Bài giảng Công trình thủy nâng cao: Chương 4a - PGS.TS. Nguyễn Thống

TRƯỜNG ðẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HCM

CơNG TRìNH THủY NâNG CAO

Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng - BM KTTNN

PGS. TS. NGUYỄN THỐNG
Email: or

NỘI DUNG MƠN HỌC
Chương 1: Thấm qua cơng trình.
Chương 2: Áp lực khe rỗng.
Chương 3: ðập vật liệu địa phương.
Chương 3a: Mơ phỏng Monte Carlo áp dụng
trong đánh giá ổn định mái dốc.
Chương 4: ðập bê tơng trọng lực
Chương 4a: ðập bê tơng đầm lăng (RCC)

Web: />Tél. (08) 38 640 979 - 098
99 66 719
1

CơNG TRìNH THủY NâNG CAO
NỘI DUNG MƠN HỌC
Chương 4b: Bài tốn toả nhiệt 3D.
Chương 5: Phân tích ứng suất trong đập
bê tơng khi xảy ra động đất.
Chương 6: ðường hầm thủy cơng Giếng điều áp.
Chương 7: ðường ống áp lực – Nước va
trong đường ống.
PGS. Dr. Nguy?n Th?ng

2

CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO

NỘI DUNG THỰC HÀNH
1. Hướng dẫn sử dụng phần mềm tính nước
va
trong
đường
ống
áp
lực
WaterHammer_BK.
2. Hướng dẫn sử dụng phần mềm tính khuếch
tán nhiệt 3D trong bê tơng thủy cơng.
3. Hướng dẫn sử dụng phần mềm mơ phỏng
Monte Carlo ứng dụng trong tính ổn định
mái dốc đập vật liệu địa phương.

3

NỘI DUNG
RCC

PGS. Dr. Nguy?n Th?ng

Rolling Compacted Concret

I. Tình hình xây dựng các đập RCC của thế giới

4

I.TÌNH HÌNH XÂY D NG CÁC ð P RCC TRÊN TH GI I
1.1. S l
ng các đ p RCC đã hồn thành và đang thi cơng c a các
n
c trên th gi i

Tính đến năm 2006, có 49/179
nước có thuỷ điện trên thế giới
đã và đang xây dựng đập bê
tơng đầm lăn.

II. Tình hình triển khai xây dựng các đập RCC ở Việtnam
1990
65 đập

III. Các nội dung chính liên quan đến thiết kế và vật liệu
cho các đập RCC ở Vietnam

5

1994:
136 đập

1998:
218 đập

ðến cuối 2006:
384 đập chiều cao >15m (đã hồn thành 323 đập
(44 nước); đang thi cơng 61đập (5 nước mới)

6

ðến 2002:
263 đập


I.TÌNH HÌNH XÂY D NG CÁC ð P RCC TRÊN TH GI I
1.2. T l ñ p RCC ñã hoàn thành và ñang thi công theo các châu l c
trong s 384 ñ p ñ n cu i 2006

AFRICA

AUSTRALIA

AMERICA

CONTINENT

% TOTAL

1.3. S l
ng các ñ p RCC ñã hoàn thành và ñang thi công c a các n
c
trên th gi i

Các nước có số lượng
ñập RCC >10 ñập :

ASIA

46,6

Trung Quốc

110

AMERICA

26,5

Nhật

45

EUROPE

10,7

Mỹ

39

Brazil

33

AFRICA

9,4

Tây Ban Nha

22

AUSTRALIA

6,8

South Africa

14

TOTAL

100.0

Vietnam

12

Morocco

10

Australia

10

EUROPE
ASIA

I.TÌNH HÌNH XÂY D NG CÁC ð P RCC TRÊN TH GI I

TOTAL: 364 DAMS UNTIL 2006

Marocco
(10)

Vietnam
(12)

Brazil (33)
South
Africa (14)

