Trang chủ   Email   Sơ đồ site
Thứ sáu 22/06/2018 04:29:12   Tiếng việt   English  
 
Tin nổi bật
 Họp Hội đồng tư vấn đánh giá nghiệm thu cấp cơ sở ĐTĐL.CN-63/15 
 Tạp chí Khoa học và Công nghệ Thủy lợi số 43 năm 2018 
 
  Khoa học công nghệ  
Một số vấn đề cần nghiên cứu về việc ứng dụng công nghệ bê tông đầm lăn trong xây dựng công trình thủy lợi, thủy điện ở Việt Nam
Bài viết nêu lên các nhân tố chính ảnh hưởng chất lượng, tiến độ thi công đập bê tông đầm lăn, các vấn đề còn tồn tại trong thiết kế và thi công đập bê tông đầm lăn ở Việt Nam. Kiến nghị các vấn đề cần quan tâm nghiên cứu trong thiết kế đập bê tông đầm lăn đảm bảo điều kiện an toàn của loại đập này.
 

Trong thời gian vừa qua ở Việt Nam, hàng loạt các đập thủy lợi thủy điện đã được xây dựng bằng công nghệ bê tông đầm lăn (Roller Compacted Concrete - RCC) như Định Bình, Pleikrong, Bản Vẽ, Sông Côn2, Sê San 4, Sơn La… đánh dấu bước phát triển về nghiên cứu khoa học, thiết kế, xây dựng công nghệ RCC của nước ta.

RCC là loại bê tông nghèo xi măng, hỗn hợp RCC khô và không có độ sụt. Khác với bê tông thường, phương pháp thi công RCC gần giống phương pháp thi công đắp đập đất đá: San rải từng lớp mỏng, dùng đầm lu rung để đầm chặt. So với bê tông thường về các mặt: Tiêu hao vật liệu, hiệu suất thi công và tính năng vật liệu của RCC ưu việt hơn. Qua hơn 30 năm phát triển, đã có những bước tiến mới về kỹ thuật đập bê tông RCC  trên thế giới .

Kỹ thuật thi công đập RCC ở nước ta bắt đầu được phát triển từ đầu những năm 2000, sau gần 10 năm, với nỗ lực rất lớn của các cán bộ nghiên cứu khoa học, cán bộ thiết kế và thi công đã góp phần phát triển rất nhanh về kỹ thuật thiết kế, thi công đập RCC phù hợp với điều kiện Việt Nam. Tính đến năm 2009 đã có hơn 10 đập bê tông đầm lăn đã được xây dựng ở Việt Nam, góp phần đáng kể vào sự thành công của sự nghiệp xây dựng công trình thủy lợi, thủy điện trong thời gian vừa qua.

Các ưu, nhược điểm của RCC trong xây dựng công trình thủy lợi:

Ưu điểm:

- Giảm lượng xi măng trong bê tông, giảm ứng suất nhiệt và hạn chế nứt trong khối bê tông.

- Tốc độ thi công nhanh.

- Giá thành công trình giảm so với bê tông thường.

Nhược điểm:

- Chất lượng RCC phụ thuộc nhiều vào điều kiện thời tiết khu vực đổ bê tông(đặc biệt là nhiệt độ và độ ẩm không khí).

- Thời gian ninh kết đạt cường độ thiết kế dài.

- Yêu cầu giám sát các công đoạn vận chuyển, san ủi, đầm… cao, phụ thuộc nhiều vào nguồn cung cấp phụ gia khoáng: Tro bay, puzơlan.

