TRẠNG THÁI ỨNG SUẤT CỦA CỐNG DẪN DÒNG CÔNG TRÌNH THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI 2 CÓ XÉT ĐẾN QUÁ TRÌNH CỐ KẾT CỦA BÊ TÔNG RCC

Lu n v n Th c s k thu t

1
M CL C

M

U .....................................................................................................................1

CH

NG 1 ................................................................................................................4

T NG QUAN TÌNH HÌNH XÂY D NG

P BÊ TÔNG

M L N TRÊN TH

GI I VÀ VI T NAM .................................................................................................4
1.1. Tình hình xây d ng đ p bê tông đ m l n trên th gi i .......................................... 4
T NG .................................................................................................................... 6

1.2. Tình hình xây d ng và ng d ng đ p bê tông đ m l n Vi t Nam ..................10
1.3. Các s đ thi công đ p bê tông đ m l n ............................................................... 13
1.4. Nh ng t n t i trong công tác thi t k và thi công đ p bê tông đ m l n

Vi t

Nam ................................................................................................................................ 15
1.4.1. Nh ng t n t i trong công tác thi t k ........................................................ 15

1.4.2. Nh ng t n t i trong công tác thi công và qu n lý ch t l
1.5. K t lu n ch
CH

ng................... 16

ng 1 ..................................................................................................16

NG 2 ..............................................................................................................18

T NG QUAN V D N DÒNG THI CÔNG VÀ PH

NG PHÁP NGHIÊN C U

NG SU T C NG D N DÒNG ............................................................................18
2.1 Ph

ng pháp d n dòng th

2.1.1 Ph

ng th c d n dòng th

2.1.2 Nh ng nhân t
2.1.3 Ch n ph
2.2 Ph

ng dùng và l a ch n ph

nh h

ng án .............................. 18

ng dùng và đi u ki n s d ng ....................... 19

ng t i ph

ng án d n dòng .................................. 22

ng án d n dòng .......................................................................... 24

ng pháp PTHH nghiên c u ng su t bi n d ng c a c ng d n dòng ..........25

2.2.1 N i dung c a ph
2.2.2 Các ph

ng pháp PTHH ............................................................. 25

ng trình c b n c a PP PTHH đ gi i bài toán tuy n tính v

ng

su t – bi n d ng .................................................................................................... 27
2.2.2.1 S đ tính toán .................................................................................27

Chuyên ngành xây d ng công trình th y

H c viên: Lê

ng Công -L p:16C2

Lu n v n Th c s k thu t

2

2.2.2.2 Xác đ nh ma tr n đ c ng c a ph n t ............................................28
CH

NG 3 ..............................................................................................................35

ÁP D NG PHÂN TÍCH

NG SU T – BI N D NG CHO C NG D N DÒNG

C A CÔNG TRÌNH TH Y I N

NG NAI 2 ..................................................35

3.1 Gi i thi u v công trình........................................................................................... 35
3.1.1 B trí t ng th .............................................................................................. 35
3.1.2

p dâng b ng bê tông đ m l n RCC ........................................................ 36

3.1.3

p tràn ....................................................................................................... 37

3.1.4

p v t li u đ a ph

ng .............................................................................. 39

3.1.5 Nhà máy th y đi n ...................................................................................... 39
3.1.6 C ng d n dòng ............................................................................................ 40
3.2 S li u tính toán .......................................................................................................42
3.2.1 S li u v c ng d n dòng ............................................................................ 42
M t c t dùng đ tính toán là m t c t l n nh t đi qua tim đ p3.2.2 S li u v
t i tr ng tác d ng và ch tiêu c lý ................................................................42
3.2.2 S li u v t i tr ng tác d ng và ch tiêu c lý ......................................43
3.3 Ph n m m tính toán và ng d ng tính toán ........................................................... 45
3.3.1 Ph n m m ANSYS...................................................................................... 45
3.3.2

ng d ng tính toán...................................................................................... 48

3.3.2.1 Tính toán theo ph

ng pháp có xét đ n quá trình c k t c a bê tông

RCC theo th i gian ........................................................................................48
1. K t qu tính toán ngày th nh t: ...................................................................... 49
2. K t qu tính toán ngày th hai: ........................................................................ 50
3. K t qu tính toán ngày th Ba: ........................................................................ 52
4. K t qu tính toán ngày th t : ......................................................................... 53
5. K t qu tính toán ngày th n m: ...................................................................... 55
6. K t qu tính toán ngày th sáu: ....................................................................... 56
7. K t qu tính toán ngày th b y: ....................................................................... 58

8. K t qu tính toán ngày th tám: ....................................................................... 59
Chuyên ngành xây d ng công trình th y

H c viên: Lê

ng Công -L p:16C2


Lu n v n Th c s k thu t

3

9. K t qu tính toán ngày th chín: ...................................................................... 61
10. K t qu tính toán ngày th m

i: .................................................................. 62

11. K t qu tính toán ngày th m

i m t: ........................................................... 64

12. K t qu tính toán ngày th m

i hai: ............................................................ 65

13. K t qu tính toán ngày th m

i ba: ............................................................. 67

14. K t qu tính toán ngày th m

i b n: ........................................................... 68

3.3.2.2 K t qu tính toán theo ph

ng pháp không k đ n đ c k t c a bê

tông đ m l n (RCC) theo th i gian. ..............................................................70
3.4 Nh n xét k t qu ......................................................................................................73
K T LU N VÀ KI N NGH ...................................................................................74
TÀI LI U THAM KH O .........................................................................................76

