Tài liệu Công tác ván khuôn và công nghệ thi công đập bê tông đầm lăn có tường thượng lưu là kết cấu bê tông thường kết hợp bê tông đầm lăn cấp phối ii

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI NGUYỄN ÍCH KHANG CÔNG TÁC VÁN KHUÔN VÀ CÔNG NGHỆ THI CÔNG ĐẬP BÊ TÔNG ĐẦM LĂN CÓ TƯỜNG THƯỢNG LƯU LÀ KẾT CẤU BÊ TÔNG THƯỜNG KẾT HỢP BÊ TÔNG ĐẦM LĂN CẤP PHỐI II LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI NGUYỄN ÍCH KHANG CÔNG TÁC VÁN KHUÔN VÀ CÔNG NGHỆ THI CÔNG ĐẬP BÊ TÔNG ĐẦM LĂN CÓ TƯỜNG THƯỢNG LƯU LÀ KẾT CẤU BÊ TÔNG THƯỜNG KẾT HỢP BÊ TÔNG ĐẦM LĂN CẤP PHỐI II CHUYÊN NGÀNH: XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH THỦY LỢI MÃ SỐ: 60 - 58 - 40 NGƯỜI HD: PGS. TS. LÊ VĂN HÙNG HÀ NỘI - 2012 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu trích dẫn là trung thực. Các kết quả nghiên cứu trong luận văn chưa từng được người nào công bố trong bất kỳ công trình nào khác./. Nguyễn Ích Khang LỜI CẢM ƠN Sau những cố gắng của mình với sự giúp đỡ của thầy cô và đồng nghiệp, tôi đã hoàn thành luận văn Thạc sỹ kỹ thuật chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ với đề tài: “Công tác ván khuôn và công nghệ thi công đập bê tông đầm lăn có tường thượng lưu là kết cấu bê tông thường kết hợp bê tông đầm lăn cấp phối II”. Đây là kết quả đánh giá kiến thức của mình trong thời gian được học tại Trường Đại học Thuỷ Lợi. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong Bộ môn Công nghệ và Quản lý xây dựng, trong Khoa Công trình và Trường Đại học Thuỷ lợi đã tạo điều kiện cho tôi hoàn thành khoá học. Tác giả xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn chân thành đến PGS.TS. Lê Văn Hùng đã hướng dẫn tận tình, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện để tác giả hoàn thành luận văn này. Tác giả cũng xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, người thân và bạn bè đồng nghiệp đã khích lệ và động viên, là động lực rất lớn giúp tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Do thời gian có hạn và năng lực bản thân còn nhiều hạn chế, chắc chắn luận văn không tránh khỏi những thiếu sót . Tác giả kính mong các thầy cô chỉ bảo , mong các đồng nghiệp đóng góp ý kiến để tác giả có thể hoàn thiện , tiếp tục nghiên cứu và phát triển đề tài. Xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày 28 tháng 8 năm 2012 Nguyễn Ích Khang MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU…………………………………………………………………...……...01 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI………………………………………………01 2. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI…………………………………...………………....02 3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU……………………………………………… 02 4. KẾT QUẢ DỰ KIẾN ĐẠT ĐƯỢC……………………………………............. 03 5. NỘI DUNG CỦA LUẬN VĂN............................................................................03 CHƯƠNG 1:…………………………………………………………....................05 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH XÂY DỰNG ĐẬP BÊ TÔNG DẦM LĂN TRONG NƯỚC VÀ THẾ GIỚI...............................................................................05 1.1 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH XÂY DỰNG ĐẬP BÊ TÔNG ĐẦM LĂN TRONG NƯỚC VÀ TRÊN THẾ GIỚI...........................................................05 1.1.1 Tình hình xây dựng đập RCC trên thế giới.....................................................05 1.1.2 Tình hình xây dựng đập RCC tại Việt Nam....................................................06 1.2 ĐẶC ĐIỂM CỦA BÊ TÔNG ĐẦM LĂN VÀ CÁC CÔNG NGHỆ THI CÔNG ĐẬP BÊ TÔNG ĐẦM LĂN.............................................................13 1.2.1 Đặc diểm của RCC..................................................................................13 1.2.2 Các công nghệ thi công RCC...................................................................14 1.3 PHÂN LOẠI VÁN KHUÔN.........................................................................15 1.3.1 Ván khuôn tiêu chuẩn……………………………………………...