3.1. Giới thiệu tổng quan về công trình [1] [2]
3.1.1. Giới thiệu công trình cống ngăn mặn vùng triều “Cống Trà Linh” Linh”
Cống Trà Linh I là một trong các cống tiêu đầu mối của hệ thống thủy nông Bắc Thái Bình, tại K45+110 đê biển số 7, huyện Thái Thụy, tỉnh Thái Bình. Cống Trà Linh I và cống Trà Linh II là 2 công trình đầu mối với nhiệm vụ tiêu úng và ngăn mặn rất quan trọng cho 4 huyện Hưng Hà, Đông Hưng, Quỳnh Phụ, Thái Thụy và một phần thành phố Thái Bình.
Hình 3.1.Cống Trà Linh I – Thái Thụy – Thái Bình
Cống Trà Linh I được xây dựng năm 1934 với quy mô 19,5m; cao trình đáy (-4,5m), qua thời gian khai thác hơn 70 năm trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt ở vùng nước mặn, mặt khác năm 1968-1970 cống bị chiến tranh chống Mỹ tàn phá vì vậy đến nay cống đã bị hư hỏng nặng, xuống cấp nghiêm trọng. Cống Trà Linh II xây dựng năm 1976 với quy mô 48m; cao trình đáy (-3,7m), hiện trạng cống còn tốt đang khai thác bình thường. Mặt khác, một số hệ thống kênh trục dẫn nước bị bồi lắng, cống đập nội đồng hư hỏng, xuống cấp. Do đó cống Trà Linh I không đảm bảo an toàn cho công tác phòng chống lụt bão, hạn chế năng lực tiêu, không đảm bảo tiêu thoát nước cho hệ thống theo nhu cầu mới. Ngày 10/02/2006 Thứ trưởng Bộ Nông nghiệp và PTNT Nguyễn Ngọc Thuật đã chủ trì cuộc họp lấy ý kiến đóng góp của các Cục, Vụ, Viện và đã giao cho Viện Quy hoạch Thủy lợi là Văn phòng Ban Quan lý Quy hoạch lưu vực sông Hồng – sông Thái Bình đóng góp ý kiến và đi đến thống nhất, sửa chữa, nâng cấp cống Trà Linh I với quy mô khẩu độ cống 34m, cao trình đáy cống (-4,0m) cùng với cống Trà Linh II đã có, sẽ đảm bảo tiêu úng chủ động cho 50.332ha lúa vụ mùa với tần suất tiêu 10%, ngăn mặn giữ ngọt cho hệ thống Bắc Thái Bình, bảo đảm an toàn phòng chống lũ bão cho đê biển số 7, kết hợp với phát triển hệ thống giao thông bộ và giao thông thủy, góp phần cải tạo môi trường sinh thái và bảo vệ nguồn nước trong hệ thống đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế - xã hội của hệ thống giai đoạn đến năm 2020.
3.1.2. Quy mô, kết cấu công trình 3.1.2.1 Quy mô:
Cống kiểu lộ thiên, có chiều rộng thông nước B=37,0m; cao trình đáy cống ∆đ = (-4,00)m được chia làm 4 cửa:
- 3 cửa, mỗi cửa rộng 10m, cánh van cung, đóng mở bằng thủy lực; - 1 cửa thuyền rộng 7m, cánh van hình chữ nhật, đóng mở bằng thủy lực;
- Cầu giao thông trên cống, tải trọng tiêu chuẩn xe H18, mặt cầu rộng 9m ở cao trình (+5,30)m, có 2 nhịp cầu cạn 2 bên mỗi nhịp L = 8,20m;
- Có 2 bộ phai thép đề phòng sự cố, thay thế và bảo dưỡng cánh van: phai cửa cung và phai cửa thuyền. Có nhà để phai và cầu trục đóng mở phai;
3.1.2.2. Kích thước và kết cấu các bộ phận:
Thân cống dài 22m, tấm đáy chia làm 2 đơn nguyên:
- Chân khay thượng, hạ lưu có 2 hàng cừ thép có chiều dài L = 3m và khớp nối đồng chống thấm;