Chuyên ngành xây d ng công trình th y

H c viên: Lê

ng Công -L p:16C2


Lu n v n Th c s k thu t

1
M

U

Cùng v i công cu c đ i m i và phát tri n ngày càng nhanh c a đ t n
nhi u công trình thu đi n đang đ

c xây d ng trên kh p m i mi n c a t qu c. Vì

Th y đi n là m t trong nh ng gi i pháp n ng l
môi tr

c,

ng có hi u qu kinh t và b o v

ng t t nh t.
V n đ ch n bi n pháp d n dòng thi công trong quá trình xây d ng là m t

trong nh ng v n đ

nh h

ng đ n ti n đ , quy mô t ng th c a công trình.Vi c

tính toán k t c u c ng d n dòng thi công là m t trong nh ng v n đ r t quan tr ng
nh m đ m b o c ng d n dòng làm vi c n đ nh và hi u qu trong su t quá trình thi
công.
V i quy mô xây d ng nhà máy thu đi n ngày càng l n, cùng v i khoa h c
phát tri n ngày càng cao, v n đ áp d ng các v t li u tiên ti n vào vi c xây d ng
công trình ngày càng nhi u nh m đáp ng đ y nhanh ti n đ c a công trình. V i t c
đ phát tri n c a khoa h c k thu t nói chung c ng nh t t đ phát tri n các lo i
đ p l n nói riêng thì đ p bê tông đ m l n (RCC) đ
S d ng ph
đang đ

c áp d ng r t r ng rãi.

ng pháp ph n t h u h n là m t xu h

ng nghiên c u m i

c các nhà khoa h c áp d ng r ng rãi hi n nay. Nó có th mô ph ng và tính

toán ng su t –bi n d ng c a c ng d n dòng có xét đ n quá trình c k t c a bê tông
đ m l n (RCC) theo th i gian v i k t qu chính xác cao. V i s phát tri n không
ng ng c a khoa h c công ngh đã xu t hi n nhi u ph n m m tính toán d a trên
thu t toán c a ph

ng pháp ph n t h u h n. Do đó hi u và v n d ng đ

c nh ng

ph n m m vào vi c mô ph ng tính toán công trình là m t nhu c u c p thi t đ i v i
ng

i cán b khoa h c k thu t.
T nh ng nghiên c u này giúp cho chúng ta có nh ng bi n pháp hi u qu

trong quá trình thi t k và thi công nh m ti t ki m chi phí và đ m b o đi u ki n làm
vi c c a c ng d n dòng trong quá trình thi công.

Chuyên ngành xây d ng công trình th y

H c viên: Lê

ng Công -L p:16C2

Lu n v n Th c s k thu t

2

Trong lu n v n Th c s k thu t v i đ tài “TR NG THÁI
C A C NG D N DÒNG CÔNG TRÌNH THU
XÉT

N QUÁ TRÌNH C

áp d ng ph

I N

NG SU T

NG NAI 2 CÓ

K T C A BÊ TÔNG RCC”, tác gi đã nghiên c u

ng pháp ph n t h u h n s d ng trong phân tích tr ng thái ng su t-

bi n d ng c a công trình thay đ i theo th i gian nh m góp ph n vào vi c l a ch n
gi i pháp tính toán thi t k c ng d n dòng trong đi u ki n xây d ng t i Vi t nam
hi n nay.
M c đích nghiên c u c a đ tài:
Nghiên c u mô ph ng và phân tích tr ng thái ng su t c a c ng d n dòng
b ng ph

ng pháp phân t h u h n. T đi u ki n th c t áp d ng tính toán cho

c ng d n dòng nhà máy th y đi n
Lu n v n g m b n Ch
- Ch

ng Nai 2.

ng chính:

ng m t: T ng quan tình hình xây d ng đ p bê tông đ m l n trên th gi i và

Vi t Nam
- Ch

ng hai: T ng quan v công tác d n dòng và ph

c ng d n dòng d a trên c s lý thuy t và đã đ

ng pháp phân tích ng su t

c áp d ng trong th c ti n t tr

c

đ n nay.
- Ch

ng ba: Áp d ng tính toán công trình th y đi n

ng Nai 2. So sánh v i tính

toán thi t k
Qua đây, tác gi xin g i l i c m n chân thành t i Tr
Khoa Công trình đã giúp đ tác gi đ

ng

i h c Thu l i,

c th c hi n đ tài này.

Xin chân thành c m n B môn S c b n – C K t c u Tr
l i đã t o đi u ki n đ lu n v n hoàn thành đúng ti n đ .

ng

i h c Thu

c bi t tác gi xin bày t

lòng bi t n sâu s c t i th y giáo TS. Nguy n Ng c Th ng đã t n tình h

ng d n

tác gi trong quá trình th c hi n lu n v n. Xin chân thành c m n các th y cô giáo
trong b môn S c b n – K t c u, đ ng nghi p, b n bè và gia đình đã t o m i đi u
ki n và đ ng viên v nhi u m t đ tác gi hoàn thành t t lu n v n.
Chuyên ngành xây d ng công trình th y

H c viên: Lê

ng Công -L p:16C2


Lu n v n Th c s k thu t

3

Tuy nhiên, do th i gian có h n và trình đ còn nhi u h n ch nên ch c ch n
lu n v n không th tránh kh i nhi u thi u sót, tác gi r t mong đ

c s đóng góp

c a các th y, cô và các b n đ ng nghi p. Tác gi xin chân thành c m n.
Lu n v n đ

c hoàn thành t i Khoa Công trình Tr

ng

i h c Thu l i

tháng 12 n m 2010
Hà N i, tháng 12 n m 2010

Lê

Chuyên ngành xây d ng công trình th y

H c viên: Lê

ng Công

ng Công -L p:16C2


Lu n v n Th c s k thu t

4
CH

NG 1

T NG QUAN TÌNH HÌNH XÂY D NG

P BÊ TÔNG

ML N

TRÊN TH GI I VÀ VI T NAM
1.1. Tình hình xây d ng đ p bê tông đ m l n trên th gi i
Bê tông đ m l n RCC (RCC – Roller compacted concrete) là bê tông đ
đ m b ng máy đ m l n; h n h p bê tông

c

d ng ch a đông c ng s có s h tr c a

máy đ m l n rung đ đ m ch t. Bê tông đ m l n khi đông c ng s có các tính ch t

t

ng t nh bê tông thông th

đ m l n và bê tông thông th

ng. Tuy nhiên s khác bi t c b n gi a bê tông

ng là

- Khác v i bê tông thông th

công ngh thi công:
ng, bê tông đ m l n có l

ng n

h p bê tông ít h n, g n nh không có đ s t nên vi c đ m ch t đ
tr ng l

c trong h n

c th c hi n b ng

ng c a máy đ m.