….……15 1.3.2 Ván khuôn định hình (hoàn chỉnh)…………………………………………17 1.3.3 Ván khuôn bằng bê tông đúc sẵn…………………………….……………..18 1.3.4 Ván khuôn thép………………………………………………………….….20 1.3.5 Ván khuôn di động …………………………………………………….… 20 1.3.6 Các loại ván khuôn đặc biệt khác……………………………………….…..24 1.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1…………………………………………………27 CHƯƠNG 2………………………………………………………...………….….28 CÔNG NGHỆ THI CÔNG ĐẬP BÊ TÔNG ĐẦM LĂN VÀ KẾT CẤU VÁN KHUÔN……………………………………………...………………………..…...28 2.1 NHỮNG YÊU CẦU KHI THI CÔNG ĐẬP BÊ TÔNG ĐẦM LĂN…….......28 2.1.1 Nguyên vật liệu và thiết kế cấp phối……………...…………………...… 28 2.1.2 Thiết kế tỷ lệ cấp phối.............................................................................32 2.1.3 Thí nghiệm RCC và thí nghiệm đầm lăn tại hiện trường.........................32 2.1.4 Thi công……………………………………………………………...……36 2.1.5 Thẩm định và quản lý chất lượng…………………...……………………46 2.2 CÔNG NGHỆ THI CÔNG ĐẬP BÊ TÔNG ĐẦM LĂN NÓI CHUNG VÀ ĐẬP CÓ KẾT CẤU TƯỜNG THƯỢNG LƯU LÀ BÊ TÔNG THƯỜNG KẾT HỢP BÊ TÔNG CẤP PHỐI II…………………………………………….………53 2.2.1 Các hình thức cấu tạo mặt cắt đập.................................................................53 2.2.2 Các hình thức lắp dựng hệ thống ván khuôn.................................................54 2.2.3 Giới thiệu về GEVR......................................................................................54 2.2.4 Công nghệ thi công GEVR............................................................................55 2.3 KẾT CẤU VÁN KHUÔN KHI THI CÔNG TƯỜNG THƯỢNG LƯU ĐẬP BÊ TÔNG ĐẦM LĂN NÓI CHUNG VÀ ĐẬP CÓ KẾT CẤU TƯỜNG THƯỢNG LƯU LÀ BÊ TÔNG THƯỜNG KẾT HỢP BÊ TÔNG CẤP PHỐI II.....................................................................................................................56 2.3.1 Yêu cầu kỹ thuật đối với ván khuôn..............................................................56 2.3.2 Tính toán thiết kế ván khuôn, tổ hợp lực.......................................................58 2.3.3 Tính toán thiết kế và công nghệ thi công ván khuôn thép.............................63 2.3.4 Nguyên tắc và các bước thiết kế ván khuôn thép tổ hợp...............................70 CHƯƠNG 3.............................................................................................................75 ỨNG DỤNG KẾT CẤU VÁN KHUÔN CHO ĐẬP CHÍNH - HỒ CHỨA NƯỚC TRONG, TỈNH QUẢNG NGÃI .................................................................75 3.1 CÔNG NGHỆ THI CÔNG BÊ TÔNG ĐẬP NƯỚC TRONG......................75 3.1.1 Giới thiệu công trình……………………………….......…………………75 3.1.2 Yêu cầu kỹ thuật và công nghệ thi công RCC đập chính, hồ chứa nước Nước Trong tỉnh Quảng Ngãi………………………………………….…81 3.1.3 Công nghệ thi công bê tông tường chống thấm thượng lưu đập Nước Trong……………………………………………………..……………..…98 3.2 CÔNG TÁC VÁN KHUÔN THI CÔNG ĐẬP NƯỚC TRONG………....113 3.2.1 Yêu cầu kỹ thuật đối với ván khuôn………………………………...…….114 3.2.2 Dựng lắp ván khuôn và giằng chống…………………………………..….115 3.2.3 Tháo dỡ ván khuôn………………………………………………………...115 3.2.4 Ván khuôn định hình bằng thép 2x3m sử dụng cho đập chính……………116 3.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3…………………………………………......…..120 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ……………………………………………..……122 1. KẾT LUẬN…………………………………………………………………….122 2. KIẾN NGHỊ…………………………………………………………...