Nghiên cứu lựa chọn giải pháp chống thấm cho nền đập hồ chứa khuôn vố bắc giang

LỜI CẢM ƠN Tác giả luận văn xin cảm ơn sâu sắc thầy giáo hướng dẫn GS.TS.Lê Kim Truyền hướng dẫn bảo tận tình suốt trình thực luận văn tốt nghiệp Tác giả xin gửi lời cảm ơn tới thầy giáo tham gia giảng dạy khóa cao học 18 trường Đại học Thủy lợi tận tình hướng dẫn truyền đạt cho tri thức khoa học quý giá Tác giả xin cảm ơn Lãnh đạo trường Đại học Thủy lợi, khoa Sau đại học Bộ mơn Xây dựng Cơng trình thủy tạo điều kiện cho tơi hồn thành tốt cơng việc nghiên cứu khoa học Cuối cùng, tác giả xin chân thành cảm ơn đến gia đình, bạn bè, đồng nghiệp giúp đỡ, đơng viên, khích lệ để luận văn tốt nghiệp hoàn thành tốt đẹp TÁC GIẢ LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu trích dẫn trung thực Các kết nghiên cứu luận văn chưa người công bố cơng trình khác./ Kiều Văn Hải MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài: Trong xây dựng cơng trình thủy lợi, thủy điện cơng tác xử lý chống thấm cho cơng trình thường khơng thể thiếu Việc chống thấm cho thường phức tạp phụ thuộc vào nhiều yếu tố tự nhiên, giải pháp kỹ thuật công nghệ thi công Trong xu hướng phát triển kỹ thuật xây dựng nói chung xử lý nói riêng có nhiều tiến bộ, nhiều giải pháp ứng dụng mang lại hiệu cao Việc nghiên cứu lựa chọn giải pháp thích hợp với đặc điểm địa chất móng công nghệ thi công mang lại hiệu kinh tế kỹ thuật cao Với cơng trình hồ chứa Khn Vố tỉnh Bắc Giang có đặc điểm địa chất phức tạp móng tuyến đập đặt đới đá phong hóa mạnh đến phong hóa vừa phong hóa nhẹ yêu cầu chống thấm cho phải tạo màng chống thấm đập, kéo dài đường thấm nhằm hạn chế thấm đới đá đồng thời giảm bớt áp lực thấm lên đáy móng cơng trình Việc lựa chọn giải pháp cho phù hợp với đặc điểm tự nhiên, kết cấu công trình mang lại hiệu kinh tế bảo đảm điều kiện kỹ thuật cho cơng trình Mục đích đề tài: Nghiên cứu tổng quan giải pháp chống thấm cho cơng trình điều kiện ứng dụng giải pháp Đề xuất lựa chọn giải pháp chống thấm cho đập hồ chứa Khuôn Vố Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu: Nghiên cứu tài liệu liên quan dến giải pháp chống thấm cho cơng trình Kế thừa kết nghiên cứu chống thấm cho cơng trình Kết dự kiến đạt được: Nắm tổng quan phương pháp xử lý chống thấm cho cơng trình điều kiện ứng dụng Đề xuất giải pháp chống thấm cho đập hồ chứa Khuôn Vố CHƯƠNG NGUYÊN NHÂN PHÁT SINH VÀ NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA DỊNG THẤM DƯỚI ĐÁY MĨNG CƠNG TRÌNH 1.1 Mở đầu Khi xây dựng cơng trình đất yếu đá phong hóa thường cơng trình tiếp xúc với đất nền, hai bên vai cơng trình phận thường loại thấm nước, trừ cơng trình đặt đá tốt xử lý phần tiếp giáp theo quy trình kỹ thuật Để bảo đảm cho cơng trình ổn định không bị nước phải xử lý chống thấm tốt, trước hết phải tìm nguyên nhân phát sinh dịng thấm để có giải pháp phù hợp với diều kiện tự nhiên đạt yêu cầu kỹ thuật, giá thành hạ 1.2 Nguyên nhân phát sinh dịng thấm đáy móng cơng trình Khi cơng trình làm việc, tạo chênh lệch mực nước thượng hạ lưu Nước di động qua kẽ rỗng đất hai bên vai cơng trình tạo thành dịng thấm Đối với cơng trình mơi trường xung quanh, dịng thấm gây ảnh hưởng bất lợi sau: - Làm nước từ hồ chứa; - Gây áp lực lên phận cơng trình giới hạn miền thấm (bản đáy, tường chắn ); - Mất ổn định cơng trình: xói nền, xói vai đập…; - Có thể làm biến hình đất hai vai, đặc biệt khu vực dịng thấm ra, dẫn đến sụt lún, nghiêng, lật cơng trình; - Dịng thấm hai bên vai cơng trình hạ lưu làm lầy hoá khu vực rộng, làm ảnh hưởng đến ổn định bờ điều kiện lại, sản xuất hạ lưu cơng