Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Sử dụng số liệu quan trắc để đánh giá an toàn đập bê tông

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (8.21 MB, 179 trang )

Trang 1<div class="page_container" data-page="1">

vừa qua.

Tơi xin tỏ lịng kính trọng và biết ơn sâu sắc đối với thầy giáo GS.TS NguyễnChiến đã trực tiếp tận tình hướng dẫn cũng như cung cấp tài liệu thông tin khoa họccần thiết cho luận văn này và các thầy tham gia giảng dạy Cao học trường Đại họcThủy lợi đã truyền đạt cho tôi những tri thức khoa học quý giá.

Xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo trường Đại học Thủy lợi, khoa Cơng trình vàBộ mơn Thủy cơng đã tạo điều kiện cho tơi hồn thành tốt cơng việc nghiên cứukhoa học của mình.

Cuối cùng tơi xin chân thành cảm ơn đồng nghiệp — đơn vị công tác đã giúp đỡtôi trong quá trình học tập và thực hiện Luận văn.

TÁC GIÁ

Vũ Thị Tốn

</div>Trang 2<div class="page_container" data-page="2">

“Tên tơi là Vũ Thị Tốn, tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu củariêng tôi. Những nội dung và kết qua tinh bày trong luận văn là trung thực và chưađược a cơng bỗ rong bắt kỹ cơng trình khoa học nào

TÁC GIẢ

Vii Thị Toán

</div>Trang 3<div class="page_container" data-page="3">

TONG QUAN VE DAP BÊ TONG VÀ CÔNG TAC QUAN TRAC DAP. 4

1.1. TONG QUAN VE BAP BÊ TONG TRỌNG LỰC 4

1.1.1. Tinh hình xây dựng đập bê tơng trọng lực trên thé gi

1.1.2. Tinh hình xây đựng đập bê tơng trọng lực ở Việt Nam.

1.1.3. Các vấn để mắt an toàn của đập bê tông ở Việt Nam hiện nay...

13. TONG QUAN VE CƠNG TAC QUAN TRAC BAP. 18

1.2.1. Tinh hình lắp đặt thiết bị quan trắc ở các đập đã xây dựng.1.2.2. Tình hình sử dụng số liệu quan trắc

1.3, NHIEM VỤ NGHIÊN CỨU CUA LUẬN VAN "6

thựct 3

3.3. DANH GIÁ VE ÔN ĐỊNH CUA DAP. 34

</div>Trang 4<div class="page_container" data-page="4">

2.3.2. Ôn định của đập bê

2.3.3, Những điểm khác nhau của hệ tiêu chuẩn Việt Nam và Mỹ...2.34, Các yếu tố ảnh hưởng đến én định của đập trong thực tế

2.4, ĐÁNH GIÁ VE UNG SUÁT - BIEN DANG VÀ CHUYEN VỊ CUA ĐẶP...52

2.41. Mye đích của việc tính tốn ứng suất trong thân đập bê tông

3.1.4. Một số nét khái qt về Dự án xây dựng cơng trình

3.2. THU THẬP CÁC SỐ LIEU ĐO DAC VÀ QUAN TRAC DAP TỪ KHI VẬN HANH

3.3.3. Tính tốn theo tiêu chuẩn Mj

3.5. PHAN TÍCH KET QUA TÍNH TỐN. T9.

3.5.1. KẾt quả tinh tốn theo tiêu chuẩn Việt Nam.

</div>Trang 5<div class="page_container" data-page="5">

DAC VÀ SỬ DỤNG SO LIEU QUAN TRAC, 19

3. KẾT LUẬN CHƯƠNG II 80

KET LUẬN, KIÊN NGHỊ a

1. KET QUA ĐẠT ĐƯỢC TRONG LUẬN VAN 81IL HAN CHE, TON TẠI. 82II, HƯỚNG TIẾP TỤC NGHIÊN CỨU 82

TÀI LIEU THAM KHẢO 83Tiếng Việt 8Tiếng Anh s

</div>Trang 6<div class="page_container" data-page="6">

Hình 1-2, Một số đập bê tông ở Việt Nam được xây dựng trước năm 1945

Hình 1-3. Một số đập RCC đã được xây dựngHình 1-4. Các vết nứt ở đập Thủy điện Sơn La,

Hình 1-5. Rd rỉ nước ở đập Thủy điện Sơng Tranh 2, thủy điện Hỗ Hơ.

Hình 2-1. Mốc đo lún mặt (M.M)Hình 2-2. Mốc đo lún sâu (M.S)

Hình 2-3. Mốc ngắm đo chuyển vị ngang (M.N).Hình 2-4. Thiết bị him đo chuyển vị ngang (Hn)

Hình 2-5. Thiết bị đo khe hở (Kh)

Hình 2-1 1. Sơ đỗ bố trí thiết bị đo ứng suất trong nén đả. 7

Hình 2-12. Sơ đồ bổ các tuyến quan tc nhiệt và ứng suất đập bê tơng trọng lực

trên nền đá.

Hình 2-13, Sơ đồ tính tốn áp lự thắm

Hình 2-14. Sơ dé màn chống thắm và thốt nước dưới đập.

Hình 2-15. Sơ đỗ các ực tác dụng lên đập BTTL,Hình 2-16. Vị trí của hợp lực trong các trường hợpHình 2-17. Hình dang mặt trượt gãy

Hình 2-18, Sơ đồ tính ổn định

Hình 2-19. Vị trí của hợp lực trong các trường hợp.Hình 2:20. Sơ đồ áp lực đầy ngược theo tiêu chun Mỹ

Hình 3-1. Vị tr cơng trình thủy điện Sơn La

Hình 3-2. Các mặt cắt quan trắc chính của đập Sơn La

Hình 3-3. Mặt cắt quan trắc chính điễn hình cho đập RCC Sơn LaHình 3-4. Biển dang ở khe nỗi 18/9

Hình 3-5. Thay đổi ứng suit mat chịu áp đập,Hình 3-6, Mặt cắt tính tốn

73

</div>Trang 7<div class="page_container" data-page="7">

Bảng I-I. Thống kê số lượng đập RCC tại một số nước trên thể giới tính đến năm

Bảng 1-2. Một số đập bê tơng lớn được xây dựng ở Việt Nam trước năm 1945Bang 1-3. Danh sách các đập bê tông trọng lực lớn đã và đang được xây dựng ởViệt Nam cho đến năm 2013.

Bảng 2-1Bang 2-2.Bảng 2-3Bang 2-4Bang 2-5Bang 2-6Bang 2-7Bang 3-1Bang 3-2,Bang 3-3Bang 3-4Bang 3-5Bang 3-6,Bang 3-7

‘Thanh phan khối lượng quan trắc.

Bang tổng hợp các lực thành phần trong các trường hợp tính tốn

Chuyển vị mặt bằng các khoang chu ky 3 (MNTL214,5m)

Các số liệu lưu lượng trong hành lang đậpSố do Piezometer ở nên đập

Chỉ teu cơ ý của nên và iếp xúc đập — nên

Chỉ tiêu cơ ý của bê tổng RCC thí nghiệm,

n72

</div>Trang 8<div class="page_container" data-page="8">

“Thống kê cho thấy trên thé gi|. trung bình cứ 100 đập thì có 1 đập bị sự cổ,

ngay cả 6 các nước tiên tiến. Ta có thể iệt kê ra một số sự cổ vỡ đập

thé giới trong vồng 100 năm qua như: Sự cổ vỡ đập Gleno (Italia) vào năm 1923

làm 356 người thiệt mạng. Sự cổ vỡ đập Bản Kiểu (Trung Quốc) năm 1975 đã trởthành thảm họa đại hồng thủy lớn nhất trong lịch sử nhân loại khi có tới 175.000người thiệt mạng và hơn 11 triệu người khác mắt nhà cửa. Đập Kelly Barnes (Mỹ)

vỡ năm 1977 làm 39 người thiệt mạng và thiệt hại về ti sản lên đến 38 triệu USD.

"Đập hd Lawn (Mỹ) bi sập vào năm 1982 với lượng nước trần ra lên đến 830.000 m`làm thiệt bại kinh té lên đến 31 triệu USD.

Khu vực thung lũng đập Kelly Barnes sau

“Đập Gleno vii phin vỡ ở giữa vẫn côn dén

ngày nay Bhi bị sự có

</div>Trang 9<div class="page_container" data-page="9">

dập, Có nhiều tiêu chi để chọn địa điểm xây đập như tuyển, nén đập, khả năng tích‘cia bụng hỗ chứa... Để đảm bảo an tồn, tiêu chí đầu tiên là nén đập tốt, có nghĩa là

khơng có dit gãy đang hoạt động. Theo tổng kết 500 công trinh bị hơ hỏng của Hội

đập lớn thé giới (ICOLD), gần 70% vụ vỡ đập là do nén đạp

Mặt khác thé giới đặc biệt quan tâm đến an tồn đập vi khác với các cơng trình

hạ ting khác, khi đập bị vỡ thì cả vùng rộng lớn ở hạ du bị tàn phá. Ở những nước.

phát triển, khá nhiều đập lớn được xây dựng trên dưới 100 năm nay, đã hi

đời", thỏi phải kiểm trụ xử lý an tồn đập kịp thơi và nghiêm tức,

Con ở Việt Nam, tính đến nay có 5579 hồ chứa thuộc địa bin của 45/64 tỉnhthành, trong đó, có gần 100 ha chứa nước lớn có dung tích trên 10 triệu m`, hơn 567.hồ có dung tích từ 1+10 triệu m’, cịn lại là các hd nhỏ. Tổng dung tích trữ nước củacác hồ là 35,8 tý m’, trong đó có 26 hỗ cha thủy điện lớn có dung ích là 27 tỷ m”nước cịn lại là các hồ có nhiệm vụ tưới là chính với tổng dung tích là 8,§ tỷ m*nước đảm bao tưới cho 80 vạn ha. (Nguồn: Từ “Chương trình đảm bao an tồn hồ.

chứa nước của Bộ NN&PTNT").