- Bê tông thông th

ng đ

c thi công theo chi u đ ng v i các kh i riêng bi t

và s phát tri n theo chi u cao c a các kh i đ không ph thu c vào các kh i đ
bên c nh. Ng

c l i, bê tông đ m l n đ

di n tích l n nh t có th đ

c thi công t ng l p theo chi u ngang trên

c, gi ng nh thi công đ p đ t.

Cùng v i s phát tri n c a khoa h c k thu t thì công ngh thi công đ p bê
tông đ m l n c ng phát tri n không ng ng. T nh ng n m 1960 các công trình
nghiên c u v đ p bê tông đ m l n đã b t đ u. Thí nghi m đ u tiên dùng bê tông
đ ml nđ
xây d ng
d ng

c th c hi n
Ý b ng ph

ài Loan và n m 1963 đ p AlpeGra (H=172m) đã đ
ng pháp bê tông đ m l n. Sau đó ph

ng pháp này đ

cs

M , Canada, Anh, Pakistan, Nh t, Brazil… Các nhóm nghiên c u ng

M , Nh t đã ti n hành nghiên c u xây d ng các đ p Simajagawa
và đ p Willon Greek (H=52m)
g i là ph

M . Sau đó các k s ng

c
i

Nh t (H=89m)

i Nh t đã phát tri n và

ng pháp đ p bê tông đ m l n (Roll Compacted Concrete Method –

RCCD). Công ngh này cho hi u qu cao vì th i gian xây d ng nhanh, xây d ng
đ n gi n, r ti n.

Chuyên ngành xây d ng công trình th y

H c viên: Lê

ng Công -L p:16C2


Lu n v n Th c s k thu t

5

n cu i n m 1986, m i ch có 15 đ p RCC đ

c xây d ng trên th gi i: 6

đ p t i M , 2 t i Nam Phi, 2 t i Úc, 2 t i Nh t B n, 1 t i Brazil, 1 t i Tây Ban Nha
và 1 t i Trung Qu c. Có m t đi u r t thú v là 7 n
trong công ngh thi công đ p bê tông đ m l n. D
tông đ m l n đ
ph

c xây d ng t i m t n

c nêu trên v n đang d n đ u

ng nh ngay sau khi m t đ p bê

c nào đó, ng

i ta nh n ra ngay l i ích c a

ng pháp thi công này và đ p bê tông đ m l n s phát tri n r t nhanh chóng

trong qu c gia đó.

n cu i n m 1996, đã có ít nh t 157 đ p bê tông đ m l n đ

thi công và thêm 32 đ p khác đang đ
tông đ m l n d a trên hàm l

c

c xây d ng. B ng 1.1 là phân lo i đ p bê

ng ch t k t dính.

B ng 1.1: Phân lo i đ p bê tông đ m l n
Phân lo i

K t dính
th p

RCD

K t dính
trung bính

K t dính cao

Hàm l ng k t
dính {1}(kg/m3)

99

120 - 130

100 – 149

150

Hàm l ng phô gia
khoáng ch t (%)

0 – 40

20 -35

20 – 60

30 – 80

300

750 - 1000

300

300

30

15

15 – 50

20 – 75

Có

Có

Không

Không

Chi u dày l p
(mm)
Kho ng cách khe
Màng ch n th
l u

ng

Copperfield
Willow
Shimajigawa
De Mist
Creek
Tamagawa
Các ví d đi n hình
Kraal Les
Concepciún
Miyagase
Olivettes
Jordóo{3}
Joumoua
Ghi chú:

U. Stillwater Santa
Eugenia

Wolwedans New
Victoria Puding
Platanovryssi
Jiangya

1: ch t k t dính = xi m ng Poóc l ng và ph gia khoáng ch t
2: bao g m đ p “đ p c ng” (ch a có đ p CSG)
3: Jordóo là m t ví d c a đ p RCC k t dính th p “m n cao”

Các qu c gia đã xây d ng đ p bê tông đ m l n tính đ n cu i n m 1996 đ
đ a trong B ng 1.2. G n 2/3 các đ p bê tông đ m l n đã đ
n

c xây d ng là

c
các

c M , Tây Ban Nha, Trung Qu c và Nh t B n, t t c đ u đã xây d ng m t đ p

bê tông đ m l n tính đ n cu i 1986. Có m t s phân b khá h p lý các đ p bê tông
Chuyên ngành xây d ng công trình th y

H c viên: Lê

ng Công -L p:16C2


Lu n v n Th c s k thu t

6

đ m l n trên th gi i, chúng đã và đang đ
nhau, t

khô c n nh t, nh

(Canada). Chúng c ng đã đ

c xây d ng

các lo i khí h u khác

đ p Toker, đ n l nh giá nh t, nh
c xây d ng

Lac Robertson

các qu c gia t phát tri n nh t đ n đang

phát tri n. D

ng nh không có m t khu v c nào, ngoài nh ng vùng có l

c c l n, mà

đó đ p bê tông đ m l n không ph i là ph

Pangue cao 113m (Chilê) đã đ
l

ng m a

ng án kh thi. Nh đ p

c thi công trong 13 tháng v i m t th i đo n có

ng m a lên đ n 4450mm. S phân b c a các đ p bê tông đ m l n ch không

đ n 1/4 t i Nam M , kho ng 1/3 t i Châu Á, ch a đ n 1/5 t i Châu Âu và 1/4
ph n còn l i c a th gi i (xem b ng 1.2). Các đ p bê tông đ m l n gi đây đang
đ

c thi công cho m i m c đích, và c b n đã thay th các đ p tr ng l c bê tông

truy n th ng. Chúng c ng đang đ

c thi công trên m t s v trí tuy n tr

c đó xem

xét b trí đ p đá đ và đ p vòm hai chi u.
B ng 1.2. Các qu c gia đã xây d ng đ p bê tông RCC tính đ n cu i 1996
Châu Á