……….123 TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................124 Tiếng Việt...............................................................................................................124 Tiếng Anh...............................................................................................................125 Trung Quốc.............................................................................................................125 THỐNG KÊ CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1-1: Số lượng đập RCC tại các nước trên thế giới tính đến 12/2005..............06 Bảng 1-2: Danh mục các công trình có đập bê tông thi công theo công nghệ đầm lăn đang trong giai đoạn xây dựng và chuẩn bị xây dựng ở Việt Nam...........................08 Bảng 1-3: Cấp phối RCC thí nghiệm hiện trường dùng cho Đập PleiKrông............09 Bảng 1-4: Cấp phối RCC thí nghiệm hiện trường dùng cho Đập Định Bình...........10 Bảng 1-5: Cấp phối RCC thí nghiệm đề nghị dùng cho Đập Sơn La .....................10 Bảng 1-6: Cấp phối RCC thí nghiệm đề nghị dùng cho Đập Sê San 4.....................10 Bảng 1-7: Cấp phối RCC thí nghiệm đề nghị dùng cho Đập A Vương....................11 Bảng 1-8: Cấp phối RCC M150 đề nghị sử dụng công trình thuỷ điện Sông Côn...11 Bảng 1-9: Cấp phối RCC M150 B2 R90 sử dụng cho công trình hồ Nước Trong – Tỉnh Quảng Ngãi.......................................................................................................11 Bảng 1-10: Cấp phối RCC M200 B6 R90 sử dụng cho công trình hồ Nước Trong – Tỉnh Quảng Ngãi.......................................................................................................12 Bảng 1-11: Cấp phối GEVR M150 B6 R90 sử dụng cho công trình hồ Nước Trong – Tỉnh Quảng Ngãi....................................................................................................12 Bảng 1-12: Cấp phối GEVR M200 B6 R90 sử dụng cho công trình hồ Nước Trong – Tỉnh Quảng Ngãi....................................................................................................12 Bảng 2-1: Tỉ lệ và hạng mục cần kiểm định đối với vật liệu gốc.............................46 Bảng 2-2: Tiêu chuẩn kiểm tra thiết bị cân đong......................................................47 Bảng 2-3: Các hạng mục và tỷ xuất lấy mẫu kiểm tra RCC.....................................49 Bảng 2-4: Các hạng mục và tiêu chuẩn kiểm tra RCC tại hiện trường.....................49 Bảng 2-5: Chỉ tiêu khống chế trình độ chất lượng sản xuất RCC (tuổi 28 ngày).....50 Bảng 2-6: Các hệ số của công thức kiểm định chất lượng RCC...............................51 Bảng 2-7: Cường độ bình quân nhỏ nhất cho phép để đánh giá khi số mẫu ít.........51 Bảng 2-8: Tiêu chuẩn đánh giá nõn khoan của RCC................................................52 Bảng 2-9: Hệ số hoán đổi cường độ chịu nén...........................................................52 Bảng 2-10: Áp lực ngang của hỗn hợp bê tông mới đổ............................................60 Bảng 2-11: Tải trọng động khi đổ bê tông................................................................61 Bảng 2-12: Hệ số động lực gió K..............................................................................62 Bảng 2-13: Tổ hợp lực..............................................................................................62 Bảng 2-14: Quy cách miếng ốp (mm).......................................................................64 Bảng 2-15: Ứng suất cho phép của ván khuôn thép và phối kiện.............................69 Bảng 2-16: Độ võng cho phép của ván khuôn thép và phối kiện.............................69 Bảng 3 -1: Các thông số về quy mô hồ chứa và công trình......................................77 Bảng 3 -2: Khối lượng thi công chính của công trình...............................................80 Bảng 3-3: Nhiệt độ vữa khống chế cho các phương án thi công lên đập với thời gian dãn cách 5 ngày.........................................................................................................95 Bảng 3-4: Nhiệt độ vữa khống chế cho các phương án thi công lên đập với thời gian dãn cách 4 ngày.........................................................................................................95 Bảng 3-5: Thành phần cấp phối RCC cấp phối III M15B2(R90)...........................100 Bảng 3-6: Thành phần cấp phối RCC cấp phối II