trình Dịng thấm môi trường đất rỗng chia thành loại: 1.2.1 Dịng thấm có áp Khi bị giới hạn từ phía biên cứng, dịng thấm khơng có mặt thống; chuyển động dịng thấm giống nước chảy ống có áp Đây trường hợp xét dịng thấm đáy cơng trình 1.2.2 Dịng thấm khơng áp Khi khơng bị giới hạn từ phía cơng trình Đây trường hợp dịng thấm hai bên vai cơng trình, dịng thấm qua đập đất Giới hạn phía dịng thấm mặt thống hay mặt bão hồ, có áp suất áp suất khí trời 1.3 Những vấn đề dịng thấm đáy móng cơng trình Nhiệm vụ nghiên cứu dịng thấm tìm quy luật chuyển động phụ thuộc vào hình dạng, kích thước phận cơng trình biên dòng thấm; xác định đặc trưng phân bố áp lực thấm lên phận cơng trình, phân bố gradien thấm miền thấm, trị số lưu lượng thấm Trên sở tính tốn này, người thiết kế chọn hình thức, kích thước, cấu tạo hợp lý cơng trình, đảm bảo điều kiện làm việc an tồn ( ổn định trượt, ngăn ngừa biến hình nền…) tính kinh tế phương án chọn Vấn đề nghiên cứu dòng thấm từ lâu thu hút quan tâm nhà khoa học giới Vào kỷ 18 có cơng trình nghiên cứu Lơmơnơxơv, Becnoulli, Euler Từ năm 1856, Darcy tiến hành nghiên cứu thực nghiệm tìm định thấm tuyến tính mà ngày gọi định luật thấm Darcy Những thành tựu bật lý thuyết thấm công bố tác phẩm Jucovxki(1898), Pavlovxki(1922) Đóng góp vào phát triển phương pháp thủy lực lý thuyết thấm có cơng Duypuy, Cơzeny, Aravin, Numerov, Ughintrux, Trugaev nhiều nhà khoa học khác Việc giải toán thấm phương pháp thủy lực đạt kết phong phú cho sơ đồ toán phẳng thấm có áp Với tốn thấm khơng có áp giải cho số sơ đồ đơn giản Ngày nay, với phát triển mạnh mẽ phương pháp số cơng cụ máy tính, nói chung giải toán thấm với biên cho toán phẳng tốn khơng gian, thấm ổn định không ổn định… 1.4 Những nhân tố ảnh hưởng đến dịng thấm đáy móng cơng trình Một vấn đề quan cần phải giải thiết kế cơng trình thủy lợi dự báo chế độ hệ thống cơng trình – Sự phức tạp toán thể chỗ: cần phải tính đến hàng loạt yếu tố tác động như: địa hình, điều kiện địa chất cơng trình; đặc thù kết cấu cơng trình biện pháp kết cấu chống thấm thân cơng trình; khả dao động mực nước thượng hạ lưu… Độ xác xác định tính chất thấm loại đất thân đập đất Mặc dù, có nhiều thành tựu phát triển phương pháp phương tiện kỹ thuật nhằm xác định tính chất lý đất, có kết cấu địa tầng phức tạp, giá trị tính tốn thơng số dịng thấm phụ thuộc vào tương tác hệ số thấm lớp đất nền.Việc hồn thiện nghiên cứu thấm cơng trình cần gắn với việc cải thiện phương pháp khảo sát địa chất cơng trình nói chung việc xác định tính chất đất nói riêng 1.5 Các mơ hình tính tốn thấm đáy móng cơng trình 1.5.1 Tính thấm phương pháp giải tích 1.5.1.1 Phương pháp học chất lỏng Phương pháp Viện sĩ N.N Pavlôpxki khởi xướng đạt lời giải xác cho số tốn thấm có biên đơn giản Trong toán thấm phẳng, gọi h hàm số cột nước thấm, ta có: h = h (x, y) (1.1) Trong môi trường thấm với giả thiết nêu phần trên, phương trình vi phân dòng thấm là: ∂2 h ∂2 h + = ∂x ∂y (1.2) Với cơng cụ tốn học hàm giải tích biến phức z = x + iy, tác giả tìm vị phức dịng thấm số tốn đơn giản Chuyển động dịng thấm mô tả lưới thấm gồm họ đường: - Đường đẳng thế, gọi tắt đường thế, tập hợp điểm có cột nước h (h = const) - Đường dòng quỹ đạo chuyển động hạt nước miền thấm 1.5.1.2 Phương pháp học chất lỏng gần Với đường viền thấm phức tạp có 2, hay nhiều hàng cừ, Pavlôpxki dùng phương pháp phân đoạn để giải gần tốn thấm Sau Trugaep phát triển thành phương pháp hệ số sức kháng, đưa cơng thức giải tích để tính hệ số sức kháng cho đoạn Viện sĩ Lavrenchiep đề xuất phương pháp biến đổi cừ, dẫn đến bảng tra để xác định