CƠNG TRÌNH MNDBT, MNLTK, MNLKT 72 3.3.1 Các s li u đ u vào 72 3.3.2 Tính tốn theo tiêu chu n Vi t Nam, Nga 75 3.4 PHÂN TÍCH K T QU TÍNH TỐN 83 3.4.1 K t qu tính tốn theo tiêu chu n Vi t Nam .83 3.4.2 K t qu tính tốn theo tiêu chu n M 83 3.5 XU T Ý KI N C VÀ S HOÀN THI N QUY TRÌNH THI T K , L P T, O D NG S LI U QUAN TR C 83 3.6 K T LU N CH NG III 85 K T LU N, KI N NGH 86 I K T QU T C TRONG LU N V N 86 II H N CH , T N T I 87 III H NG TI P T C NGHIÊN C U 87 TÀI LI U THAM KH O 88 Ti ng Vi t 88 Ti ng Anh 89 DANH M C HÌNH V Hình 1-1 : Thi công bê tông đ m l n t i th y n S n La .7 Hình 1-2 p PleiKrong t nh KomTum 10 Hình 1-3 p S n La t nh S n La 10 thân đ p c a th y n Sơng Hình 1-4 C n c nh v t n t ngày lan r ng Tranh 12 Hình 1-5.Th m ti t vơi t i nhà máy th y n Thác Bà th y n Hịa Bình 15 Hình 2-2 Các bi u đ áp l c đ y ng c dòng c a n n n đá có ch ng th m thi t b tiêu n Hình 2-3 - S đ tác đ ng l c c a dịng th m Hình 2-4 S đ ch ng th m n Hình 2-5 :a.S đ tính tốn n đ nh m t tr b X lý ch ng tr c m t ti p giáp gi a đ p c 44 n n đ p .45 cd i đ p .49 t nghiêng v th ng l u 52 t n n đ p nghiêng v h l u 52 Hình 3-1.M t c t d c đ p 58 Hình 3-2: S đ b trí m t c t quan tr c 62 Hình 3-3: S đ b trí TBQT m t c t quan tr c 1-1 63 Hình 3-4: S đ b trí TBQT m t c t quan tr c 2-2 64 Hình 3-5: S đ b trí TBQT m t c t quan tr c 3-3 65 Hình 3-6: S đ b trí TBQT m t c t quan tr c 4-4 66 Hình 3-7: S đ b trí TBQT m t c t quan tr c 5-5 67 DANH M C B NG BI U B ng 1-1 Danh sách đ p bê tông tr ng l c l n đ c xây d ng Vi t Nam cho đ n n m 2013 .9 B ng 2-1 Thành ph n kh i l ng quan tr c .26 B ng 2-2 Các tr s h m /H tt h t /H tt .46 B ng 2-3 Gradien cho phép c a c t n c màng ch ng th m n n đá .47 B ng 3-1: T ng h p thi t b quan tr c cho h ng m c cơng trình .60 B ng 3-2: S đo Piezometer n n đ p .73 B ng 3-3: B ng ch tiêu c lý n n đá 74 B ng 3-4 Ch tiêu c lý c a bê tơng RCC thí nghi m .74 B ng 3-5: B ng t h p t i tr ng 79 B ng 3-6: B ng k t qu tính tốn 79 B ng 3-7: B ng k t qu tính tốn theo tiêu chu n M 83 m h1 46,1 m m ho 46,1 m Sin 0,861 m Gèc gia tèc 59,4 ®é Cos 0,509 m m 37,824 18,912 m m X Y 6956 7224,10 m2 69,44 46,06 260,77 m2 6,59 17,58 0,00 0,0 m2 m2 0,00 -1 B¶ng 05 B đIểm biên cuôI đáy đập MT (T.m) T ®IĨm r©m -312495,41 -11798,78 0,00 -1915,88 3960,61 -33538,46 -269,66 -21655,93 -274,47 -377987,98 0,00 0,00 0,00 285682,08 -11866,82 -21354,35 252460,90 27,1 m TÊn TÊn 0,267 0,2 Sè liÖu tính toán : * MNTL 477,31 m Cột nước thượng lưu * MNbùn cát 408,41 m Chiều sâu bùn cát 54,41 * MNHL 382,75 m Cét níc h¹ lu 28,75 * El Đất đắp thượng lưu 354,00 m Chiều sâu đẩy 28,75 * El Đất đắp hạ lưu 354,00 