M20B6(R90)............................100 Bảng 3-7: Các tính chất cơ lý RCC cấp phối II M20B6 (R90)...............................101 Bảng 3-8: Thành phần cấp phối bê tông thường phía thượng lưu M20B6(R90)....101 Bảng 3-9: Các tính chất cơ lý bê tông thường phía thượng lưu M20B6 (R90)......102 THỐNG KÊ CÁC HÌNH VẼ Hình 1-1: Ván khuôn tiêu chuẩn...............................................................................16 Hình 1-2: Ván khuôn tiêu chuẩn ghép cột................................................................16 Hình 1-3: Ván khuôn định hình thi công trụ pin cửa ra nhà máy thuỷ điện Tuyên Quang........................................................................................................................18 Hình 1-4: Ván khuôn đúc sẵn đập Nước Trong........................................................19 Hình 1-5: Ván khuôn bằng kim loại..........................................................................20 Hình 1-6: San đầm bê tông khi thi công bằng ván khuôn trượt cho bản mặt đập Tuyên Quang.............................................................................................................22 Hình 1-7: Hệ ván khuôn di động ngang để đổ bêtông đường hầm...........................23 Hình 1-8: Ván khuôn dùng để dổ bêtông tuynen (đường hầm) tròn.........................23 Hình 2-1: Xử lý nơi tiếp giáp giữa 2 loại bê tông khác nhau....................................43 Hình 2-2: Các hình thức cấu tạo mặt cắt đập RCC...................................................53 Hình 2-3: Các cấu kiện nối........................................................................................64 Hình 2-4: Thanh giằng..............................................................................................66 Hình 2-5: Đai kẹp bằng thép dẹt...............................................................................67 Hình 2-6:. Đai kẹp bằng thép lòng máng..................................................................67 Hình 2-7: Đai kẹp bằng thép lòng máng cạnh uốn...................................................68 Hình 2-8: Bulông chôn sẵn làm điểm tỳ ván khuôn................................................74 Hình 3-1: Phối cảnh tổng thể hồ chứa Nước Trong..................................................75 Hình 3-2: Công trình Nước Trong đang thi công......................................................76 Hình 3-3: Kho chứa vật liệu, công trình Nước Trong...............................................81 Hình 3-4: Thí nghiệm hiện trường xác định ứng suất cắt lớn nhất giữa 2 lớp RCC đập Nước Trong........................................................................................................82 Hình 3-5: Trạm trộn bê tông phục vụ thi công công trình đầu mối Nước Trong.....83 Hình 3-6: Vận chuyển RCC bằng băng tải và ô tô tại công trình Nước Trong.........................................................................................................................85 Hình 3-7: Rải, san, đầm RCC tại mặt đập Nước Trong............................................86 Hình 3-8: Đầm Sakai 25T đầm RCC tại đập Nước Trong........................................88 Hình 3-9: Cắt khe sau khi đầm mỗi lớp RCC tại đập Nước Trong...........................89 Hình 3-10: Bảo dưỡng RCC bằng bao tải, bạt và máy phun sương tại đập Nước Trong.........................................................................................................................91 Hình 3-11: Vật chắn nước thượng lưu đập Nước Trong...........................................93 Hình 3-12: Mặt ngoài ván khuôn thượng lưu đập Nước Trong................................97 Hình 3-13: Mặt trong ván khuôn thượng lưu đập Nước Trong................................97 Hình 3-14: Ván khuôn hạ lưu đập Nước Trong........................................................98 Hình 3-15: Cắt ngang điển hình đập Nước Trong....................................................99 