CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ĐẬP ĐÁ ĐỔ BẢN MẶT BÊ TÔNG VÀ ĐẬP C ỬA ĐẠT
1.2. M ặt cắt thiết kế của một số đập đá đổ bản mặt bê tông điển hình và công nghệ thi công
1.2.2. Điều kiện xây dựng, vật liệu thi công, công nghệ thi công đập đá đổ bê tông b ản mặt
1.2.2.1. Điều kiện xây dựng đập CFRD
Về cơ bản, điều kiện để xây dựng CFRD cũng tương tự như đập đá đổ thông qua thường. Cũng như đập đá đổ, CFRD đòi hỏi phải thực hiện một khối lượng công tác đất đá lớn bao gồm: khai thác, vận chuyển, đắp vật liệu vào thân đập. Đặc biệt đối với đập cao thì việc chuyển tải trọng lên nền khá lớn cho nên đòi hỏi nền phải có đủ độ bền và ít biến dạng.
Theo quy phạm “SDJ 218-84“ thì tổng đổ lún của đập không được vượt quá 1% chiều cao đập.
Với các lý do trên, điều kiện quyết định để xây dựng CFRD về định tính là:
Đá nền đảm bảo yêu cầu cần thiết, bị lún ít dưới tác dụng của tải trọng ngoài. Đập đỏ đổ cú yờu cầu của địa chất cao ở vị trớ đặt lừi đập. Tất cả cỏc đập đỏ đổ được xõy dựng ở nước ta thỡ lừi đập đều được đặt lờn lớp đỏ IIA-IB, đối với đập loại vừa đến thấp hoặc ở vị trí sườn đồi có thể đặt trên lớp IB-IAR2R, vật liệu đá đổ có thể đặt trên lớp IAR2R-IAR1R. (tên gọi của các loại đất đá được lấy theo hệ thống phân loại của Nga).
Bảng 1.3: Tên đất đá phân loại của Nga
Nh óm
đá
Mô tả vắn tắt các đặc trưng
của đá
Mô tả các đới
địa chất Các hệ thống phân loại
Trong khối đá
Tron g đứt
gẫy
Của nga
Hệ thống RMR (Bieniawki)
Hệ thống Q (Banon)
E kG/cmP2
Gọi tên theo biến
dạng CHUTI 2.02.02-85
Xế p loại
Tên chất lượng
đá
Xếp loại
Tên chất lượng đá
0 Đất lẫn dăm sạn, có chỗ còn giữ được cấu trúc của đá mẹ.
d-eQ;
IAR1
d-eQ;
IAR1
Đất V Rất xấu 9 8 7
Cực kỳ xấu Đặc biệt
Xấu
1 Đá mềm yếu, bị nứt nẻ và oxit sắt hóa mạnh
IAR2 IB 5000 Đá nửa
cứng biến dạng rất
mạnh
IV Xấu 6 Rất xấu
2 Đá cứng chắc trung bình, phong hóa trung bình đến nhẹ, nứt nẻ rất mạnh, bị oxit sắt hóa dọc theo các mặt cắt khư nứt.
IB IIA 15000÷5000 0
Đá biến dạng mạnh
÷ trung bình
III Trung bình
5 Xấu
3 Đá cứng chắc, không bị phong hóa đến phong hóa nhẹ, nứt nẻ rất mạnh thuộc đới giảm tải hoặc đới ảnh hưởng của đứt gẫy.
IIA IIB 50000 ÷ 100000
Đá biến dạng trung
bình đến yếu
II Tốt 4 Được
Tốt
4 Đá cứng chắc đến rất cứng chắc, không bị phong hóa nứt nẻ yếu
IIB 100000÷
200000
Đá biến dạng yếu và
rất yếu
I Rất tốt 3 2 1
Rất tốt Đặc biệt
tốt Cực kỳ tốt
Cấu tạo của lớp đệm và lớp chuyển tiếp:
Lớp đệm thường có chiều dầy không đổi và được chọn tùy theo thiết bị và phương pháp thi công. Chiều dầy này thường không nhỏ hơn 3m khi thi công bằng máy hoặc có thể giảm xuống còn từ 1÷1,5m khi thi công bằng thủ công hoặc máy nhỏ. Lớp chuyển tiếp thường được thi công đồng thời, phần tiếp giáp giữa hai lớp thường được đầm kỹ hơn để đảm bảo sự không phân lớp.
1.2.2.2. Vật liệu đắp thân đập
Vật liệu đắp thân đập có thể dùng đá cứng hoặc kết hợp giữa đá cứng, đá mền và cuội sỏi. Các loại đá dùng đắp đập có thể là đá vôi, đá cát kết, đá granit, ...
