Thông qua tổng kết, đánh giá những vấn đề thuộc về thiết kế đập Định Bình, bài báo nêu rõ những tiêu chuẩn được vận dụng ở thiết kế đập Định Bình, phân tích những hạn chế bất cập khi chưa có tiêu chuẩn thiết đập bê tông đầm lăn ở Việt nam. Từ đó có kiến nghị xác thực nhằm hướng tới sự chuẩn hóa trong khảo sát, thiết kế và thi công đập bê tông đầm lăn ở Việt Nam.
VỀ TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ ĐẬP BÊ TÔNG ĐẦM LĂN CỦA VIỆT NAM QUA THỰC TẾ ĐẬP ĐỊNH BÌNH GS.TS PHẠM NGỌC QUÝ P Hiệu trưởng - Trường ĐHTL Tóm tắt: Đập bê tông đầm lăn xây dựng ngày nhiều Việt nam Thông qua tổng kết, đánh giá vấn đề thuộc thiết kế đập Định Bình, báo nêu rõ tiêu chuẩn vận dụng thiết kế đập Định Bình, phân tích hạn chế bất cập chưa có tiêu chuẩn thiết đập bê tông đầm lăn Việt nam Từ có kiến nghị xác thực nhằm hướng tới chuẩn hóa khảo sát, thiết kế thi công đập bê tông đầm lăn Việt nam Đập bê tông đầm lăn (RCC) thi công theo công nghệ đầm lăn, tiến xây dựng đập Đây loại đập ứng dụng Việt Nam, nên có nhiều vấn đề chưa tiêu chuẩn hóa, xuất số bất cập I VÀI NÉT VỀ ĐẬP BÊ TÔNG ĐẦM LĂN Đập vật liệu địa phương, đập bê tông đời từ lâu Đập đất có từ năm 2500-4700 trước cơng ngun Đập bê tơng trọng lực có cách nhiều kỷ Đập đất thi công dựa công nghệ đầm nén Đập bê tông thực dựa công nghệ chế tạo bê tông tươi thi công đầm bê tông đầm lăn Giữa kỷ 20, nhà khoa học công nghệ đặt vấn đề có cách phối hợp mạnh, ưu điểm loại đập Từ ý tưởng đó, nhà khoa học, cơng nghệ đề xuất bê tông đầm lăn Đập bê tông đầm lăn hỗn hợp gồm cốt liệu (đá, cát, sỏi), xi măng, phụ gia với độ ẩm phù hợp cho phép vận chuyển, đổ, san đất, đá đầm chặt đầm lăn Đập bê tông đầm lăn giới xây dựng năm 1961 Đập bê tông đầm lăn đến với nước Nhật từ năm đầu 70 kỷ 20 đến năm 2006 tổng số 352 đập bê tơng đầm lăn cao 15m nước Nhật chiếm 13%.Hình đập bê tơng đầm lăn Miyagase - Nhật cao 156m Năm 1986 Trung Quốc có đập bê tơng đầm lăn Đến 100 đập xây 76 dựng (chiếm 29% tổng số giới) Trung Quốc xây dựng đập vịm bê tơng đầm lăn vào năm 1993 (đập Phổ Định) xây dựng gần chục đập vịm bê tơng đầm lăn với chiều cao từ 50m đến 130m Đập vịm bê tơng đầm lăn xây dựng cao giới (đập Sa Thài) cao 132m đập bê tông đầm lăn xây dựng cao giới (đập Long Than) cao 192m giai đoạn cao 216,2m giai đoạn nằm lãnh thổ Trung Quốc Mỹ, Brazil, Tây Ban Nha xây dựng đập bê tông đầm lăn từ cách hàng chục năm Năm 1995 quan tư vấn thiết kế nước ta đặt việc thiết kế đập bê tông đầm lăn phương án để so sánh lựa chọn Năm 1997 bắt đầu thiết kế số đập bê tông đầm lăn Năm 2003 : thực xây dựng hai đập (Plejkrong, A Vương) Hình 1: Đập Miyagase Hình 2: Thủy điện Pleikrong ứng dụng công nghệ RCC Các đập triển khai xây dựng là: Năm 2004: đập: Bản Vẽ, Sê san 4, Đồng Nai 3, Đồng Nai Năm 2005: đập có đập Định Bình, đập Sơn la Năm 2006 đến khởi công chuẩn bị khởi công nhiều đập RCC khác Tuy đập RCC ứng dụng Việt Nam muộn có tốc độ phát triển nhanh Tính đến năm 2006 Việt Nam số 46 nước có đập RCC Hiện Việt Nam có 17 đập có Hđ > 60m có tới 10 đập RCC Sắp tới tiếp tục thiết kế xây dựng nhiều đập RCC Xét số lượng đập bê tơng đầm lăn có chiều cao 100m Việt Nam đứng thứ hai