- Bản đáy, trụ bên, trụpin, tường ngực cống làm bằng BTCT 20Mpa; Cầu giao thông BTCT 30Mpa;
- Cao trình trụ pin (+4,50), cao trình gối đỡ cánh van (+1,50); - Dầm cầu trục thả phai: làm bằng BTCT 20Mpa;
- Tường cánh gà thượng, hạlưu làm bằng BTCT 20Mpa;
- Bể tiêu năng dài 20m, sâu 1m (nằm trong phạm vi tường cánh), bằng BTCT 20Mpa;
- Xử lý nền móng cống, móng tường cánh thượng, hạ lưu bằng cọc BTCT 30Mpa;
Sân trước cống (phía đồng):
- Đoạn 1: Dài 20m. Đáy, mái bằng BTCT 20Mpa; - Đoạn 2: Dài 30m;
- Đáy rộng B = 50m xây vữa 10Mpa dưới lót đá dăm dày 10m, trong ô khung dầm BTCT 20Mpa;
- Mái: Từ (-4,00) đến (-0,59), m=3 và từ (-0,50) đến (+1,80), m=2,0 bằng đá xây vữa 10Mpa theo ô (1x1)m, dày 30cm, dưới lót đá dăm dày 10m và vải địa kỹ thuật;
- Cơ rộng B=3m, cao trình cơ (-0,50) bằng đá xây vữa 10Mpa;
Sân sau (phía biển):
- Đoạn 1: Dài 20m;
- Đáy rộng B=50m làm bằng BTCT 20Mpa;
- Mái: Từ (-4,00) đến (-0,50) m=3 và từ (-0,50) đến (+1,80) m=2 bằng BTCT 20Mpa;
- Đoạn 2: Dài 34m;
- Đáy rộng B=50m bằng đá xây vữa 10Mpa, dưới lót đá dăm 1-2 dày 10cm, trong ô dầm BTCT 20Mpa (30x50)cm;
- Mái từ (-4,00) đến (-0,50) m=3, từ (-0,50) đến (+1,70) m=2 bằng đá xây vữa 10Mpa dưới lót đá dăm, vải địa kỹ thuật;
- Cơ rộng B=3m, cao trình cơ (-0,50) bằng đá xây vữa 10Mpa; - Hố xói dự phòng: dài 35m;
- Đáy rộng B=50m, cao trình đáy (-6,50), bằng rộđá bọc PVC loại P2,7 - 3,8, đá dăm lót 1-2;
- Mái: Từ (-6,50) đến (-0,50)m, m=3-3,5; Rọ đá bọc PVC loại P2,7-3,8, dưới đá dăm lót 1-2, vải địa kỹ thuật. Từ (-0,50) đến (+1,70) bằng đá xây vữa 10Mpa đá dăm 1-2, vải địa kỹ thuật;
- Nhà phai: Kết cấu khung chịu lực bằng BTCT 20Mpa, tường gạch xây vữa tam hợp 25Mpa, mái bằng BTCT 20Mpa, xử lý nền bằng cọc BTCT 30Mpa, tầng 2 có một gian dùng làm gian điều khiển hệ thống đóng mở bằng thủy lực;
- Nhà quản lý: Tiêu chuẩn nhà cấp II, 2 tầng, diện tích sử dụng 160m2;
Cửa vào, cửa ra cống:
- Cửa vào: Dài 180m, chiều rộng B=50m, mái từ (-4,00) đến (-0,50), m=3, từ (-0,50) đến (+1,80), m=2;
- Cửa ra: Nối với cửa cống Trà Linh II, dài 180m, rộng 50m mái từ (-4,50) đến (-0,50), m=3,0. Từ (-0,50) đến (+1,70), m=2,0. Sau đó nối tiếp với cửa mở rộng cống Trà Linh II;
Đê nối tiếp hai đầu cống (nắn thẳng):
- Chiều dài: L=330m;
- Cao trình đỉnh đê: (+5,30)m; - Chiều rộng đê: B=9m;
- Mái: Phía đồng m=2, phía biển m=3, gia cố bằng đá xây vữa 10Mpa dưới đá dăm 1-2, vải địa kỹ thuật;
- Điện phục vụ đóng mở công trình và chiếu sáng;
- Nguồn điện: Tuyến cao thế sử dụng lại tuyến đường cao thế cũđã có bên Thụy Liên đồng thời làm thêm 1 trạm biến áp công suất S=180KVA/35/0,4, thay trạm biến áp cũ. Thiết kế tuyến đường hạ thế L=300m;
3.2. Thực trạng công tác quản lý chất lượng công trình cống Trà Linh – Thái Bình – Thái Bình
Công trình cống Trà Linh được quản lý bằng chủ quản đầu tư là Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn; Chủ đầu tư là Ban QL Đầu tư và Xây dựng Thủy lợi 2.