Cúc cơng trình hd đập được đầu tư với các nguồn vn khác nhau: ngân sich

nhà nước, các doanh nghiệp tr nhân, các nơng trường, hợp tic xã, trong đó, nguồn

vốn từ ngân sich nhà nước là chủ yếu. Việc xây dựng nhiều hỗ chứa đã góp phần

rit lớn vào phát triển sản xuất nông nghiệp, phát điện, chống li, cấp nước sinh hoạt

và bảo vệ môi trường. Tuy nhiên hỗ chứa cũng gây ra ác tác động tiêu cực dén môi

trường, xã hội. Những tồn tai trong thiết kế, thi công và quản lý hồ chứa cũng như.những biển đổi bất thường vỀ khí hậu làm cho các tác động xấu này trim trọng

thêm, đặc biệt có thể đẫn đến nguy cơ làm mắt an toản, làm vỡ đập và gây ra thảm.

hoa cho khu vực hạ du, Mỗi nguy tiềm dn này luôn hi hữu ở các đập, Những tintại này phần lớn nằm ở các hé loại vừa và nhỏ, vi loại cơng trình này có tiêu chuẩn

thiết kế (về là {ing như an tồn cơng trình) thấp hơn, đặc biệt đối vớác hồ đậpđược xây dựng trong những năm 70, 80 của thể ky trước mà hầu hết đập dang của

</div>Trang 10<div class="page_container" data-page="10">

để xây ra các sự cố vỡ đập hoặc xã là lớn bắt thường thì ngồi thiệt hại cho bản thân

cơng trình, phá hoại hoặc ngưng trệ sản xuất, cịn có thể gây ra tôn thất nặng né vềsinh mạng, tôi sin ở vũng hạ lu dip, Kim ách tắc giao thông gây thiệt hạ to lớn cho

kin tỈ quốc phòng và an ninh của đắt nước, Mức độ tác hại của sự cổ phụ thuộc

vào quy mơ, vị trí cơng trình cũng như đặckhu vực hạ du nhưng đù ở mức độ

thất do sự cổ vỡ dp gây ra sẽ là rất đáng kể vé mặt kinh tế, chưa ồi cácất về sinh mạng tài sản và làm đảo lộn môi trường sinh thái ở một khu vực.

nhất định.

Vi vậy có thể nói vấn đề an tồn đập ln l t được thé giới

lệc sử dụng cácvà toin xã hội quan tâm. Do đồ trong dé ti này ta sẽ nghiên cứu

sé liệu quan trắc để đánh giá mức độ an tồn của đập bẻ tơngTE Mặc đích của để tà

Sử dụng các số liu quan trắc để nghiên cửu đánh giá khả năng mÍt an tồn của

đập bê tơng

- Nghiên cứu để xuất ýin để hồn thiện quy tình thiết kế, lấp đặt, sử dụng hệ

thống thiết bị quan trắc để thu thập số liệu và đánh giá an toàn đập.

1. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu:

~ Thu thập thông tin và tổng hợp các tài liệu nghiên cứu đã có ở trong và ngồi nướccó li quan đến để tử này

~ Nghiên cứu cơ sở lý thuyết lựa chọn phương pháp tinh tốn, mơ hình tính tốn và

phân mềm hợp lý đề tính tốn.

TV. Kết quả đạt được

~ Tổng quan hiện trạng quan trắc đập bê tông

- Cơ sở lý thuyết đánh giá an toàn đập tử số liệu quan trắc

~ Ung dụng cho cơng trình thực tế là đập Sơn La, đã bước đầu đánh giá được khả

năng làm việc an toàn của đập dựa trên. ác kết quả quan trắc hiện có.

</div>Trang 11<div class="page_container" data-page="11">

1.1. TONG QUAN VE DAP BE TONG TRỌNG LUC

1.1.1. Tinh hình xây dựng đập bê tơng trọng lực trên thé giớ

Dap bê ơng trọng lực à loại đập có khối lượng bế tông lớn và được duy tr bnđịnh nhờ trọng lượng bản thân đập. Loại đập này có ưu điểm là kết cầu và phương

pháp thi công đơn giản, độ én định cao có thể ding để trin nước hoặc khơng trần

nước, độ an tồn xả lũ cao. Vì vậy nó sớm được sử dụng trên tồn thé giới.

"Đập bê tơng trong lực có tử 100 năm sau cơng nguyên ở Ponte di San Mauro.Bap đầu tiên cao 15m được xây dựng khi chưa có cơ sở lý luận. Từ năm 853 việcthiết k xây dựng đập bê tông trọng lực đã bắt đầu có cơ ở lý luận dựa trên hai

shuẩn: cường độ và ôn định trượt. Từ năm 70 - 80 của thể ky XX đập bê tông trong

lực bắt đầu phát triển mạnh, cứ vài ba ngày lại có một đập mới được xây dựng.

“Theo con số thống kê của hội đập cao thể giới (ICOILLD), tỉnh đến năm 2000,

đập bê tông trọng lực chiếm khoảng 12% trong tổng số các loại đập đã được xâycăng trên thể iới, với đập cao trên I00m, đập bê tông trong lực chiếm khoảng 30%.

Va Trung Quốc hi đang đứng đầu thé giới về số lượng đập được xây dung,

Ngoài những tu điểm nêu trên, đập bê tổng trong lực cũng cổ những nhược4én giá thành cao so với các kiểu đập khác. Sử dung không hết kha nang chịu lực

của vật liệu b tông, đặc biệt là ở các đập khơng cao lắm (H<100m). Do tồn đập là.

bê tông khối lớn nên sinh ra ứng suất nhiệt rong thân đập và các biển dạng nhiệt

“Từ những nhược điểm này, đặt ra sự cần thiết phải tim ra các biện pháp ải tiền đậpbê tông trong lực khối lớn. Năm 1970, J.M.Rapher người Mỹ giới thiệu về “Dap

trọng lực tải nu" lần đầu tiên đã đề ra phương pháp dùng máy đầm nền và vận

chuyển cơ giới của đập đắt đá, dùng vật liệu cấp phối hạt th tự nhiền trộn với xỉ

măng dim nén tạo thành thân đập, cường độ kháng cắt của nó tăng lên nhiễu so với

đập đất đá làm cho mặt cắt ngang thân đập giảm nhỏ đi, đồng thời so với đập bêtông trong lực truyền thống có thé rất ngắn thỏi gian thi cơng, giảm giá thành cơngtrình. Đến năm 1972, ơng tiếp tục cơng bố kết quả thí nghiệm ding xe 6 tô tự đổ, rải

</div>Trang 12<div class="page_container" data-page="12">

đập lâm bằng bê tông với công nghệ ầm lăn. Bê tông đầm lăn là loại bê tông sử‘dung các nguyên vật liệu như bê tông thường, nhưng khác với bé tông thường đượcđầm chat bằng thiết bị rng đưa vào trong ling khối đỏ, bể tông dm lan được kimchật bằng thiết bị rung lên từ mặt ngoài (lu rung). Những tu điểm cơ bản nhất củasông nghệ này là: Sử dụng ít xi măng trong thành phần vita bê tông, nên hạn chế.được lượng nhiệt tỏa ra trong qué tình ngưng kết bê tơng, do đó cho phép tăng tốcđộ thi cơng đổ bê tơng. Ngồi ra việc dim chặt bé tông được thực hiện bằng phươngpháp lăn ép trên mặt đổ rộng, khả năng cơ giới hỏa cao, cho phép diy nhanh tốc độthi cơng, sớm đưa cơng trình vào vận hành khai thác. Cho tới nay, đập bê tông dim

ăn được thi công xây dựng ở nl st nước rên thể giới. ở nơi có nhiệt độ mơi trườngthấp cho đến nơi có nhiệt độ mỗi trường cao và có thể trong cả những vùng thường

xuyên có mưa lớn

Tinh đến năm 2005, toàn thé giới đã xây dựng được trên dưới 300 đập RCCvới khối lượng tổng cộng khoảng trên 90 triệu m” RCC, Hiện Trung Quốc là quốc

gia đang dẫn lượng đập RCC, sau đó là Hoa Kỳ, Brazil và Tây Ban Nha.

Willow Creek~ Đập RCC din tiên của Mỹ Đập Lonatan (Trung Qué) = Đập RCC cao

(đoàn dành năm 1983) shit thé sii (216,5m)Hình 1-1. Một số đập bê tông đầm lăn trên thé giới

</div>Trang 13<div class="page_container" data-page="13">

“Tên nước nee | đấm | [Tênmwớe | dasay | OP" | đấp

Châu Âu Châu Phi

TâyBmNha | 23 | 3i6i | 772 | [NamPh[ 14 | 12 | 491

1.1.2. Tình hình xây dựng đập bê tơng trong lực ở Việt Nam

Thời kỳ trước những năm 30 của thể kỹ 20. ở nước ta đ xuất hiện một số đậpbê tông trong lực nhưng mới chỉ là những đập thấp có chiễu cao khoảng 5+l0m,chưa có những đập lớn. Các đập có kết cấu đơn giản, thi cơng nhanh bằng thủ céng,

kỹ thuật không phúc tạp ngoại trừ dip Đồng Cam. tinh Phú Yên do đặc điểm của

sông Đà Ring. Phin lớn công việc từ thiết kế, chỉ đạo thi công là do các kỹ sư

"người Pháp thực hiện. Xi ming nhập từ châu Au, cắp phối bê tông chủ yến dựa vào

</div>Trang 14<div class="page_container" data-page="14">

Giai đoạn từ 1930 đến 1945 người Pháptục xây dựng ở nước ta mội

đập bé tông trọng lực như đập dâng Đô Lương, Nghệ An làm nhiệm vụ cấp nước

tuới, đập Diy ở Hà Tây có nhiệm vụ phan lũ, một số đập dâng nhỏ khác như đậpdâng An Trach ở Quảng Nam, dip ding Cẩm Ly ở Quảng Bình

Bang 1-2. Một số đập bê tông lớn được xây dựng ở Việt Namtrước năm 1945

TT Tên Dia dif xây đựng Tain aly dmg

1 | GhaSon Sống Thương Bức Giang T905

3 | Tita Son Song Phô Day 1914-19173 [BãThưng Song Chủ Thanh a 1930+] ThácHuỗng Song Choc That Nguyên 1923-1959

3] Ding Cam Sông Dã Ring Phú 19251559

6 | BãIwng Sống Ci-Nehg An T08E15377 | Dap Đây ‘Song Đáy-Hà Tây 1934-1937

Hình ảnh dp Đồng Cam oan cảnh đập Biy

Hình 1-2. Một số đập bê tơng ở Việt Nam được xây đựng trước năm 1945Giai đoạn từ năm 1945 đến 1975 đắt nước có chiến tranh nên việc lập trungđầu tư xây dựng các cơng trình thủy lợi bị hạn chế. Trong thời kỳ này chưa có đập.tê tông trọng lực cao nhưng cũng đã xây dụng một số dip trần thấp như đập tran

</div>Trang 15<div class="page_container" data-page="15">

của Nhật

hóa nên các cơng tình thủ lợi thủy điện được xây đựng khắp cả nước, vã đập bê

Tông cũng trở nên khá phổ biển với quy mô và hình thức ngày cảng phong phú. Đầu

mỗi các cơng tình thủy lợi, thủy điện như: Pletkrong, Sẻ san 3 và Sẽ san 4, Bản VE,“Thạch Nham, Tân Giang, Lịng Sơng..và đập tần ở các đầu mỗi thủy điện Hịa

Bình, Tun Quang...là những đập bê tông với khổi lượng hing triệu m3 bề tông,chiều cao đập từ 70-138m, Việt Nam đã và đang sử dụng thành công kỹ thuật và

é chiềucông nghệ hiện đại để xây dựng các đập bê tông trọng lực có quy mơ cả.

sao và hối lượng bé tông ngày một lớn hơn

Mot trong những kỹ thuật và công nghệ mới xây dụng đập Việt Nam dang ápdung thành cơng hiện nay fa đặp bê ơng dm lăn

Nhìn chung Việt Nam đến với công nghệ bê tông dim lan trong đổi muộn sovới một số nước trên thể giới, nhưng trước sự phát triển nhanh chóng của nó và đặc

bitại nước láng gig Trung Quéc- nước có đặc diém tự nhiên gin tương tự như

Việt Nam, nên có rất nhiều dự án thủy lợi thủy điện lớn đã và đang chuẩn bị được.

thi công với công nghệ này. Tới năm 2013 nước ta có một số đập bê tông trong lục

lên tới 22 dip. Việt Nam trở thành nước được xép hàng thứ 7 v8 ốc độ phát triển

đập bê lông trọng lực. Địa danh, quy mô các đập đã, dang và sẽ xây dựng ở nước tađược thống kê ở bảng 1-3:

Bảng 1-3. Danh sách các đập bê tông trọng lực lớn đã và đang được xây dựng ở'Việt Nam cho đến năm 2013

sảng [OR] PRR [simian | OHM

3 A Vương 83 Quang Nam 2008 ‘BT đâm lan

</div>Trang 16<div class="page_container" data-page="16">

6 | Binh Bigs 70 [ThừaThiên Huế 2008 BT dim lin7 | Heong Din | 75 ÏThữaThiếmluế 2008 BY dim lần

8 | Ding Nai 3 110 | Bie Nông 200 BT dim lăn

9 | DingNaid | T29 | Bic Nong 201 BT dim Fin

12 | Senta 138 | SonLa 2011 BT dim lần

13 | Bản Chất 130 [Lai Châu 2012 BT dim lin

15 | Binve 186 | Neh An 201 BT dim lần

16 | Ha Na 98 | Nehe An 201 BTthường

T7 |SơngRuag2 | 95 [QuangNgài 2010 BT dim lin

I§ | Song Tranh2 | 99 | Quing Ned 2010

19 [SôngCôn2 [50 | Quang Nam 2010 BT dim lin

“Thủy điện Bản Chát ‘Bap chính của nhà máy Thủy điện Sơn La

THình 1.3. Một số đập RCC đã được xây dựng

</div>Trang 17<div class="page_container" data-page="17">

1.12. Các vin đề mắt an toàn của đập be tông ở Việt Nam hiện nay

Cée vẫn đề mắt an tồn của đập bê tơng ở Việt Nam hiện nay có thé kế đến

46 là: Nút thân đập, thắm qua thân và lún,đập, rò rỉ nước qua các khe

nghiêng, phá hoại cục bộ do ứng suất kéo, mắt ỏn định gay động đất kích thích (đối

với đập cao). Nạ ai ra còn xây ra hiện tượng sat trượt mái bở hai vai đập và cửa

nhận nước ở một số đập bê tông như: Sat vai phải đập Thủy điện Bản Vẽ, vai trái

đập Thủy điện Bản Chat, sat tại cửa nhận nước Thủy điện Hủa Na.1.1.3.1. Nie

a, Hiện tượng nứt ở đập bê tông

'Vắt nứt ở khoang 8 trong hành lang cao —— Vết nứt trong khoang 8 ở cầu thang đệm,

tình 105,1m cao tình 105,lm

Hình 1-4. Các vết nứt ở đập Thủy điện Sơn La.

Vat nứt ở khối bê tơng trong q tình xây dựng đã được phát hiện ở một số

đập lớn như: Sơn La, Bản Chit, Bản Vẽ (các đập xây dựng theo công nghệ RCC) và

một số dip khác... Kết qua khảo sit cho thấy một số đặc điểm phân bổ vết nứt như

</div>Trang 18<div class="page_container" data-page="18">

~ Phương của vết nức: các vết nit có phương thẳng đớng, kéo di theo hướng songhoặc hưởng vuông góc với trục đập (số lượng íthơn). Khơng có vất nút theo một nằm ngang (song song với mặt đập)

~ Chiều sâu vết nức thường khơng q 6m, tính từ bề mặt khối đồ bị phơi lộ.~ Chiều rộng vắt nút: thường nhỏ hơn Imm

~ Thời gian xuất hiện: ở các khối khác nhau, phát hiện thấy thời gian xuất hiện vết

nứt sau khi bóc lộ bE mặt khối đổ RCC là rất khác nhau, có th từ 40 ngày đến 300ngày. (8)

b, Nguyên nhân gây nứt

C6 rất nhiều ý kiến phân tích ngun nhân hình thành các vết nứt ở khốiRCC và một số đập bê tông khác. Ý kiến chung nhất quy vé tổ hợp của các nguyên

nhân khác nhau, trong đỏ quan trọng nhất là

- Do chênh lệch nhiệt độ giữa phần bên trong khối đồ và phần trên mặt bị bóc.

lộ, chịu ảnh hưởng của nhiệt độ mỗi trường có khi xuống rất thấp. làm xuất hiệnứng suất kéo vượt quá cường độ chịu kéo của bê tông khi chưa phát triển đầy đồ

~ Do bê tơng giảm thé ích ong q tình ngưng kết (hiện tượng co khổ). Voubê tơng có tỷ lệ N/X càng cao thì mức độ co khơ càng lớn. Tuy nhiên ong thực

đập bê tông trọng lực trên nn đã thường lấy khong L = (20-30)m tay theo quy mo

và đặc điểm của từng đập, Nếu lấy L thiên lớn thì số khe co giãn sẽ Ít nhưng khả

nhiều, cịn lí

à do co khơ.

năng hình thành vất nút ngang do chênh ch nhỉ

thiên nhỏ thi ngược lại.