giới Đập bê tong đầm lăn có mạnh thuận lợi, có hạn chế khó khăn định Thế mạnh thuận lợi: Thi công nhanh (giảm được từ 1/2 1/3) Giá thành thấp (thấp từ 25% - 40% đập bê tông thường) Giảm giá kết cấu phụ trợ so với đập vật liệu địa phương Giảm chi phí cho biện pháp thi cơng Tính chịu nén cao Mặt cắt đập lớn đập bê tông thường, nên ứng suất nhỏ, yêu cầu không cao đập bê tơng thường Lượng xi măng, lượng nước dùng Khơng chế nhiệt đỡ phức tạp hơn, dùng nhiều phụ gia thay xi măng Các nước làm trước, giàu kinh nghiệm, sẵn sang chia sẻ với (nhất Trung Quốc) Một số đập xây dựng, chưa gặp rủi ro, cố lớn Công nghệ thiết kế công nghệ thi công thừa hưởng từ thành tựu chung nhân loại Tiêu chuẩn, quy trình nước phong phú Kế thừa công nghệ thi công đập đất đầm nén giới áp dụng nhiều Việt Nam Khó khăn hạn chế: Tính thấm nước đập RCC cao đập thường, thiết bị chống thấm phức tạp Quy trình, tiêu chuẩn cịn chưa có (tiêu chuẩn chung thiết kế đập RCC, tiêu chuẩn riêng: tiêu chuẩn thoát nước nền, tiêu chuẩn thoát nước thân đập, tiêu chuẩn quan trắc, tiêu chuẩn tính tốn nhiệt ứng suất nhiệt , tiêu chuẩn phân tích ứng suất biến dạng đập RCC v.v…) Yêu cầu xử lý nÒn với đập RCC cao gặp yếu Khả chịu kéo kém, Yêu cầu cao xử lý tiếp xúc lớp bê tông, đập với Công nghệ thi cơng có khác so với đập bê tơng thường, khâu đầm Việt Nam bắt tay vào thiết kế thi công đập RCC, mà đập bê tông thường chưa xây dựng Đây vừa thử thách, tạo hội II VỀ TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ ĐẬP ĐỊNH BÌNH Hồ Định Bình có nhiệm vụ: Chống lũ tiển mãn, giảm lũ vụ; tưới 15.515ha trước mắt, sau tăng lên đến 34.000ha; cấp nước sinh hoạt công nghiệp; cải tạo môi trường; ni trồng thủy sản; chống cạn kiệt dịng chảy; phát điện với N = 6.600kw Các đặc trưng hồ chứa nước: MNC = +65m; MNDBT = +91,93m; MNDGC = +93,27m; Dung tích hữu ích Wh = 209,93.106m3; Dung tích chết Wc = 16,28.106m3; Dung tích hồ ứng với MNDBT W = 226,21.106m3 Hình3 Đập RCC Định Bình thi cơng 77 Quy mơ cơng trình: * Đập ngăn sông: - Đập RCC; Chiều dài đỉnh đập 571m; Chiều rộng đỉnh đập 9m; Chiều cao đập lớn Hđ = 52,3m; Cao trình đỉnh đập: + 95,3m * Tràn xả lũ: gồm tràn xả mặt tràn xả sâu a Tràn xả mặt: Đập tràn mặt cắt thực dụng Ophixêrơp; Cao trình ngưỡng tràn: + 80,93m; Tràn có van cung, cửa, cửa có B x h = 14 x 11(m); Đóng mở xi lanh thủy lực, tiêu phóng x¹; Lưu lượng xả mặt thiết kế 4.637m3/s; kiểm tra 5.530m3/s b Cửa xả đáy: Có cửa xả đáy, van cung bố trí hạ lưu, đóng mở xi lanh Thủy lực; Mỗi cửa có B x h = x (m); lưu lượng xả thiết kế 2700m3/s, kiểm tra 2766m3/s ; Cao trình ngưỡng tràn: +58,0m; tiêu đáy * Cống lấy nước: có cống Cống bờ trái: cống trịn có áp, van hạ lưu, d = 2,8m; Q = 38,1m3/s Cống bờ phải: Cống tròn d = 1,0m; van côn hạ lưu; Q = 1,7m3/s * Nhà máy thủy điện: Kiểu sau đập; Nlm = 6.600kW, tổ máy Liên quan đến tiêu chuẩn thiết kế đập bê tơng đầm lăn, ngồi tiêu chuẩn chung, cịn có tiêu chuẩn đặc thù riêng Những tiêu chuẩn nước có sắc thái riêng * Tiêu chuẩn Mỹ: a Tiêu chuẩn thiết kế Cục công trình quân đội Mỹ (USA CE) - Tiêu chuẩn thiết kế EM 1110 -2-2200: thiết kế đập bê tông trọng lực (Gravily Dam Design), xuất 1995 - Tiêu