Hình 3-16: Thi công xong RCC cấp phối II rồi thi công bê tông thường và RCC cấp phối III.....................................................................................................................103 Hình 3-17: Thi công đồng thời RCC cấp phối II và cấp phối III rồi thi công bê tông thường.....................................................................................................................103 Hình 3-18: San RCC cấp phối II tại đập Nước Trong............................................105 Hình 3-19: Đầm RCC cấp phối II tại đập Nước Trong...........................................105 Hình 3-20: Đầm mặt bên RCC cấp phối II phía thượng lưu.............................106 Hình 3-21: Đo dung trọng ướt sau khi đầm RCC tại đập Nước Trong...................106 Hình 3-22: Dọn sạch RCC cấp phối II rơi vãi vào phạm vi bê tông thường của tường thượng lưu..............................................................................................107 Hình 3-23: Thi công bê tông thường cho tường chống thấm thượng lưu..........107 Hình 3-24: Đầm bê tông thường phía thượng lưu.............................................108 Hình 3-25: Bê tông thường sau khi đầm...........................................................108 Hình 3-26:Thi công phía hạ lưu đập.................................................................109 Hình 3-27: Đầm bê tông phía hạ lưu đập..........................................................109 Hình 3-28: Mặt đập đang thi công....................................................................110 Hình 3-29: Thi công bê tông lớp tiếp theo của RCC cấp phối II.......................110 Hình 3-30: Bề mặt bê tông sau khi thi công xong một lớp đầm........................111 Hình 3-31: Đánh xờm RCC đập Nước Trong...................................................111 Hình 3-32: Hội đồng nghiệm thu nhà nước kiểm tra công trình.......................112 Hình 3-33: Ván khuôn tường thượng lưu đập Nước Trong....................................116 Hình 3-34: Ván khuôn hạ lưu đập Nước Trong......................................................117 Hình 3-35: Hệ thống ván khuôn mặt thượng lưu đập Nước Trong.........................117 Hình 3-36: Ghép nối hai tầng ván khuôn mặt thượng lưu đập Nước Trong...........118 Hình 3-37: Thép neo giữ ván khuôn thượng lưu tại đập Nước Trong....................118 Hình 3-38: Hệ thống ván khuôn phía hạ lưu đập Nước Trong...............................119 Hình 3-39: Neo giữ ván khuôn hạ lưu đập Nước Trong.........................................119 Hình 3-40: Hệ thống ván khuôn tại cửa vào cống lấy nước công trình Nước Trong.......................................................................................................................120 1 MỞ ĐẦU 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Bê tông đầm lăn (Roller Compacted Concrete – RCC) là bê tông sử dụng xi măng và chất độn khoáng hoạt tính làm chất kết dính, được phối hợp theo một tỉ lệ nhất định để tạo bê tông không có độ sụt, được đầm chặt bằng lu rung. Đập bê tông trọng lực sử dụng RCC đang được ứng dụng rộng rãi và phát triển mạnh trong thời gian gần đây. Công nghệ thi công RCC xuất hiện và mới phát triển trong một vài chục năm trở lại đây, đầu tiên ở Italia và Canađa (1960), sau đó phát triển sang các nước khác như Trung quốc, Nhật Bản, Hoa kỳ .... Ở Việt Nam, vào thập niên 90 của thế kỷ XX đã bắt đầu nghiên cứu, gần đây, bằng các con đường học tập, tìm hiểu, thuê chuyên gia nước ngoài đến giới thiệu và tập huấn, nên nước ta đã có một đội ngũ đông đảo cán bộ kỹ thuật chuyên môn được đào tạo, nghiên cứu và tìm hiểu rõ hơn về công nghệ xây dựng mới này. Trong thời gian 10 năm trở lại đây ở Việt Nam đã thực hiện thiết kế và thi công một số đập RCC như: Đập thuỷ điện A Vương tỉnh Quảng Nam, đập thuỷ điện Plêikrông tỉnh Kon Tum, đập Định Bình tỉnh Bình Định, đập thuỷ điện Bản Vẽ tỉnh Nghệ An… Hiện nay đang thi công đập Sơn La, đập chính thuộc công trình hồ chứa nước Nước Trong tỉnh Quảng Ngãi và hàng chục các đập khác. Tuy vậy, việc ứng dụng công nghệ mới này ở nước ta vẫn còn nhiều vấn đề cần phải nghiên cứu tiếp và rút kinh nghiệm. Hiện nay, các mặt cắt đập RCC thường được thiết kế và thi công theo hai dạng sau: - Mặt cắt đập thi công dạng “Vàng bọc bạc”, phía ngoài là bê tông thường (Conventional Vibrated Concrete – CVC) còn phần trọng lực phía 2 trong của mặt cắt là RCC; - Mặt cắt đập thi công sử dụng kết hợp RCC và bê tông được làm giàu vữa (Grout Enriched Vibratable RCC – GEVR) hay còn gọi là GEVR hoặc bê tông cấp phối II. Cả hai dạng mặt cắt trên đều đã và đang được ứng dụng ở Việt Nam, mỗi dạng đều có những ưu nhược điểm và chất lượng nhất định. Các chuyên gia trong và ngoài nước hiện nay cũng có nhiều ý kiến khác nhau. Gần đây, đập Nước Trong, tỉnh Quảng Ngãi đã được thiết kế trên cơ sở mặt cắt dạng thứ 2 trên đây và phía thượng lưu có thêm phần CVC bên ngoài GEVR. Công tác ván khuôn và công nghệ thi công đập RCC cho loại mặt cắt như vậy vẫn chưa được đề cập đến. Do vậy đề tài “CÔNG TÁC VÁN KHUÔN VÀ CÔNG NGHỆ THI CÔNG ĐẬP BÊ TÔNG ĐẦM LĂN CÓ TƯỜNG THƯỢNG LƯU LÀ KẾT CẤU BÊ TÔNG THƯỜNG KẾT HỢP BÊ TÔNG ĐẦM LĂN CẤP PHỐI II” là hết sức cần thiết, có ý nghĩa lớn đối với thực tế thi công đập RCC. 2. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI - Nghiên cứu công tác ván khuôn và công nghệ thi công đập RCC có mặt cắt dạng 2: Mặt cắt đập thi công sử dụng kết hợp RCC và RCC cấp phối II và phía thượng lưu có thêm phần CVC bên ngoài GEVR. - Áp dụng cho việc thi công đập chính hồ chứa Nước Trong tỉnh Quảng Ngãi. 3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Khảo sát phân tích đánh giá các công trình đã và đang xây dựng. Từ các công trình đã và đang thi công xây dựng nghiên cứu hệ thống ván khuôn và công nghệ thi công đập từ đó đưa ra những nhận xét đánh giá về mức độ ảnh hưởng của hệ thống ván khuôn và công nghệ thi công đập RCC Tổng hợp, phân tích các tài liệu đã nghiên cứu trong và ngoài nước. Tính 3 toán để phân tích sự ảnh hưởng của hệ thống ván khuôn và công nghệ thi công đến chất lượng và tiến độ thi công đập RCC từ đó rút ra kết luận. Tính toán và đề xuất những giải pháp cho hệ thống ván khuôn và công nghệ thi công đập RCC khi tường thượng lưu có kết cấu là bê tông thường kết hợp bê tông cấp phối II. 4. KẾT QUẢ DỰ KIẾN ĐẠT ĐƯỢC Nghiên cứu công tác ván khuôn và công nghệ thi công đập RCC có kết cấu tường thượng lưu là bê tông thường kết hợp bê tông cấp phối II. Áp dụng cho hệ thống ván khuôn và công nghệ thi công đập chính hồ chứa nước Nước Trong tỉnh Quảng Ngãi. 5. NỘI DUNG CỦA LUẬN VĂN CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐẬP BÊ TÔNG ĐẦM LĂN VÀ TÌNH HÌNH XÂY DỰNG ĐẬP THEO CÔNG NGHỆ BÊ TÔNG ĐẦM LĂN Tổng quan về tình hình xây dựng đập RCC trong nước và thế giới; Đặc điểm của RCC và các công nghệ thi công RCC; Các loại ván khuôn khi thi công đập RCC. Kết luận chương 1 CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ THI CÔNG ĐẬP BÊ TÔNG ĐẦM LĂN VÀ KẾT CẤU VÁN KHUÔN Những yêu cầu khi thi công đập RCC; Công nghệ thi công đập RCC nói chung và đập có kết cấu tường thượng lưu là bê tông thường kết hợp bê tông cấp phối II; Kết cấu ván khuôn khi thi công tường thượng lưu đập RCC nói chung và đập có kết cấu tường thượng lưu là bê tông thường kết hợp bê tông cấp phối II; Kết luận chương 2. 