III. Cỏch tiếp cận và phương phỏp nghiờn cứu:
3.4.1. Thi cụng trong điều kiện nhiệt độ cao
Cỏc vấn đề thường gặp trong thi cụng bờ tụng đầm lăn ở nhiệt độ cao, trước thời gian ninh kết ban đầu của bờ tụng rỳt ngắn, trị số VC tăng mạnh theo thời gian, nhất là ở bề mặt bờ tụng khụ trắng, sự rung động của đầm khú cú thể làm cho nú
đầm chặt đến mỳc yờu cầu. Tiếp theo là nhiệt độ thõn đập tăng, biến dạng thể tớch cũng tăng, vỡ vậy mà khả năng nứt của thõn đập cũng nhiều hơn.
Với cỏc cụng trỡnh vừa và nhỏ, cú thể lợi dụng mựa đụng, thời kỳ nhiệt độ thấp để hoàn thành việc đổ bờ tụng đầm lăn. Tuy vậy với cỏc cụng trỡnh quy mụ lớn, thời gian thi cụng kộo dài vài năm, thỡ việc thi cụng ở nhiệt độ cao là khú trỏnh khỏi.
Trong “Quy phạm thi cụng bờ tụng đầm lăn Thủy cụng” của Trung Quốc quy định, khi nhiệt độ trung bỡnh ngày vượt quỏ 25C thỡ phải cú biờn phỏp thi cụng trỏnh nhiệt độ cao.
Sử dụng chất chậm ninh kết cú hiệu quả cao cố gắng kộo dài thời gian ninh kết ban đầu, tăng lượng nước trộn, giảm trị số VC khi ra khỏi nhà mỏy, để dư lượng tăng trưởng sau này v.v…đều là cỏc biện phỏp cơ bản trộn bờ tụng đầm lăn trong nhiệt độ cao.
Tăng tốc độ bờ tụng cũng là điều kiện đảm bảo trỏnh xuất hiện cỏc vấn đề về chất lượng. Khi vận chuyển cố gắng ớt trung chuyển; rỳt ngắn thời gian vận chuyển. Cụng tỏc mặt đập nờn kết hợp cỏc hạng mục cụng việc lại với nhau để rỳt ngắn thời gian phủ tầng đầm lăn.
Thớ nghiệm và thực tiễn cụng trỡnh đó chứng minh, nguyờn nhõn làm VC tăng và giảm thời gian ninh kết ban đầu, ngoài nhiệt độ ra cũn cú tỏc dụng của độ ẩm, sức giú và ỏnh mặt trời.
Ở nhiệt độ cao vào mựa hố, nhiệt độ lỳc đổ của bờ tụng đầm lăn thường khụng quỏ 250C, tựy theo nhiệt độ thõn đập và tớnh toỏn ứng lực nhiệt, nếu cần thỡ nờn giảm bớt nhiệt độ ban đầu của bờ tụng đầm lăn.
Yờu cầu của quy phạm xõy dựng Upperstill Water, nhiệt độ ban đầu của bờ tụng đầm lăn vào khoảng 4ữ100C, vỡ thế mà thiết kế lắp đặt hai dàn hệ thống làm lạnh bằng nitơ lỏng và nhà mỏy làm đỏ 227T/h. Ngoài ra cũn chuyển ca làm việc từ 7 giờ sỏng đến 11 giờ đờm thành từ 8 giờ đờm đến 12 giờ trưa, như vậy từ 12 giờ trưa đến 8 giờ tối sẽ khụng tiến hành đổ bờ tụng, để tiết kiệm chi phớ làm mỏt.
Đập Upperstill Water sử dụng bờ tụng đầm lăn cú vật liệu kết dớnh cao, lượng nước dựng tương đối nhiều ( 170 Kg/m3
) vỡ thế cú thể trộn với nước đỏ để giảm nhiệt độ của hỗn hợp bờ tụng.
