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 c hạn và năng lực bản thân còn nhiều hạn chế, chắc chắn luận
văn không tránh khỏi những thiếu st . Tác giả kính mong các thầy cô ch bảo ,
mong các đồng nghiệp đng gp ý kiến để tác giả c thể hoàn thiện , tiếp tc
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
(10P
3
PmP
3

P)
Tỷ lệ
đập
(%)

Tên Nước
Số đập
đã xây
dựng
Khối
lượng
RCC
(10P
3
PmP
3
P)
Tỷ lệ đập
(%)
Châu Á Nam Mỹ
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 m
P
3
P trong tổng số 573 000 mP
3
PR

Rbê tông các loại. Đến đầu
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
Tên công trình
Chiều
cao
(m)
Địa điểm XD
Khối lượng

RCC (mP
3
P)
Năm dự
kiến hoàn
thành
Ghi chú
1
PleiKrông
71
KonTum
326 000
2009
BTTL RCC
2
Định Bình
53,5
Bình Định
229 135
2010
BTTL RCC
3
A Vương
83,4
Quảng Nam
260 000
2010
BTTL RCC
4
Sê San 4

74
Gia Lai
800 000
2010
BTTL RCC
5 Bình Điền 64 Thừa thiên –
Huế
- 2009 BTTL RCC
6
Hương Điền
82,5
Thừa thiên –
Huế
-
2009
BTTL RCC
7
ĐakRinh
100
Quảng Ngãi
-
2012
BTTL RCC
8
Đồng Nai 3
110
ĐắcNông
965 850
2011
BTTL RCC

9
Đồng Nai 4
129
ĐắcNông
1 005 000
2012
BTTL RCC
10
Sông Chò 1
30
Khánh Hòa
140 000
2010
BTTL RCC
11
Sông Chò 2
25
Khánh Hòa
110 000
2010
BTTL RCC
12
Thượng KonTum
-
KonTum
-
2014
BTTL RCC
13
Nước Trong

72
Quảng Ngãi
366 541
2014
BTTL RCC
14
Sơn La
138
Sơn La
3 100 000
2012
BTTL RCC
15
Bản Chát
70
Lai Châu

2013
BTTL RCC
16
Bản vẽ
138
Nghệ An
1 200 000
2011
BTTL RCC
17
Hủa Na
-
Nghệ An

620 000
2012
BTTL CVC
18
Sông Bung 2
95
Quảng Ngãi
-
2013
BTTL RCC
19
Sông Tranh 2
100
Quảng Ngãi
-
2011
BTTL RCC
20
Sông Côn 2
50
Quảng Nam
120 420
2012
BTTL RCC
21
Huội Quảng
104
Sơn La
936 720
2013

BTTL CVC
22
Lai Châu
137
Lai Châu
3 604 000
2017
BTTL RCC
23
Trung Sơn
84,5
Thanh Hoá
500 000
2015
BTTL RCC
24
Hương Điền
70
Thừa thiên –
Huế
400 000
2012
BTTL RCC
25
Nậm Chiến
136,5
Sơn La
390 103
2013
Vòm CVC

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 mP
3
P dự kiến hoàn thành vào năm 2007.
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 m
P
3
P bê tông trong đó khối lượng RCC là 229 135 mP
3
P, chiếm 53%. Trong
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 m
P
3

P. Công trình dự kiến hoàn thành vào năm 2010.
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
T
Loại bê
tông
Loại
cấp
phối
Loại
XM
X
(kg)
Puzơ
lan
(kg)
CKD
(kg)
C
(kg)
N
(kg)
Đá dăm (kg)
Cộng 5 -10 10-20 20-40
1

R
180÷150
2
PC
40
80 210 290 731 158 1312 262 459 591
2
R
180
÷
150
2 80 210 290 728 145 1364 272 478 614

10

Bảng 1-4: Cấp phối RCC thí nghiệm hiện trường dùng cho Đập Định Bình
T
T
Loại bê
tông
Loại
cấp
phối
Loại
XM
X
(kg)
Tro
bay
(kg)

CK
D
(kg)
C
(kg)
N
(kg)
Đá dăm (kg)
Cộng 5-20 20-40 40-60
1
R90÷15
0
CP3
PC4
0
Bỉm
Sơn
105 140 245 772 122 1341 526 215 600
2
R90÷20
0
CP2 126 141 267 746 132 1320 852 468 0
3
Vữa
M200
512 170 682 1092 360
4
Vữa
M250
580 200 780 978 370