áp lực thấm điểm đặc trưng đường viền thấm 1.5.1.3 Phương pháp tỷ lệ đường thẳng Vài nét lịch sử: Khi phương pháp học chất lỏng chưa phát triển người ta dùng phương pháp tỷ lệ đường thẳng (TLĐT) để giải tốn thấm qua cơng trình Phương pháp Blai đề xướng dựa tài liệu quan trắc từ cơng trình thực tế Ơng cho dọc theo tia dòng (đường viền thấm cơng trình), độ dốc thuỷ lực khơng thay đổi, khơng phụ thuộc vào hình dạng đường viền thấm (có cừ hay khơng có cừ) Từ giả thiết này, vẽ biểu đồ áp lực thấm lên đáy cơng trình, tính gradien lưu tốc thấm bình qn tồn miền thấm Trong q trình giải toán thấm, dựa vào quan trắc tỷ mỉ trình tổn thất cột nước thấm dọc theo đường dòng đầu tiên, Len phát đoạn đường viền thẳng đứng, mức độ tiêu hao cột nước thấm lớn so với đoạn đường viền nằm ngang Từ Len đề xuất việc cải tiến phương pháp Blai để kết thu phù hợp với thực tế Ngày có nhiều phương pháp tính thấm, phương pháp TLĐT cịn sử dụng trường hợp sau: - Đối với cơng trình nhỏ, tầng thấm mỏng, đường viền thấm đơn giản: giải theo phương pháp TLĐT cho kết xác theo yêu cầu kỹ thuật - Đối với cơng trình lớn: thường dùng phương pháp TLĐT để sơ kiểm tra chiều dài đường viền thấm trước vào tính tốn theo phương pháp xác - Đối với cơng trình đá: thường áp dụng phương pháp để tính tốn áp lực thấm lên đáy cơng trình 1.5.2 Tính thấm phương pháp sử dụng lưới thấm 1.5.2.1 Khái niệm lưới thấm Trong môi trường đồng nhất, đẳng hướng, lưới thấm hình thành hai họ đường cong trực giao Các đường cong thể hình ảnh chuyển động hạt nước môi trường thấm - Đường dòng: biểu diễn quỹ đạo phần tử nước chuyển động miền thấm; - Đường (gọi tắt đường đẳng hay đường đẳng cột nước): tập hợp điểm có cột nước thấm Trên hình 2-7a thể lưới thấm vẽ xong, đường viền thấm đáy cơng trình đường dịng (A-M); mặt tầng khơng thấm đường dịng cuối (I-I) Đường đáy sơng (kênh) phía thượng lưu (OA) đường đầu tiên; đường đáy thoát nước hạ lưu (MN) đường cuối Phần miền thấm đường dòng kề gọi ống dòng; phần miền thấm đường kề gọi dải Jr a) b) H 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 Hình 1.1: Sơ đồ tính thấm phương pháp lưới a) Lưới thấm; b) Biểu đồ gradien thấm J r R Hai họ đường dòng đường tạo thành lưới có mắt lưới hình vng cong Tại vị trí mà đường dịng, đường gần sát vào nơi có dòng thấm mạnh (gradien thấm lớn); ngược lại, vị trí có đường dịng, đường thưa nơi có dịng thấm yếu Lưới thấm phụ thuộc vào dạng hình học miền thấm mà khơng phụ thuộc vào hệ số thấm, cột nước, chiều dòng thấm, kích thước tuyệt đối cơng trình 1.5.2.2 Các phương pháp xây dựng lưới thấm Để xây dựng lưới thấm, sử dụng phương pháp khác nhau: a) Phương pháp giải tích: Viết phương trình họ đường dịng, đường thế, nêu mục Phương pháp áp dụng số sơ đồ miền thấm đơn giản b) Phương pháp thí nghiệm tương tự điện (EGĐA) Phương pháp dựa sở tương tự hình thức phương trình mơ tả dịng thấm phương trình dịng điện mơi trường dẫn điện Viện sĩ Pavlôpxki nghiên cứu dùng máy EGĐA để vẽ lưới thấm cho dạng miền thấm khác Phương pháp có ưu điểm bảo đảm mức xác cao, giải trường hợp miền thấm phức tạp, môi trường thấm không đồng nhất, khơng đẳng hướng, tốn thấm khơng gian c) Phương pháp thí nghiệm mơ hình khe hẹp: Dựa tương tự hình thức phương trình mơ tả dịng thấm mơi trường thấm với phương trình mơ tả dịng chảy tầng chất lỏng nhớt khe hẹp kính, Aravin thiết lập biểu thức tương quan loại chuyển động Trong thí nghiệm, dùng tia màu để đánh dấu đường dòng dùng suy diễn (theo tính chất trực giao lưới thấm) để vẽ họ đường Do khó khăn kỹ thuật thực hành, phương pháp mơ hình khe hẹp chưa ứng dụng rộng