Các nhân tố chính ảnh hưởng chất lượng, tiến độ thi đập bê tông đầm lăn:

Thiết kế đập bê tông đầm lăn:

a. Lựa chọn vật liệu và thiết kế thành phần cấp phối:

Việt Nam có đặc điểm khí hậu: Khô hanh, nhiều gió, chênh lệch nhiệt độ ngày đêm lớn, lượng bốc hơi nhiều, các loại vật liệu dùng cho thi công đập RCC như cát, đá, tro bay và các loại phụ gia đều sẵn có. Khi xác định thành phần cấp phối đã sử dụng phụ gia khoáng mịn như tro bay để hạ thấp nhiệt thủy hoá, cùng với các phụ gia hóa để nâng cao tính chống thấm cho đập RCC. Ngoài ra việc dùng tỷ lệ cát và cốt liệu đá hợp lý để chống hiện tượng phân lớp của bê tông, để RCC dễ đầm nén hơn, mặt tiếp giáp giữa các lớp đổ tốt hơn.

b. Thiết kế kết cấu chống thấm mặt thượng lưu:

Qua các kết quả thí nghiệm, đã chứng minh được rằng: Tính năng chống thấm  của  bê tông đầm lăn không tốt. Do vậy cần phải có lớp chống thấm phía thượng lưu đập, dùng bê tông đầm lăn cấp phối 2 thành phần giàu vật liệu dính kết để tăng khả năng chống thấm.

c. Phân chia khối đổ và chống nứt:

Nói chung, đập bê tông đầm lăn không có khớp nối dọc, về bố trí và chia khớp nối ngang có liên quan đến khu vực công trình và điều kiện thi công, khớp nối ngang có khoảng cách từ 20 ~ 40m.

d. Kết hợp mặt lớp:

Để đề phòng mặt lớp đổ RCC xuất hiện khe nguội (khe nứt), yêu cầu mỗi lớp đổ bê tông phải hoàn thành trước thời gian ninh kết đầu, nếu xuất hiện khe nguội (khe nứt) phải rải phủ lên mặt lớp 1 lớp vữa xi măng cát dày 1 ~ 3cm để tăng cường độ kết dính giữa các mặt lớp.

e. Khống chế nhiệt độ:

Thi công bê tông đầm lăn trong mùa hè, nhiệt độ không khí cao, trên cơ sở thoả mãn cường độ bê tông RCC và các tính năng khác, cần giảm thiểu lượng dùng xi măng. Trộn thêm tro bay hoặc phụ gia khoáng thiên nhiên khác để hạ thấp nhiệt thủy hoá của bê tông. Đồng thời dùng các giải pháp làm mát cốt liệu và làm mát nhiệt độ không khí khu vực đổ bê tông. Sau khi lu đầm xong, tăng cường bảo dưỡng bề mặt bê tông. Ngoài ra, để giảm nhiệt độ trong khối đổ, có thể đặt các ống dẫn nước làm mát hoặc bố trí các khe lạnh trong thân đập.

g. Thiết kế xử lý mái đập hạ lưu và mặt đập tràn:

Mái hạ lưu trọng lực RCC có thể dùng tấm bê tông đúc sẵn để tạo thành dạng bậc thang. Đập bê tông đầm lăn có kết hợp tràn đa phần là mặt mái phẳng nhẵn.

Thi công đập bê tông đầm lăn:

Công nghệ thi công đập bê tông đầm lăn đã được tham khảo đúc kết kinh nghiệm của các nước có trình độ phát triển RCC như: Trung Quốc, Mỹ, Nhật Bản. Qua thực tiễn đã hình thành công nghệ mới về thi công đập bê tông đầm lăn phù hợp với điều kiện của Việt Nam.

a. Công ngệ thi công phù hợp với điều kiện khí hậu:

Vào mùa hè, nhiệt độ thường từ 33 - 380C, cá biệt có khu vực lên tới 40 - 420C, thi công RCC phải có các giải pháp khống chế nhiệt độ bê tông và thời gian giãn cách các lớp đổ hợp lý, phải có giải pháp làm mát bảo đảm được sự khống chế nhiệt độ bên trong thân đập nhằm đạt độ chặt đầm nén và dính kết giữa các lớp tốt nhất. Thí nghiệm và thực tiễn chứng minh rằng: Trộn chất phụ gia kéo dài ninh kết hiệu quả cao có thể nhằm tăng đáng kể tính dẻo, lưu động của hỗn hợp bê tông, giảm tổn thất hàm lượng nước là giải pháp hữu hiệu trong thi công thời tiết nóng.

b. Thi công mặt lớp:

Để nâng cao cường độ kết dính mặt lớp bê tông đầm lăn, áp dụng kỹ thuật: Rải lớp nghiêng, đạt hiệu quả khá tốt. Qua kết quả nghiên cứu và kinh nghiệm thực tiễn bột đá nguyên chất đã cải thiện đáng kể độ sệt và tính dễ đầm nén, tăng cường tính năng dính kết mặt lớp bê tông, nâng cao độ chặt và tính năng chống thấm của RCC.