S l

Trung Qu c
Nh t
Kyrgyzstan

Thái Lan
C NG
Châu Âu
Tõy ban Nha
Pháp
Romania
Hy l p
C NG
Châu Phi
Nam Phi
Ma-r c
Angola

23
28
1
1
53

C NG

19

ng B c M

19
6
2
1
28

11
7
1

M
Hexico
Canada
C NG
Nam M
Brazil
Honduras
Argentina
Pháp Guyanan
Chilê
C NG
Châu i d ng
Úc
C NG
T NG

S
l ng
28
5
2
35
9
2
1
1

1
14
8
8
157

Nh m t b ng ch ng v s ch p nh n s dông bê tông đ m l n trong thi công
đ p, đ p bê tông đ m l n cao nh t đã đ
Chuyên ngành xây d ng công trình th y

c xây d ng cao 155m (Miyagase - Nh t
H c viên: Lê

ng Công -L p:16C2


Lu n v n Th c s k thu t

7

B n) và đ p bê tông đ m l n l n nh t hi n đ
Qu c, đ p này cao 217m và có kh i l

c thi công là đ p Longtan t i Trung

ng bê tông h n 7,5 tri u m3. S l

đ p bê tông đ m l n, các phân lo i khác nhau, thi công m i n m đ

ng các

c nêu trong

b ng 1.3.
B ng 1.3. S l
N m
hoàn
thành
1981/83
1984/85
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996

ng đ p bê tông đ m l n xây d ng m i n m theo các lo i

p
LCRCC
RCD
MCRCC HCRCC
c ng
SL c ng SL c ng SL c ng SL c ng SL c ng

0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
1
2
0
1
3
3
1
1
0
0
3
5
1
2
3
6
1
2

0
0
0
5
0
2
3
9
3
5
0
0
0
5
5
7
5
14
3
8
0
0
1
6
0
7
2
16
9
17

0
0
2
8
3
10
6
22
6
23
0
0
1
9
2
12
3
25
8
31
0
0
3
12
1
13
1
26 14 45
1
1

2
14
4
17
4
30
8
53
0
1
1
15
1
18
4
34
7
60
0
1
2
17
6
24
0
24
3
63
0
1

3
20
5
26
0
34
5
68

T
c
SL
2
5
8
6
13
12
17
14
19
20
14
13
15

ng
ng
c ng
2

7
15
21
34
46
63
77
96
116
130
143
157

Ghi chú
LCRCC = RCC k t dính th p
MCRCC = RCC k t dính trung b nh
HCRCC = RCC k t dính cao
Trong các n m 1993, 1994, 1995 và 1996, m i n m có m t đ p (ho c hai đ p
n m 1995) có hàm l

ng k t dính không đ

c bi t đ n và do đó không đ

cđ a

vào trong phân tích này.
Xu h

ng thi t k đ p bê tông đ m l n (theo t p san s 126 c a h i đ p l n th

gi i)
Có th th y t b ng 1.3, cho đ n cu i n m 1986, th h đ p bê tông đ m l n
đ u tiên – đã có 15 đ p bê tông đ m l n đ
Chuyên ngành xây d ng công trình th y

c xây d ng (xem hình 1.1). Trong s đó
H c viên: Lê

ng Công -L p:16C2


Lu n v n Th c s k thu t

8

có 5 đ p bê tông đ m l n k t dính th p (33%), 2 đ p RCD (13%), 6 đ p bê tông
đ m l n k t dính trung bình (40%) và 2 đ p bê tông đ m l n k t dính cao (13%).
Trong 10 n m sau đó đã có đ n 142 đ p bê tông đ m l n đ

c xây d ng (xem hình

1.2). Trong đó có 15 đ p bê tông đ m l n k t dính th p (11%), 27 đ p RCD (19%),
28 đ p bê tông đ m l n k t dính trung bình (20%) và 66 đ p bê tông đ m l n k t
dính cao (46%). C ng có 1 đ p “đ p c ng” và 5 đ p đ
đ

c hàm l

c xây d ng mà không bi t

ng ch t k t dính. Có m t thay đ i t đ p bê tông đ m l n k t dính

th p h n thi công vào nh ng n m đ u th p k 1980 thành đ p bê tông đ m l n k t
dính trung bình và cao. Xem hình 1.3.
Lý do cho s thay đ i theo xu h

ng này là:

Hi u bi t sâu h n v đ c tính bê tông đ m l n. Sau khi thí nghi m các m u l y
t các lo i hình đ p khác nhau đã thi công, ng
hàm l

i ta th y r ng b ng cách s d ng

ng k t dính cao trong bê tông đ m l n có th có đ

Các k t qu thí nghi m ng

i ta càng t tin h n nhi u trong s d ng v t li u.

Gia t ng đáng k chi u cao đ p bê tông đ m l n.
bê tông đ m l n cao 100m ho c cao h n đ
1996, có 12 đ p khác đ
d ng. Khi kích th
Ng

c m t đ c tính t t h n.

n cu i 1990, ch có 1 đ p

c xây d ng (Tamagawa), t 1991 đ n

c xây d ng và đ n cu i 1996 có thêm 5 đ p n a đ

c gia t ng có ngh a là ph i có các đ c tính đ

c xây

c c i thi n.

i ta nh n ra r ng bê tông đ m l n k t dính th p có các đ c tính t i ch th p

h n xét v c

ng đ c ng tr c ti p và l c k t dính khi so v i bê tông k t dính cao.

