Tài liệu Nghiên cứu và đề xuất quy trình thi công nhằm nâng cao chất lượng kết cấu thép ở công trình thủy điện vừa và nhỏ

LỜI CẢM ƠN Trong quá trình học tập và làm luận văn tốt nghiệp cao học, được sự giúp đỡ của các thầy, cô giáo trường Đại học Thủy Lợi, đặc biệt là PGS.TS Nguyễn Hữu Huế, sự tham gia góp ý của các nhà khoa học, các nhà quản lý, bạn bè, đồng nghiệp và cùng sự nỗ lực của bản thân. Đến nay, tác giả đã hoàn thành luận văn thạc sỹ với đề tài luận văn: “Nghiên cứu và đề xuất quy trình thi công nhằm nâng cao chất lượng kết cấu thép ở công trình thủy điện vừa và nhỏ”, chuyên ngành Quản lý xây dựng. Các kết quả đạt được là những đóng góp nhỏ về mặt khoa học trong quá trình nghiên cứu và đề xuất quy trình thi công nhằm nâng cao chất lượng kết cấu thép ở công trình thủy điện vừa và nhỏ. Tuy nhiên, trong khuôn khổ luận văn, do điều kiện thời gian có hạn nên không thể tránh khỏi những thiếu sót. Tác giả rất mong nhận được những lời chỉ bảo và góp ý của các thầy, cô giáo và các đồng nghiệp. Tác giả bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS. Nguyễn Hữu Huế đã hướng dẫn, chỉ bảo tận tình và cung cấp các kiến thức khoa học cần thiết trong quá trình thực hiện luận văn. Xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo thuộc Bộ môn Công nghệ và Quản lý xây dựng - khoa Công trình cùng các thầy, cô giáo thuộc các Bộ môn khoa Kinh tế và Quản lý, phòng Đào tạo Đại học và Sau Đại học trường Đại học Thủy Lợi đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tác giả hoàn thành tốt luận văn thạc sĩ của mình. Tác giả chân thành các cán bộ của Viện Khoa học năng lượng, Tổng công ty cơ khí xây dựng đã tạo điều kiện cung cấp các tài liệu liên quan và giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn. Tác giả xin chân thành cảm ơn các bạn bè đồng nghiệp và gia đình đã động viên, khích lệ tác giả trong quá trình học tập và thực hiện luận văn này Hà nội, tháng 08 năm 2014 Tác giả Trương Nguyễn Tường Ân BẢN CAM KẾT Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các thông tin, tài liệu trích dẫn trong luận văn đã được ghi rõ nguồn gốc. Kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào trước đây. Tác giả Trương Nguyễn Tường Ân MỤC LỤC MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1 CHƯƠNG 1................................................................................................................3 TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU THÉP CÔNG TRÌNH THỦY ĐIỆN ....................3 1.1. KẾT CẤU THÉP TRONG XÂY DỰNG ....................................................3 1.1.1. Khái quát về kết cấu thép trong công trình xây dựng ..................................3 1.1.2. Công tác quản lý chất lượng lắp đặt kết cấu thép ........................................6 1.1.2.1. Quản lý nhà nước đối với công tác thi công lắp đặt kết cấu thép công trình xây dựng. .....................................................................................................6 1.1.2.2. Quy trình quản lý chất lượng thi công lắp đặt kết cấu thép....................8 1.2. KẾT CẤU THÉP TRONG CÔNG TRÌNH THỦY ĐIỆN.........................11 1.2.1. Tầm quan trọng của kết cấu thép của công trình thủy điện ......................11 1.2.2. Đánh giá công tác thi công và quản lý chất lượng thi công lắp đặt kết cấu thép công trình thủy điện tại Việt Nam. ....................................................................14 1.2.2.1. Công tác thi công lắp đặt kết cấu thép công trình thủy điện ................14 1.2.2.2. Công tác quản lý chất lượng thi công lắp đặt kết cấu thép công trình thủy điện. ............................................................................................................14 Kết luận chương 1 .....................................................................................................17 CHƯƠNG 2..............................................................................................................18 NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH THI CÔNG LẮP ĐẶT KẾT CẤU THÉP CÔNG TRÌNH THỦY ĐIỆN VỪA VÀ NHỎ ...................................................................18 QUY TRÌNH THI CÔNG LẮP ĐĂT LẮP ĐẶT KẾT CẤU THÉP HIỆN 2.1. NAY CỦA CÁC CÔNG TRÌNH THỦY ĐIỆN VỪA VÀ NHỎ. ............................19 2.1.1. Chuẩn bị thi công .......................................................................................20 2.1.1.1. Phê duyệt biện pháp thi công kết cấu thép của nhà thầu ......................20 2.1.1.2. Kiểm tra cơ sở chế tạo kết cấu thép ......................................................20 2.1.1.3. Thiết lập hệ thống quản lý chất lượng ..................................................20 2.1.2. Tổ chức và