Nghiên cứu kỹ thuật giảm nứt trong bê tông đầm lăn:

a. Nguyên nhân chính gây nứt của đập RCC:

Qua nghiên cứu hiện nay, thấy rằng: Ứng suất nhiệt là nguyên nhân chính dẫn đến hiện tượng nứt của đập RCC. Khi nhiệt độ không khí quá lạnh hoặc quá nóng, nhiệt độ ổn định của đập RCC cũng quá thấp hoặc quá cao, chênh lệch quá nhiều của nhiệt độ nền móng dễ phát sinh các khe nứt của đập RCC. Mức độ biến đổi nhiệt độ không khí trong năm và trong ngày đêm cũng rất dễ làm cho bề mặt RCC sản sinh khe nứt. Ứng suất nhiệt phát sinh trong RCC chủ yếu phát sinh do nhiệt thủy hóa diễn ra trong quá trình ninh kết của bê tông. Do đó, vấn đề kiểm soát và khống chế nhiệt của RCC trong quá trình thiết kế, thi công là rất quan trọng, cần được quan tâm.

b. Nghiên cứu khe nứt đập RCC:

Theo nghiên cứu, khe nứt của đập RCC đầm lăn được chia làm ba loại: Loại 1 - khe nứt có tính ổn định - tức là chiều rộng, chiều dài và độ sâu chỉ hình thành một lần, không phát triển thêm nữa; Loại 2- là khe nứt có tính co ngót - có đặc điểm thay đổi tùy thuộc vào sự thay đổi của nhiệt độ không khí, và sự thay đổi của tác dụng từ lực bên ngoài; Loại 3 - khe nứt có tính phát triển - đặc điểm là cùng với sự dịch chuyển của thời gian, khe nứt tiếp tục phát triển theo chiều sâu và chiều rộng. Trong các loại khe nứt trên thì loại khe nứt 3 có tính nguy hại cao, có nhiều nguyên nhân phát sinh loại khe nứt này, do đó cần nghiên cứu kỹ loại khe nứt này. Qua các nghiên cứu đã chứng minh rằng: Hiện tượng nứt trong RCC phụ thuộc rất nhiều vào tỉ lệ lượng dùng xi măng và lượng trộn phụ gia tro bay. Ngoài ra nhiệt độ môi trường cũng là nguyên nhân ảnh hưởng đến hiện tượng nứt của RCC.

Kết luận và kiến nghị:

Cùng với việc nghiên cứu khoa học chuyên sâu, hoàn thiện về lý luận thiết kế, đổi mới phương pháp thi công, công nghệ đập bê tông đầm lăn ở nước ta phát triển nhanh chóng. Tuy nhiên, ngay ở các công trình đã và đang xây dựng, vẫn còn một số vấn đề cần đi sâu nghiên cứu, các vấn đề kĩ thuật còn tồn tại cần giải quyết là:

- Cho biên soạn các tiêu chuẩn Việt Nam về thiết kế đập RCC, vật liệu RCC, thí nghiệm RCC, kỹ thuật thi công RCC.

-  Hiện tượng nứt của bê tông đầm lăn là một vấn đề phổ biến. Trong điều kiện nhiệt độ không khí, độ ẩm, tốc độ gió và bức xạ mặt trời, tiến hành nghiên cứu nguyên nhân và quy luật phát triển khe nứt, phương pháp giải quyết hạn chế sự xuất kiện và phát triển hiện tượng nứt của RCC là các nội dung cần nghiên cứu và giải quyết. Ngoài ra do đặc thù của phương pháp thi công RCC, mặt tiếp xúc giữa các lớp là khâu yếu nhất, hiện tượng nứt và nước thấm giữa các lớp là vấn đề mấu chốt, cần phải nghiên cứu vật liệu, giải quyết vấn đề: Vật liệu mới, tính kết dính mặt lớp bê tông cũ-mới, tính chống thấm của RCC.