Đơn vị tư vấn thiết kế là Tổng Công ty Cổ phần và Tư vấn Xây dựng Thủy lợi 1.
Nhà thầu thi công là Công ty khai thác Thủy lợi Bắc Thái Bình. Công trình này, Chủđầu tư tự giám sát trong quá trình thi công.
Ngoài ra, trong quá trình thi công, CĐT còn thuê các đơn vị kiểm định chất lượng như Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng và một sốđơn vị chuyên ngành.
Dưới đây là mô hình quản lý tổ chức quản lý chất lượng công trình cống Trà Linh:
Qua mô hình này, Chủ đầu tư tự giám sát công trình, Nhà thầu tự thực hiện các điều kiện thí nghiệm, kiểm soát chất lượng được các đơn vị thực hiện độc lập. Ta thấy mô hình này đã đủ điều kiện quản lý chất lượng công trình;
3.3. Áp dụng các phương pháp kiểm soát và đánh giá chất lượng công trình cho Cống Trà Linh trình cho Cống Trà Linh
Cơ sở lựa chọn các phương pháp đánh giá và cấu kiện kiểm tra:
Công trình cống Trà Linh làm việc trong môi trường xâm thực, nằm trong vùng chịu tác động của thủy triều, bê tông dễ bị ăn mòn bởi sunphat, cốt thép dễ bị ăn mòn bởi ion clo. Vì vậy, việc xác định độ cứng bề mặt qua thông số cường độ chịu nén của bê tông là cần thiết. Bên cạnh đó, cũng cần xác định khuyết tật và tính đồng đều trong các cấu kiện chịu lực phức tạp và chủ chốt. Đối với công trình bê tông thì không tránh khỏi có vết nứt, cho nên cần xem xét kiểm tra chiều sâu của vết nứt có ảnh hưởng đến lớp chiều dày bảo vệ hay không, để đưa ra các biện pháp xử lý.
Trong trường hợp kết cấu trong giai đoạn thi công, bê tông nén không đạt giá trị theo yêu cầu thiết kế hoặc trong quá trình giám sát thi công, người
Ban QL Đầu tư và XD thủy lợi 2
Tổng Cty CP và TV XD TLợi 1 Công ty khai thác Thủy lợi Bắc Thái Bình Viện Khoa Học Công Nghệ Xây
Công trình cống Trà Linh Giám sát của CĐT
giám sát nhận xét bê tông sử dụng vật liệu có vấn đề thì mới cần sử dụng phương pháp khoan lấy mẫu.
Do điều kiện về yếu tố kinh phí cho nên CĐT cũng đã thuê các đơn vị tư vấn lập đề cương để thực hiện các phép đo, kiểm soát chất lượng tại một số cấu kiện đại diện, chịu lực phức tạp và chủ chốt như bản đáy, trụ pin, tường ngực, tháp đóng mở cống.
3.3.1. Kiểm tra cường độ bê tông bằng Phương pháp súng bật nẩy kết hợp siêu âm hợp siêu âm
Thiết bị đo: Súng bật nẩy Proceq type N của Thụy Sỹ và Máy siêu âm bê tông TICO của Thụy Sỹ.