thực hiện thi công ....................................................................21 2.1.2.1. Chế tạo kết cấu thép tại nhà máy chế tạo .............................................21 2.1.2.2. Thí nghiệm kiểm tra vật liệu kết cấu .....................................................23 2.1.2.3. Tiếp nhận và vận chuyển thiết bị tới công trường ................................23 2.1.2.4. Chuẩn bị máy thi công ..........................................................................25 2.1.2.5. Lắp đặt thiết bị cửa van .........................................................................26 2.1.2.6. Lắp đặt thiết bị đường ống áp lực .........................................................30 2.1.3. Kiểm tra và nghiệm thu sản phẩm ..............................................................31 2.1.3.1. Yêu cầu chung trong công tác nghiệm thu ............................................31 2.1.3.2. Các bước nghiệm thu kết cấu thép ........................................................32 ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP NHẰM NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG 2.2. THI CÔNG LẮP ĐẶT KẾT CẤU THÉP .................................................................35 2.2.1. Những tồn tại trong quy trình thi công lắp đặt kết cấu thép hiện nay của các công trình thủy điện vừa và nhỏ. ........................................................................35 2.2.1.1. Hệ thống văn bản quy phạm và tiêu chuẩn về quản lý chất lượng .......35 2.2.1.2. Quy trình thử nghiệm đối với các hạng mục quan trọng ......................36 2.2.2. Một số đề xuất quy trình thi công lắp đặt kết cấu thép hiện nay của các công trình thủy điện vừa và nhỏ. ...............................................................................37 2.2.2.1. Bổ sung quy trình tổ chức sát hạch thợ hàn ..........................................37 2.2.2.2. Đề xuất quy trình thử áp đường ống áp lực ..........................................39 2.2.2.3. Yêu cầu thực hiện phê chuẩn hệ thống sơn bảo vệ ...............................48 Kết luận chương 2 .....................................................................................................50 CHƯƠNG 3..............................................................................................................51 ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH THI CÔNG VÀ PHƯƠNG PHÁP QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG THI CÔNG KẾT CẤU THÉP Ở CÔNG TRÌNH THỦY ĐIỆN ĐĂK SIN 1 .........................................................................................................................51 3.1. KHÁI QUÁT CÔNG TÁC THI CÔNG LẮP ĐẶT KẾT CẤU THÉP CỦA CÔNG TRÌNH THỦY ĐIỆN ĐĂK SIN 1 ...............................................................51 3.1.1. Giới thiệu công trình ..................................................................................51 3.1.2. Các hạng mục kết cấu thép chính và điều kiện kỹ thuật thi công ..............52 3.1.3. Các thành phần tham gia quản lý chất lượng thi công ...............................55 3.2. QUY TRÌNH THI CÔNG HẠNG MỤC KẾT CẤU THÉP HIỆN HÀNH CÔNG TRÌNH THỦY ĐIỆN ĐĂK SIN 1 CỦA NHÀ THẦU THI CÔNG ............56 3.2.1. Chuẩn bị thi công .......................................................................................56 3.2.1.1. Hệ thống tổ chức quản lý chất lượng thi công ......................................56 3.2.1.2. Hệ thống văn bản quản lý chất lượng thi công của nhà thầu thi công .58 3.2.1.3. Năng lực thi công của nhà thầu ............................................................58 3.2.2. Tổ chức thi công .........................................................................................61 3.2.2.1. Chế tạo kết cấu thép tại nhà máy chế tạo .............................................62 3.2.2.2. Lắp đặt cửa van cung. ...........................................................................62 3.2.2.3. Lắp đặt đường ống áp lực .....................................................................70 3.2.3. Kiểm tra và nghiệm thu chất lượng thi công ..............................................73 3.2.3.1. Nghiệm thu tĩnh kết cấu thép .................................................................74 3.2.3.2. Thử khô cửa van cung ...........................................................................75 3.2.3.3. Thử ướt cửa van cung............................................................................76 3.2.3.4. Thử áp đường ống áp lực. .....................................................................77 3.2.4. Đánh giá những hạn chế trong quy trình thi công của nhà thầu COMA ...82 3.3. ĐỀ XUẤT NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG THI CÔNG THI CÔNG KẾT CẤU THÉP CÔNG TRÌNH THỦY ĐIỆN ĐĂK SIN 1. ..........................................82 3.3.1. Áp dụng tiêu chuẩn hiện hành ....................................................................82 3.3.2. Điều chỉnh quy trình thử áp đường ống .....................................................83 3.3.3. Yêu cầu thực hiện thí nghiệm thủy lực chạc ba ống áp lực trước khi xuất xưởng ....................................................................................................................88 3.3.4. Quy trình thí nghiệm hệ thống sơn bảo vệ .................................................89 Kết luận chương 3 .....................................................................................................91 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................92 1. Kết luận .................................................................................................................92 2. Hạn chế ..................................................................................................................93 3. Kiến nghị ...............................................................................................................93 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ...............................................................95 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1. Vỡ đập do sự cố cửa van đập tràn ........................................................12 Hình 2.1. Sơ đồ quy trình thi công kết cấu thép công trình thủy điện vừa và nhỏ ............................................................................................................................20 Hình 2.2. Sơ đồ quy trình kiểm tra chất lượng máy thi công .............................26 Hình 2.3. Sơ đồ nghiệm thu công việc hàng ngày.................................................31 Hình 2.4. Sơ đồ nghiệm thu khi chuyển giai đoạn thi công .................................32 Hình 2.5. Sơ đồ nghiệm thu hoàn thành ...............................................................32 Hình 2.6. Sơ đồ khối quy trình thử áp đường ống áp lực....................................40 Hình 3.1. Công trường thi công thủy điện Đăk sin 1 ...........................................52 Hình 3.2. Sơ đồ giai đoạn chuẩn bị thi công .........................................................56 Hình 3.3. Sơ đồ tổ chức thi công của Tổng thầu COMA .....................................57 Hình 3.4. Sơ đồ giai đoạn tổ chức thi công ...........................................................61 Hình 3.5. Biện pháp lắp đặt giá tổ hợp..................................................................64 Hình 3.6. Biện pháp lắp đặt gối quay ....................................................................65 Hình 3.7. Biện pháp lắp đặt thân van ....................................................................67 Hình 3.8. Lắp đặt dầm chính..................................................................................68 Hình 3.9. Lắp đặt càng van ....................................................................................69 Hình 3.10. Hệ thống giá treo đường ống ...............................................................71 Hình 3.11. Biện pháp lắp xe goòng thi công..........................................................71 Hình 3.12. Biện pháp cố định ống trong mố néo ..................................................72 Hình 3.13. Sơ đồ giai đoạn tổ chức thi công .........................................................74 Hình 3.14. Sơ đồ thử áp đường ống áp lực Đăk sin 1 ..........................................78 Hình 3.15. Quy trình thử tải các đoạn đường ống thủy điện Đăk sin 1 .............80 Hình 3.16. Bố trí ống cấp nước và van đóng mở ..................................................85 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ASTM Hiệp hội thí nghiệm và vật liệu Hoa Kỳ. AWS Hiệp hội hàn Hoa Kỳ. BVTC Bản vẽ thi công CĐT Chủ đầu tư NM Nhà máy NT Nhà thầu SSPC Hiệp hội sơn kết cấu thép TKKT Thiết kế kỹ thuật TVGS Tư vấn giám sát 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Tính đến nay, cả nước có hơn 200 dự án thuỷ điện vừa và nhỏ, với tổng công suất 4.067MW đăng ký đầu tư. Thuỷ điện vừa và nhỏ giữ vai trò đáng kể trong nguồn điện nói chung và nguồn thuỷ điện nói riêng. Quy hoạch điện VII đặt ưu tiên phát triển các nguồn thuỷ điện, trong đó có thuỷ điện vừa và nhỏ. [16]. Do đặc điểm địa hình và khí hậu nước ta nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa, có lượng mưa trung bình năm khoảng 1.800 ÷ 2.000mm nên tiềm năng thuỷ điện tương đối lớn, trong đó trữ năng kinh tế ước đạt 80 ÷ 100 tỉ kWh/năm. Riêng thuỷ điện vừa