Bảng 1-5: Cấp phối RCC thí nghiệm đề nghị dùng cho Đập Sơn La
T
T
Loại bê
tông
Loại
cấp
phối
Loại
XM
X
(kg)
Tro
bay
(kg)
CK
D
(kg)
C
(kg)
N
(kg)
Đá dăm (kg)
Cộng 5-20 20-40 40-60
1
R
365÷150
D5 PC40

60 170 230 787 152 1400

Bảng 1-6: Cấp phối RCC thí nghiệm đề nghị dùng cho Đập Sê San 4
T
T
Loại bê
tông
Loại
cấp
phối
Loại
XM
X
(kg)
Puzơ
lan
(kg)
CK
D
(kg)
C
(kg)
N
(kg)
Đá dăm (kg)
Cộng 5 -10 10-20 20-40
1
R
180
÷

150
1
PC4
0
80 140 220 734 164 1329 236 439 654



11

Bảng 1-7: Cấp phối RCC thí nghiệm đề nghị dùng cho Đập A Vương
T
T
Loại bê
tông
Loại
cấp
phối
Loại
XM
X
(kg)
Puzơ
lan
(kg)
CK
D
(kg)
C
(kg)

N
(kg)
Đá dăm (kg)
Cộng 5 -20 20-40 40-60
1
R
90
÷
150
1
PC4
0
90 150 240 765 150 1326 398 530 398
Bảng 1-8 cấp phối RCC M150 đề nghị sử dụng công trình thuỷ điện Sông Côn
S
T
T
Loại
XM và
PG
dùng
Thành phần cấp phối, kg/m
P
3

Dung
trọng,
kg/mP
3

R90
ngày
daN/
cmP
2

Lượng
CKD
Xi
mă
ng
Puzơl
an
Nước
Đá
5-20
Đá
20-40
Đá
40-50
Cát Phụ gia
Vc,
giây
1 Bỉm
Sơn
200 80 120 122 420 560 420 720 R.0,56
8
2442 210
2 Sao
Mai

200 80 120 122 420 560 420 720 R.0,56
7
2440 200
3
Luks
200
80
120
122
420
560
420
720
R.0,56
6
2441
186
4 Bỉm
Sơn
200 80 120 122 420 560 420 720 M.0,56
10
2442 225
5 Sao
Mai
200 80 120 122 420 560 420 720 R.0,56
9
2440 223
6
Luks
200

80
120
122
420
560
420
720
R.0,56
10
2441
197
Bảng 1-9: Cấp phối RCC M150 B2 R90 sử dụng cho công trình hồ Nước
Trong – Tỉnh Quảng Ngãi
STT
XM
Pu Núi
Voi
Bột
đá
Cát Đá, kg
Nướ
c
Phụ
gia
Ghi chú
kg kg kg kg 5-20
20-
40
40-60 lít lít
1 85 230

695 434 364 602 115
2.2
PG:Sika
CNK:TM25
2 85 230
695 434 364 602 115
2.8
PG:Imax
CNK:EXF
3 85 110 120
695 434 364 602 115
1.6
PG:Sika
CNK:TM25
4 85 110 120
695 434 364 602 115
1.8
PG:Imax
CNK:EXF


12

Bảng 1-10: Cấp phối RCC M200 B6 R90 sử dụng cho công trình hồ
Nước Trong – Tỉnh Quảng Ngãi.
STT
XM
Tro
bay
Bột

đá
Cát Đá, kg Nước
Phụ gia,lít
Ghi chú
kg kg kg kg 5-20 20-40 lít
CN
K
GN

1 125 218
713 721 622 115 0.6
0.8
PG:Sika
CNK:TM25
GN: P96
2 125 218
713 721 622 115 1.2

PG:Imax
CNK:EXF
3 105 135 142.5 661 751 620 113
0.73
1.26
PG:Basf
CNK:P89
GN:R26
4 105 135 142.5 661 751 620 113
1.0
0.6
PG:Imax

CNK:EXF
GN:P90RA
5 105 135 142.5 661 751 620 113
0.6
0.8
PG:Sika
CNK:TM25
GN: P96
Bảng 1-11: Cấp phối GEVR M150 B6 R90 sử dụng cho công trình hồ
Nước Trong – Tỉnh Quảng Ngãi.