Thay đ i ng d ng đ p bê tông đ m l n. Ban đ u vi c ng d ng đ p bê tông
đ m l n cho các công trình thu đi n còn ít.
có nhi u đ p bê tông đ m l n h n đ

n cu i nh ng n m 1980 và 1990, đã

c thi công cho các công trình thu đi n, tuy

nhiên, đòi h i c n c i thi n kh n ng ch ng th m c a bê tông đ m l n.
Tính kinh t . V i các tính ch t đã c i thi n c a bê tông đ m l n, hàm l
dính cao so v i bê tông đ m l n hàm l

ng k t

ng k t dính th p, m t c t ngang c a m t

đ p tr ng l c có th gi m đi, đ c bi t t i nh ng khu v c có ho t đ ng đ a ch n. M c
dù giá thành v t li u cao h n, ng

i ta v n th y r ng giá thành chung c a đ p bê

Chuyên ngành xây d ng công trình th y

H c viên: Lê

ng Công -L p:16C2


Lu n v n Th c s k thu t

tông đ m l n hàm l
hàm l

9

ng k t dính cao th

ng k t dính th p t

ng đ

ng r h n so v i đ p bê tông đ m l n

ng có h s an toàn t

ng t .

Hình 1.1. Nh ng đ p bê tông đ m l n đã xây d ng tính đ n cu i n m 1986

ang thi c ng
ã xây d ng

Hình 1.2. Nh ng đ p bê tông đ m l n đã và đang thi công tính đ n cu i n m 1996

Chuyên ngành xây d ng công trình th y

H c viên: Lê

ng Công -L p:16C2


Lu n v n Th c s k thu t

10

T ng

T ng s các đ p RCC

K t dính cao
K t dính trung bình
RCD
K t dính th p

p c ng
Kh ng bi t

ang thi công

N m

Hình 1.3. T ng s các đ p đã thi công m i n m theo các phân lo i
1.2. Tình hình xây d ng và ng d ng đ p bê tông đ m l n

Vi t Nam

T c đ phát tri n đ p bê tông đ m l n. Vi t Nam đ n v i công ngh bê tông
đ ml nt

ng đ i mu n so v i m t s n

nhanh chóng c a nó và đ c bi t là n
t nhiên g n t
đã và đang đ

c trên th gi i, nh ng tr

c s phát tri n

c láng gi ng Trung Qu c, n

c có đ c đi m

ng t nh Vi t Nam, nên có r t nhi u d án thu l i thu đi n l n

c thi công v i công ngh này. T nay đ n n m 2013 n

đ p bê tông đ m l n lên đ n 24 đ p. Vi t Nam tr thành n

c ta có s

c x p hàng th b y v

t c đ phát tri n bê tông đ m l n [4]. B ng 1.4 là danh sách các đ p bê tông đ m
l n đã và đang đ

c thi công

Vi t Nam đ n n m 2013.

Chuyên ngành xây d ng công trình th y

H c viên: Lê

ng Công -L p:16C2


Lu n v n Th c s k thu t

11

B ng 1.4. Danh sách các đ p bê tông đ m l n
STT

Tên công trình

Chi u
cao (m)

1

PleiKrông

71

2

nh Bình

54

Vi t Nam đ n n m 2013

a đi m xây
d ng

N md
ki n hoàn
thành

Kontum
Bình

nh

Ghi chú

2007

ang VH

2007

ang VH

3

AV

ng

70

Qu ng Nam

2008

ang VH

4

Sê San 4

80

Gia Lai

2008

ang XD

5

B c Hà

100

Lào Cai

2008

6

Bình i n

75

Th a Thiên Hu

2008

ang XD

7

C Bi

70

Th a Thiên Hu

2008

ang XD

8

ng Nai 3

110

c Nông

2008

ang XD

9

ng Nai 4

129

c Nông

2008

ang XD

10

akRing

100

11
12

Th

Qu ng Ngãi

2008

Chu n b

KonTum

2009

Chu n b

70

Qu ng Ngãi

2010

Chu n b

ng KonTum

N

c Trong

Chu n b

13

S n La

138

S n La

2010

ang XD

14

B n Chát

70

Lai Châu

2010

ang XD

15

B nV

138

Ngh An

2010

ang XD

16

H a Na

-

Ngh An

2010

Chu n b

17

Sông Bung 2

95

Qu ng Ngãi

2010

Chu n b

18

Sông Tranh 2

100

Qu ng Ngãi

2010

ang XD

19

Sông Côn 2

50

Qu ng Nam

2010

ang XD

20

B n Uôn

85

Thanh Hoá

2011

Chu n b

21

Hu i Qu ng

-

S n La

2010

Chu n b

22

Lai Châu

-

Lai Châu

2012

Chu n b

23

N m Chi n

130

S n La

2013

Chu n b

24

ng Nai 2

80

Chuyên ngành xây d ng công trình th y

Lâm

ng
H c viên: Lê

2012

ang XD

ng Công -L p:16C2


Lu n v n Th c s k thu t

12

Các hình th c m t c t đ p bê tông đ m l n. M c dù đ p bê tông đ m l n trong
nh ng n m g n đây m i đ

c ng d ng t i Vi t Nam nh ng đã có t c đ phát tri n

nhanh chóng. H u h t các đ p l n trong th i gian g n đây đ u dùng hình th c đ p
bê tông đ m l n v i l p ch ng th m

m t th

ng l u th

ng là GEVR (bê tông

đ m l n gi u v a xi m ng) có chi u d y t 0.5m đ n 1m. Ngoài ra m t s đ p s
d ng bê tông mác cao

th

ng l u làm l p ch ng th m (th y đi n Sê San 4...),

ho c không có l p ch ng th m

th

ng l u (thu đi n

ng Nai 3...).

Tình hình s d ng v t li u c a đ p bê tông đ m l n. Hi n t i
s đ p bê tông đ m l n s d ng ch t k t dính có hàm l
thu đi n Plêikrông là 90 kg/m3, đ p thu đi n A V
s d ng ch t k t dính có hàm l
60kg/m3, đ p thu đi n

Vi t Nam m t

ng xi m ng cao (nh đ p

ng là 80 kg/m3...), m t s đ p

ng xi m ng th p (nh đ p thu đi n S n La là

ng Nai 3 là 65 kg/m3...).

c thù c a đ p bê tông đ m

l n là t c đ lên đ p nhanh, nhi t thu hoá trong bê tông g n nh tích t hoàn toàn
trong đ p, nhi t to ra ch y u phát tán ra môi tr
đó v i nh ng đ p s d ng hàm l
làm cho l

ng t biên th

ng xi m ng trong t ng l

ng h l u đ p. Do

ng ch t k t dính l n s

ng nhi t thu hoá trong bê tông l n, d n t i nhi t trong thân đ p t ng

cao, gây b t l i v nhi t cho đ p. Ng
m ng trong t ng l

c l i, đ i v i các đ p s d ng hàm l

ng ch t k t dính nh s có l

th p, d n t i an toàn v nhi t, nh ng phát tri n c
tông là kém h n tr

ng xi

ng nhi t thu hoá trong bê tông
ng đ ch u kéo và nén c a bê

ng h p trên, đ c bi t là trong th i gian đ u sau thi công.