1.4. Các ñ p RCC ñang thi công có chi u cao >60m c a các châu l c và
các n
c trên th gi i

ASIA

52

AFRICA

5

EUROPE

3

NORTH
AMERICA

2

SOUTH
AMERICA

1

TOTAL

63

Australia (10)

8

I.TÌNH HÌNH XÂY D NG CÁC ð P RCC TRÊN TH GI I

NUMBER

Nhật
(45)

Mỹ (39)

7

CONTINENT

Trung Quốc

(110)

Spain (22)

3

52

2

I.TÌNH HÌNH XÂY D NG CÁC ð P RCC TRÊN TH GI I
1.5. Các n
c có các ñ p cao hơn 60m ñang thi công nhi u nh t
ST
T

Tên nước

Số ñập
RCC

1.

Trung quốc

21

2.

Việt nam
(EVN)

11

3.

Nhật

5

4.

Iran

3

5.

Thổ Nhĩ Kỳ

2

6.

Tây Ban
Nha

2

7.

Ấn ðộ

1

Ghi
chú

Tây Ban Nha (2)

Nhật
(5)
Việt nam
(11)

RCD
Iran (3)

1
5

Ấn ñộ (1)

Brazil (33)

RCC DAM UNDER CONSTRUCTION>60M

9

10

II.TÌNH HÌNH XÂY D NG CÁC ð P RCC

I.TÌNH HÌNH XÂY D NG CÁC ð P RCC TRÊN TH GI I
1.6. Các ñ p RCC có chi u cao >100m ñã hoàn thành và ñang thi công
trính ñ n tháng 12/2007 la 62, trong ñó:

VI TNAM

B¶n Ch¸t

2.1.Các ñ p H > 60m

1

22 ñập cao > 60m
ñang thi công

3

NHẬT

15

VIỆT NAM

5

Huong Dien

4

ðập RCC : 11

26

S¬n La

2

SỐ LƯỢNG
ðẬP
TRUNG QUỐC

Trung
Quốc
(21)

Thổ Nhĩ Kỳ (2)

Binh Dien

Others: 11
B¶n VÏ
RCC
Others

A V−¬ng 5

S«ng Tranh 2

5

Se San 4

7
50%

50%

6

§ång Nai 3

8

Plei
Krong

9

11 RCC dams >
60m under
construction
11

§ång Nai 4

12

II.TÌNH HÌNH XÂY D NG CÁC ð P RCC
2.2. Các ñ p RCC ñang thi công
No

Tên

Chiề
u
cao(
m)

Dài
(m)

VRCC/VðẬP
3

10 m

Hoàn
thành

Sơn La

138

962

3078/5447

Sơn La

2011

2.

Bản Chát

130

425

1620/1991

Lai Châu

2011

3.

Bản Vẽ

136

480

1520/1870

Nghệ An

2009

4.

A Vương

82

228

270/350

2008

5.

95

640

1030/1315

6.
7.

Sông
Tranh 2
Pleikrong
Se San 4

71
71

495
850

326/576
800/1335

8.

DongNai 3 108

570

1100/1300

9.

DongNai 4 128

565

1240/1650

Quảng
Nam
Quảng
Nam
Kontum

GiaLai
Lam
Dong
Lam
Dong
Thua
Thien
Thua
Thien
Binh
Dinh

Huong
Dien

75

11

Binh Dien

70

12

Dinh Binh

54

II.TÌNH HÌNH XÂY D NG CÁC ð P RCC

VI TNAM

B¶n Ch¸t

Tỉnh

3

1.

10

VI TNAM

2.3. Các ñ p RCC ñang trong quá trình
chu n b ñ u t
(EVN)

S¬n La

1
2
3

Huong Dien

TÊN CT

4
Binh Dien

B¶nVÏ

A V−¬ng 5

S«ng Tranh 2

2010

ðịnh Bình

2008
2009

1.

LAI CHÂU

130

LAI CHAU

2.

TRUNG SƠN

90

THANH HOA

3.