và nhỏ có tới 800 dự án, với tổng điện năng khoảng 15 ÷ 20 tỉ kWh/năm. Trong các công trình thủy điện, các hạng mục kết cấu thép đóng vai trò quan trọng trong hệ thống vận hành nhà máy thủy điện. Khác với kết cấu thép thông thường, các kết cấu thép công trình thủy điện làm việc trong môi trường nước với tải trọng lớn và liên tục. Vì vậy đòi hỏi quy trình chế tạo, lắp đặt và kiểm soát chất lượng chặt chẽ, nhiều công đoạn cùng nhiều bước nghiệm thu. Đối với các công trình thủy điện vừa và nhỏ, quy trình thi công và quản lý chất lượng thi công lắp đặt kết cấu thép công trình chưa có sự thống nhất giữa các bên liên quan dẫn tới khâu quản lý chất lượng công trình hạng mục này đôi lúc bị xem nhẹ, các bước nghiệm thu không đầy đủ. Ngoài ra các công trình có các nhà thầu nước ngoài tham gia, việc kiểm soát chất lượng có những bất đồng giữa nhà thầu, chủ đầu tư và tư vấn giám sát do việc nhà thầu áp dụng các tiêu chuẩn và quy định của nước ngoài cho công tác giám sát chất lượng. Xuất phát từ các vấn đề về công trình vừa nên trên, tác giả luận văn chọn đề tài: “Nghiên cứu và đề xuất quy trình thi công nhằm nâng cao chất lượng kết cấu thép ở công trình thủy điện vừa và nhỏ” với mục đích nâng cao chất lượng thi công kết cấu thép tại các công trình thủy điện vừa và nhỏ của Việt Nam. 2. Mục đích của đề tài 2 Nghiên cứu và đề xuất quy trình thi công lắp đặt nhằm nâng cao chất lượng các hạng mục kết cấu thép trong hệ thống công trình thủy điện vừa và nhỏ. 3. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu tổng quan - Phương pháp thu thập phân tích tài liệu - Phương pháp áp dụng tiêu chuẩn chất lượng - Phương pháp kế thừa những kết quả đã tổng kết, nghiên cứu. 4. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Quy trình thi công lắp đặt các cấu kiện kết cấu thép công trình thủy điện vừa và nhỏ bao gồm: Thiết bị cửa van, đường ống áp lực, thiết bị nâng hạ. Phạm vi nghiên cứu: Công trình thủy điện vừa và nhỏ tại Việt Nam. 5. Kết quả dự kiến đạt được Đánh giá thực trạng về quy trình thi công kết cấu thép công trình thủy điện vừa và nhỏ hiện nay và đề xuất những giải pháp nâng cao chất lượng thi công kết cấu thép. Đề xuất quy trình thi công kết cấu thép phù hợp với công trình thủy điện Đăk sin 1, tỉnh Đăk Nông. 3 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU THÉP CÔNG TRÌNH THỦY ĐIỆN 1.1. KẾT CẤU THÉP TRONG XÂY DỰNG 1.1.1. Khái quát về kết cấu thép trong công trình xây dựng Thời kỳ sau những năm 1990, các công trình sử dụng kết cấu thép được xây dựng ở nước ta ngày càng nhiều. Tính tới thời điểm hiện tại kết cấu thép là một trong những kết cấu được sử dụng rộng rãi nhất trong xây dựng hiện đại, là kết cấu chịu lực chính trong các ngành xây dựng dân dụng, công nghiệp, giao thông, thủy lợi, thủy điện. Kết cấu thép hiện đại sở hữu những ưu điểm nổi bật do ngày càng được cải tiến về vật liệu ngày càng bền hơn, nhẹ hơn, kết cấu đa dạng, hợp lý, hình thức thi công nhanh gọn, tiên tiến. Kết cấu thép thường được sử dụng trong các công trình lớn với nhịp, chiều cao hay tải trọng lớn hoặc có yêu cầu sử dụng đặc biệt như kín, nhẹ, linh động mà kết cấu bê tông cốt thép không đáp ứng được. Phạm vi sử dụng kết cấu thép rộng rãi, trong công trình dân dụng và công nghiệp (khung nhà tiền chế nhịp lớn, giàn mái, nhà ga, nhà thi đấu, giàn khoan, tháp, bể chứa), công trình giao thông (cầu), trong công trình thủy lợi (cửa van, cầu trục), công trình điện (đường dây tải điện). Thời kỳ sau những năm 1990, các công trình sử dụng kết cấu thép được xây dựng ở nước ta ngày càng nhiều. Hiện nay trên khắp đát nước ở đâu cũng có thể bắt gặp các công trình thép. Kết cấu thép đang được sử dụng phổ biến cho các công trình công nghiệp, công trình văn hoá, thể thao, công trình nhịp lớn, nhà máy, đường dây tải điện, công trình tháp, bể chứa…Để phục vụ cho việc nghiên cứu ứng dụng các kết cấu thép mới, ta có thể phân kết cấu thép thành hai loại: kết cấu thép truyền thống và kết cấu thép mới. Về cơ bản kết cấu thép được cấu thành bởi hai thành phần: Vật liệu chính là các loại thép và các liên kết. 1. Vật liệu: Hiện nay trên thị trường, sản phẩm thép dùng cho kết cấu xây dựng rất đa dạng về chủng loại và xuất xứ. Bên cạnh các loại thép sản xuất trong 4 nước thì có một lượng lớn thép được nhập từ nước ngoài như Mỹ, Nhật Bản, châu Âu, Hàn Quốc, Trung Quốc. Các loại thép nước ngoài được sản xuất tuân theo các tiêu chuẩn của mỗi quốc gia khác nhau, có tính chất cơ học và thành phần hóa học dựa trên các tiêu chuẩn khác nhau. Vì vậy, việc sử dụng thép cần có sự am hiểu của nhà thầu thi công và giám sát kỹ thuật để đảm bảo thép sử dụng cho công trình đúng chủng loại và chất lượng theo thiết kế. Vật liệu chủ yếu dùng cho kết cấu thép là thép cán với nhiều chủng loại bao gồm thép hình, thép tấm, thép hình dập nguội và thép ống. Thép kết cấu do Việt Nam sản xuất thường được sử dụng trong các kết cấu thép bao gồm: - Thép các bon thấp (TCVN1765-85) các sản phẩm thép cán nóng như thép thanh, thép hình, thép tấm và các kết cấu thép hàn đều được sản xuất từ các mác thép này. Quy phạm kết cấu thép đều yêu cầu chỉ dùng loại thép nhóm C này làm kết cấu chịu lực vì ngoài việc đảm bảo tính năng chịu lực còn đảm bảo tính dễ hàn và chịu lực trong những điều kiện phức tạp. Căn cứ theo công dụng, thép được chia làm 3 nhóm : nhóm A, thép thuộc nhóm này phải đảm bảo tính chất cơ học ; nhóm B phải đảm bảo thành phần hoá học ; nhóm C : thoả mãn cả thành phần hoá học và tính năng cơ học. - Thép các bon chất lượng tốt (TCVN1765-85): Được chỉ định dùng cho thép tấm có bề dày lớn và bản rộng. - Thép hợp kim thấp (TCVN3107-7909) có tính năng chống gỉ và độ bền tốt, phù hợp với các bề mặt của kết cấu gối tựa động và công trình thủy công. 2. Liên kết: Hiện nay, các cấu kiện kết cấu thép trong xây dựng được thi công lắp đặt chủ yếu bằng hai liên kết: Liên kết hàn và liên kết bu lông. a. Liên kết bu lông: Là liên kết thường được sử dụng trong lắp ghép có khả năng tháo lắp, thường được sử dụng trong quá trình lắp ghép tạm trong thi công kết cấu thép, liên kết giữa các bề mặt ma sát hoặc liên kết cấu kiện kim loại và phi kim loại. Liên kết bu lông có hai dạng truyền lực và có các yêu cầu thi công khác nhau. - Liên kết truyền lực qua tì chặt, sự truyền lực thực hiện qua sự tì sát thân bulông vào thành lỗ. Thân bulông bị cắt, còn bản thép bị ép mặt. Gọi là ép mặt theo 5 cách gọi đơn giản, thực tế là sự trượt của bản thép tại vùng lỗ. Bulông được xiết đủ chặt để đảm bảo có sự tiếp xúc tốt giữa các bề mặt, không cần không chế lực xiết. Về khả năng chịu cắt của thân bulông, cách tính của ta không phân biệt trường hợp ren bulông có nằm trong mặt phẳng cắt hay không. Các tiêu chuẩn của Mỹ và châu Âu thì phân biệt rõ nếu mặt phẳng cắt đi qua ren thường độ bền thấp đi tới 40%. - Liên kết truyền lực qua ma sát. Trong liên kết này, lực truyền qua sự ma sát giữa các bản thép được xiết rất chặt bởi bulông cường độ cao. Lực xíêt phải được khống chế chính xác để đảm bảo khả năng truyền lực. Cấp cường độ bulông thường phải từ 8.8 trở lên. Khả năng chịu lực của loại liên kết này phụ thuộc lực xiết ban đầu và sự chuẩn bị bề mặt. Lực xiết ban đầu lấy bằng 0,7 lực kéo đứt bulông. Hệ số ma sát phụ thuộc vào sự chuẩn bị bề mặt, bulông lực xiết khống chế cần được xiết với toàn bộ lực căng Vật liệu làm bulông thường là các loại thép thuộc nhóm A theo tức là chỉ cần đảm bảo về mặt độ bền cơ học, không cần quan tâm đến thành phần hoá của thép. Do đó, không cần nêu tên thép cụ thể, mà chỉ quy định cấp độ bền. Chia làm các cấp (các nước theo hệ mét): 4.6, 4.8, 5.6, 5.8, 6.6, 8.8 đến 10.9. Số đầu nhân lên 10 lần cho giới hạn bền theo kN/cm2. Tích của hai số cho giới hạn chảy kN/ cm2. Thông thường từ cấp 8.8 trở lên thì dùng cho bulông cường độ cao có lực xiết khống chế. b. Liên kết hàn. Hàn là quá trình công nghệ sản xuất các kết cấu không thể tháo rời được từ kim loại, hợp kim và các vật liệu khác... Bằng sự hàn nóng chảy có thể liên kết được hầu hết các kim loại và hợp kim với chiều dày bất kỳ. Có thể hàn các kim loại và hợp kim không đồng nhất. Liên kết hàn là liên kết phổ biến nhất trong các kết cấu thép, tiết kiệm được công chế tạo (bản mắt, bản nối), giảm trọng lượng thép, giảm thời gian thi công (khoan, đột), tạo được liên kết kín. Bên cạnh đó liên kết hàn có ứng dụng cao trong việc sữa chữa, phục hồi các chi tiết kết cấu thép. Trong quá trình hàn xảy ra sự bay hơi và oxi hoá một số nguyên tố, sự hấp thụ và hoà tan chất khí của bể kim loại cũng như những thay đổi của vùng ảnh hưởng 6 nhiệt. Kết quả thành phần và cấu trúc của mối hàn khác với kim loại cơ bản. Các biến dạng của kết cấu gây bởi ứng suất dư có thể làm sai lệch kích thước và hình dáng của nó và ảnh hưởng tới độ bền của mối ghép. Vì vậy để khắc phục những tồn tại của liên kết hàn, quá trình thi công kết cấu thép yêu cầu thợ hàn có tay nghề, thiết bị hàn và chế độ hàn phù hợp với điều kiện làm việc của kết cấu và kiểm soát nội ứng suất, và kiểm tra chất lượng đường hàn thành phẩm nghiêm ngặt theo quy phạm. 1.1.2. Công tác quản lý chất lượng lắp đặt kết cấu thép Trong công tác quản lý chất lượng thi công công trình nói chung hay thi công lắp đặt hạng mục kết cấu thép nói riêng của một dự án đầu tư xây dựng, trách nhiệm của các cơ quan quản lý chất lượng được quy định khá rõ ràng: 1.1.2.1. Quản lý nhà nước đối với công tác thi công lắp đặt kết cấu thép công trình xây dựng. Hệ thống văn bản quy phạm pháp luật về quản