Các tiêu chu n thi t k áp d ng trong tính toán. Các tính toán thi t k c a Vi t
Nam hi n t i d a trên đ ng th i hai h th ng các tiêu chu n thi t k c a Vi t Nam Nga và M .

Chuyên ngành xây d ng công trình th y

H c viên: Lê

ng Công -L p:16C2


Lu n v n Th c s k thu t

13

1.3. Các s đ thi công đ p bê tông đ m l n
1) Thi công đ p bê tông đ m l n theo ph

ng đ ng

Thi công bê tông đ m l n trên toàn b chi u dài tuy n đ p, chi u cao đ p đ
lên đ u trên toàn tuy n (hình 1.4).

u đi m c a ph

c

ng pháp thi công này là t c đ

thi công đ p nhanh, vi c thi công trên cùng m t m t b ng s thu n l i cho công tác
t ch c thi công. S đ này th

ng áp d ng đ i v i các đ p kh i l

và chi u dài đ p không quá l n, c

ng trung bình

ng đ cung c p bê tông đ m b o thi công đ p

trên toàn tuy n đ p, s đ d n dòng đ n gi n.

Hình 1.4. Thi công đ p bê tông đ m l n theo ph
2) Thi công đ p bê tông đ m l n theo ph

ng đ ng.

ng pháp so le

D c theo chi u dài ta chia đ p thành hai ph n và thi công hai ph n này so le
nhau. Thi công m t n a đ p lên m t chi u cao nh t đ nh sau đó l i chuy n l i thi
công n a đ p còn l i, c nh v y cho đ n cao trình thi t k . Ph

ng pháp này c ng

thu n ti n trong vi c t ch c thi công đ p, t c đ lên đ p nhanh, th
d ng v i các đ p chi u dài l n, kh i l

ng đ

c áp

ng thi công l n không th đáp ng vi c thi

công trên toàn tuy n đ p. Hình 1.5 là s đ thi công đ p bê tông đ m l n theo
ph

ng pháp so le trên m t b ng và m t c t d c đ p.

Chuyên ngành xây d ng công trình th y

H c viên: Lê

ng Công -L p:16C2


Lu n v n Th c s k thu t

14

Hình 1.5. Thi công đ p bê tông đ m l n theo ph

ng pháp so le

3) Thi công đ p bê tông đ m l n chia theo các kh i đ p
pđ

c chia thành các kh i riêng bi t đ thi công.

i v i s đ thi công

này vi c t ch c thi công ph c t p, t c đ lên đ p ch m. S đ này đ

c áp dông

v i nh ng đ p l n, không th đáp ng vi c thi công trên toàn tuy n đ p.

ng th i

đ p có s đ d n dòng ph c t p, d c theo chi u dài tuy n đ p có b trí các các h ng
m c nh c a l y n

c, c ng d n dòng....Hình 1.6 là s đ thi công đ p theo kh i

c a đ p bê tông đ m l n thu đi n S n La.

Hình 1.6. Thi công đ p bê tông đ m l n theo kh i đ p

Chuyên ngành xây d ng công trình th y

H c viên: Lê

thu đi n S n La.

ng Công -L p:16C2


Lu n v n Th c s k thu t

15

1.4. Nh ng t n t i trong công tác thi t k và thi công đ p bê tông đ m l n
Vi t Nam
1.4.1. Nh ng t n t i trong công tác thi t k
1) H th ng tiêu chu n thi t k . Các đ p bê tông đ m l n đã và đang đ
toán thi t k

c tính

Vi t Nam đ u d a vào h th ng tiêu chu n c a Vi t Nam - Nga và

c a M . Các tính toán gi thi t v t li u theo mô hình đàn h i tuy n tính. Tuy nhiên,
trong th c t v t li u làm vi c theo tr ng thái đàn h i phi tuy n, ngh a là các tính
ch t v t li u bi n đ i theo th i gian

d ng đ

ng cong ch không ph i là đ

ng

th ng. T đó n u mô ph ng v t li u theo mô hình đàn h i tuy n tính s không phù
h p v i tr ng thái th c c a v t li u.

2) Trang thi t b thí nghi m, l a ch n v t li u. Các phòng thí nghi m hi n nay
t i Vi t Nam m i ch đáp ng vi c thí nghi m m t s ch tiêu c a bê tông (c

ng

đ bê tông, mô đun đàn h i, nhi t thu hoá ...), còn nhi u ch tiêu ch a ti n hành thí
nghi m đ

c (t bi n, co ngót, mô đun duy trì c a bê tông, ....). Các s li u này

đ

c l y t các k t qu thí nghi m v t li u t

n

c ngoài nh M , Thu

ng t c a các phòng thí nghi m c a

i n... do đó không hoàn toàn phù h p v i v t li u t i

Vi t Nam.
3) Các tính toán. Trong tính toán thi t k đ p bê tông tr ng l c, m t c t tính
toán m i tho mãn ng su t
đ pđ

mép biên th

c nghiên c u khi bê tông đã đ t c

ng h l u đ p, và tr ng thái ng su t
ng đ tính toán thi t k . Trong các tính

toán thi t k , bài toán đ p ch u tác d ng c a nhi t đ và các t i tr ng khác đ
tách riêng. T đó d n đ n vi c không đánh giá đ

c

c s tác dông đ ng th i c a nhi t

đ và các t i tr ng khác lên đ p (trong th i gian thi công ch y u là quá trình ch t
t i).