STT
XM Pu Cát Đá, kg Nước
Phụ
gia
Ghi chú
kg
kg
kg
5-20
20-40
40-60
lít
lít
1 185 100 711 377 316 536 160 1.8
PG:Imax
CNK:EXF
2 185 100 711 377 316 536 160 2.0
PG: Sika
CNK:TM25

Bảng 1-12: Cấp phối GEVR M200 B6 R90 sử dụng cho công trình hồ
Nước Trong – Tỉnh Quảng Ngãi.
STT
XM
Tro
bay
Cát Đá, kg Nước
Phụ gia,lít
Ghi chú
kg kg kg 5-20 20-40 lít CNK GN

1 245 90
750 621 533 156 0.8
1.0
PG:Sika
CNK:TM25
GN: P96
2 245 90
750 621 533 156 0.7
0.7
PG:Basf
CNK:P89
GN:R26
3 245 90
750 621 533 156 0.9
1.2
PG:Imax
CNK:EXF
GN:P90RA

13

Ghi chú: X: xi măng; CKD: Chất kết dính; C: Cát; N: Nuớc; CP3: Bê tông
cấp phối 3; CP2: Bê tông cấp phối 2
Như vậy, qua bảng thống kê trên cho thấy nước ta đang trong giai đoạn
phát triển mạnh mẽ việc ứng dụng công nghệ xây dựng đập bê tông theo
phương pháp đầm lăn RCC. Đây cũng là cơ hội và thách thức lớn đối với các
nhà tư vấn thiết kế, thi công công trình thuỷ lợi, thuỷ điện trong việc nắm bắt
và làm chủ được công nghệ mới và đầy triển vọng này.
1.2 ĐẶC ĐIỂM CỦA BÊ TÔNG ĐẦM LĂN VÀ CÁC CÔNG NGHỆ
THI CÔNG ĐẬP BÊ TÔNG ĐẦM LĂN
1.2.1 Đặc diểm của RCC
Việc lựa chọn phương án thi công đập bằng công nghệ RCC thường đem
lại hiệu quả kinh tế cao hơn so với đập bê tông thường và đập đất đá bởi các
lý do sau:
- Thi công nhanh: Do có thể dùng băng tải để vận chuyển bê tông, dùng
máy ủi để san gạt và máy lu rung để đầm lèn. So với đập bê tông thường, đập
RCC được thi công với tốc độ cao hơn. So với đập đất đá có cùng chiều cao,
khối lượng của đập RCC nhỏ hơn nên thi công nhanh hơn. Công trình đập
càng cao, hiệu quả kinh tế của đập RCC càng lớn so với đập đất đá.
- Hạ giá thành : Theo các tính toán tổng kết từ các công trình đã xây dựng
cho thấy giá thành đập RCC rẻ hơn so với đập CVC từ 25 đến 40%. Sự chênh
lệch giá này phụ thuộc vào giá thành cốt liệu, chất kết dính, tính phức tạp của
công tác đổ bê tông và khối lượng của toàn bộ công trình. Việc hạ giá thành
đạt được là do giảm chi phí cốp pha đổ bê tông, giảm chi phí vận chuyển, đổ,
đầm bê tông.
- Giảm chi phí cho công trình tạm phục vụ dẫn dòng thi công: So với đập
đất đá, chi phí làm cửa tràn tạm của đập RCC thường rẻ hơn. Đối với đập
thuỷ điện được thiết kế có nhiều cửa nhận nước ở nhiều cao trình khác nhau

14

thì phương án đập RCC càng rẻ hơn so với phương án đập đất đá. Hơn nữa
đối với đập RCC chiều dài của kênh dẫn dòng ngắn hơn nhiều so với kênh
dẫn dòng của đập đất đá. Mặt khác, có thể chia nhỏ mùa dẫn dòng (lũ và kiệt
riêng) làm giảm qui mô công trình dẫn dòng (đê quay và công trình tháo nước
thi công) do đập RCC ít bị rủi ro khi nước tràn qua.
Thi công RCC không những là một loại phương pháp thi công mới, hơn
nữa loại đập này hơn nữa loại đập này đã hình thành một loại hình đập mới
nổi lên, mới đầu chỉ sử dụng đập trọng lực, hiện nay đã phát triển đến đập
vòm trọng lực và đập vòm.
Ngoại hình mặt cắt của đập, đại thể giống như đập trọng lực, song về
phương diện thiết kế các bộ phận chi tiết ở thân đập như bố trí khe ngang,
hành lang bố trí đường ống và lỗ thoát nước cũng giống như chống thấm
ván khuôn, v.v đều có những chố khác nhau rất nhiều.
Tóm lại, để thích ứng với công nghệ mới RCC về thiết kế (đập RCC)
cũng phải tiến hành như điều chỉnh cần thiết càng làm tăng thêm tính ưu
việt của RCC.
1.2.2 Các công nghệ thi công RCC
Công nghệ RCC là sự kết hợp giữa hai công nghệ truyền thống : Công
nghệ chế tạo bê tông (rung) và công nghệ đất đá (lu, lèn). RCC được tiến
hành thí nghiệm nghiệm cứu và ứng dụng ở rất nhiều nước trên thế giới.
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