Kích thước mặt khối đỗ theo phương ngang trục đập được giới hạ từ mặtthượng lưu đến mặt hạ lưu, thay đổi tùy theo từng cao tình khối đổ. Với những đập

</div>Trang 19<div class="page_container" data-page="19">

cao thì ở phần gin đáy có b rộng khối là lớn và không thể phân nhỏ ra bằng các

khe thi công được, vi điều này trai với nguyên lý cơng nghệ RCC.

chỉnh kích thướctặt khối thơi

Nhu vậy chỉ có thể di 1g qua khoảng cách

L giữa hai khe co giãn. Ở những đập xuất hiện nhiều vết nứt dọc đập thì khơng thély ý do là bỀ ngang đập quá lớn, mà phải xem xét từ các yến tổ khác như khoảng

cách L giữa hai khe co giãn (ngang), hàm lượng xi ming trong vữa RCC, tỷ lệNx

e- Ảnh hưởng của vét nút đến an toàn đập và hưởng xử lý

chin thể của hổi đập Tuy nhiên v an tồn đập tì phi

xétin các khía cạnh tic động khác nhau của khe nứt.

VỀ mặt thẩm nước.

- Các vết nứt thông từ thượng lưu về hạ lưu sẽ làm cho đập bị rò nước ra hạ

lưu và điều này là khơng cho phép. Cin xử lý theo hướng bit kín miệng nước từ

phía thượng lưu, khoan thốt nước ở phần sau dé và dẫn về hành lang tập trung

nước tong thân đập

= Các vết nứt phương dọc chạm đến bờ và nên đập cũng khơng cho phép xâyta, vì khi đó nước thắm từ nền và bở sẽ tập rung vào khe nữ „làm tăng áp lực diy

nổi và lực xơ ngang về phía ha lưu có thé làm đập mat ồn định (bị trượt). Cần phảixử lý không cho miệng vết nứt tiếp xúc với nền và bờ, khoan thoát nước từ vết nút

cho tập trung vào hành lang trong thân đập.Vé mặt gây trượt:

- Các vất nứt nằm ngang là nguy hiểm nhất vì làm giảm khả năng chống cắt

trên mặt ngang, tăng áp lực diy nỏi, dẫn đến khả năng đập bị trượt theo mặt ngang.bị nút. Vì vậy các vết nứt loại này là khơng được phép tổn tạ. Ở các đập RCC đã

xây dựng thì không phát hiện thấy vết nứt loại này.

ết nứt thẳng đứng theo phương từ thượng lưu vé hạ lưu nếu được xử lýở một thượng lưu và thoát nước ở phần sau đó th có thề chấp nhận như

một khe co giãn thông thường,

</div>Trang 20<div class="page_container" data-page="20">

~ Các vắt nứt thing đứng theo phương song song với trục đập nếu có bề rộngnhỏ và được xử lý cích ly với nên và hờ cũng như Khoan thoát nước tối

chung là không ảnh hưởng đến én định trượt của đập.VE mặt chịu lực của khói đập:

“Các vết nứt làm mắt đi tính tồn khối của đập nê ảnh hưởng đến trangn dạng của toàn dap. Tuy nhiên theo nguyên lý Xanh- Vơ năng, sự.thay đội này chỉ dng kể rong một phạm vi nhất định xung quanh vết nứt và không

túc động đến các điểm ở xa, Vi vậy, về mặt kết edu có thé chip nhận vết nứt trongkhối nếu thỏa mãn các điều kiện sau

- Vết nứt có chiều rộng nhỏ để các thành phần ứng suất có thể truyỄn qua khenút thơng qua các hịn cố

- Vết nứt đã được xử lý cách nước và thoát nước như đã nêu ở trênliệu đan cải giữa hai bờ khe.

- Vất nứt nằm trong vùng ứng suất nến của khối đập (theo kết quả phân tích

ứng suất biđang với dip toàn khối)

Trường hợp vết nứt nằm trong vùng ứng suất kéo hoặc vùng phá hoi do

động đất thì cin phải xử ý để đảm bảo tính chỉnh thể và khả năng chịu ứng suất kéo

của đập,

1.13.2. Thâm và rò rỉ nước

“Theo thing kê, trên cả nước có 35 cơng tinh thủy lợi thủy điện cỏ đập cao từ

50m trở lên hoặc có ảnh hưởng nghiêm trọng tới hạ du khi có sự cố. Trong số 35

sơng trình cỏ 20 cơng trinh có đập chính bằng kết cầu bê tơng trong lực (13 cơngtrình được thi cơng bằng cơng nghệ bẽ tơng dim lin ~ RCC, 7 cơng trình được thicng bằng cơng nghệ bê tơng truyền thống ~ CVC).

Có 7/13 đập RCC khi bắt đ:

nhiệt vào hành lang kiểm tra hoặc qua các mạch dừng thí

nước phát hiện dịng thắm mạnh qua khe

‘ong về mái bạ lưu, Trong

6 thấm trên 301/s xây ra ở 4 đập là đập công trình Thủy điện Bản Vẽ (60 Vs), Thủy.

điện Sẽ San 4 (31 Us, Thủy điện Đồng Nai 4 (25 Us), Thủy điện S

(5 Vs). Có 3 đập thắm từ 10 Us đến 30 Us là: Thủy điện Ka Nak (25 Us), Thủy điện

Đồng Nai 3 (19,8 I), số còn lại thắm nhẹ (dưới 10 Us) [Theo báo cáo “Thực trangng Tranh 2

</div>Trang 21<div class="page_container" data-page="21">

an toin đập và công tác quan lý an toàn đập trên cả nước" của Cục gim định nhà

nước về chit lượng cơng tình xây dụng =Bộ xiy dựng (Thing 1/2013)

C cơng tình này hiện nay đang được các Chủ Ap tch cục xi I ch

bằng các biện pháp bơm keo Epoxy, Polime, quét sơn chống thắm thượng lưu... Các.giải pháp xử lý này bước đầu cho thấy đã có hiệu quả tốt. Sau khi xử lý, lưu lượng

thấm qua đập tại Thủy điện Sông Tranh 2 còn 3,23 I/s; Thủy điện Sẽ San 4 còn I8.

Us, Thủy điện Bản Vẽ còn 35 Us, Thủy điện Đồng Nai 3 và Thủy điện Đồng Nai 4lưu lượng thắm nhỏ hơn 20 Vs và cơ bản đã không thắm nước ra mái hạ ưu đập

Rd rỉ nước ở đập Sông Tranh 2 Điểm rỉ nước thắm ra mặt đập hạ lưu bờ,

Hình 1-5. Ra ri nước ở đập Thủy điện Sông Tranh 2, thủy điện Hồ Hô1.1.3.3. Động đất kích thích (đối với đập cao)

Động đất kích thích xây ra khi các điều kiện bên đưới bé mặt thay đổi theo

chiều hướng các ứng suất tác động lên bề mặt dat đến ngường tối hạn tạo ra các

</div>Trang 22<div class="page_container" data-page="22">

dịch tag. Trong động dit kích thích, tham số áp suất lỗ rỗng đóng vai trị rất quantrong. Cúc ý thuyết dự báo và thực nghiêm đã chứng mình rằng khi ứng suất trong

mơi trường đá gần đạt đến ngưỡng tới hạn để tạo ra các phá hủy đút gãy, chỉ một

“chút thay đổi nhỏ của áp suất lỗ rồng cũng có thể tạo ra động đắt kích thích. Nhìn

chung động đất kich thích có độ lớn và cấp chắn động nhỏ và không gây ra thiệt hại

“Tuy nhiên tong một vài trường hợp khi ứng suất đã được tch lũy đỏ lớn hoặc áp

suấtỗ rồng được nâng lên đã cao trên một diện rộng của đứt gy, động đắt mạnh có

“Thực tế cho thấy, thủy điện hay được xây dựng tại những nơi có liên quan với

các hoạt động kiến tạo khu vực. Chính vì vậy, xung quanh hồ chứa và lần cận

thường cổ các đứt gay kiến ạo. Khitch nước, khối nước khổng lồ đó sẽ im tăngfp sult lên bŠ mặt lịng hỗ chứa dẫn tới việc lan truyễn bŠ mặt các đứt gly xungquanh khu vục hỖ chứa. Ngồi ra q trình thẩm nước từ hồ chứa vào trong lòng đắt,

mặt đứt gây và đất đá xung quanh cũng làm ting áp suất lỗ rổng - hai sự biếnđổi này đồng vai trị chủ u trong việc kích hoạt sự dịch chuyển của đất gay và tạo

ra động đất, Thông thường bai sự biến đổi này cùng diỄn ra đối với trường hợp tích

nước hỗ chứa nên động đất kích thích do nguyên nhân này gây ra thường diễn ra

nhanh và mạnh hơn so với các nguyên nhân khácThủy điện Hoa Bình

6 Việt Nam, vin để động dit kich thích được đặt ra vào năm 1976 khi tiến

hành khảo sát thiết kế cơng trình thủy điện Hịa Bình (đập cao 125m, hd chứa dung,

tích 9 tỷ m’, mực nước ding bình thường 115m, độ cao cột nước ở gần đập hon

100m). Trong báo cáo khảo sit đánhkích thi

lá độ nguy hiểm động đất vấn đề động đất

ch đã được đánh giá: Động đắt địa phương lớn nhất ở khu vực cơng trình

Maus = 5.2: có khả năng xây ra trên đứt gãy Chợ Bờ, giới hạn phía nam hồ chứa.