rãi d) Phương pháp vẽ lưới tay: Dựa vào đặc điểm lưới thấm mơ tả mục 1, vẽ lưới thấm tay cho miền thấm phẳng, đồng đẳng hướng Cách thức thực vẽ sửa dần đạt lưới thấm trực giao có mắt lưới hình vng cong Mức độ xác phương pháp phụ thuộc vào trình độ kinh nghiệm người vẽ, nói chung đạt độ xác u cầu tốn kỹ thuật 1.5.3 Tính thấm phương pháp số Xuất phát từ phương trình điều kiện biên, sử dụng phương pháp số để tìm đặc trưng dịng thấm Thường sử dụng phương pháp phương pháp sai phân phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH) 1.5.31 Phương pháp sai phân Miền thấm chia thành hình chữ nhật có kích thước ô lưới a x b hình 1.2 x, y+b b x - a, y x, y b x+a, y x, y - b a a a Hình 1.2: Sơ đồ lưới sai phân Các đại lượng vi phân dh, dx, dy chuyển thành đại lượng sai phân tương ứng ∂ h, ∂ x, ∂ y Những đạo hàm riêng cấp cấp hai ∂h ∂h , , ∂x ∂y ∂2h ∂2h ∂x ∂y , 93 cấp nồng độ vữa Nồng độ vữa cuối cấp nồng độ công tác đáp ứng điều kiện dừng Nồng độ dung dịch chọn theo bảng sở kết ép nước thí nghiệm (có thể điều chỉnh lại sở kết thử nghiệm) 0,03- q (l/ph,m m) Nồng độ vữa (N/XM) 0,09 8/1-5/1 0,09-0,2 0,2-0,5 0,5-1 1-5 >5 5/1-3/1 3/1-2/1 2/1 -1/1 1/1-0,8/1 0,5/1 d) Điều kiện tăng giảm nồng độ vữa Khi trì áp lực khơng đổi mà lượng ăn vữa liên tục giảm lượng vữa không đổi làm áp lực liên tục tăng khơng thay đổi nồng độ vữa Khi lượng ăn vữa cấp áp lực đạt 300 lít thời gian đạt đến 30 phút mà áp lực lượng ăn vữa khơng có thay đổi thay đổi khơng rõ ràng cần tăng cấp nồng độ vữa gián đoạn Khi lượng ăn vữa lớn 30 l/ph cho đoạn vào tình hình cụ thể mà tăng cấp nồng độ vữa Trong trình mà áp lực lượng ăn vữa tăng đột ngột phải nhanh chóng làm rõ ngun nhân có biện pháp xử lý phù hợp, Sau thay đổi nồng độ vữa, áp lực tăng lên lượng vữa tiêu hao giảm, phải trở nồng độ trước thay đổi tiếp tục Trong trình phụt, cần theo dõi chặt chẽ nồng độ vữa qua đầu đo cảm biến xác định nồng độ vữa lắp đồng hệ thống thiết bị tự động theo dõi trình Vữa xi măng để sau thời gian khơng phép sử dụng để Trong q trình dung dịch xảy cố phải ngừng lâu 30 phút cần nhanh chóng khơi phục lại cơng tác phụt, khơng phải rửa hố khoan Khi lại nên dùng vữa xi măng với nồng độ trước gặp 94 cố lượng vữa tiêu hao gần trước, lượng vữa tiêu hao tăng nhiều cần tăng nồng độ vữa, lượng ăn vữa giảm nhiều so với trước cố có thời gian ngắn ngừng ăn vữa phải tìm biện pháp bổ trợ doa lại thành hố khoan, bơm nước thổi rửa lại, cần thiết khoan lại hố sang bên cạnh … Trong q trình phụt, cách khoảng 30 phút thay đổi nồng độ vữa cần tiến hành xác định nồng độ vữa phụt, kết kiểm tra cần ghi kết tổng hợp e) Điều kiện dừng Khi dùng phương pháp phân đoạn từ xuống, áp lực thiết kế lớn nhất, đoạn có lượng vữa tiêu hao không lớn l/ph, kéo dài liên tục 25 phút lượng vữa tiêu hao 0,0 l/ph kéo dài thêm 10 phút dừng phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật Sau kết thúc cho đoạn, áp lực đồng hồ cần giữ vữa lắng đọng khơng chảy ngược ngồi tháo đồng hồ áp lực Tuy vậy, điều kiện dừng xác định thức sở kết thí nghiệm g) Lấp hố Cơng tác lấp hố thực vữa xi măng đặc, tỷ lệ XM/N 1/1 Quá trình lấp hố thực cách hạ cần khoan xuống đáy hố, vữa qua cần khoan kéo dần lên đến miệng hố Nếu nồng độ trước kết thúc 1/1 đặc vữa lấp đầy hố hố khoan coi lấp Nếu nồng độ vữa lỗng cần phải đổ vữa có nồng độ XM/N 1/1 qua ống thả từ xuống đáy hố kéo dần lên theo mức độ lấp đầy vữa hố phụt, bơm vữa vào hố khoan qua nút chiều hố khoan đầy vữa lấp 95 4.3.4.4 Công tác khoan kiểm tra sau khoan đại trà a, Khối lượng, biện pháp khoan kiểm tra Nội dung công tác khoan kiểm tra chủ yếu khoan hố khoan để tiến hành ép nước kiểm tra độ thấm nước đá sau phụt, qua đánh giá mức độ chống thấm khả liên kết tính liền khối đá sau Công tác khoan kiểm tra thực sau thời điểm đoạn cuối khu vực kết thúc tối thiểu ngày lấp xong hố Vị trí hố khoan kiểm tra Ban A đơn vị Tư vấn thiết kế thống xác định thực địa sở bề dày chống thấm kết khoan thực Số lượng hố khoan kiểm tra không vượt 10% tổng số hố khoan Dự kiến khối lượng khoan kiểm tra 13 hố (khoảng 5-10%) Độ sâu hố kiểm tra chiều sâu vị trí kiểm tra Tổng độ sâu khoan kiểm tra khoảng 85m Các hố khoan kiểm tra cần khoan theo phương pháp khoan xoay bơm rửa có đường kính hố khoan không nhỏ 91mm khoan lấy mẫu nõn 100% nhằm mục đích theo dõi mức độ lan toả lấp đầy vữa khe nứt, sở với biện pháp ép nước để đánh giá khả thấm nước đá chất lượng khoan Tất hố khoan kiểm tra tiến hành ép nước phân đoạn từ xuống, phương pháp ép điểm, chiều dài đoạn ép trung bình 5m, áp lực ép thí nghiệm cấp áp lực, P = 0,8xPTK (KG/cm2) PTK áp lực thiết kế tối đa cho đoạn tương ứng Thời gian đo 1, 2, 3, 4, phút đo lưu lượng lần lấy lưu lượng lần đo cuối để tính tốn lượng nước đơn vị, q, l/ph,m,m, Số đoạn ép nước kiểm tra dự kiến 20 đoạn Khối lượng dự kiến bảng 4.16 96 Bảng 4.16: Bảng dự kiến khối lượng khoan kiểm tra sau đại trà c, Số hố Khối lượng khoan (m) Số đoạn ép nước 13 85 20 Đánh giá kết đại trà Tiêu chuẩn đánh giá chất lượng lấy theo lượng nước yêu cầu q ( 0,05 l/ph,m,m bề dày chống thấm rộng 3,1m 4,69m Các đoạn (của tất hố) tiếp giáp bê tông đập đá có kết ép nước phải đạt yêu cầu 100%, đoạn ép tỷ lệ đạt không nhỏ 90% Lượng nước đoạn không đạt yêu cầu không vượt 150% tiêu chuẩn chống thấm thiết kế quy định (5lu) Phân bổ đoạn không đạt yêu cầu không tập trung đánh giá chất lượng đạt yêu cầu, đoạn có kết ép nước khơng đạt yêu cầu tập trung khu vực chất lượng chưa đạt u cầu phải tiến hành khoan vữa bổ sung kiểm tra lại Sau kết thúc công tác kiểm tra tiến hành lấp hố kiểm tra theo yêu cầu kỹ thuật Tùy thuộc vào kết kiểm tra, đánh giá chất lượng công tác chất lượng chống thấm để có định bổ sung xét thấy cần thiết 4.3.4.5 Tiến độ thi công khoan xử lý chống thấm đập Tiến độ thực công tác khoan xử lý phụ thuộc vào tiến độ thi cơng hố móng đập Để đảm bảo công tác thi công khoan không ảnh hưởng tới công tác thi công đập, công tác khoan đại trà thực sau có kết khoan kiểm tra thí nghiệm Tồn tiến độ thi cơng đại trà khoan xử lý chống thấm đập cơng trình đầu mối dự kiến thời gian 1,5 tháng với máy khoan 4.3.4.6 Cơng tác an tồn lao động Trong q trình thi cơng, phần việc nêu thuyết minh phải thực theo yêu cầu kỹ thuật an toàn lao động nêu 97 “Tiêu chuẩn kỹ thuật khoan xi măng vào đá cơng trình thuỷ lợi” ngành số 14 TCN 82 - 1995 Bộ NN&PTNT ban hành năm 1996, 4.3.4.7 Các tài liệu Các tài liệu cần lập công tác khoan xử lý & khoan tiêu nước đập bao gồm: - Tài liệu nhật ký khoan tạo lỗ xử lý chống thấm, - Nhật ký phụt, - Trụ hố khoan thí nghiệm hố khoan kiểm tra, - Biểu thí nghiệm tính tốn ép nước, - Biên kết khoan thí nghiệm có xác nhận đơn vị giám sát thi công, - Biên kết khoan kiểm tra có xác nhận đơn vị giám sát thi công, - Báo cáo kỹ thuật, - Các biên báo cáo khác cố, thay đổi trình văn thống đơn vị thi công đơn vị giám sát thi cơng tồn q trình thi cơng khoan phụt, - Các vẽ hồn cơng cơng tác khoan chống thấm đập, - Các tài liệu chứng chất lượng vật liệu có xác nhận đơn vị giám sát thi công, - Kết luận đơn vị giám sát thi công kết hạng mục cơng việc, - Bản báo cáo hồn cơng đánh giá chất lượng công tác khoan chống thấm đập 98 Kết luận chương Việc lựa chọn giải pháp