lý chất lượng công trình đề cập đến công tác quản lý chất lượng thi công công trình kết cấu thép có những văn bản chủ yếu sau: a. Nghị định số 15/2013/NĐ-CP ngày 06/02/2013 của Chính phủ về quản lý chất lượng công trình xây dựng: được ban hành thay thế Nghị định số 209/2004/NĐ-CP ngày 16 tháng 12 năm 2004 và Nghị định số 49/2008/NĐ-CP ngày 18/4/2008 của Chính phủ về quản lý chất lượng công trình xây dựng. Nghị định này gồm 8 chương, 48 điều và 1 phụ lục phân loại công trình xây dựng các nội dung quy định về: Quản lý chất lượng công tác khảo sát, thiết kế, thi công và nghiệm thu công trình xây dựng; Quản lý an toàn, giải quyết sự cố trong thi công xây dựng, khai thác về quản lý an toàn, giải quyết sự cố trong thi công xây dựng, khai thác và sử dụng công trình xây dựng; Quy định về bảo hành công trình xây dựng. Điểm nổi bật của Nghị định 15/2013/NĐ-CP là tăng cường chức năng cho các cơ quan quản lý nhà nước trong các dự án đầu tư xây dựng công trình, nâng cao trách nhiệm của Chủ đầu tư... Vì vậy công tác quản lý chất lượng thi công kết cấu thép công trình thủy lợi cũng phải được cải tiến dựa trên yêu cầu của Nghị định. 7 b. Thông tư số 10 /2013/TT-BXD ngày 25/7/2013 quy định chi tiết một số nội dung về quản lý chất lượng công trình xây dựng. Thông tư này quy định chi tiết một số nội dung quản lý chất lượng công trình xây dựng theo quy định tại Nghị định 15/2013/NĐ-CP. Thông tư này có hiệu lực thi hành kể từ ngày 9 tháng 9 năm 2013 và thay thế Thông tư số 27/2009/TT-BXD ngày 31/7/2009 hướng dẫn một số nội dung về Quản lý chất lượng công trình xây dựng; các nội dung về chứng nhận đủ điều kiện đảm bảo an toàn chịu lực, chứng nhận sự phù hợp về chất lượng công trình xây dựng quy định tại Thông tư 03/2011/TT-BXD ngày 06/4/2011 về hướng dẫn hoạt động kiểm định, giám định và chứng nhận đủ điều kiện đảm bảo an toàn chịu lực, chứng nhận sự phù hợp về chất lượng công trình xây dựng; Thông tư số 02/2006/TT-BXD ngày 17/5/2006 Hướng dẫn lưu trữ hồ sơ thiết kế, bản vẽ hoàn công công trình xây dựng của Bộ Xây dựng. c. Các tiêu chuẩn quy phạm kỹ thuật: - TCXDVN 170:2007 Kết cấu thép gia công, lắp ráp và nghiệm thu yêu cầu kỹ thuật, là tiêu chuẩn kỹ thuật mới nhất được ban hành về quản lý chất lượng kết cấu thép thay thế cho TCXDVN 170:1989 vốn không còn phù hợp với sự phát triển của công nghệ thi công kết cấu thép mới. Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu về gia công, vận chuyển, lắp ráp và nghiệm thu kết cấu thép của công trình công nghiệp và dân dụng. Tiêu chuẩn này áp dụng cho kết cấu thép xây dựng được chế tạo từ thép các bon và thép hợp kim thấp có giới hạn chảy từ 225N/mm2 đến 435N/mm2, có giới hạn bền từ 373N/mm2 đến 590N/mm2 cho các công trình công nghiệp và dân dụng được xây dựng trong vùng có động đất có đỉnh gi tốc nền PGA nhỏ hơn 0,3 – 0,4g (tương đương với cấp 9 theo thang MSK-64 hoặc Zone 4 theo UBC: 1997). - TCVN 8790:2011. Sơn bảo vệ kết cấu thép - Quy trình thi công và nghiệm thu thay thê cho tiêu chuẩn. TCXDVN 334:2005 đã được bãi bỏ và hết hiệu lực theo Quyết định số 212/QĐ-BXD của Bộ Xây dựng. Tiêu chuẩn đưa ra trình tự hướng dẫn kiểm tra, giám sát thi công sơn phủ bảo vệ kết cấu thép. Tiêu chuẩn này đưa ra các hướng dẫn liên quan đến công tác xử lý bề mặt, công tác thi công sơn lớp phủ, 8 công tác kiểm soát chất lượng thi công và chấp thuận nghiệm thu. Tiêu chuẩn này viện dẫn thêm các tiêu chuẩn của ASTM, SSPC. 1.1.2.2. Quy trình quản lý chất lượng thi công lắp đặt kết cấu thép Quản lý chất lượng thi công xây dựng công trình nói chung và thi công lắp đặt kết cấu thép nói riêng đều được thực hiện bởi các thành phần cơ bản sau: Chủ đầu tư, Nhà thầu thi công và Giám sát tác giả của nhà thầu thiết kế thi công. Các thành phần tham gia quản lý chất lượng thi công đều phải có đủ điều kiện năng lực phù hợp với các quy định của Nghị định 12/2009/NĐ-CP và các quy định riêng của gói thầu xây lắp. Công việc nghiệm thu do CĐT chủ trì, sự tham gia của các bên cũng được quy định rõ ràng trong Nghị định 15/2013 ngày 06/2/2013 của chính phủ. 1. Trách nhiệm của Chủ đầu tư Chủ đầu tư (CĐT) là chủ thể duy nhất có trách nhiệm quản lý chất lượng công trình. CĐT phải có tổ chức tư vấn chuyên môn và chuyên nghiệp hoá (của mình hoặc đi thuê) để giám sát, quản lý tiến độ, khối lượng và chất lượng lắp đặt, kiểm tra an toàn lao động và bảo vê môi trường. Nhiệm vụ cụ thể của CĐT như sau: a) Giám sát chặt chẽ điều kiện năng lực của nhà thầu thi công b) Kiểm tra chất lượng thiết bị trước khi lắp đặt; c) Chủ trì việc nghiệm thu các thiết bị đã lắp đặt xong: Phối hợp với tổ chức nhận thầu lắp đặt lập kế hoạch tiến độ nghiệm thu các thiết bị đã lắp đặt xong, đôn đốc các tổ chức nhận thầu xây lắp hoàn thiện công trình để đảm bảo việc nghiệm thu đúng thời hạn). Chuẩn bị cán bộ, công nhân vận hành và các điều kiện vật chất kĩ thuật cần thiết (điện nước, nguyên nhiên vật liệu, mặt bằng...) để tiếp nhận bảo quản những thiết bị sau khi tổ chức nghiệm thu để chạy thử tổng hợp, tổ chức việc vận hành thiết bị trong giai đoạn chạy thử không tải liên động và có tải (có sự tham gia của bên nhận thầu lắp đặt và nhà máy chế tạo). 