</div>Trang 23<div class="page_container" data-page="23">

“Tác nhân làm phát nh động đất ấy chính là sự tích nước hi chứa đến cao tinhthiết kế, Thing 12 năm 1978 hỗ chứa được tích nước đến cao trình 86m. Đền tháng4/1989 xảy ra một số động đắt ở khu vực cơng tình, trong vũng đứt sấy Chợ BO,

sây chin động cảm thấy ở khu vực công trình và lân cận thị xã Hịa Bình. Ngày

23/5/1989 xây ụ trận động đắt độ lớn M = 4,9 gây chấn động cấp 6-7 (hang cấp độ

mạnh MSK-64) cho toàn khu vực thị xã và ngày 27/5/1989 xảy ra trận động đất độlớn M 4.1, Sau đó, hoạt động địa chin yến dẫn và yên tinh trở lại vào tháng9/1989. Từ tháng 1/1990, sau khi hồ chứa được ích nước đến cao trình 90m, ại bắtmột chu kỳ mới ting độ hoạt động dia chin trong vùng hd. Số lượng động đấttrong mỗi chu kỳ tích nước hd chứa, ố lượng động đất yêu đều tăng lên sau 4-6tháng bit đầu chu kỹ, rồi lạ giảm dẫn đến mức bình thường. Động dit yêu xây ra

nhiều nhất vào những năm 1990, 1991. Vào đầu chu kỳ tích nước 1991, mực nước

đạt cao trình 115m, ngày 6/10/1991 ở Tạ Khoa, trên đứt gãy Mường La ~ Bắc Yên43 xây ra trận động đất 5,0 độ Richter, gây chin động cấp 7. Có thể đó là trận động

đất chính trong chuỗi động đắt kích thích ở vùng hỗ Hịa Binh, Từ năm 1992 trở đisé lượng động đất yéu bắt dầu giảm, mặc dù mực nước hd dat mức cao nhất. Saunăm 1994 chế độ động đất trong vùng hỗ gần như bình ổn, khơng cịn thấy hiệntượng tăng giảm số lượng động đất yếu theo chu kỷ ích nước.

Những điều nói trên đưa đến suy ngh là việc tích nước và hoại động hỗ chứaHịa Bình chỉ gây biển động chế độ động đất trong khu vực hỗ tong khoảng thờisian 4.5 năm đầu tiên, sau đỏ chế độ động đắt trở lại trang thái ơn định, động đắtkích thích mạnh nhất không đạt tới ngưỡng động đất cực đại dy đốn.

Sau nghiên cứu này vin dé động đắt kích thích được xem xét cho tắt cả các

sơng trình thủy điện lớn như Thị An, Yaly, Som La...Đã nghiên cứu điều kiện và khảnăng phát sinh động dit kích thích, dự bảo dia điểm và độ lớn của động đắt kíchthích có thể xảy ra, Năm 1993 đã tiến hành đề án quan sát động đắt kích thích ở cácvùng hỗ chứa lớn Hịa Bình, Trị An, Yaly. Kíquả quan sát 3 năm không cho thấy

biển động nào về hoại động động đắt ở cả 3 vùng, và như vậy, những kết luận

</div>Trang 24<div class="page_container" data-page="24">

của những nghiên cứu trước đó về động đất kích thích ở các vùng hồ đồ gián tiếp

được chứng mìnhThủy điện sơng Tranh

Thủy điện sơng Tranh nằm tại huyện Bắc Trà My, tinh Quang Nam, là khuvực có các đới đứt gãy kiến tạo lớn như Trả Bằng à Hưng Nhượng - Tà Vi cắt qua.

"Đây là các đới đứt gãy có biểu hiện hoạt động trong giai đoạn hiện tại, có khả năngphát sinh động dit cực đại với độ lớn (Magnitude) M = 55 gây ra chin động

(imensiy) cắp 7 (Theo thang MSK-64) ở vàng chin tam. Những ghi chép trong lịch

sử vài liệu quan rắc của mang trạm địa chắn Việt Nam cho thấy tong thời gian

từ năm 1715 đến 2003 (Khi chưa có thủy điện Sơng Tranh 2) ại khu vue Bắc Trà

Mỹ là lân cận đã xảy ra 8 trận động dat, chủ yếu là động đắt nhỏ. Mạnh nhất trongsố này à tận động đất có độ lớn Ms = 48 xây ra năm 1957 cách khu vực công tình

thủy điện Sơng Tranh 2 khoảng 100km về phía Đơng Nam,

Hồ thủy điện Sơng Tranh 2 có dung ích hỗ chữa 730 triệu mÌ, diện tích mặthồ khoảng 36 km’, nơi sâu nhất trong lòng hồ xắp xi 91m và được tích nước từtháng 11/2010. Theo các bản tin động đất của Viện Vật lý địa cẩu,

011 cho đến cuối tháng 12/2012. ại hồ shứa sơng Tranhbắt đầu tích nước thing

đã có 3 trận động đất với độ lớn lớn hơn 4 và 4 trận động đắt có độ lớn lớn hơn 3Ngồi ra cồn có rit nhiễu trận động đắt có độ lớn nhỏ khơng cảm thấy. Hiện nay

hiện tượng đó vẫn đang tiếp diễn. Theo những thơng tin như vậy, có thể nói rằng

hiện tượng động đất xảy ra ở khu vực thủy điện sông Tranh 2 sau khi hỗ chứa đượctích nước và hiện nay vẫn dang tiếp diễn là hiện tượng động đất kích thích xây radưới tác động của hỗ chứa sông Tranh 2, Để biết được giai đoạn tiền chin đã kếtthúc hay chưa, và như vậy, khả năng xảy 1a động đt chính mạnh hơn những trậnđộng đất vừa xây ra hay không và có độ lớn bao nhiều thì vẫn cần phat theo đối và

ết luận cl

nghiên cứu thêm thì mới có thể di xác. Tuy nhiên, trong thời gian.hi

tới, dù động đất kích thích vẫn tếp tục xây ra, thâm chí có thé lớn hơn trư

cũng khơng thể vượt ngường động đất cực đại cia khu vực đó.

</div>Trang 25<div class="page_container" data-page="25">

1.2. TONG QUAN VE CONG TAC QUAN TRAC DAP

1.2.1.1. Đổi với các cơng trình thy đin, thủy lợi có đập cao từ SOm trở lên hoặc códnh hưởng nghiên trọng tối hạ du kh có sự cổ [35 cơng trình)

Hầu hết các cơng trình (33/35 cơng trình) đều có thiết kể lắp đặt thiết bị quantric tại các hạng mục cơng trình đầu mỗi. Có 2 cơng trinh chưa có bổ trí dy đù

thiết bị quan trắc là: Cơng trinh Thủy điện Suối Sap 1, Thủy điện Sông Côn 2

Tại một số cơng tình, cơng tác lắp đặt thiết bị quan trắc chưa được quan tâmđúng mức dẫn đến nhiều thế bị quan tắc sau khi lấp đặt bị hư hỏng, gây ảnhhưởng đến việc đánh giá sự làm việc của đập như tại cơng trình Thủy điện Tun.

‘Quang, Thủy điện Sẽ San 4 (hong gần 15% số lượng thiết bị đã lắp dab,

Một số cơng trình mặc dù đã được đưa vào sử dụng nhưng thiết bị quan trắcvin chưa được kết nỗi đồng bộ để thục hiện quan trắc tự động theo yêu cầu thiết kế

như đập Hồ chứa nước Cửa Đại, hỗ chứa nước Định Bình

1.3.1.3. ĐI với các cơng trình thấy điện có đập cao từ 15m dén 50m hoặc dung tích

hồ chứa trên 3 triệu m”`

“Trong số 56 hồ chứa có 22 hỗ chứa được chủ đập thực hiện quan tắc theouy định, S3 đập hỗ chứa chưa thực hiện quan trắc dip, 1 đập hỗ chúa chưa lắp đặtthiết bị quan trắc đập (Thủy điện Ayun Thượng LA)

1.2.1.3. Đối với các cơng tình thủy lợi có đập cao từ 15m đến 30m hoặc dung tick

hỗ chứa trên 3 triệu mỸ

8 thủy lợi tại các địa“Theo kết qua tổng hợp báo cáo v thực trang 271/551

phương: Quảng Bình. Ninh Bình. Ninh Thuận, Điện Biên, Thừa Thiên Huế, Sơn La,Kon Tum, Quảng Ngãi... thì

nhỏ, chỉ có 30/271 công tinh, không quan trắc Ay đồ là 119/271 cơng tình, khơngxố cơng trình được tổ chức quan trắc đầy đủ chiếm tỷ lệcó thiết bị quan trắc là 122/271 cơng trình.

</div>Trang 26<div class="page_container" data-page="26">

1.2.14, Đối với các cơng trình hỗ chứu có đập cao dưới 15m và dụng tích dưới 3

triệu mỀ

Hầu hết các cơng tinh này là các hồ chứa thủy lợi phục vụ như cầu tưới tiêu

phục vụ sản xuất của người din tại các địa phương. Theo báo cáo của các địa

phương, các công trình thuộc loại này khơng được thiết kế và lắp đặt thiết bị quantrắc để theo dõi, đánh giá tình trạng làm việc của đập.