ng th i trong th i gian thi công c

đ p là khác nhau, vùng thi công s m c
m i thi công c

ng đ bê tông c a các vùng trong thân
ng đ bê tông đã đ t cao trong khi vùng

ng đ bê tông v n còn th p lên kh n ng ch u t i kém h n. Do đó

khi không tính toán theo c

ng đ phát tri n th c t c a bê tông thì s không ph n

Chuyên ngành xây d ng công trình th y

H c viên: Lê

ng Công -L p:16C2


Lu n v n Th c s k thu t

16

ánh đúng s làm vi c th c c a đ p nói chung và các b ph n c a c ng d n dòng nói
riêng.
1.4.2. Nh ng t n t i trong công tác thi công và qu n lý ch t l
1) Ph

ng

ng pháp thi công. Quá trình thi công bê tông đ m l n

nay c b n đã đ

n

c ta hi n

c c gi i hoá, t tr n, v n chuy n đ n d i, san và đ m bê tông.

i v i t ng đ p bê tông đ m l n đã xây d ng đ

c qui trình thi công riêng. Tuy

nhiên vi c tuân th các qui trình thi công còn nhi u h n ch .
2) B o ôn sau thi công. Quá trình thi công đ p th
gian t

ng di n ra trong m t th i

ng đ i dài, t m t đ n vài n m. Các đi u ki n v khí h u bi n đ i qua các

mùa s tác đ ng tr c ti p đ n quá trình thi công. V mùa nóng, n u vi c kh ng ch
nhi t đ bê tông t i kh i đ không đ t yêu c u s d n t i nhi t trong thân đ p t ng
cao h n quá trình tính toán thi t k ban đ u.
vi c b t l i c a đ p và không đ

i u đó có th d n t i tr ng thái làm

c ki m soát. V mùa l nh, công tác b o ôn m t

đ p không đ m b o s d n t i chênh l ch nhi t đ quá l n gi a ph n trong thân đ p
có nhi t đ cao và vùng m t ngoài c a đ p có nhi t đ th p. T đó s phát sinh ng
su t nhi t l n, có th gây n t n đ p.
3) Ki m soát ch t l
soát t t ch t l
ch t l

ng. Vi c tuân th nghiêm ng t qui trình thi công, ki m

ng trong quá trình thi công là m t y u t tiên quy t quy t đ nh đ n

ng thi công đ p. Tuy nhiên trong th c t v n còn t n t i nhi u sai sót do

vi c qu n lý ch t l

ng l ng l o gây ra.

4) M t s bi u hi n ngoài ý mu n. Trong quá trình thi công m t s đ p bê tông
đ ml n

n

c ta đã xu t hi n hi n t

1.5. K t lu n ch
1. Trong ch

ng n t trong bê tông.

ng 1
ng c a lu n v n khái quát tình hình xây d ng đ p bê tông đ m

l n trên th gi i, tình hình xây d ng và ng dông công ngh thi công đ p bê tông
đ ml n

Vi t Nam.

Chuyên ngành xây d ng công trình th y

H c viên: Lê

ng Công -L p:16C2

Lu n v n Th c s k thu t

17

2. Trong công tác thi t k và thi công đ p bê tông đ m l n còn t n t i nhi u
v n đ ch a đ

c gi i quy t m t cách tho đáng. Vi c nghiên c u c

tông đ m l n trong th i gian thi công nh h

ng đ bê

ng đ n ng su t bi n d ng c a các b

ph n khác c a công trình nói chung và c a c ng d n dòng nói riêng ch a đ

cđ

c p đ n.
3.

gi i quy t các v n đ trên, đ xu t các n i dung c n nghiên c u trong

lu n v n: “TR NG THÁI
TRÌNH THU

I N

NG SU T C A C NG D N DÒNG CÔNG

NG NAI 2 CÓ XÉT

N QUÁ TRÌNH C

K T

C A BÊ TÔNG RCC” là:
1) Ph

ng pháp ti p c n: T th c ti n các công trình đã và đang thi t k và

thi công, ng d ng các ti n b khoa h c k thu t ti n hành nghiên c u Tr ng thái
ng su t c a c ng d n dòng có xét đ n quá trình c k t c a bê tông RCC.
2) Công c đ
ANSYS trên c s ph

c s d ng trong nghiên c u: S d ng ph n m m có s n là
ng pháp ph n t h u h n đ nghiên c u.

3) N i dung nghiên c u: Nghiên c u tr ng thái ng su t-bi n d ng c a c ng
d n dòng có xét đ n quá trình c k t c a bê tông RCC theo th i gian thi công

Chuyên ngành xây d ng công trình th y

H c viên: Lê

ng Công -L p:16C2

Lu n v n Th c s k thu t

18
CH

NG 2

T NG QUAN V D N DÒNG THI CÔNG VÀ PH
NGHIÊN C U
2.1 Ph

NG PHÁP

NG SU T C NG D N DÒNG

ng pháp d n dòng th

ng dùng và l a ch n ph

ng án

D n dòng thi công công trình th y l i th y đi n d a vào tình hình ng n n
và d n dòng trong th i k thi công khác nhau, phân thành nhi u giai đo n.
công trình có c t n

iv i

c cao và v a, có th chia thành ba giai đo n:

(1) Giai đo n đê quai ng n n
đ n tr

c

c (th i k đ u), là th i k sau khi ch n dòng

c lúc thân đ p chu n b đi u ki n đ ng n n

(2) Giai đ an thân đ p ng n n
chu n b đi u ki n ng n n

c.

c (th i k gi a), là th i k sau khi thân đ p

c đ n tr

c lúc hoành tri t công trình d n dòng.

(3) Giai đo n hoàn thành và tích n

c (th i k cu i), là th i k sau khi hoành

tri t công trình d n dòng đ n lúc công trình v nh c u đi vào v n hành.
i v i công trình có c t n

c th p th

Phân chia các giai đo n trên, trong ph

giai đo n th
rõ ràng, th
n

ng án d n dòng có m t l n ch n dòng, ba

ng phân bi t rõ ràng; n u phân k d n dòng, các giai đo n không th t
ng có tình tr ng các giai đo n ch ng chéo nhau. Các ph

c và ng n n

giúp cho ph

ng ch có m t ho c hai giai đo n.

ng th c tháo

c c a các giai đo n nên có thi t k quy ho ch chu đáo c n th n,

ng án d n dòng đ

c hoàn ch nh.