4 CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG TÍNH TOÁN CHO ĐẬP DÂNG HỒ CHỨA NƯỚC NƯỚC TRONG TỈNH QUẢNG NGÃI Công nghệ thi công đập chính hồ chứa nước Nước Trong tỉnh Quảng Ngãi có kết cấu tường thượng lưu là bê tông thường kết hợp bê tông cấp phối II; Công tác ván khuôn cho việc thi công đập chính hồ chứa nước Nước Trong tỉnh Quảng Ngãi; Kết luận chương 3 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Những kết quả đạt được trong quá trình nghiên cứu; Ứng dụng của đề tài trong thực tế; Những vấn đề còn tồn tại cần nghiên cứu. 5 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH XÂY DỰNG ĐẬP BÊ TÔNG DẦM LĂN TRONG NƯỚC VÀ THẾ GIỚI 1.1 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH XÂY DỰNG ĐẬP BÊ TÔNG ĐẦM LĂN TRONG NƯỚC VÀ TRÊN THẾ GIỚI 1.1.1 Tình hình xây dựng đập RCC trên thế giới Đập bê tông trọng lực thi công bằng công nghệ RCC được phát triển từ những năm 60 của thế kỷ trước. Cùng với quá trình phát triển, cho đến nay trên thế giới đã hình thành 3 trường phái chính: Mỹ; Nhật; Trung Quốc. - Trường phái của Nhật Bản Roller Compacted Dam (RCD), trường phái này yêu cầu chất lượng RCC phải có cùng khả năng chống thấm và cường độ như bê tông truyền thống. Đập cao nhất theo trường phái này đã đạt được đến 200m và công nghệ này đã phát triển sang cả đập vòm, chất lượng đập ngày một nâng cao. Nhật Bản là nước phát triển công nghệ này nhanh nhất, trên 40 đập đã được xây dựng. - Trường phái của Mỹ Roller Compacted Concrete (RCC) trường phái này thiên về thi công nhanh, giá rẻ nhưng tồn tại về thấm và nứt, về sau trường phái này phải vận dụng những ưu điểm của trường phái Nhật. - Trường phái của Trung Quốc Roller Compacted Concrete Dam (RCCD), mặc dù Trung Quốc là nước áp dụng công nghệ RCC muộn hơn so với các nước phương Tây. Nhưng đến nay với sự nỗ lực và sáng tạo của mình, Trung Quốc đã đi đầu trong công nghệ RCC. Trường phái này được xây dựng trên cơ sở kinh nghiệm và bài học của 2 trường phái RCD và RCC kết hợp với tình hình phụ gia tro bay có sẵn trong nước. Theo thống kê đến hết năm 2005 trên thế giới đã xây dựng được trên dưới 300 đập bê tông RCC với khối lượng tổng cộng khoảng trên 90 triệu m3 bê tông RCC. Hiện Trung Quốc đang là quốc gia dẫn đầu về số lượng đập RCC 6 tiếp đó là Nhật Bản, Mỹ và Tây Ban Nha. Các đập RCC đã được xây dựng trên thế giới tính đến hết năm 2005 được thống kê theo bảng 1-1(chưa kể Việt Nam). Bảng 1-1: Số lượng đập RCC tại các nước trên thế giới tính đến 12/2005 Tên Nước Số đập đã xây dựng Khối lượng RCC (103m3) P P P Tỷ lệ đập (%) Tên Nước Số đập đã xây dựng P Khối lượng RCC (103m3) P P P Tỷ lệ đập (%) P Nam Mỹ Châu Á Trung Quốc 59 28 275 20,00 Brazil 36 9 440 12,63 Nhật Bản 43 15 465 15,10 Mexico 6 840 2,10 Thái Lan 3 5 248 1,05 Chile 2 2 170 0,70 Kyrgystan 1 100 0,35 Colombia 2 2 974 0,70 Indonesia 1 528 0,35 Argentina 1 590 0,35 Châu Âu Châu Phi Tây Ban Nha 22 3164 7,72 Nam Phi 14 1 214 4,91 Pháp 6 234 2,10 Ma rốc 11 2 044 3,86 Hy Lạp 3 500 0,70 Algeria 2 2 760 0,7 Nga 1 1200 0,35 Angola 1 757 0,35 Ý 1 262 0,35 Eritrea 1 187 0,35 Bắc Mỹ Châu Úc Hoa Kỳ 37 5 081 12,98 Australia 9 596 3,15 Canada 2 622 0,70 Khác 17 7 534 5,96 1.1.2 Tình hình xây dựng đập RCC tại Việt Nam 7 Trước tình hình thế giới đã và đang phát triển mạnh mẽ phương pháp thi công RCC thì ở nước ta từ năm 1995 Bộ Thuỷ Lợi đã quan tâm đến công nghệ mới này, Công ty Tư vấn xây dựng thuỷ lợi 1 đã liên danh với công ty EXPERCO/KCC/ECI để thiết kế sửa chữa lớn đập chính Bái Thượng tỉnh Thanh Hoá. Nhưng do điều kiện thực tế lúc bấy giờ Bộ đã không phê duyệt phương án đập RCC mà vẫn quay về phương án đập bê tông truyền thống. Sau đó lãnh đạo Bộ Nông Nghiệp và Phát triển nông thôn đã yêu cầu các nhà khoa học thuỷ lợi Việt Nam làm thí nghiệm, nghiên cứu công nghệ thi công RCC để ứng dụng công nghệ này thi công đập bê tông Tân Giang tỉnh Ninh Thuận. Năm 1995, để chuẩn bị cho dự án thủy lợi Tân Giang tỉnh Ninh Thuận, Công ty TVXD Thủy lợi I đã quan hệ với một số Viện nghiên cứu Thủy lợi, Thủy điện (Thiên Tân, Hoàng Hà) của Trung Quốc để trao đổi thông tin, tham quan, thực tập và có cử một nhóm kỹ sư thực tập thiết kế tại Viện Hoàng Hà về đập RCC. Đập bê tông trọng lực Tân Giang đã được thiết kế theo công nghệ RCC và Bộ Nông nghiệp & phát triển nông thôn đã ra quyết định số 2425NN-ĐTXD/QĐ ngày 20/9/1997 phê duyệt TKKT-TDT với phương án đầu mối đập RCC. Nhưng sau khi kiểm tra các