1.22. Tình hình sử dụng số liệu quan trắc hiện nay

Nhìn chung cơng tc xử lý số liệu quan trắc chưa được quan tim đúng mức.“Tai một số cơng trình như Thủy điện Bản Chát, Hỗ chứa nước Diu Tiếng... có số

liệu quan trắc nhưng chưa được xử ý.

'Nhiễu cơng trình tư vấn thiết kế khơng đưa ra được các giá trị giới hạn cho

phép để đánh giá sự làm việc của đập thông qua c sổ liệu quan trắc đã được xử

(Thủy điện Sông Côn 2) dẫn đến hiệu quả sử dụng thiết bị quan trắc khơng cao, gây

lãng phí và khơng đủ cơ sở để đánh giả đảng được tinh trạng làm việc của đặp. Tạisắc cơng trình được xây dụng trước năm 2000 (Trước khi có quy định trong tiêu

chun về thiết kế bổ tí thiết bị quan trắc các cơng trình thủy điện, thủy lợi) như

“Thủy điện Yaly, Thủy điện Hàm Thuận, Thủy điện Đa Mi... do các tổ chức tư vin

kế đã thi

nước ngồi tk và bổ trí lắp các thiết bị quan trắc. Hiện đa số các.thiết bị này hoạt động tốt, số iệu quan trắc diy đủ và tin cậy:

1.3, NHIEM VỤ NGHIÊN CUU CUA LUẬN VAN

- Sử dung các số liệu quan trắc để nghiên cứu đánh giá khả năng mắt an tồncủa dp bê tơng, áp dụng cho đập Sơn La

= Nghiên cứu đề xuất ý kiến để hồn thiện quy tình tt kỂ, lốp đặt, sử dụnghệ hổng thếtbị quan trắc để thụ thập số iệu và đính giá an tồn đập.

</div>Trang 27<div class="page_container" data-page="27">

Theo TCVN 8215-2009 (Cơng tình thủy lợi - Cúc quy định chủ yếu về thiết

kế bố trí thiết bị quan trắc cụm cơng trinh đầu mối) thì việc bổ trí các thiết bị quan

in đá như sau:(công u

trie dip

2.1.1. Thành phần khối lượng quan trắc

Bang 2-1. Thành phần khối lượng quan trắc

ng, bê tơng.

Cấp cơng tình

str Nội dung quan rắc Toa pv

1 | Quan tric chuyển vị. + + + + +

2 | Quan ie thin ie

3 | Quan tắc nhiệ độ Ean:

4_ | Quan whe img sult Pane

5 | Quan ie ap ive mech ding ein Ging chiy | + | +

6 | Quan tric áp lực kéo cốt thép. + + + + +

2.4.2. Quan trắc chuyển vị

2.12.1. Nội dụng quan ắc chuyên i

+ Quan tic độ lún công tình và bộ phận cơng tình

- Quan trắc chênh lệch lún giữa các bộ phận hoặc giữa các đơn nguyên của cơntrình

= Quan trắc chuyển vị ngang. nghiêng giữa các bộ phận hoặc giữa các đơn ngun

của cơng trình, quan trắc độ mở rộng, thu hẹp của khe nồi.

2.1.2.2. Thiết bị đo để quan trắc chuyển vỉ

a, Quan trắc lún mặt:

~ Mốc quan rắc lún mặt bằng tông cốt thép (Mốc mit): Bằng b tông hay thép

đặt trực tiếp lên bể mặt đặt trực tiếp lên bề mặt đập, được quan tắc bằng phương

pháp trắc đạc

</div>Trang 28<div class="page_container" data-page="28">

~ Mốc sâu bằng thép kiểu khí nén (Preumatic settlement cell): Bằng thép, cùng một

lúc quan trắc được độ lún của nhiễu lớp đất khác nhau. Nguyên lý quan trắc bằng

~ Mốc ngắm quan trắc chuyển vị ngang bằng phương pháp trắc đạc: Bằng bê tông

hay thép, đặt trên định hay cơ đập, được quan trắc theo phương pháp trắc đạc

</div>Trang 29<div class="page_container" data-page="29">

= Him đạc quan tắc chuyển vi ngang bing quả dois Him đặt chính giữa định dip,bằng bê tng cốt thép có đường kính khoảng Im, cắm siu vào đá gốc, trên đình có

kg thép hình để treo qu lắc (quả doi)

- Qua lắc thuận, dao quan trắc chuyén vi ngang. nghiéng bing quả doi: Quả lắc

thuận có chân cổ định vào nền, trên đỉnh tự do dịch chuyền. Qua lắc đảo ngược lại

“Cổ định trên đỉnh và tự do di chuyển đưới đáy. Căn cứ vào sự dich chuyển so vớihướng thẳng đứng ban đầu, cho biết độ chuyển vị ngang, nghiêng, lệch.

~ Thiết bj đo được đặt nghiêng để quan

“Thiết bị đo được chôn nghiêng, khi do thả thiết bị vào sẽ cho ta biết tị số dich

lún ngang, nghiêng (Inclinometer):

chuyén ngang, nghiêng.

4. Quan tắc biển dang khe nỗi khe nứt

~ Thiết bị đo biển dang kiểu dây rung 1 chiều (Vibrating Wire Joinmeter): Thiết bịđược chơn vào hai bên khóp nỗi, iên kế bằng đây căng cỏ đặt thiết bị thu, Loại này

do biến dang 1 chiều

~ Thiết bị đo bin dang kiểu dây rùng 3 chiễu (Vibrating Wire Jointmeter): Cấu tạo

giống như trên nhưng do biến dạng 3 chiều

cas © ca

a) b) °

Hình tiết bị đo khe hở (Kh)

aMặtđứng — b.Mặthằng —— e Mat canh

2.1.2.3. Nguyên tắc bổ trí thiết bị do để quan trắc chuyển vị:

~ Thiết bị đo độ ma rộng hay thu hẹp của khe nỗi đối với cơng tình bê tông trên én4 thường sử dụng như: Mốc trắc đạc, Quả lắc thuận - đảo, Thiết bị đặt nghiêng

</div>Trang 30<div class="page_container" data-page="30">

đăng hệ thông mbc trắc đạc đặ trên mặt cơng ình, nên đặtđỗi xứng qua khe nỗi

= Số lượng thiết bị đo để quan trắc khe nỗi phụ thuộc vào chiều cao, chiều rộng và

p xúc giữa đáy cơng trình và nên

áp lực kế hoặc ống đo áp. Nếu bỗ trí áp lực kế sẽ quan trắcngay được trị số áp lực trên từng điểm đo còn bổ trí Ong đo áp mới cho cột nước áp.lực của từng điểm quan tic

b, Nguyên ti bổ trí thiết bị đo để quan tắc thắm

Để quan trắc cột nước áp lực nước tác dụng lên màn chồng thắm (màn phun xi

</div>Trang 31<div class="page_container" data-page="31">

măng) với thiết bj là dng đo áp, nên bổ trí các ống đo áp ở phía tước và sau màn

Số lượng ống đo áp bố trí trong một tuyển từ 3 đến 4 ống: Một ống đặt ở phíatrước màn phun, có độ sâu bằng một nửa độ sâu của màn, ống còn lại (từ 2 đến 3ng) bố trí sau màn phun. trong đồ cố một ống dat sắt màn phun ở độ sâu bằng độ

sâu màn phun, một ống đặt sát ngang mặt tiếp xúc giữa nén và đập.

Nếu nền dip có nhiều lớp đá xấu khác nhau lại xuất hiện x6i ngẫm hóa học

hoặc chịu tác dụng của nước ngầm có áp lực thì có thé tăng số lượng ống đo trong

+ nhưng không nhiễu hơn 5 ống trong một tuyển

“Trường hợp nền đã đồng đều, khơng xử lý thắm tì cho phép chỉ bổ tí từđến 2 thiết bị và đặt ở sát đáy cơng trình với nền đẻ quan trắc áp lực ngược và thành.

phần hóa học của nước thắm

2.3.1.3. Tuyén quan trắc áp lực thắm

hình dạng, kếtc

đập. Trường hợp cơng tình có nhiễu loại vật liệu khác nhau (ví dụ đặp có đơn

Phụ thuộc vào chiều da đập và điều kiện dia chất của nềnnguyên bằng bê tông, đơn nguyên bằng đá xây thi bắt buộc mỗi đơn nguyên phải bổ.trí một tuyển quan tặc)

2.3.14. Quan tric thắm vòng quanh

Quan tric thắm vòng quanh thấm hai bên vai) cơng tình b tơng chỉ tiến

hành trong rường hợp đốt dip hay địa chất của khối tựa là đắt xu, nứt ẻ nhiều

"Nguyên tắc bố trí tuyến do áp:

- phần thém sơng, các tun bổ tí cách nhau từ 150m đến 250m

~ Ở phần lịng sơng, các tuyến do áp cách nhau từ 100m đến 150m+ Số lượng tuyển do áp không it hon 3

2.1.4. Quan trắc nhiệt độ

Do sự hay đổi nhiệt độ trong công tinh ông khổ lớn, xuất hiện các khe

nứt nhiệt gây nguy hiểm cho sự làm việc của cơng tình nên cần chú ý đúng mức.

quan tắc độ nhiệt rong cơng trình bê lơng

</div>Trang 32<div class="page_container" data-page="32">

Thiết bị quan tắc nhiệt thường ding là hệ thống nhiệt kế điện trở (CarlsonResistance Thermometer) đặt sẵn vào trong khối bé tông ngay từ khi thi công cơng

trình.1 kế điện trở hoạt động theo ngun lý điện năng thành nhiệt năng: Có

điện trở bing kim loại, gắn thiết bị thu trị số đọc là giá trị nhiệt độ. Việc bổ trí tuyến.«quan tắc nhiệt và số lượng nhiệt kế trong một tuyển phụ thu vào kích thước, quymơ và cắp của cơng tình.