9 d) Cung cấp cho đơn vị được giao trách nhiệm quản lý, sử dụng hoặc vận hành khai thác công trình tài liệu hướng dẫn lắp đặt vận hành máy, lý lịch máy và những hồ sơ kỹ thuật mà CĐT quản lý (do nhà thầu lắp đặt thiết bị bàn giao lại). Trường hợp thiết bị cũ sử dụng lại cho nơi khác thì CĐT phải cung cấp lý lịch thiết bị cho đơn vị nhận thầu lắp đặt. Trường hợp lý lịch không cần hay không đúng thực tế thì CĐT phải tổ chức hội đồng kỹ thuật để đánh giá lại chất lượng thiết bị, nếu hỏng phải sửa chữa lại mới được lắp đặt lại vào nơi sử dụng mới. e) Có trách nhiệm lưu trữ toàn bộ hồ sơ nghiệm thu để sử dụng lâu dài trong quá trình vận hành sản xuất của thiết bị. f) Cấp kinh phí chạy thử không tải, có tải và chi phí công tác nghiệm thu. g) Có quyền từ chối nghiệm thu thiết bị đã lắp đặt xong khi các bộ phận của thiết bị cha được nghiệm thu từng phần hoặc cha sửa chữa hết các sai sót ghi trong phụ lục của biên bản nghiệm thu từng phần trước đó. Mặt khác nếu bên nhận thầu đã chuẩn bị đầy đủ điều kiện nghiệm thu mà bên CĐT không tổ chức nghiệm thu kịp thời thì phải trả cho bên nhận thầu mọi chi phí do kéo dài nghiệm thu. 2. Trách nhiệm của nhà thầu lắp đặt Nhà thầu (NT) phải xây dựng kế hoạch chất lượng trong đó có tổ chức TVGS chuyên nghiệp của NT (hoặc đi thuê nếu không có) để tự giám sát chất lượng thi công lắp đặt. Họ phải đánh giá chất lượng vật liệu, thiết bị và sản phẩm xây lắp. Chỉ khi nào NT khẳng định chất lượng thi công lắp đặt đúng thiết kế và tiêu chuẩn kỹ thuật áp dụng cho công trình, NT mới được yêu cầu nghiệm thu. Như vậy NT là người chịu trách nhiệm chính và trước tiên về chất lượng công việc mình hoàn thành. Nhiệm vụ cụ thể của NT: 1. Lập hệ thống quản lý chất lượng (NT phải lập quy trình,tiến độ thi công một cách cụ thể). 2. Thực hiện các thí nghiệm kiểm tra vật liệu và thiết bị trước khi đưa vào thi công. 10 3. Lập và kiểm tra biện pháp thi công sau đó trình CĐT, tư vấn thiết kế và giám sát phê duyệt trước khi thi công.. 4. Lập và ghi nhật ký công trình (tuyệt đối không được ghi hồi ký công trình) 5. Lập và kiểm tra biện pháp an toàn lao động, bảo vệ môi trường. 6. Nghiệm thu nội bộ, lập hồ sơ, lập phiếu yêu cầu CĐT nghiệm thu. 7. Có trách nhiệm tự kiểm tra hoàn chỉnh việc lắp đặt thiết bị, chuẩn bị đầy đủ hồ sơ nghiệm thu (biên bản, sơ đồ hoàn công, nhật ký công trình…), tạo mọi điều kiện để CĐT hoặc đại diện kỹ thuật CĐT hoặc TVGS làm việc thuận tiện. 8. Chuẩn bị hiện trường thuộc phần lắp đặt thiết bị, cán bộ kỹ thuật, công nhân vận hành, công nhân sửa chữa thiết bị, các nguồn năng lượng, vật liệu cần thiết để phục vụ việc nghiệm thu tĩnh, nghiệm thu không tải đơn động thiết bị. 9. Trong thời gian chạy thử không tải liên động và chạy thử có tải, bố trí đủ cán bộ kĩ thuật và công nhân trực để kịp thời xử lý các sự cố và các khiếm khuyết phát sinh. 10. Có trách nhiệm bàn giao lại cho CĐT các tài liệu thiết kế và các biên bản nghiệm thu khi bàn giao công trình. 11. Tổ chức nhận thầu lại cũng có trách nhiệm như tổ chức nhận thầu chính trong các phần việc mình thi công trong việc nghiệm thu bàn giao thiết bị. 12. Tổ chức nhận thầu lắp đặt có quyền khiếu nại với các cơ quan quản lý cấp trên của tổ chức nhận thầu và CĐT khi công trình bảo đảm chất lượng mà CĐT không chấp nhận hoặc chậm trễ kéo dài việc nghiệm thu. 3. Trách nhiệm của nhà thầu thiết kế CĐT cũng như NT phải tôn trọng quyền tác giả của đơn vị thiết kế nhưng cũng đòi hỏi chất lượng sản phẩm trên giấy của họ đang được hình thành bằng vật chất trên thực tế hiện trường. Họ có trách nhiệm với sản phẩm của mình, thể hiện qua các điều sau: a) Giải thích các chi tiết chưa được mô tả hết trên thiết kế. b) Xác nhận sự nhận sự đúng đắn giữa thiết kế và thực tiễn vì vậy họ phải giám sát thi công lắp đặt của NT (tuy không thường xuyên). 