SÔNG BUNG 4

110

QUANG NAM

3
Dakmi 4

7
6

§ång Nai 3

2010

8

2011

Plei
Krong

9

§ång Nai 4

HuaNa

4

TỈNH

5

Se San 4

3

1

CHIỀU
CAO
ðẬP (m)

5
Nuoc Trong

7

Upper Kontum

Ngoài EVN, dự kiến là RCC như Nước
Trong (68 m), Thượng Kon Tum (73m),
ðakmi 4 (90m), Hủa Na (90m)…

13

2

1
2

6
8
9

14

III. CÁC N I DUNG CHÍNH LIÊN QUAN ð N THI T K
VÀ V T LI U CHO CÁC ð P RCC (EVN)

III. CÁC N I DUNG CHÍNH LIÊN QUAN ð N THI T K
VÀ V T LI U CHO CÁC ð P RCC (EVN)
3.3. V tài li u cơ b n s d ng

3.1. V tiêu chu n thi t k s
d ng

- Chỉ tiêu ñịa chất nền và vật liệu xây dựng ñược lập phù hợp với tiêu

Tiêu chuẩn Việt Nam (Nga)

chuẩn sử dụng
Tiêu chuẩn Mỹ USACE, FERC

- Cấp phối RCC: tro bay Phả Lại, Puzơlan

Tham khảo tiêu chuẩn Trung

Quốc (ñặc biệt về phân vùng
thấm, nhiệt ñộ)

- Về ñộng ñất: Hệ số giảm tác ñộng ñộng ñất (Damping) không vượt quá 15%
với MCE, và không vượt quá 10% với OBE)

3.2. M t c t ñ p
Có tường BT thượng lưu
Pleikrong, A vuong, Binh dien,
Huong dien, Dinh binh

Không có tường Bt
thượng lưu
Sơn La, Bản Vẽ, Bản Chat, Song tranh 2,
15 Dong nai 3, Dong nai 4, Sesan 4

III. CÁC N I DUNG CHÍNH LIÊN QUAN ð N THI T K
VÀ V T LI U CHO CÁC ð P RCC (EVN)
3.4. Về an toàn ñập

Tiêu chuẩn

3.4.1. Hệ số an toàn ổn ñịnh
theo các tiêu chuẩn Mỹ

EM – 11102-2000
FERC
(general)
FERC (low
hazard)

Bình
thường
2

Không bình
thường
1,7

Cực ñại

3

2

1,3

2

1,25

1

3.4.2. Hệ số an toàn ổn ñịnh
theo tiêu chuẩn Việt Nam - Nga

1,3

m.R
Kn

nC .K n
K≥
m

nC .N tt ≤

TCXDVN 285-2002
Xnip 33-01-2003
nc: hệ số tổ hợp tải trọng 0,95-1

16

III. CÁC N I DUNG CHÍNH LIÊN QUAN ð N THI T K
VÀ V T LI U CHO CÁC ð P RCC (EVN)
3.4.3.Tiêu chuẩn ñánh giá ñộ bền, ứng suất:
Tuỳ theo tiêu chuẩn sử dụng

3.4.4.Hệ số an toàn chống nứt

Hệ số an toàn chống nứt do nhiệt ñộ theo tiêu chuẩn
Mỹ là 1,25 – 1,33 tuỳ ñặc ñiểm quy mô công trình.

3.5. Các quy ñịnh về thi công và nghiệm thu
Quy ñịnh về thi công
và nghiệm thu

Theo USACE

Theo ASTM

ACI

m: hệ số ñiều kiện làm việc : 0,75-1
Kn: hệ số ñảm bảo tuỳ theo cấp công trình 1-1,25
17

18


III. CÁC N I DUNG CHÍNH LIÊN QUAN ð N THI T K
VÀ V T LI U CHO CÁC ð P RCC (EVN)
3.6. V t li u cho RCC

III. CÁC N I DUNG CHÍNH LIÊN QUAN ð N THI T K
VÀ V T LI U CHO CÁC ð P RCC (EVN)

Na Dương
Uong Bi

3.6.1. Các nguồn vật liệu hiện có

Puzơlan (18 vị trí)
1 triệu tấn/vị trí)