Bi đơn ngun cơng trình bổ tr ít nhất một tuyển quan trắc nhiệt. Theo chiềusao cơng tình cứ cách nhau khoảng 10 đến 15m bổ tí một mặt cắt ngang tiết diện)

quan tric

Số lượng nhiệt kế bổ trí trong một mặt cắt ngang phải đủ để vẽ được biểu đồẾ trong một mat cắt ngang.đẳng nhiệt của cơng trình, thường bỏ trí từ 5 đến 7 nhiệt

và nên bổ trí ở phin sit biên diy hơn ở phần tâm công tinh

Đối với những công tình bê tổng trên nn đá có chiều day nhỏ hơn hoặc bing

2.1.5.1. Quan trắc trang thái ứng suất

Để quan trắc trạng thái ứng suất của công tinh bê tông khối lớn, thường thựchiện bing 2 phương pháp: Trực tiếp hoặc gián tiếp qua biển dạng, sau đồ tinh

và déo.

chy thành ứng su theo lý huyết in h

Thiết bị quan tắc gián tiếp qua biến dạng là thếtbị kiểu đây căng (Tenzomet,Embeded, Strain gauge)... Thiét bị đo trực tiếp ứng suất thường dùng biện nay là:

Pressure cell, Total pressure cell

Nguyên tắc bổ tr he thống thiết bj do tong công tình bê tơng phải căn cir vào

biểu đồ ứng sud tính tốn (kể củ biểu đồ ứng suất nhiệU, vu tiên bổ tí dầy ở mặt

</div>Trang 33<div class="page_container" data-page="33">

- Để quan trắc ứng suất tại một điểm theo bài toán một chiều, hai chiễu, của mỗitrường đẳng hướng và liên tục thì trong một điểm đo chúng ta chi cẳn bố trí từ một

đến hai thiết bị đo là đủ. (Hình 2-8).

~ Trong trường hợp tổng quát để nghiên cứu trạng thái ứng suất của bài tốn khơng

gian, phải bổ trí một cụm gồm 9 thiết bị đo (Hình 2-9).

~ Trong trường hợp ứng suất 2 hướng vng góc với nhau thì chỉ cần bổ tr 2 thiết bị

đo cho một điểm quan trắc.

~ Đối với kế cấu bể lông, để quan trắc ứng suất phải bổ tr tại những vị trí cơng

trình đã được tính tốn theo lý thuyết hoặc bằng thí nghiệm trên mồ hình nhằm so

sánh giữa số thực tế với tỉ số tính tốn. ĐỂ nghiên cứu ứng suất cục bộ tại nhữngơi như mép lỗ cổng, các góc cửa vào của cổng thì phải đặt cíc thiết bị đo tại đồ

nhất từ 2 đến 3 điểm quan trắc.

- ĐỂ nghiên cửu ứng suất của nỀn đã, thiết bị đo phải đặt trong các hồ khoan đãđược khoan trước vào nền đá. Trong nền đá các thiết bi đo phải đặt thing đứng. Déloại trừ ứng suất bản thân của nén đá ra khỏi các chỉ số quan tre, phải bổ trí tid bị

</div>Trang 34<div class="page_container" data-page="34">

đo trong các ống hình tụ khơng chịu ứng suất trước. Do việc xác định ứng suấtchi

mà ở đó xuất hiện ứng suất lớn nhất (Hình 2-11),

trong nền đá rất khó khăn và phức tap, nirí các thiết bị đo tại những điểm

8 ting Tâm

Hình 2-11. Sơ đồ bố tríthiết bị đo ứng suất trong nền đá3.1.5.2. Quan trắc ứng suất nhiệt

~ Ứng suất nhiệt của cơng tình bê tơng tồn khối có ÿ nghĩa ri quan trọng. Khitrí các thiết bị để quan trắc ứng suất nhiệt cin phải căn cứ vào biểu dB ứng suất

nhiệt tính toán. Ở sát mép thượng lưu, mặt tiếp xúc giữa bê tông với nên đá hoặc

he nhiệt hoặc khe ndi phải bố tr nhiệt kế dây hơn ở giữa khối bê tổng

Nên bé tr các thiết bị đo để quan trắc ứng suất và ứng suất nhiệt trong cùng một

Hình 2-12. Sơ đồ bổ trí các tuyến quan trắc nhỉtơng trọng lực trên nền đá

</div>Trang 35<div class="page_container" data-page="35">

2.1.6. Bố trí thiết bị quan trắc áp lực mạch động của đồng chảy

Quan rắc áp lực mạch động cia đồng chảy sau dip trăn, cửa ra cổng lấy nước,

mũi hit của máng phun, thân đốc nước....chỉ thực hiện đối với công trình quan trọng.

cấp II trở lên.

áp lực mạch động của dòng chảy thưởng dùng thiết bị đo kiểure Cell, Hydraulic Load Cel.) đặt ở vị trí cần đo nur tại cửa van,

mũi hit đập tần, hỗ tiêu năng

Các thiết bị đo mạch động được đặt thành những tuyỂn song song và vuông

gốc với trục đồng chảy, Tại một tuyển đo, số lượng thết bi đo bổ trí khơng được ít

hơn 3.

Đối với cơng tình quan trọng trước khi thiết bị quan trắc mạch động

phải thơng qua thí nghiệm mơ hình để đặt thiết bị đo chính xác.

2.1.7. Bố trí thiết bị quan trắc lực kéo cốt thép

Nguyên lý làm việc của thiết bị quan rắc áp lực kéo cốt thép tương tự nhưthiết bị đo ứng suất. Quan trắc biển dạng của cốt thép, sau đó xác định ứng lực theo

lý thuyết din hồi

Vige bố trí thiết bị quan trắc áp lực cốt thép bao gồm lực kế do trực tiếp (LoadCell) và lực kế kiểu day rung đo gián tiếp (Embeded Strain gause). Các lực kế đượcbổ trí thành từng tuyển theo phương chịu lực, một cơng trình khơng được bổ trí ít

hơn 3 tuyến bao gồm:

- Một tuyển ở lâm day móng

- Hai tuyến cịn lại đặt ở hai biên của tâm đầy

- Số lượng lực kế trong một tuyển phụ thuộc vào hình dạng và kích thước kếtcấu nhưng khơng được ít hon 3 lực kế.

22. ĐÁNH GIÁ VE THÂM QUA DAP VÀ NÊN

2.2.1. Thim qua thân đập.

Hiện tượng thắm qua thân đập bê tông xảy ra khi hỗ bắt đầu tích nước. Thơngthường đối với đập bê tông trọng lực (kể cả RCC và bê tông truyền thống) được

thiết kế cấp phối để bê tông đạt được mắc chống thắm W, hệ số thấm k, Kết quả

</div>Trang 36<div class="page_container" data-page="36">

thí nghiệm của Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam cho thấy với RCC ở tuổi

90 ngày: Mác ct hệ số thấm k, = 10° ems. Với hệ số thấm nhỏ như

vậy thì phải hàng trim năm sau khi tích nước trong hỗ mới.

có thể hình thành đường bão hịa trong thân đập và khơng bao giờ đường bão hòa

chạy ra mái hạ lưu đập. Do vậy6 thể nổi nguyên nhân của hiện trợng thắm qua

thân độp bê tông chủ yếu là do hệ thống các khe nhiệt và các hành lang thoát nước:

trong thân đập không đảm bão yêu cầu kỹ thuật

2.2.2. Thắm qua nền đá đưới đáy cơng trình

3.1. Đặc điễn của thm qua nén đã

Nền đá nói chung có độ rỗng nhỏ (đối với nền là đá phún xuất thì độ rồngkhoảng 0,5 +0,8%, đối với đá trim tích độ rỗng n = 4+35%, hệ số thấm qua đánguyên khối khoảng 10+ 10” cm/s). Vì vậy, có thể bỏ qua hiện tượng thắm qua lỗ

rỗng trong đá.

Thắm ở nén đá chủ yếu là qua các khe nứt. Các khe nứt rong khổi đá được

hình thành do quá tình kiến tạo, đoạn ting, tác dụng phong hóa hay do nỗ min khỉ

đảo móng...Chiều rộng khe nứt thường từ vải milimet đến vài centimet hoặc honnữa. Nước thắm trong các khe nứt không tuân theo định luật Dacxi và cho đến naycòn it được nghiên cứu

2.2.2.2. Tỉnh toán áp lực thắm

Nude thắm qua các khe nứt trong.én đá dưới day cơng trình và thốt ra halưu. Vi chưa biết được quy luậtêu hao cột nước thắm nên người ta thường tínhtốn rt sơ lược theo phương pháp tỷ lệ đường thẳng

Đối với đập có bổ tr tiết bị chống thắm, thoát nước

Để giảm nhỏ áp lực thắm người ta thường sử dụng biện pháp phạt vữa xỉ

‘ming làm màn chồng thắm trong nền đập và đặt thiết bị thoát nước dưới đáy đập.