Theo điều kiện kỹ thuật xõy dựng đập thủy điện Sơn La nhiệt độ đổ tối đa là 22oC (đo tại vị trớ đổ) được quy định theo như cỏc nghiờn cứu nhiệt đó được tiến hành. Nhiệt độ BTĐL cuối cựng tối đa tại thời điểm đổ sẽ được phớa Tư vấn Giỏm sỏt quy định sau khi xem xột cỏc số liệu khỏc và bất cứ thay đổi nào đến cỏc chỉ tiờu nhiệt của cỏc hỗn hợp trộn BTĐL được lựa chọn và chương trỡnh thi cụng chi tiết.
Sau khi đổ xuống và trước khi đầm, nhiệt độ sẽ phải được xỏc định bằng cỏch đặt một nhiệt kế vào trong bờ tụng BTĐL được đổ ở ngoài hiện trường. Nhiệt độ của BTĐL tại nhà mỏy trộn sẽ điều chỉnh để đảm bảo đạt được nhiệt độ quy định của BTĐL vào thời điểm đổ.
Khi thời tiết ở trong điều kiện mà nhiệt độ đổ của BTĐL cú thể vượt quỏ nhiệt độ đổ tối đa cuối cựng cho BTĐL như quy định, thỡ sẽ ỏp dụng một số phương tiện làm mỏt cú hiệu quả sau :
+ làm mỏt trước cỏc cốt liệu dăm bằng cỏch vẩy nước lạnh vào “băng tải ướt”, quạt giú thổi hơi mỏt lạnh, ngõm trong nước lạnh, quỏ trỡnh chõn khụng hoặc cỏc phương tiện thớch hợp khỏc.
+ làm lạnh nước trộn
+ làm mỏt xi măng và tro bay
+ bổ sung thờm đỏ bụng lạnh vào nước trộn, cung cấp đỏ bụng lạnh tan trước khi hoàn tất quỏ trỡnh trộn BTĐL.
hoặc kết hợp của tất cả cỏc phương phỏp trờn hoặc cỏc phương phỏp đó được thụng qua theo mức độ cần thiết để duy trỡ nhiệt độ đổ BTĐL tối đa là dưới 22o
C.
Đối với cỏc loại bờ tụng đầm lăn khỏc dựng ớt nước, trừ hàm lượng nước trong cỏt ra, thực tế lượng nước dựng để trụn càng ớt. Nếu dựng nước đỏ trộn để giảm nhiệt độ của hỗn hợp bờ tụng sẽ bị hạn chế. Vớ dụ bờ tụng đầm lăn đập Khỏng
Khẩu, lượng nước dựng là 98kg/m3, đỏ dăm 1370kg/m3. Giả thiết hàm lượng nước đỏ dăm là 1%, hàm lượng nước của cỏt là 6%, thỡ lượng nước thực tế là 36,4kg/m3
, cho nờn ở đập Khỏng Khẩu nếu lấy nước đỏ trộn làm giải phỏp làm lạnh sẽ khụng thu được hiệu quả lắm.
Trong đập bờ tụng thường, phổ biến sử dụng dàn ống nước chảy làm mỏt để giảm độ tăng nhiệt thủy húa của bờ tụng. Sử dụng biện phỏp này vào đập bờ tụng đầm lăn rất hạn chế. Khi thi cụng đập bờ tụng đầm lăn, cắt khe, tạo nhỏm..., mỏy múc đi lại nhiều lần trờn mặt khoang, sẽ gặp phải rất nhiều khú khăn nếu như trờn mặt khoang cú lắp cỏc ống nước làm mỏt.
Phương phỏp làm mỏt bề mặt phự hợp với thi cụng đập bờ tụng đầm lăn ở nhiệt độ cao. Áp dụng nước mỏt phun sương, cú thể tham đảm bảo nhiệt độ bề mặt bờ tụng thấp hơn nhiệt độ bờn ngoài, tăng hiệu quả tản nhiệt.
Thi cụng đập bờ tụng đầm lăn trong vựng cú nhiệt độ cao, ỏp dụng biện phỏp ngừng thi cụng ban ngày (cỏc thỏng mựa hố), đổ bờ tụng mựa hố nờn hạn chế chiều dày lớp đầm, thời gian gión cỏch giữa hai tầng đổ lớn hơn 72 giờ để bờ tụng tỏa nhiệt.