- Thông số kỹ thuật Súng bật nẩy Proceq type N
Năng lượng đập 2070Nm
Phạm vi đo 700
Nguồn điện Cơ
Hiển thị Cơ
Nhiệt độ làm việc 0-50 độ Nhiệt độ bảo quản 30 độ
Khối lượng (kg) 1,5
- Thông số kỹ thuật Máy siêu âm TICO
Model TICO
Bộ nhớ cố định lên tới 250 giá trị đo Màn hình 128x128 pixel LCD graphic
Giao diện RS232
Phần mềm kết nối chuyển kết quả đo vào PC Dải đo Xấp xỉ 15 đến 6550 mS
Độ phân giải 0.1mS
Độ chính xác ± 1mS
Xung điện áp 1 kV
Tốc độ xung 3/s
Điện trở tại đầu vào 1 MW
Đầu đo 54kHz Cáp kết nối BNC dài 1.5 mét Thang đo nhiệt độ 0đến 60°C
Tuổi thọ pin 30 giờ với 6 pin AA loại 1.5 V Kích thước hộp đựng 325 x 295 x 105 mm
Trọng lượng 3 kg
Tiêu chuẩn kiểm tra EN 12504-4:200; ASTM C 597
- Tiến hành kiểm tra cho các kết cấu đã nêu trên thì ta chọn 10 vùng đo phẳng nhẵn, không ướt, không có khuyết tật, nứt rỗ với diện tích mỗi vùng đo khoảng 400cm2. Khoảng cách giữa các vùng đo liền kề từ 1,5 ~ 2m.
- Thành phần đặc trưng của bê tông: Xi măng Pooc lăng PC30, hàm lượng xi măng 320kg/m3
, loại cốt liệu lớn là đá dăm với Dmax= 40mm.
3.3.1.1. Đối với kết cấu Trụ pin:
1). Dùng súng bật nẩy đo trị số bật nẩy
- Tính toán đối với 10 vùng đo đã chọn. Mỗi vùng đo ta bắn 16 điểm. - Những kết quả thực đo bằng súng bật nẩy của các kết cấu được thể hiện như sau:
Vùng 1:
Điểm Trị số Điểm Trị số Điểm Trị số Điểm Trị số
1 33,5 5 31,8 9 31,9 13 32,6
2 29,5 6 32,2 10 32,8 14 33,5
3 29,9 7 31,9 11 32,2 15 29,2
4 31,8 8 32,6 12 32,2 16 33,1
Loại bỏ 3 trị số lớn nhất và 3 trị số nhỏ nhất, ta tính được giá trị bình quân bật nẩy của vùng 1 theo công thức (2.8) cộng với trị sốđiều chỉnh ∆Nα tra ở bảng (2.1) với α= 45o.
Suy ra giá trị bình quân N1 thể hiện trong bảng sau:
Điểm Trị số Ni ∆Nα N=Ni+∆Nα N1 1 31,7 - 3,4 28,3 28,7 2 31,7 - 3,4 28,3 3 32,1 - 3,4 28,7 4 31,8 - 3,4 28,4 5 32,5 -3,4 29,1 6 31,8 - 3,4 28,4 7 32,7 - 3,4 29,3 8 32,1 - 3,4 28,7 9 32,1 - 3,4 28,7 10 32,5 - 3,4 29,1
- Tương tự với các vùng đo còn lại ta cũng tính ra được giá trị Ni.
- Lập bảng 3.1 bảng tính giá trị bật nẩy của các vùng đo:
Vùng Ni 1 28,7 2 29,5 3 30,4 4 28,9 5 29,0 6 29,5 7 31,5 8 29,5 9 28,7 10 30,6
Bảng 3.1. Giá trị bật nẩy của vùng đo
2). Dùng máy siêu âm đo trị số tốc độ âm của vùng đo
- Mỗi vùng đo chọn ra 5 điểm đo có hình hoa mai. - Vùng 1:
Đo được các giá trị truyền âm của các điểm đo lần lượt là: t1 = 78,537 µs
t2 = 78,536 µs
t3 = 78,534 µs
t4 = 78,533 µs
t5 = 78,531 µs
Ta được giá trị thời gian truyền sóng của vùng đo 1 là: tm1 = 3 533 , 78 534 , 78 536 , 78 + + = 78,534 µs
Với khoảng cách truyền của sóng siêu âm L1 = 300mm, theo công thức (2.13), tính được giá trị tốc độ âm của vùng đo 1 là:
V1= = 534 , 78 300 3,82 (km/s)
- Tương tự với các vùng đo còn lại, ta cũng tính được giá trị tốc độ âm.