Cao Ngan

Tro bay

1 Như Xuân (Thanhhoa)
2 Núi Boong (Gia Lai)

3 Gia Qui (bà Rịa)
4 Khâm ñức (Quang Ngai)
5 Sơn Tây (Hà Tây)
6 Tiên Kiên (Phú Thọ)
7 Nghĩa ðàn (Nghệ An)

Hoạt tính
cao

Ninh Binh

Từ than Antraxit

Pha Lai
Hoạt tính
trung bình

Phả Lại

1,2 triệu
tấn/năm

Uông Bí
Ninh Bình

0,3 triệu
tấn/năm

Phụ gia trơ

SO3=9,22%> 5%theo ASTM
618-97 không sử dụng

Từ than nâu

Na Dương

Cho BT: cường
ñộ thấp : không
sử dụng

Cao Ngạn
19

III. CÁC N I DUNG CHÍNH LIÊN QUAN ð N THI T K
VÀ V T LI U CHO CÁC ð P RCC (EVN)

Pha Lai

Phả Lại

Sơn La
Dinh binh

Hoạt tính cao

Núi Boong (Gia Lai)
Gia Qui (bà Rịa)
Tiên Kiên (Phú Thọ)
Nghĩa ðàn (Nghệ An)

Phong Mỹ
(Thừa Thiên)

Ban Ve
A Vuong
Sesan 4
Song Tranh 2
Ban chat

PleikRong
Huong dien
Binh dien

Phong
My

Nghia
Dan

Nui Boong

Gia Quy

21

3.6.3. Chất lượng tro
bay Phả Lại
Các chỉ tiêu ñạt
yêu cầu ASTM

C618-97, trừ chỉ
tiêu LOI (loss on
ignition-mồi lửa)
16,34 – 22%- trung
bình
18,68%)>612%.

Cách xử
Tuyển nổi

STT

1.
2.
3.

Tên

Sơn La
Bản Vẽ
Bản Chát

Vị trí

ðá
dăm
D max

XM
(kg)

PGK
(kg)

Cộng

Có
trong
cát

Tổng
số, kg

60

160

220

130

350

8,9,10
4
11
2

12
3

SiO2
Al2O3
Fe2O3
TiO2

50,86-52,90
21,73-24,89
4,57-4,96
0,52-0,83

trung
bình
51,73
23,22
4,89
0,68

5

CaO

%

0,68-0,87

0,79

6

MgO

%

0,85-1,22

1,06

7

K2O

%

3,22-4,25

3,66

8
9

Na2O
LOI

%
%

0,18-1,20
16,34-22,0

0,79
18,68

10
11
12

ðộ ẩm
ðộ mịn
Tỷ trọng
Hoạt tính 7 ngày
ñộ bền
28 ngày

%
%
g/cm3
%
%

0,01-0,04
10,50-22,00
2,15-2,26
76-85
80-90

0,03
16,80
2,23
80

85

Chỉ tiêu

1
2
3
4

lý

:

13

22

Chất kết dính
TT

Tên

Tro bay/
Puzolan

Phả Lại

Hương
ðiền

Vị trí

ðá
dăm
D max

PGK
(kg)

63

90

100

190

0

175-141

245316

0
0

Cộng

8.

ðịnh Bình

60

Tiên Yên,
Nghiã ñàn,
Phả Lại

9.

Pleikrong

40

80

210

290

80

120

200

142

342

Gia Qui,
Nghĩa ñàn

50

70

150

220

128

348

Hàm lượng hạt
<0,075
Có
tron
Tổng
g cát số, kg
(kg)

XM
(kg)

70126

50

Dải

III. CÁC N I DUNG CHÍNH LIÊN QUAN ð N THI T K
VÀ V T LI U CHO CÁC ð P RCC (EVN)

7.
50

7

ðơn vị
tính
%
%
%
%

TT

3.6.4. Thống kê lượng chất kết dính sử dụng cho các ñập RCC ñang thi công
Hàm lượng
hạt <0,075

190

290

4.