11 c) Tham gia nghiệm thu ở các bước: nghiệm thu tĩnh, nghiệm thu chạy thử không tải và nghiệm thu chạy thử có tải. d) Có quyền không ký văn bản nghiệm thu nếu thiết bị lắp đặt không đúng thiết kế, không đúng quy trình, quy phạm kĩ thuật, hoặc không đúng hướng dẫn kỹ thuật của nhà chế tạo đã ghi trong thuyết minh kỹ thuật của thiết bị. e) Trường hợp thiết bị mua của nước ngoài, có đại diện của nhà chế tạo trong quá trình lắp đặt thì cần căn cứ theo hợp đồng của CĐT với nước ngoài mà yêu cầu nhà chế tạo có trách nhiệm theo dõi, hướng dẫn tố chức nhận thầu lắp đặt chạy theo đúng yêu cầu kĩ thuật, đúng thiết kế, đúng thuyết minh kĩ thuật của nhà chế tạo, có trách nhiệm cùng các bên liên quan cho chạy thử thiết bị đúng công suất thiết kế, giúp CĐT đánh giá đúng đắn chất lượng lắp đặt thiết bị. 1.2. KẾT CẤU THÉP TRONG CÔNG TRÌNH THỦY ĐIỆN. 1.2.1. Tầm quan trọng của kết cấu thép của công trình thủy điện Kết cấu thép là bộ phận quan trọng công trình thuỷ lợi, thuỷ điện, bao gồm các loại máy móc thiết bị lắp đăt, gắn liền với công trình và làm việc lâu dài trên công trình, phục vụ cho thiết bị công tác chính của công trình hoạt động, nhằm bảo vệ sự an toàn của công trình và thực hiện những chức năng khác. Điều kiện và chế độ làm việc của các thiết bị này rất phức tạp và khắc nghiệt. Đó là các loại cửa van, các thiết bị đóng mở cửa van, các thiết bị nâng hạ, các thiết bị đường ống áp lực.v..v. Các bộ phận chính, quan trọng của thiết bị máy móc này được chế tạo tại các nhà máy chuyên ngành và được hình thành, hoàn thiện trong quá trình thi công xây lắp. Có rất nhiều sự cố của kết cấu thép của các công trình thủy điện trên thế giới gây ra những thiệt hại gây ra cho công trình thủy điện liên quan đến kết cấu thép không đảm bảo. Tại phía Bắc Ấn Độ nơi có các công trình thủy điện nằm trên các thung lũng sông nhỏ hẹp thuộc hệ thống núi Hymalaya ghi nhận nhiều công trình bị sự cố, thậm chí bị phá hủy mà một trong các nguyên nhân là do các lỗi của kết cấu thép như cửa van, ống dẫn nước áp lực. Đập Phata-Byung công suất 76MW được 12 xây dựng trên sông Mandakini, bị lũ cuốn trôi do cửa van của 2 khoang tràn không mở được hết khẩu độ thông thủy. [15] Hình 1.1. Vỡ đập do sự cố cửa van đập tràn Nhà máy thủy điện Alaknanda công suất 330 MW thuộc sông Srinagar bị ngập bùn và phù sa chỉ vài tuần trước thời điểm dự kiến vận hành do cửa van cống xả cát bị kẹt mà nguyên nhân là do bỏ qua thực hiện quá trình thử ướt cửa van. Công trình thủy điện Vishnuprayag 400 MW, thuộc thượng nguồn sông Srinagar bị chôn dưới 20 mét dưới đống đổ nát do đường ống áp lực bị phá hỏng.[15] Tại Việt Nam, mặc dù chưa có những sự cố lớn gây vỡ đập, hủy hoại công trình bởi nguyên nhân của các kết cấu thép, nhưng đã có một số hệ thống cử van gặp trục trặc trong quá trình vận hành, gián tiếp gây ra những tai nạn chết người trong quá trình sửa chữa, khi người thợ phải làm việc dưới nước, nguy cơ tử vong cao, thủy điện Đăk rinh đã từng xảy ra sự cố thợ lặn tử vong do tìm cách khắc phục sự cố kẹt cửa van vào năm 2011. Các kết cấu kim loại chịu áp lực nước và các tải trọng khác tác dụng. Đối với cửa van còn có chức năng điều tiết, làm việc chuyển động. Để chuyển động được 13 lực đóng mở cửa van phải thắng những tải trọng khác tác dụng lên cửa và phải có tính chất lắp ghép riêng, bảo đảm cho sự chuyển động theo yêu cầu đặt trước. Do yêu cầu và chức năng làm việc mà cơ khí có phần giống và phần khác so với các hạng mục khác của công trình. Để đảm bảo sự đồng bộ, sự liên kết, sự tương tác lẫn nhau, bảo đảm cho công trình thực hiện đúng chức năng của nó, mang lại hiệu quả kinh tế cao, an toàn, chúng ta phải quan tâm đến chất lượng lắp đặt cơ khí như đối với chất lượng các hạng mục khác. Muốn hình thành một bộ phận cơ khí lắp vào công trình, phụ thuộc vào điều kiện, yêu cầu cụ thể, phương pháp gắn kết với các bộ phận khác của công trình. Như vậy chất lượng cơ khí, ngoài chất lượng do bản thân nó như vật liệu sử dụng, chất lượng chế tao tại nhà máy…, còn phụ thuộc điều kiện lắp đặt, độ chính xác và sự tương tác của các phần khác (nền móng, bê tông) trong quá trình lắp đặt và vận hành. Ngoài ra các hạng mục khác của công trình ngày nay đều phải thi công bằng máy. Chất lượng công trình, tiến độ thi công, giá thành công trình phụ thuộc nhiều vào chất lượng, chủng loại máy sử dụng. Việc sử dụng máy an toàn, giảm ô nhiễm môi trường cũng là những vấn đề được quy định cho nhiệm vụ giám sát. Để loại trừ các sai phạm kỹ thuật, bảo đảm chất lượng theo thiết kế, cũng như các bộ phận khác, chúng ta phải giám sát thi công lắp đặt. Giám sát để phát hiện sai phạm, có biện pháp khắc phục kịp thời, giám sát bảo đảm chất lương, bảo đảm niềm tin, tiết kiệm và hiệu quả kinh tế, bảo vệ môi trường, an toàn lao động và mang lại sự tiến bộ kỹ thuật ngày một tốt hơn, công trình hoàn thiện hõn. Ngoài nghiệp vụ giám sát xây lắp chung, xây và lắp mà trong đó có cả phần cõ khí, giám sát cõ khí, trang bị điện còn có những đặc thù riêng nên người giám sát cần hiểu và nắm vững các tính chất, đặc điểm của phần cơ khí, các yêu cầu khi lắp đặt để phát hiện sai phạm và có hướng khắc phục, hiểu được sự liên quan giữa các hạng mục để có sự phối hợp thi công tốt nhất.