chống thấm cho đập việc làm quan trọng cần thiết, cần phải có đủ tài liệu đánh giá xác số liệu khảo sát, tính tốn xác ổn định thấm từ đưa giải pháp thích hợp nhằm đáp ứng yêu cầu kỹ thuật, kinh tế thiết bị thi công Trên sở phân tích kết tính tốn thấm, phân tích điều kiện địa chât, thiết bị thi công, kinh tê tác giả lựa chọn giải pháp chống thấm khoan vữa xi măng cho đập Khuôn Vố - Bắc Giang 99 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I KẾT LUẬN Các nội dung đạt luận văn Với kiến thức học chương trình đào tạo cao học Trường Đại học Thủy lợi, tác giả áp dụng vào thực tế để nghiên cứu biện pháp xử lý chống thấm cho đập đá Nội dung luận văn nêu bật tính cấp thiết, ý nghĩa thực tiễn đề tài từ thực trạng thiết kế, thi công quản lý khai thác vận hành cơng trình đập Nghiên cứu ứng dụng công nghệ tiên tiến vào xây dựng cơng trình thủy lợi nhằm mang lại hiệu kinh tế, kỹ thuật vấn đề cần thiết góp phần thực nghiệp cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước Bằng số liệu tính tốn ứng dụng cho cơng trình cụ thể, luận văn có kết luận sau: - Đối với đới đá phong hóa mạnh đến phong hóa vừa phong hóa nhẹ yêu cầu chống thấm cho phải tạo màng chống thấm đập, kéo dài đường thấm nhằm hạn chế thấm đới đá đồng thời giảm bớt áp lực thấm lên đáy móng cơng trình Hiện mặt cơng nghệ hồn tồn đáp ứng - Nắm tổng quan phương pháp xử lý chống thấm cho cơng trình điều kiện ứng dụng Những tồn hạn chế Các biện pháp xử lý chống thấm cho đập đề tài có phạm vi sâu, rộng Mặc dù thân cố gắng điều kiện thời gian, lực thân tài liệu tham khảo có hạn nên kết nghiên cứu đạt luận văn Khi tính tốn chống thấm cụ thể cho đập Hồ chứa Khuôn Vố, trình thiết kế kỹ thuật, điều kiện thời gian hạn chế nên tác giả tiến hành tính tốn phương diện kỹ thuật, kinh tế mà chưa đề cập đến yếu tố 100 khác thiết bị thi cơng,…nên kết sử dụng mức độ định II KIẾN NGHỊ Các vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu: Nghiên cứu sâu giải pháp xử lý chống thấm cho đặc biệt giải pháp đại ứng dụng Việt Nam, cần có trợ giúp máy tính để ứng dụng cơng nghệ áp dụng tính tốn cách xác nhanh chóng Thu thập tài liệu dạng đập tiêu biểu vận dụng kiến thức nghiên cứu để tính tốn cho biện pháp xử lý khác nhằm đánh giá cụ thể ưu nhược điểm, phạm vi ứng dụng nhóm biện pháp xử lý chống thấm cho Nghiên cứu hồn thiện cơng nghệ thiết kế, thi công, kiểm tra chất lượng khoan vữa xi măng cho mục đích khác 101 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng việt Bộ Xây Dựng (1985), Tiêu chuẩn Xây dựng Việt Nam - Nền cơng trình thủy cơng -TCXDVN 4253-86, Hà Nội Bộ xây dựng (2002), TCXDVN 285.2002; Tiêu chuẩn Xây dựng VN - Các quy định chủ yếu thiết kế công trình thuỷ lợi Cao Văn Chí, Trịnh Văn Cương (2003), Cơ học đất, Nhà xuất xây dựng Trịnh Văn Cương (2002), Bài giảng cao học “ Địa kỹ thuật cơng trình” Nghiêm Hữu Hạnh (1997) “Một số biểu ổn định đê sông Mã giải pháp xử lý”, Hội nghị khoa học địa chất cơng trình với nghiệp cơng nghiệp hố, đại hố đất nước Hướng dẫn tính tốn màng chống thấm độ bền thấm đập đất BHИИΓΠ21-85 lượng điện khí hố Liên Xơ, xuất năm 1985 Tạ Văn Kha, Vũ Cao Minh (1997), “Một số kết bước đầu nghiên cứu hiệu hạ thấp mức nước ngầm giếng giảm áp”, Hội nghị khoa học địa chất cơng trình với nghiệp cơng nghiệp hố, đại hố đất nước TCVN 8645 : 2011 Cơng trình thủy lợi u cầu kỹ thuật khoan xi măng vào đá Nguyễn Thanh (1984), “Về việc phân loại thành lập đồ cấu trúc cơng trình xây dựng Việt Nam”, Ký yếu hội nghị Khoa học địa kỹ thuật toàn quốc lần thứ 11 10 Trịnh Minh Thụ, Nguyễn Công Mân, Nguyễn Đăng Minh (2001) “Mô