chuẩn thiết kế EM 1110 -2-2006: thiết kế đập bê tông đầm lăn (Roller compacted concrete), xuất 1995 - Tiêu chuẩn thiết kế: EM 1110-2-12: Các điều khoản thiết kế động đất cho đập RCC - Tiêu chuẩn thiết kế ETL 1110-2-343: Thiết kế kết cấu cho đập bê tông đầm lăn b Tiêu chuẩn Ủy ban lượng liên bang FERC có chương 3: Hướng dẫn kỹ thuật đánh giá an tồn cơng trình thủy điện c Tiêu chuẩn Viện bê tơng (ACI) ACI - 2007 - 5R - 99: Tiêu chuẩn bê tông 78 đầm lăn khối, xuất năm 1999 * Tiêu chuẩn Nga (Liên Xô cũ) CHuП II - 7- 81: Tiêu chuẩn thiết kế vùng có động đất CHuП 2.02.02.85: Tiêu chuẩn cơng trình thủy công CHuП 2.06.06.85: Tiêu chuẩn thiết kế đập bê tông bê tông cốt thép CHuП 2.06.01.86: Các quy định chủ yếu thiết kế * Tiêu chuẩn Trung Quốc: - Quy phạm thiết kế đập bê tông trọng lực - Quy phạm thiết kế đập vòm bê tông (SL 282 - 2003) - Quy phạm thiết kế đập bê tông đầm lăn SL 314- 2004 Những tiêu chuẩn nước mức độ khác vận dụng vào thiết kế đập bê tông đầm lăn Nghiên cứu hồ sơ trình thiết kế thấy: Thiết kế đập bê tông đầm lăn Định Bình áp dụng tiêu chuẩn chung khảo sát, thiết kế cơng trình thuỷ lợi * Cơng tác khảo sát địa hình thực theo quy định thành phần khối lượng 14TCN 116-1999 thay 14TCN 186-2-2006 * Việc khảo sát địa chất (thành phần, nội dung, khối lượng) thực theo 14TCN1152000 (mới 14TCN195-2006), quy trình khoan máy QT-TL-1-71; Quy trình khoan tay QT-TLB-7-77; Quy trình xác định độ thấm nước đá phương pháp thí nghiệm ép nước (14TCN83-91) * Những tiêu chung, quy định chung tn theo quy đỉnh chung thiết kế cơng trình thủy lợi TCXDVN285-2002 * Tính tốn thủy văn tn theo QPTL C6-77 Tính tốn đặc trưng thủy văn thiết kế * Các tính tốn thủy lực, nền, tải trọng theo quy phạm tương ứng: - QPTL C-1-78 Quy phạm tải trọng lực tác dụng lên cơng trình thủy lợi - TCVN 2737-95: Tải trọng tác động - Tiêu chuẩn thiết kế - 14TCN 81-90: QP tính tốn thuỷ lực cơng trình xả kiểu hở xói lịng dẫn đá dịng phun - 22TCN 22-95: Quy phạm tải trọng lực tác dụng - QPTL C-1-75: Quy phạm tính tốn thủy lực cống sâu - QPTL C8-76: Quy phạm tính tốn thủy lực đập tràn - TCVN 4253-86: Nền cơng trình thủy công - Tiêu chuẩn thiết kế Áp dụng tiêu chuẩn thiết kế đập bê tông trọng lực: - 14TCN 56-88 thiết kế đập bê tông bê tông cốt thép - Tiêu chuẩn thiết kế - TCN 4116-85 Kết cấu bê tông bê tông cốt thép thủy công - Tiêu chuẩn thiết kế - HPTL.3.3.77 hướng dấn thiết kế đường hầm thủy lợi - 22TCN- 272-2001 Quy trình thiết kế giao thơng Vận dụng quy phạm đập bê tơng đầm lăn nước ngồi Đó tiêu chuẩn Mỹ, tiêu chuẩn kinh nghiệm Trung Quốc đập bê tông đầm lăn bắt đầu thiết kế Việt Nam IV TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ ĐẬP BÊ TÔNG ĐẦM LĂN CỦA VIỆT NAM Từ nghiên cứu hồ sơ trình thiết kế đập ĐÞnh Bình số đập khác thấy: Chưa có tiêu chuẩn chung thiết kế đập bê tông đầm lăn Thực tế dẫn đến mượn lấy theo tiêu chuẩn nước Điều hiểu “ồ ạt” bắt tay vào thiết kế xây dựng đập bê tông đầm lăn Thực tế phát triển đợi tiêu chuẩn đời Nhưng rõ ràng thực tế dẫn đến điều dễ nhận thấy tính chưa thống sở pháp lý, kỹ thuật Ở số cơng trình lớn, quan trọng có tiêu chuẩn riêng cho cơng trình Nhưng cơng trình vừa (Hđ