Quy trình kỹ thuật của khối đá đổ chính không phải chặt chẽ lắm. Nó chỉ cần đảm bảo các yêu cầu: Kích thước đá lớn nhất không vượt quá chiều dầy lớp đá đắp, thường DRmaxR=800÷1000 mm; hàm lượng các hạt có đường kính nhỏ hơn 25mm không vượt quá 50%; hàm lượng các hạt có đường kính nhỏ hơn 2mm không vượt quá 10%; đá đổ phải có đặc tính thoát nước dễ dàng. Thành phần cấp phối của vật liệu đá đắp thân đập cũng phải liên tục.
Các chỉ tiêu của đá thông thường được xác định dựa vào các kinh nghiệm thực tế hiện có được nêu trong các tiêu chuẩn, quy phạm, sau đó sẽ xem xét mà điều chỉnh qua thí nghiệm hiện trường vào thời gian bắt đầu đắp đập. Hầu hết đắp ở hiện trường đều được không chế bởi các thông số đắp và bằng sự quyết định dung trọng khô, người ta thấy rằng dung trọng khô của đá đắp thường nằm trong khoảng từ 1,79 T/mP3P ÷ 2,39 T/mP3P.
Các loại đá mềm và cuội sỏi thường được dùng đắp trong vùng giữa đập và hạ lưu đập. Việc lún của khối đá hạ lưu ảnh hưởng rất nhỏ đến tấm bê tông bản mặt nên yêu cầu về chất lượng của nó không đòi hỏi nghiêm nghặt. Có thể sử dụng các loại vật liệu đã khai thác hay lấy nó từ hố móng công trình, tốt nhất là sử dụng các loại đá phún xuất và đá biến chất: sức kháng nén của đá sau 50 lần nhúng nước và 26 lần phơi khô tùy theo chiều cao đập được phân theo bảng sau.
Bảng 1.4: Sức kháng nén của vật liệu đá ứng với chiều cao đập Chiều cao đập Sức kháng nén (T/mP2P)
<25 3000
25÷75 3000÷6000
>75 6000÷8000
Theo “Cooke and Serard, 1987“ thì chỉ yêu cầu >3000 T/m2
Hệ số mềm hóa trong điều kiện khô gió và bão hòa phụ thuộc vào từng loại đá như sau:
Bảng 1.5: Hệ số cho phép của vật liệu đá
Tên đá Hệ số mềm hóa
Đá phún xuất và đá biến chất 0.9
Đá trầm tích 0.8
Đá đắp vào thân đập ngoài việc phải nằm trong đường bao vật liệu thì cần phải đảm bảo hệ số không đều hạt η: 5 ≤ η=D60/D10 ≤ 25.
Vùng chuyển tiếp đá đắp có cấp phối hạt nằm từ giới hạn trên đến giới hạn trung bình, các vùng khác từ giới hạn trung bình đến giới hạn dưới.
Đối với lớp gia cố mái thượng hạ lưu thì đường kính của viên đá không được nhỏ hơn 45 cm và không lớn hơn 100 cm.
1.2.2.3. Công nghệ thi công CFRD
Đập đá đổ bê tông bản mặt thường được thi công theo trình tự sau:
- Đào móng công trình (đào lớp đất phủ và các lớp đá phong hóa trên mặt).
- Đắp đập, kết hợp với khoan phun tại một số vị trí nền cần xử lý.
- Khoan phụt tạo màng chống thấm và thi công bản chân.
- Thi công bản mặt kết hợp với một số hạng mục công trình khác trên đập.
Trong quá trình thi công theo trình tự trên, tại mỗi hạng mục công trình cần áp dụng các biện pháp thi công thích hợp để đạt được các yêu cầu theo thiết kế. Các biện pháp thường dùng trong quá trình thi công là:
a) Biện pháp cắt tỉa và lu đá
Vùng tầng đệm (IIA) cần được đầm nén đặc biệt để đạt modun cao, tạo lớp đệm đồng đều cho tấm bản mặt. Thiết bị thường dùng là đầm con lăn kết hợp rung, chiều dày lớp rải cho một lần đầm phụ thuộc vào thiết bị đầm, thường là 250 mm.
Bề mặt tầng đệm (IIA) cần được tinh chỉnh trong khoảng 50÷150 mm độ phẳng thiết kế. Để đạt điều này thường sử dụng máy xúc đặt ngay trên đỉnh đập dưới sự điều khiển của thiết bị quan trắc bằng laze.
Vùng thân đập chính (IIIB; IIIC) được đắp theo từng lớp và sử dụng các thiết bị quan trắc như đối với đập đá đổ truyền thống.
b) Biện pháp xây dựng tấm bản mặt
Dùng cốp pha trượt để tiến hành thi công các tấm bản mặt, ngoại trừ các tấm đầu tiên có hình thang hoặc hình tam giác nằm liền kề chân tấm, được thi công bằng phương pháp thủ công trước tấm bản mặt chính.
Cốp pha trượt có thể đạt được tốc độ thi công 2÷3 m/h, bê tông thường dùng là bê tông đạt mác M20 Mpa và M24 Mpa trong 28 ngày.
1.3. Thông số thiết kế cơ bản và tiến độ thi công đập Cửa Đạt