hình tốn giếng giảm áp đê Hà Nội”, Hội thảo Quản lý đất nước MLWR 20 11 Nguyễn Trấn, Nghiêm Hữu Hạnh, Quách Hoàng Hải (1989) “Phương pháp tổng quát xác định áp lực nước đất trường hợp dịng thấm khơng ổn định” Tuyển tập cơng trình nghiên cứu khoa học địa kỹ thuật, Viện Nghiên cứu khoa học 102 Thuỷ lợi 12 Nguyễn Trấn, Vũ Văn Thặng (1989), “Tính tốn hạ áp giếng khơng hồn chỉnh tự chảy”, Tuyến tập cơng trình nghiên cứu khoa học địa ký thuật, Viện khoa học thuỷ lợi 13 Trường Đại học thủy lợi (1998), Giáo trình Nền móng, Nhà xuất nông nghiệp 14 Phạm Văn Tỵ (1987) “Một số ý kiến nguyên nhân biến dạng kiến nghị việc nghiên cứu địa chất công trình đê”, Ký yếu hội thảo tồn quốc chất lượng đê, Bộ Thuỷ lợi 15 Phạm Văn Tỵ (2000), Cơ sở thuyết phương pháp hệ nghiên cứu địa chất cơng trình, Trường đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội 16 Tô Xuân Vu (2002) Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng đặc tính biến dạng thấm số trầm tích đến ổn định đê (lấy ví dụ đoạn đê sơng Mã), Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội Tiếng Anh 17 DWW - Technical report on sand Boil(Piping) - The Netherlands 2002 18 GEO SLOPE Internatinal - User' Guide P P 19 R Whitlow (1966), học đất, nhà xuất giáo dục Hà Nội 20 TAW - 1999 - Technical Advisory Committee for Flood Defense in the Netherlands - Guide on Sea and Lake Dikes 21 V.A Mironeko V.M Sextakov (1982) Cơ sở thuỷ địa học, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội MỤC LỤC MỞ ĐẦU .1 CHƯƠNG NGUYÊN NHÂN PHÁT SINH VÀ NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA DỊNG THẤM DƯỚI ĐÁY MĨNG CƠNG TRÌNH .2 1.1 Mở đầu .2 1.2 Ngun nhân phát sinh dịng thấm đáy móng cơng trình 1.2.1 Dịng thấm có áp 1.2.2 Dịng thấm khơng áp 1.3 Những vấn đề dòng thấm đáy móng cơng trình 1.4 Những nhân tố ảnh hưởng đến dịng thấm đáy móng cơng trình 1.5 Các mơ hình tính tốn thấm đáy móng cơng trình 1.5.1 Tính thấm phương pháp giải tích .4 1.5.2 Tính thấm phương pháp sử dụng lưới thấm .6 1.5.3 Tính thấm phương pháp số .8 1.6 Xử lý chống thấm cho đập số cơng trình giới Việt Nam .10 CHƯƠNG NHỮNG GIẢI PHÁP CƠ BẢN XỬ LÝ CHỐNG THẤM CHO NỀN ĐẬP 16 2.1 Mở đầu .16 2.2 Đặc điểm phân loại đập 17 2.3 Đặc điểm phân loại phương pháp nhằm tăng ổn định nền 18 2.3.1 Nhóm làm chặt đất mặt học 18 2.3.2 Nhóm làm chặt đất sâu chấn động thuỷ chấn .19 2.3.3 Nhóm gia cố thiết bị tiêu nước thẳng đứng .20 2.3.4 Phương pháp gia cố lượng nổ 21 2.3.5 Gia cố vải địa kỹ thuật .22 2.3.6 Nhóm gia cố chất kết dính 22 2.3.7 Nhóm phương pháp vật lý gia cố đất yếu 24 2.4 Yêu cầu xử lý chống thấm cho đập 25 2.5 Tường chống thấm tường kết hợp lõi giũa 26 2.6 Chống thấm sân phủ 27 2.6.1 Chiều dài: 28 2.6.2 Chiều dày: 28 2.7 Chống thấm cừ 29 2.7.1 Bố trí cừ: 29 2.7.2 Cấu tạo: 31 2.8 Khoan .32 2.9 Phương pháp tạo hào chống thấm vật liệu – Xi măng- Bentômite 34 2.10 Các giải pháp kết hợp khác 36 2.11 Những tiêu chí để lựa chọn phương pháp xử lý chống thấm cho đập .38 CHƯƠNG XỬ LÝ NỀN BẰNG PHƯƠNG PHÁP KHOAN PHỤT 39 3.1 Mở đầu 39 3.1.1 Phân loại phương pháp khoan 39 3.1.2.