m Cột nước thấm 94,56 * El đáy đập 354,00 m Cét níc trµn * El ngìng trµn 354,00 m Chiều cao đất đắp TL * Trọng lượng riêng Chiều cao đất đắp HL - bêtông 2,4 T/m - Diện tích bê tông CT trụ pin - Bê tông đầm lăn 2,4 T/m - Diện tích bê tông - bê tông cốt thép 2,4 T/m - nước - bùn cát ( đẩy ) T/m 0,6 T/m - DiƯn tÝch níc chân đập - Diện tích nước tràn : - Diện tích đất đắp thượng lưu - Diện tích đất đắp hạ lưu * Chiều dài đáy đập 104,2 m * Chỉ tiêu lý lớp 38 f 0,78129 C o 20 (T/m ) * ChØ tiêu lý bùn cát tang(45-/2) ( đẩy ) 14 o 0,78129 0,6 * Chỉ tiêu lý đất đắp o 123,31 123,31 ( ®Èy næi ) T/m tang(45-ϕ/2) tang(45+ϕ/2) kết tính toán ổn định trượt ứng suất - đập dâng TH : Tổ hợp đặc biệt TT Tên lực Ký hiệu n Giá trị (T) tC (m) MC (T.m) tT (m) ¸p lùc níc thượng lưu Wnt 7602,7 41,103 -312495,41 41,10 áp lùc bïn c¸t Wbc 1,2 650,55 18,137 -11798,78 18,14 áp lực đất đắp TL Wđt 1,2 0,00 0,00 0,00 0,00 ¸p lùc sãng Fs 20,11 95,25 ¸p lùc níc h¹ lu Wnh -413,28 ¸p lực đất đắp HL Lưc quán tính động đất bê tông đập áp lực bùn cát tăng thêm động đất áp lực nước TL tăng thêm động đất áp lực nước HL tăng thêm động đất Tổng lực ngang Wđh 0,8 Fđ 1,1 Fbcd 1,1 #REF! 18,137 #REF! 18,14 Fntd 1,1 #REF! #REF! #REF! #REF! Fnhd 1,1 #REF! #REF! #REF! #REF! 10 9,58 -1915,88 95,25 3960,61 9,58 #REF! #REF! #REF! #REF! #REF! #REF! 11 áp lực đẩy Pn -2995,75 52,10 -156078,58 0,00 12 ¸p lùc thÊm Pt 0,00 0,00 0,00 -52,10 13 Träng lỵng níc thỵng lu Gnt 0,00 0,00 0,00 -52,10 14 Trọng lượng công trình Gb 0,95 69,44 1143818,68 17,34 16 Trọng lượng nước hạ lưu Gnh 17 Lực quán tính Đ.Đ Gđ 1,1 Tổng lực đứng 18 Lưc dính 16470,95 260,77 #REF! #REF! #REF! T 6,59 2084,00 1719,10 #REF! #REF! -45,51 #REF! HÖ số ổn định trượt Tổng mô men gây lật: Tổng mô men chống lật: Hệ số ổn định lật #REF! #REF! T.m 1149498,39 T.m #REF! e #REF! σmax #REF! σmin #REF! m m m m m 37,824 18,912 m m X Y 6956 7224,10 m2 69,44 46,06 260,77 m2 6,59 17,58 0,00 0,00 0,00 m2 m2 -1 B¶ng 05 B đIểm biên cuôI đáy đập MT (T.m) T đIểm r©m -312495,41 -11798,78 0,00 -1915,88 3960,61 #REF! #REF! #REF! #REF! #REF! 0,00 0,00 0,00 285682,08 -11866,82 #REF! #REF! m TÊn TÊn #REF! 0,2 Sè liƯu tÝnh to¸n : * MNTL 475,00 m Cét níc thỵng lu * MNbùn cát 408,41 m Chiều sâu bùn cát 54,41 * MNHL 370,85 m Cét níc h¹ lu 16,85 * El Đất đắp thượng lưu 354,00 m Chiều sâu đẩy 16,85 * El Đất đắp hạ lưu 354,00 m Cột nước thấm 104,15 * El đáy đập 354,00 m Cột níc trµn 121,00 * El ngìng trµn 354,00 m ChiỊu cao đất đắp TL 0,00 * Trọng lượng riêng Chiều cao đất đắp HL 0,00 - bêtông 2,4 T/m Hệ số đặc trưng động học: - Bê tông đầm lăn 2,4 T/m - Diện tích bê tông - bê