Chuyên ngành xây d ng công trình th y

H c viên: Lê

ng Công -L p:16C2

Lu n v n Th c s k thu t

2.1.1 Ph

ng th c d n dòng th

1. ê quai th

19
ng dùng và đi u ki n s d ng

ng l u 2. ê quai h l u

3. Công trình d n dòng 4. Tim đ p

1. ê quai giai đo n 1 2. ê quai giai đo n 2
3. Nhà máy T

Hình 2.1:S đ đê quai ng n dòng m t đ t

4. Công trình x

Hình 2.2: S đ đê quai phân k

(1) Phân k d n dòng
Th
t

ng dùng v i sông mà khu v c h l u và khu v c trung l u, lòng sông

ng đ i r ng nh t là sông có bãi b i, bãi n i gi a sông, đ o đá ng m...
Ví d : Tam Môn Hi p (Trung Qu c), đ p Cát Châu (Trung Qu c)... đ u s d ng

đ o đá ng m, bãi n i gi a sông đ làm đê quai d c.
(2) D n dòng qua kênh
Kênh đ

c đào

m t bên b đ d n dòng thi công. Th

ng khi b có đ a hình

thu n l i nh mái d c, d c tho i có dòng sông c , eo núi, sông cong .…Vi c thi
công đào kênh t

ng đ i đ n gi n, có th s d ng c gi i l n, c ng có th s d ng

nhân công đ đào. Thu n l i cho gia t ng ti n đ thi công, rút ng n th i gian thi
công, thông thuy n, ch g …

Chuyên ngành xây d ng công trình th y

H c viên: Lê

ng Công -L p:16C2


Lu n v n Th c s k thu t

20

Hình 2.3: Kênh d n dòng thi công - Công trình th y đi n S n La
(3) D n dòng qua đ
Nói chung th

ng h m

ng ng d ng

khe sâu, đo n sông không b trí đ

các khu v c trung l u và th

ng l u

vào vùng

c đê quai d c.

Ví d : H m d n dòng thi công th y đi n Hu i Qu ng ti t di n móng ng a
BxH=(10x10)m, R=5m, chi u dài h m kho ng 250m, k t c u bê tông c t thép dày
0,5m

Hình 2.4: M t c t d c h m d n dòng thi công - Công trình th y đi n Hu i Qu ng

(4) D n dòng qua c ng ng m
Th
đ

ng c ng ng m n m trong thân đ p đ t ho c đ t đá h n h p. So sánh v i

ng h m có u đi m là thi công gi n đ n, t c đ nhanh, giá thành r vv… Ch

c n đ a ch t, đ a hình đ đi u ki n b trí c ng ng m là có th áp d ng.

Chuyên ngành xây d ng công trình th y

H c viên: Lê

ng Công -L p:16C2


Lu n v n Th c s k thu t

21

Ví d : C ng d n dòng thi công công trình th y đi n Na Hang - Tuyên Quang,
kích th

c nx(bxh)= 3x(6,0x6,5)m

Hình 2.5: M t c t ngang c ng d n dòng thi công
(5) D n dòng qua máng
Dùng cho công trình nh , l u l

ng không l n l m. Ví d công trình Kim Giang

thu c H Nam - Trung Qu c, l u l

ng l n nh t d n dòng qua máng là 146m3/s.

(6) D n dòng qua c ng đáy (l x sâu trong thân đ p)
Th

ng dùng trong phân k d n dòng, đôi khi d n dòng qua kênh làm thêm

c ng x đáy t o thành kênh k t h p c ng x đáy đ d n dòng. C ng có khi giai đo n
gi a ho c giai đo n sau khi thi công v

t l t ng thêm c ng x đáy.

Hình 2.6: M t c t d c tim đ p – Công trình th y đi n Hu i Qu ng
Chuyên ngành xây d ng công trình th y

H c viên: Lê

ng Công -L p:16C2


Lu n v n Th c s k thu t

22

(7) D n dòng qua đ p d

ho c khe r ng l

D n dòng qua đ p xây d đ
ho c các công trình tháo n

c dùng r ng rãi, th

c khác tr thành ph

th i k gi a và th i k cu i c a thi công v
khe r ng l
n

c ít dùng, th

c

ng đ

ng ph i h p v i c ng đáy

ng th c d n dòng ch y u vào

t l c a đ p bê tông. Còn d n dòng qua

c dùng trong thi công công trình đ p c ng có c t

c th p.Ví d : Công trình th y đi n S n La:

p tràn xây d cao trình 126.00m,

Btràn=98m.

Hình 2.7: Hi n tr ng công trình th y đi n S n La mùa l 2009

(8) D n dòng qua nhà máy
Th

ng dùng cho tr m th y đi n lòng sông c t n

c th p.

Ví d : Công trình th y đi n Luông PraB ng (Lào)
Trên đây là các ph

ng th c d n dòng th

ng dùng. C n c vào đi u ki n c th

công trình, có th dùng m t lo i, ho c ph i h p vài ph
d n dòng qua kênh ho c c ng đáy k t h p v i đ
h p v i kênh d n ho c tr

c d n qua khe r ng l

ng th c đ d n dòng. Nh

ng h m, l đáy ho c l ch a k t
c sau d n qua l đáy. Ngoài ra b t

k m t l n ch n dòng ho c phân k d n dòng đ u có th dùng đê quai cho n
qua ho c không cho n
2.1.2 Nh ng nhân t
Có nhi u nhân t

c tràn

c tràn qua.
nh h
nh h

ng t i ph

ng án d n dòng

ng t i ch n ph

ng án d n dòng, nh ng ch y u có

m y nhân t sau:

Chuyên ngành xây d ng công trình th y

H c viên: Lê

ng Công -L p:16C2