Tùy theo chiều cao đập, có thể bổ tr

sơ đồ hình 2-13:

thiết bị chống thấm và thot nước theo các

</div>Trang 37<div class="page_container" data-page="37">

Hinh 2-13. Sơ đồ tinh toán áp lực thắm.

Trong các công thức ten

~ z: Trọng lượng riêng của nước.

~ H,: Độ chênh cột nước thượng ha lưu đập

= cy Hệ số xết đến tổn thất đầu nước thắm qua đã nền đến mật thượng lưu mànchống thắm, xác định theo thí nghiệm

~ œ, : Hệ số điện tích chịu áp lực nước, ø, < I,0, xác định theo 14TCN 56:1988

-a=04 ai=02

=I, Đoạn đi tir mép móng thượng lưu đập đến mặt hạ lưu màn chống thắm. Trên

đoạn I, cột nước thấm giảm từ H xuống a H.

~ Khoảng cách từ mép hạ lưu màn chống thắm đến vị trí đặt thiết bị thốt nước

b, Trưởng hợp khơng làm màn chồng thẩm, nhưng có thiết bj thốt nước đặt cáchmép thượng lưu đập một khoảng bằng |

Khi đó áp lực thắm được tính theo cơng thức

W, <0,57.H,,0+2)5) G4)

“Trong đó thường lấy a," = 0,5

"Ngồi áp lực thắm Wo, đấy đập cịn chịu tác dụng của áp lực thủy tĩnh đây

W,=rhba, 655)

</div>Trang 38<div class="page_container" data-page="38">

‘rong đó h: độ sâu nước hạ lưu tính đến đáy móng đập)2.2.2.3. Lint lượng thắm

Lưu lượng thấm qua nên đã có th rấ lớn, nhất là khi nền đá nứt nẻ nhiễu. Dotính chất khơng đồng đều của các khe nứt ta chỉ có thé tính lưu lượng thắm qua nền.đã một cảch sơ lược. Ví dụ khi nền thỏa mãn những điều kiện nhất định thì có thể

tính lưu lượng thắm theo các cơng thức đơn giản của bài tốn thắm có áp.

2.2.3, Xứ lý chống thắm

“Trong phạm vi luận văn này ta nghiên cứu hướng xử lý chống thắm ở một số

đập lớn (đập RCC) đã xảy ra hiện tượng thấm.2.2.4.1. Về chẳng thắm điên đập

Trong thân đập RCC được bố trí hệ thong hành lang và 6 wg thoát nước thấm ởi

‘gan mặt thượng lưu. Toàn bộ nước thắm tir thượng lưu đập sẽ qua hệ thống ống thu

nước rồi tập trung vào hành lang dé thoát về hạ lưu theo các tuyến ống đã bố trí sẵn.

Khơng cho phép nước thắm chảy tran trên mặt hạ li đập,

Do khoảng cách từ mặt thượng lưu đập đến vị trí ống thốt nước là nhỏ nên

gradient cột nước thắm trong bê tông ở phạm vi này là rt Tin, có th làm rửa trơi và

dẫn đến phá hủy vật liệu. Vì vậy cần thiết phải quy định mác chống thắm cho phần

vật liệu thân đập từ mặt thượng lưu đến tuyến hành lang, tức là clin khống chế theo

điều kiện J < J trong d J là gradient thắm thực tẾ xây ra Lạ là gradient thẳm cho

phép của vật liệu bê tông bé tri trong vùng chống thắm. Từ trị số J thông qua thí

nghiệm sẽ xác định được cắp phối và cơng nghệ đầm chặt cho ving bé tông nàyĐể việc kiểm tr chất lượng chẳng thắm cho lớp bê tông gần mặt thượng lưukhông ảnh hưởng đến tiến độ thi công đập RC „ trong thí cơng cin quy định việc

xà cơng nghệ dim chat bê tơng, cịn vị

kiếm sốt cắp e khoan lấy mẫu kiểm tra

cường độ chống thắm của bê tơng thì thực hiện sau (khi bê tơng đã đủ tuổi quy

định). Những khuyết tit thi ồ6 Việt Nam, các đập RCC

có thể xử ly sau, trước khi tích nước,kết cấu "vàng bọc bạc" như Plei Krong, ĐịnhBình thì cường độ chống thấm của lớp CVC mặt thượng lưu đã được kiểm soátCon ở các đập được thiết kế theo kiểu "chống thắm tồn mặt cất" thì mác chống

</div>Trang 39<div class="page_container" data-page="39">

thắm cho lớp bê ting thượng lưu đã khơng được quy định. Diều này có thể dẫn tới

những hậu quả chưa lường rước được. Vì vậy cần thiết phải quy định chặt che chếđộ quan vào hành lang trong dập để có hướng xử lý khi ch thiết.

2.2.3.2. Về chẳng thắm ở nền đập

Chống thắm ở nền đập được thực hiện bằng biện pháp khoan phụt tạo màn

chống thấm ở mặt thượng lưu và khoan thoát nước ở phía sau màn chống thắm

"Mục dich của việc xử lý chống thắm ở trên là: Giảm lưu lượng thắm, giảm áp lựcđẩy ngược lên day đạp, giảm gradient thắm trong nền để tránh xói ngằm trong khe

“iêu chuẫn hit kế đập bê tông của ta hiện nay không quy định giới hạn chiềusâu xử lý chống thắm ở nén, chỉ có quy định về lượng mắt nước cho phép (L,) và

gradient thắm cho phép (1g) qua màn chống thắm. Từ 46 người tết kế thường suy

diễn ra lượng mắt nước cho phếp ở day màn chống thẩm như sau:

- Đập có chiều cao H > 100m: (6)

- Đập có 60m < H < 100m en- Dap có H < 60m: 4 (8)

Trong thực t, giới hạn qa để xá định chiều sâu và mức độ khoan phụt chốngthắm là kết quả của bài tốn so sánh kính tế - kỳ thuật trên cơ sở tài liệu địa chất nền

và nhiệm vụ cụ thể của cơng trình.

‘V8 mặt kỹ thuật, việc xử lý phải ạt được yêu ch sau:

= Giảm áp lực diy ngược lên đáy đập để thỏa mãn điều kiện ching trượt, chẳng lậtvà cải thiện phân bổ ứng suất trong thân đập (giới hạn ứng suất kéo trong phạm vicho phép). Các yêu cầu trên được kiểm tra thơng qua kết quả tính tốn ổn định va

phân tích ứng suất đập

- Giảm gradient thấm trong nền để đảm bảo an tồn chống xói ngằm ở kẽ nứt trong.

đá, phải dim bảo điều kiện J < J. Ở đây trị số Jy phụ thuộc vào loại đáVà đặc điểm khe nức rất khó để quy định chung, chỉ có thể xá định hơng qua

thí nghiệm (ép nước) cho từng cơng trình cụ

‘V8 mặt kinh tế: Cần so sánh giữa chỉ phí cho cơng tác khoan phụt chống thắm

</div>Trang 40<div class="page_container" data-page="40">

với lợi nhuận tăng thêm (do cắp nước, phát điện.) nhờ giảm được lưu lượng thắm,tăng năng lực phục vụ của hd. Bài oán này ở nước ta trước đây chưa được đặt ra

nay cần có quy ước bổ sung để có đủ cơ sở khoa học cho việc chọn trị số day

Hình 2-14. Sơ đồ màn chống thấm và thoát nước dưới đậpa Màn chống thắm xiên 1 = Mãn chống thắm

b, Màn chống thim thing đứng 2 - Thiết bị thoát nước

2.2.4, Các yếu tố ảnh hướng đến áp lực thắm và lưu lượng thấm qua đập trong.thực tế

2.24.1. Yếu tổ chủ quan

a, Quá trình thi công thân đập không đám bảo yêu cầu kỹ thuật:

Những thí

gom nước trong thân đập, khe thi cơng chưa được xử lý chống thar

sót trong việ lắp đặt các đường ông dẫn nước vào hành lang thu

t, nứt bê tơng,

do phát sinh ứng suất nhiệt trong q trình thi công hay do việc bảo dưỡng bê tông

chưa tốt, nứt do tác động của các loại tải trọng... Tắt cả những yêu tổ trên đều dintới hiện tượng thấm qua thân đập và ty theo mức độ của chúng mà gây ra thắm

nhiều bay thắm ít

>, Mức độ xứ lý nên khi thí cơng:

Đập be lơng trong lực có trọng lượng bản thn lớn, nhất là đối với dp cao, do6 lực truyền xuống nền cũng lớn. Vì vậy yêu cầu đối với nén cao hơn so ví

loại đậpđập bê

ing vật liệu tại chỗ, hoặc một số đập bê tông nhẹ khác. Nồi chung nền củang trọng lực phải thỏa mãn các yêu cầu sau:

~ Cường độ đá nỀn phải chịu được ải rong từ đập truyn xuống và không sinh biễn

dạng

</div>