yếu tố cần thiết như công tác thí nghiệm cấp phối; khống chế nhiệt; các thiết bị và kinh nghiệm thi công đã nhận thấy chưa đáp ứng yêu cầu nên lại chuyển về phương án đập bê tông sử dụng công nghệ thi công truyền thống. Cuối năm 2003, Bộ Công Nghiệp đã ra quyết định phê duyệt TKKT công trình thủy điện PlêiKrông tại tỉnh Kon Tum trong đó phần đập bê tông được thi công bằng công nghệ RCC với chiều cao đập lớn nhất 71 m, khối lượng bê tông RCC là 326 000 m3 trong tổng số 573 000 m3 bê tông các loại. Đến đầu P P P R P R năm 2005 công trình mới thi công phần RCC. Đây cũng là công trình đầu tiên tại Việt Nam áp dụng công nghệ đầm lăn. 8 Bảng 1-2: Danh mục các công trình có đập bê tông thi công theo công nghệ đầm lăn đang trong giai đoạn xây dựng và chuẩn bị xây dựng ở Việt Nam ST T 1 2 3 4 5 Tên công trình PleiKrông Định Bình A Vương Sê San 4 Bình Điền Chiều cao (m) 71 53,5 83,4 74 64 6 Hương Điền 82,5 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 ĐakRinh Đồng Nai 3 Đồng Nai 4 Sông Chò 1 Sông Chò 2 Thượng KonTum Nước Trong Sơn La Bản Chát Bản vẽ Hủa Na Sông Bung 2 Sông Tranh 2 Sông Côn 2 Huội Quảng Lai Châu Trung Sơn Hương Điền 100 110 129 30 25 72 138 70 138 95 100 50 104 137 84,5 70 25 Nậm Chiến 136,5 Địa điểm XD 326 000 229 135 260 000 800 000 - Năm dự kiến hoàn thành 2009 2010 2010 2010 2009 BTTL RCC BTTL RCC BTTL RCC BTTL RCC BTTL RCC - 2009 BTTL RCC 965 850 1 005 000 140 000 110 000 366 541 3 100 000 1 200 000 620 000 120 420 936 720 3 604 000 500 000 400 000 2012 2011 2012 2010 2010 2014 2014 2012 2013 2011 2012 2013 2011 2012 2013 2017 2015 2012 BTTL RCC BTTL RCC BTTL RCC BTTL RCC BTTL RCC BTTL RCC BTTL RCC BTTL RCC BTTL RCC BTTL RCC BTTL CVC BTTL RCC BTTL RCC BTTL RCC BTTL CVC BTTL RCC BTTL RCC BTTL RCC 390 103 2013 Vòm CVC Khối lượng RCC (m3) P KonTum Bình Định Quảng Nam Gia Lai Thừa thiên – Huế Thừa thiên – Huế Quảng Ngãi ĐắcNông ĐắcNông Khánh Hòa Khánh Hòa KonTum Quảng Ngãi Sơn La Lai Châu Nghệ An Nghệ An Quảng Ngãi Quảng Ngãi Quảng Nam Sơn La Lai Châu Thanh Hoá Thừa thiên – Huế Sơn La P Ghi chú Năm 2003 công trình thủy điện A Vương tại tỉnh Quảng Nam được khởi công và phần đầu mối đập bê tông cũng được xây dựng theo công nghệ RCC vào năm 2005, chiều cao đập lớn nhất 83,4 m, khối lượng bê tông RCC là 9 260 000 m3 dự kiến hoàn thành vào năm 2007. P P Đến năm 2004 thì một loạt các công trình thi công theo phương pháp RCC được khởi công như công trình Sê San 4, Bản Vẽ, Đồng Nai 3, Đồng Nai 4..., trong đó Bộ Nông nghiệp & Phát triển Nông thôn đã ra quyết định số 444 QĐ/BNN-XD ngày 26 tháng 02 năm 2004 về việc phê duyệt TKKT công trình Hồ chứa nước Định Bình theo đó, đập bê tông trọng lực được thiết kế và thi công theo phương pháp đầm lăn với chiều cao đập 53,5 m, với tổng số 432 397 m3 bê tông trong đó khối lượng RCC là 229 135 m3, chiếm 53%. Trong P P P P năm 2004 Đập thủy điện Sê San 4 tại tỉnh Gia Lai có chiều cao 80m được thi công bằng phương pháp đầm lăn cũng được khởi công xây dựng và dự kiến hoàn thành vào năm 2010. Đến năm 2005 Đập thủy điện Sơn La là một công trình có qui mô lớn nhất Đông Nam Á với chiều cao đập là 138m lớn nhất nước ta cũng đã được khởi công theo phương án RCC với khối lượng bê tông RCC lớn nhất từ trước đến nay ở nước ta là 3,1 triệu m3. Công trình dự kiến hoàn thành vào năm 2010. P P Ngoài các công trình trên đang trong giai đoạn xây dựng còn có một loạt các công trình khác cũng chuẩn bị xây dựng, đang ở giai đoạn thiết kế. Danh mục các công trình có đập bê tông thi công theo công nghệ RCC tại Việt Nam được ghi trong bảng 1-2. Một số cấp phối bê tông RCC các đập đã được xây dựng ở Việt Nam. Bảng 1-3: Cấp phối RCC thí nghiệm hiện trường dùng cho Đập PleiKrông T Loại bê T tông 1 2 R 180÷150 R 180÷150 Loại cấp phối 2 2 Loại X XM (kg) PC 40 Puzơ lan (kg) Đá dăm (kg) CKD C N (kg) (kg) (kg) Cộng 5 -10 10-20 20-40 80 210 290 731 158 1312 262 459 591 80 210 290 728 145 1364 272 478 614