- Dựa vào điều kiện khí hậu từng vùng và khu vực, từng đặc thù công nghệ thi công RCC, nghiên cứu biến đổi trường nhiệt độ và phân bố ứng suất nhiệt, đi sâu vào nghiên cứu lý thuyết mất nước do thời tiết, để xác định các chỉ tiêu RCC tại hiện trường (như trị số vận chuyển, tỉ lệ nước: ximăng, lượng sử dụng vữa trong một đơn vị thể tích ...)

- Việc tính toán bài toán nhiệt trong RCC phải được quan tâm đúng mức, hiện nay về cơ bản đã lập được mô hình tính toán nhiệt độ, ứng suất biến dạng phát sinh trong thời kì thi công và vận hành đập bê tông đầm lăn. Nhưng việc chọn thông số tính toán chưa có cơ sở khoa học, cần phải nghiên cứu tiếp theo. 

 

- Triển khai nghiên cứu quy hoạch các mỏ puzơlan và thí nghiệm phụ gia khoáng cho RCC.

Giải quyết được những vấn đề nêu trên, sẽ làm rõ thêm về lý thuyết và kĩ thuật đối với công nghệ RCC, là cơ sở và động lực quan trọng thúc đẩy phát triển công nghệ đập RCC ở Việt Nam.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Hướng dẫn thiết kế và xây dựng đập bê tông đầm lăn - Bộ NN&PTNT (tài liệu dịch) năm 2006.

[2]. Bê tông đầm lăn khối lớn - Bộ NN&PTNT(tài liệu dịch) năm 2006.

[3]. Khống chế nhiệt độ và phân khe trong đập trọng lực- Bộ NN&PTNT(tài liệu dịch) năm 2006.

Tác giả: ThS. Nguyễn Minh Việt - Viện Thủy điện & Năng lượng tái tạo

Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam

 
 
Các bài liên quan
 Một số kết quả nghiên cứu mới về bơm cột nước thấp (10/09/2010)
 Sử dụng vật liệu Nano để sản xuất thiết bị lọc nước sinh hoạt nhiễm asen (08/09/2010)
 Điều hành hệ thống hồ chứa với mục tiêu chống lũ và phát điện. Tác giả: GS.TS. Vũ Tất Uyên (26/07/2010)
 Tình trạng cạn kiệt trên hệ thống sông Hồng và kiến nghị giải pháp khắc phục (17/06/2010)
 Phần mềm văn phòng điện tử Q-Eoffice giải pháp nâng cao hiệu quả công tác quản lý (16/06/2010)
Thông báo
 Bảo vệ luận án TSKT cấp Viện (NCS. Nguyễn Thị Kim Dung) [24/05/2018]
 Tuyển sinh Chương trình đào tạo Thạc sĩ quốc tế chuyên ngành “Quản lý tổng hợp tài nguyên nước” (IWRM-SEA) và “Quản lý tài nguyên thiên nhiên” (NRM-SEA) [18/04/2018]
 Bảo vệ luận án TSKT cấp Viện (NCS. Phạm Văn Tùng) [14/03/2018]
 
Văn bản pháp quy
 
 
VIDEO
Xem tiếpxemtiep
 
 
LIÊN KẾT
 
 
THÔNG TIN HỮU ÍCH

Thời tiết



 
 
 
© Cơ quan chủ quản: VIỆN KHOA HỌC THỦY LỢI VIỆT NAMSố người đang online: 67
Địa chỉ: 171 Tây Sơn - Đống Đa - Hà Nội. Điện thoại: 84.43.8522086, Fax: 84.43.5632827 Tổng số người truy cập: 28,305,098
Giấy phép xuất bản số: 200/GP - BC, Cục Báo chí - BVHTT, cấp ngày 02/11/2005  
Ghi rõ nguồn 'Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam' hoặc 'VAWR.ORG.VN' khi bạn phát hành lại thông tin từ Website này.
® Powered by VAWR