Ứng dụng phương pháp khoan xử lý 40 3.2 Lựa chọn vật liệu để khoan vữa xi măng 41 3.2.1 Lựa chọn xi măng 41 3.2.2 Lựa chọn vật liệu pha trộn phụ gia 41 3.2.3 Yêu cầu kỹ thuật vữa khoan 42 3.2.4 Xác định thành phần chủ yếu vữa xử lý chống thấm đập 43 3.3 Lựa chọn áp lực vữa xử lý 45 3.4 Lựa chọn thiết bị vữa .46 3.5 Tổ chức thi công vữa .46 3.6 Kiểm tra đánh giá chất lượng thi công màng chống thấm 48 CHƯƠNG LỰA CHỌN GIẢI PHÁP CHỐNG THẤM CHO NỀN ĐẬP HỒ CHỨA KHUÔN VỐ - BẮC GIANG 51 4.1 Giới thiệu cơng trình 51 4.1.1 Tóm tắt định chủ đầu tư 51 4.1.2 Vị trí địa lý vùng cơng trình, khu hưởng lợi đối tượng hưởng lợi 52 4.1.3 Các tiêu kinh tế kỹ thuật chủ yếu cơng trình 53 4.1.4 Cơ sở lập đồ án thiết kế 54 4.1.5 Quy định chung 55 4.1.6 Khối lượng dự kiến 55 4.2 Đề xuất phương án xử lý chống thấm cho đập hồ chứa Khuôn Vố .56 4.2.1 Cơ sở lựa chọn giải pháp xử lý chống thấm cho đập 56 4.2.2 Lựa chọn phương án xử lý chống thấm cho đập 64 4.2.3 Phân tích thấm qua sau xử lý .64 4.3 Tính tốn thiết kế cho phương án 71 4.3.1 Nhiệm vụ công tác xử lý chống thấm đập 71 4.3.2 Phạm vi công tác xử lý đập 71 4.3.3 Phương pháp xử lý chống thấm đập 74 4.3.4 Khoan xử lý chống thấm đập 75 I KẾT LUẬN 99 II KIẾN NGHỊ 100 TÀI LIỆU THAM KHẢO .101 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Sơ đồ tính thấm phương pháp lưới a) Lưới thấm; b) Biểu đồ gradien T thấm J r R R1 T Hình 1.2: Sơ đồ lưới sai phân T T Hình 1.3: Sơ đồ phần tử tam giác T T Hình 2.1: Nối tiếp đập 26 T T Hình 2.2: Sơ đồ thấm qua đập có tường lõi + chân 26 T T Hình 2.3: Bố trí sân trước đất sét .27 T T Hình 2.4: Các sơ đồ liên kết cừ với cơng trình .31 T T Hình 2.5: Cấu tạo loại cừ thép 31 T T Hình 2.6: Cấu tạo kích thước số cừ bêtông cốt thép .32 T T Hình 2.7: Kết cấu đập đất chống thấm qua khoan vữa xi măng 32 T T Hình 2.8: Tường hào chống thấm Bentonite .34 T T Hình 2.9: Thi cơng chống thấm vai đập khoan vữa xi măng 37 T T Hình 2.10: Thi cơng chống thấm thân đập 37 T T Hình 4.1: Vị trí địa lý cơng trình .52 T T Hình 4.2: Mặt cắt lịng sơng 61 T T Hình 4.3: Đường bão hịa thấm lưu lượng thấm chưa xử lý 62 T T Hình 4.4: Đường đẳng gradient thấm chưa xử lý 63 T T Hình 4.5: Đường bão hịa thấm lưu lượng thấm phương án .65 T T Hình 4.6: Đường đẳng gradient thấm phương án 66 T T Hình 4.7: Đường bão hòa thấm lưu lượng thấm phương án .67 T T Hình 4.8: Đường đẳng gradient thấm phương án 68 T T Hình 4.9: Mặt cắt dọc khoan .89 T T MỤC LỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Một số cơng trình xử lý khoan Việt Nam 10 T T Bảng 1.2: Một số cơng trình sửa chữa đập khoan giới .12 T T Bảng 4.1: Tổng hợp tiêu kinh tế kỹ thuật chủ yếu cơng trình 53 T T Bảng 4.2: Bảng tổng hợp khối lượng công việc dự kiến 55 T T Bảng 4.3:Các mực nước thiết kế .59 T T Bảng 4.4:Các kích thước đập 59 T T Bảng 4.5: Các tiêu lý vật liệu đắp đập .59 T T Bảng 4.6:Các tiêu lý đất 60 T T Bảng 4.7: Tính tốn chiều dày màng khoan chống thấm đập đất .73 T T Bảng 4.8: Bảng tổng hợp khối lượng khoan chống thấm 77 T T Bảng 4.9: Bảng thống kê khối lượng khoan chống thấm hàng A .78 T T Bảng 4.10: Bảng thống kê khối lượng khoan chống thấm hàng B 81 T T Bảng 4.11: Bảng thống kê khối lượng khoan chống thấm hàng C 84 T T Bảng 4.12: Bảng thống kê khối lượng khoan thí nghiệm 86 T T Bảng 4.13: Bảng thống kê khối lượng khoan kiểm tra sau thí nghiệm 88 T T Bảng 4.14: Xác định giá trị Po P 91 T T Bảng 4.15: Bảng khống chế áp lực 91 T T Bảng 4.16: Bảng dự kiến khối lượng khoan kiểm tra sau đại trà .96 T T ... thuật cho cơng trình Mục đích đề tài: Nghiên cứu tổng quan giải pháp chống thấm cho cơng trình điều kiện ứng dụng giải pháp Đề xuất lựa chọn giải pháp chống thấm cho đập hồ chứa Khuôn Vố Cách... trình hồ chứa nước Đầm Hà Động - Quảng Ninh lựa chọn giải pháp xử lý chống thấm kết hợp biện pháp: - Chống thấm cho đê qy để thi cơng móng đập tường nghiêng sân phủ - Chống thấm cho thân đập đào... pháp nghiên cứu: Nghiên cứu tài liệu liên quan dến giải pháp chống thấm cho cơng trình Kế thừa kết nghiên cứu chống thấm cho công trình Kết dự kiến đạt được: Nắm tổng quan phương pháp xử lý chống