tông cốt thép 2,4 T/m Hệ số ®éng ®Êt K - γníc - γbïn c¸t ( ®Èy nỉi ) T/m 0,6 T/m - DiƯn tích nước chân đập - Diện tích nước tràn : - Diện tích đất đắp thượng lưu - Diện tích đất đắp hạ lưu * Chiều dài đáy đập 104,2 m * Chỉ tiêu lý lớp ϕ 38 f 0,78129 C o 20 (T/m ) * Chỉ tiêu lý bùn cát tang(45-/2) ( ®Èy nỉi ) 14 o 0,78129 0,6 * ChØ tiêu lý đất đắp o 121,00 1,5 0,05 γ ( ®Èy nỉi ) T/m tang(45-ϕ/2) tang(45+/2) kết tính toán ổn định trượt ứng suất - đập dâng TH : Tổ hợp đặc biệt TT Tên lực Ký hiệu n Giá trị (T) tC (m) MC (T.m) tT (m) ¸p lùc níc thỵng lu Wnt 7320,5 40,333 -295260,17 40,33 ¸p lùc bïn c¸t Wbc 1,2 650,55 18,137 -11798,78 18,14 áp lực đất đắp TL Wđt 1,2 0,00 0,00 0,00 0,00 ¸p lùc sãng Fs 0,00 0,00 0,00 áp lực nước hạ lưu Wnh -141,96 áp lực đất đắp HL Lưc quán tính động đất bê tông đập áp lực bùn cát tăng thêm động đất áp lực nước TL tăng thêm động đất áp lực nước HL tăng thêm động đất Tổng lực ngang Wđh 0,8 F® 1,1 Fbcd 1,1 14,87 18,137 -269,66 18,14 Fntd 1,1 402,63 50,82 -20461,53 50,82 Fnhd 1,1 7,81 7,08 10 5,62 797,35 5,62 728,12 46,062 -33538,46 46,06 - 8982,51 11 áp lực đẩy Pn -1755,77 12 ¸p lùc thÊm Pt #REF! 13 Träng lỵng níc thượng lưu Gnt 14 Trọng lượng công trình Gb 0,95 16 Trọng lượng nước hạ lưu Gnh 17 Lực quán tính Đ.Đ Gđ 1,1 Tổng lực đứng 18 Lc dÝnh 0,00 16470,95 -55,26 7,08 -360586,50 52,10 #REF! -91475,62 #REF! 0,00 #REF! 0,00 -52,10 69,44 1143818,68 17,34 0,00 78,31 3,61 282,92 -48,49 -1231,18 69,44 -85498,90 17,34 #REF! T 0,00 2084,00 #REF! Hệ số ổn định trượt Tổng mô men gây lật: Tổng mô men chống lật: Hệ số ổn định lật #REF! #REF! T.m 1144898,95 T.m #REF! 1,1842 e #REF! σmax #REF! σmin #REF! m h1 46,1 m m ho 46,1 m Sin 0,861 m Gèc gia tèc 59,4 ®é Cos 0,509 m m 41,66 20,83 m m X Y 6956 7224,10 m 69,44 46,06 78,31 m 3,61 9,633 0,00 m m2 m2 0 -1 Bảng 05 B đIểm biên cuôI đáy đập MT (T.m) T đIểm râm -295260,17 -11798,78 0,00 0,00 797,35 -33538,46 -269,66 -20461,53 -55,26 -360586,50 0,00 #REF! 0,00 285682,08 -3796,97 -21354,35 #REF! 27,1 m TÊn TÊn #REF! 0,2 ... đánh giá an tồn đ p - Nghiên c u n hình cho cơng trình th c t IV K T QU T C - T ng quan v xây d ng đ p bê tông h th ng thi t b quan tr c đ p bê tông - S d ng s li u quan tr c đ đánh giá an toàn. .. NG S GIÁ AN TOÀN 2.1 ÁNH GIÁ AN TOÀN C A LI U QUAN TR C ÁNH P BÊ TƠNG P BÊ TƠNG TR NG L C Theo thơng t “ Quy đ nh v qu n lý an tồn đ p c a cơng trình th y n “ [2 ], n i dung c a đánh giá an toàn. .. n kh i l ng quan tr c [ ] C p cơng trình STT N i dung quan tr c I II III IV V Quan tr c chuy n v + + + + + Quan tr c th m + + Quan tr c nhi t đ + + Quan tr c ng su t + + Quan tr c áp l c m ch