Vùng L t Vi(km/s) 1 300 78,534 3,82 2 300 77,419 3,88 3 300 77,101 3,89 4 300 77,922 3,85 5 300 77,640 3,86 6 300 77,459 3,87 7 300 76,825 3,91 8 300 77,660 3,86 9 300 77,101 3,89 10 300 77,821 3,86
Bảng 3.2. Trị số tốc độ âm của vùng đo
3). Tính toán cường độ bê tông của kết cấu
- Ta có giá trị Ni và Vi đã tính được ở trên bảng 3.1 và bảng 3.2, dựa vào bảng 2.3 ta suy ra được giá trị cường độ nén R0 của các vùng đo:
Vùng Ni Vi R0 1 28,7 3,82 19,1 2 29,5 3,88 20,9 3 30,4 3,89 21,2 4 28,9 3,85 19,7 5 29,0 3,86 20,1 6 29,5 3,87 20,4 7 31,5 3,91 22,9 8 29,5 3,86 21,5 9 28,7 3,89 20,5 10 30,6 3,86 21,1 -Sử dụng các bảng 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, xác định các hệ số ảnh hưởng tương ứng với thành phần đã cho của bê tông kết cấu:
C1 = 1,00 C2 = 0,96 C3 = 1,00 C4 = 1,00
Hệ sốảnh hưởng chung tính theo công thức (2.17): C0 = 1,00 x 0,96 x 1,00 x 1,00 = 0,96
-Cường độ bê tông của kết cấu trụ pin, tính theo công thức (2.15):
R= + + + + + + + + + = 10 ) 1 , 21 5 , 20 5 , 21 9 , 22 4 , 20 1 , 20 7 , 19 2 , 21 9 , 20 1 , 19 ( 96 , 0 x 19,9 (MPa) Kết luận: Kết cấu trụ pin có giá trị cường độ như vậy là đạt yêu cầu thiết kế.
3.3.1.2. Đối với kết cấu Bản đáy:
- Ta đo đạc tính toán tương tự như với kết cấu Trụ pin, kết quả thu được được thể hiện trong bảng sau:
Thứ tự vùng đo
Đo bằng máy siêu âm Đo bằng súng bật nẩy
R0 L t V N' ∆Nα (α=- 90°) N=N’+∆Nα 1 300 78,329 3,83 26,0 + 3,7 29,7 19,2 2 300 77,519 3,87 26,7 + 3,7 30,4 20,8 3 300 77,121 3,89 26,2 + 3,7 29,9 21,2 4 300 77,519 3,87 24,8 + 3,7 28,5 19,5 5 300 78,125 3,84 25,5 + 3,7 29,2 20,1 6 300 78,329 3,83 25,6 + 3,7 29,3 20,1 7 300 76,825 3,91 27,9 + 3,7 31,6 22,9 8 300 77,720 3,86 27,3 + 3,7 31,0 21,5 9 300 77,519 3,87 26,7 + 3,7 30,4 20,9 10 300 77,821 3,86 27,1 + 3,7 30,8 21,1
- Với C0 = 0,96 => cường độ bê tông của kết cấu Bản đáy là:
R= + + + + + + + + + = 10 ) 1 , 21 9 , 20 5 , 21 9 , 22 1 , 20 1 , 20 5 , 19 2 , 21 8 , 20 2 , 19 ( 96 , 0 x 19,9 (MPa) Kết luận: Kết cấu bản đáy có giá trị cường độ như vậy là đạt yêu cầu
thiết kế.
3.3.1.3. Đối với kết cấu Tường ngực
- Ta đo đạc tính toán tương tựnhư với kết cấu Trụ pin, kết quả thu được được thể hiện trong bảng sau:
Thứ tự vùng đo
Đo bằng máy siêu âm Đo bằng súng bật nẩy
R0 L t V N' ∆Nα (α=+90°) N=N’+∆Nα 1 300 78,125 3,84 35,3 -5,4 29,9 20,2 2 300 77,720 3,86 24,7 -5,4 30,1 20,7 3 300 77,320 3,88 24,3 -5,4 29,7 21,1