3.4.2.Thi cụng trong điều kiện nhiệt độ thấp
Thớ nghiệm chứng minh, bờ tụng đầm lăn ở nhiệt độ thấp, tốc độ thủy húa chậm, tốc độ tăng cường độ bị giảm đi. Với thớ nghiệm mẫu bảo dưỡng 91 ngày ở nhiệt độ thấp (1+-1) thỡ cường độ chỉ bằng 66% của bảo dưỡng tiờu chuẩn, xem hỡnh 5-9
Nhiệt độ thấp ảnh hưởng rất lớn đến sự phỏt triển cường độ thời kỳ đầu của bờ tụng đầm lăn.
Thi cụng bờ tụng ở điều kiện nhiệt độ thấp thỡ điều quan trọng nhất là khụng được để cho nú đúng băng. Trộn bờ tụng bằng nước núng để tăng nhiệt độ là một biện phỏp đơn giản nhất khi gặp nhiệt độ mụi trường quỏ thấp.
Hiệu quả của việc trộn bằng nước núng dao động tựy hàm lượng nước để trộn, phụ thuộc vào hàm lượng nước của đỏ, cỏt.
Khi nhiệt độ khụng khớ thấp nhất là về ban đờm thỡ nền đỏ, vỏn khuụn và cỏc tấm kim loại sẽ dễ bị đụng lạnh bề mặt, tốt nhất là dựng đốn tia hồng ngoại sưởi ấm .
Với những bề mặt tầng bờ tụng đầm lăn lộ ra ngoài khụng khớ thỡ cần phải tiến hành che chắn. Cỏch che chắn thụng thường là dựng cỏc loại rơm rạ, cỏ, tấm xốp, bao tải... đậy phủ lờn. Cần trải một lớp nilon mỏng lờn mặt lớp bờ tụng để giữ độ ẩm trỏnh mất nước. Khi nhiệt độ quỏ thấp cú thể dựng dõy điện trở đốt núng để bảo dưỡng.
Hàm lượng của nước cú ảnh hưởng rất lớn đến tớnh chất thi cụng và tớnh năng của bờ tụng sau khi cứng, vỡ vậy thi cụng bờ tụng đầm lăn dưới điều kiện trời mưa ảnh hưởng cũn lớn hơn thi cụng bờ tụng thường.
Qua thớ nghiệm ảnh hưởng của trời mưa đến chất lượng, làm mưa nhõn tạo cường độ 1-4mm trong mỗi giờ để kiểm tra chất lượng, kết quả cho thấy, với cường độ 2mm/giờ thỡ phải ngừng thi cụng đổ bờ tụng.
Trong lỳc đang thi cụng gặp trời mưa, thỡ phải tăng tốc độ của mỏy đầm, sau đú lấy nilon che phủ mặt đập, để giảm bớt lượng nước mưa thấm vào, nếu xỏc nhận bộ phận nào chất lượng khụng tốt thỡ phải đào bỏ.
Thớ nghiệm ở đập Dangue- Chile đó rỳt ra kinh nghiệm quý bỏu cho việc thi cụng dưới trời mưa. Đập này là đập trọng lực bờ tụng đầm lăn cao 115m, ở phớa Nam Santiago chừng 600km. Đặc điểm khớ hậu vựng này là mựa hố khụ, mựa đụng ẩm ướt, từ thỏng 5 đến thỏng 8 là mựa mưa. Lượng mưa trung bỡnh cả năm 3800mm. Cho nờn thi cụng dưới trời mưa trở thành vấn đề quan trọng. Nờn đó phải tiến hành thớ nghiệm chuyờn mụn với đoạn đập dài 30m, rộng 8m, tỷ lệ cấp phối bờ tụng cú lượng xi măng là 120kg/m3
, tro nỳi lửa là 50kg/m3, nước là 160kg/m3
. Xột ảnh hưởng của mưa nờn khi trộn giảm bớt lượng nước. Tỷ lệ vữa tro/vữa cỏt là 0.45-0.5. Cú ba cấp cường độ mưa mỗi giờ là 4,9mm -7,4mm- 11,4mm. Cú hai loại mỏy đầm
CA 25 của cụng ty Dynapac và mỏy ủi D6 (cú kốm theo tấm bờ tụng để tăng tải đầm, tổng trọng lượng lờn đến 20T).