Se San 4

50

80

160
(140)

240
(220)

36

276
(256)

Gia Qui, Núi
Boong

10

DongNai3

50

75

200

275

275

5.

A Vương

60

90

150

240

38

278

Gia Qui

11

DongNai4

50

75

200

275

275

6.

Sông
Tranh 2

63

70

110

180

115

295

Gia Qui,
Nghĩa ñàn

12

Binh Dien

40

80

210

290

290

23

13,14

13 Mỏm Chanh (Hà Nam)
14 Khả Phong (Hà Nam)
15 Núi ðồn (Hải Phòng)
16 Thuỷ Uyên (Hải Phòng)
17 Bản Pênh (Sơn La)
18 Ba Tần (Lai Châu)

ðốt

III. CÁC N I DUNG CHÍNH LIÊN QUAN ð N THI T K
VÀ V T LI U CHO CÁC ð P RCC (EVN)

Chất kết dính

1

8 Phong Mỹ (Thừa Thiên)

9 Phong ðiền (Thừa Thiên)
10 Khe Mạ (Thừa thiên)
11 Sơn Tịnh (Quảng Ngãi)
12 SoocLu (ðồng Nai)

Puzơlan

Hoạt tính trung
bình

15,16
17

III. CÁC N I DUNG CHÍNH LIÊN QUAN ð N THI T K
VÀ V T LI U CHO CÁC ð P RCC (EVN)

Tien Kien

Tro bay

5

20

3.6.2. Các nguồn Tro bay & Puzolan cho các ñập
RCC ñang thi công

6
18

24

Tro bay/
Puzolan
Tổng số, kg
Puzolan
Phong My
Tro bay
Pha Lai
Puzolan
Phong My
Bột ñá
Bazan lỗ
rỗng
Bột ñá
Bazan lỗ
rỗng
Puzolan
Phong My


COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO

COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO

Chöông 4a: ðập bê tông ñầm lăng

Chöông 4a: ðập bê tông ñầm lăng

THỦY ðIỆN A VƯƠNG

PGS. Dr. Nguyễn Thống

25

PGS. Dr. Nguyễn Thống

26

COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO

COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO

Chöông 4a: ðập bê tông ñầm lăng

Chöông 4a: ðập bê tông ñầm lăng

PGS. Dr. Nguyễn Thống

27

PGS. Dr. Nguyễn Thống

28

COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO

COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO

Chöông 4a: ðập bê tông ñầm lăng

Chöông 4a: ðập bê tông ñầm lăng

THỦY ðIỆN
SƠN LA
30

PGS. Dr. Nguyễn Thống

29

PGS. Dr. Nguyễn Thống


COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO

COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO

Chöông 4a: ðập bê tông ñầm lăng

Chöông 4a: ðập bê tông ñầm lăng

PGS. Dr. Nguyễn Thống

31

PGS. Dr. Nguyễn Thống

32

COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO

COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO

Chöông 4a: ðập bê tông ñầm lăng

Chöông 4a: ðập bê tông ñầm lăng

PGS. Dr. Nguyễn Thống

33

PGS. Dr. Nguyễn Thống

34

COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO

COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO

Chöông 4a: ðập bê tông ñầm lăng

Chöông 4a: ðập bê tông ñầm lăng

PGS. Dr. Nguyễn Thống

35

PGS. Dr. Nguyễn Thống

36


COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO

COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO

Chöông 4a: ðập bê tông ñầm lăng

Chöông 4a: ðập bê tông ñầm lăng

PGS. Dr. Nguyễn Thống

37

PGS. Dr. Nguyễn Thống

38