Khi lượng mưa là 4,9mm/h và 7,4mm thỡ việc đầm dung cũng chưa cú khú khăn mấy. Đống bờ tụng được mỏy ủi san, chiều dày đầm chắc 300mm, được đầm 6 lượt. Trong khi đầm cú rất nhiều chỗ cú vữa tro nổi lờn mặt, dẫn đến tỡnh trạng giảm cường độ bề mặt và tăng khối lượng cụng việc xử lý bề mặt.
Khi lượng mưa lờn đến 11,4mm/h, thỡ lượng vữa tro nổi lờn nhiều, ở phớa trước quả lu xuất hiện súng nổi mà đầm dung vẫn chưa đầm chặt được bờ tụng.
Kết quả thớ nghiệm chứng minh, với lượng mưa trong vũng 7mm/h thỡ cú thể dựng đầm dung, lượng mưa đến 7mm/h trở lờn thỡ khụng được dựng đầm dung.
Khi cường độ mưa lờn đến 11,4mm nếu dựng mỏy ủi để đầm chiều dày 100mm, đầm 4 lượt, độ đầm chặt tương đối đạt 98% trở lờn.
Qua thớ nghiệm kể trờn đó cho một số kết quả, tuy vậy cần chờ nghiờn cứu thờm. Nếu vấn đề này được giải quyết thỏa đỏng thỡ cú ý nghĩa vụ cựng lớn đối với việc mở rộng thi cụng đập bờ tụng đầm lăn trong điều kiện trời mưa.
Ở một số đập BTĐL ở Việt Nam khi thi cụng dưới trời mưa
1. Khi đang tiến hành đổ BTĐL mà gặp mưa với cường độ lớn hơn 5mm/giờ hoặc 0,5mm trong 6 phỳt thỡ tạm dừng việc rải hỗn hợp BTĐL. Đối với phần hỗn hợp BTĐL đó rải phải khẩn trương tiếp tục cụng tỏc đầm để cú thể sớm kết thỳc quỏ trỡnh đầm nộn.
2. Việc đầm nộn BTĐL khi mưa phải tạm dừng lại khi nước mưa chảy tự do ngừng lại trờn bề mặt BTĐL đó đầm, khi hỗn hợp BTĐL dớnh vào trống đầm, khi nước mưa tạo rónh hoặc cỏc hư hại khỏc bắt đầu phỏt triển trờn lớp BTĐL mới đổ.
3. Khi tạm dừng đổ BTĐL do mưa thỡ trong thời gian mưa và sau khi mưa, đối với cỏc khu vực cú BTĐL tươi mới đầm chưa đủ thời gian 3 giờ từ khi kết thỳc đầm sẽ khụng cho phộp thiết bị nặng hoặc cụng nhõn đi lờn hoặc tiếp xỳc trực tiếp với bề mặt BTĐL để trỏnh lỳn sõu, vũng nước, trộn lẫn nước mưa với BTĐL hoặc
gõy ra cỏc hư hỏng khỏc. Khoảng thời gian này cú thể kộo dài theo hoặc rỳt ngắn hơn tuỳ theo điều kiện thực tế nhưng trong từng trường hợp cụ thể .Trong suốt thời gian đổ BTĐL, luụn luụn cú được dự bỏo một cỏch tương đối chớnh xỏc tỡnh hỡnh thời tiết tại khu vực cụng trỡnh để bố trớ thời gian hợp lý cho việc bắt đầu và kết thỳc thi cụng mỗi lớp BTĐL, hạn chế việc tạm dừng thi cụng do mưa khi chưa hoàn thiện lớp đổ.