Thạc Sĩ Nghiên cứu giải pháp tổ chức quản lý bảo đảm chất lượng khoan phụt vữa xử lý chống thấm nền công trì

LUẬN VĂN THẠC SỸ
NĂM 2014


​MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1
1. Tính cấp thiết của đề tài 1
2. Mục đích của đề tài . 1
3. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu . 2
4. Dự kiến kết quả đạt được 2
CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM KỸ THUẬT VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CHỐNG
THẤM NỀN CÔNG TRÌNH . 3
1.1. Mở đầu . 3
1.2. Các phương pháp xử lý làm tăng khả năng chống thấm của nền công trình . 3
1.2.1. Giải pháp chống thấm bằng tường nghiêng và sân phủ . 4
1.2.2. Giải pháp chống thấm bằng tường răng kết hợp lõi giữa . 5
1.2.3. Giải pháp chống thấm bằng tường hào bentonit 5
1.2.4. Giải pháp chống thấm bằng khoan phụt truyền thống . 6
1.2.5. Giải pháp chống thấm bằng cọc xi măng + đất (Công nghệ khoan phụt áp lực
cao) . 7
1.2.6. Giải pháp thay đất nền . 8
1.2.7. Giải pháp chống thấm bằng tường cừ 8
1.2.8. Các giải pháp kết hợp khác 9
1.3. Đặc điểm của công tác khoan phụt xử lý nền và những yêu cầu kỹ thuật khi thiết
kế, thi công màn chống thấm . 9
1.3.1. Đặc điểm của công tác khoan phụt xử lý nền . 9
1.3.2. Những yêu cầu kỹ thuật khi thiết kế, thi công màn chống thấm . 9
1.4. Đặc điểm của phương pháp khoan phụt xi măng trong nền đá . 10 1.5. Tổng quan về công nghệ khoan phụt ở Việt Nam và những tiến bộ công nghệ trên
thế giới 11
Kết luận chương 1 12
CHƯƠNG 2: NHỮNG GIẢI PHÁP CHỦ ĐỘNG TRONG THIẾT KẾ ĐỂ ĐẢM BẢO
CHẤT LƯỢNG MÀN CHỐNG THẤM BẰNG PHƯƠNG PHÁP KHOAN PHỤT XI
MĂNG . 13
2.1. Đặt vấn đề 13
2.2. Nhiệm vụ, đặc điểm màn chống thấm bằng phương pháp khoan phụt xi măng . 13
2.2.1. Nhiệm vụ của màn chống thấm 13
2.2.2. Đặc điểm của màn chống thấm 13
2.3. Những nhân tố ảnh hưởng đến cấu tạo và chất lượng màn chống thấm . 14
2.4. Những yêu cầu kỹ thuật khi thiết kế và thi công màn chống thấm bằng phương
pháp khoan phụt xi măng 15
2.4.1. Những yêu cầu kỹ thuật khi thiết kế màn chống thấm bằng phương pháp khoan
phụt xi măng . 15
2.4.2. Những yêu cầu kỹ thuật khi thi công màn chống thấm bằng phương pháp khoan
phụt xi măng . 15
2.5. Lựa chọn tiêu chuẩn thiết kế và thi công màn chống thấm bằng phương pháp
khoan phụt xi măng . 16
2.5.1. Lựa chọn tiêu chuẩn thiết kế . 16
2.5.2. Lựa chọn tiêu chuẩn thi công . 17
2.6. Lựa chọn các chỉ tiêu trong thiết kế màn chống thấm bằng phương pháp khoan
phụt xi măng . 18
2.7. Lựa chọn công nghệ và thiết bị thi công khoan phụt vữa màn chống thấm 18
2.7.1. Lựa chọn công nghệ khoan phụt . 18
2.7.2. Lựa chọn phương pháp khoan phụt 24 2.7.3. Lựa chọn thiết bị khoan phụt . 28
2.7.4. Lựa chọn vật liệu phụt 30
2.7.5. Chế tạo vữa phụt . 32
2.8. Xác định vị trí các hố khoan ngoài thực địa . 34
2.9. Xác định chiều sâu và phương các hố khoan 34
2.10. Xác định khoảng cách giữa các hố khoan . 35
2.11. Phụt thử nghiệm . 36
Kết luận chương 2 . 38
CHƯƠNG 3: QUẢN LÝ KỸ THUẬT VÀ GIÁM SÁT NGHIỆM THU TRONG QUÁ
TRÌNH THI CÔNG KHOAN PHỤT XI MĂNG XỬ LÝ CHỐNG THẤM . 39
3.1. Quản lý kỹ thuật trong thi công khoang phụt xi măng . 39
3.1.1. Nhiệm vụ và nội dung quản lý kỹ thuật trong thi công khoan phụt 39
3.1.2. Chế độ quản lý kỹ thuật trước khi thi công khoan phụt . 41
3.2. Quản lý chất lượng trong quá trình khoan phụt vữa xi măng 45
3.2.1. Những căn cứ để quản lý chất lượng khoan phụt vữa 45
3.2.2. Tổ chức kiểm tra giám sát chất lượng khoan phụt vữa 45
3.2.3. Nội dung và yêu cầu của công tác kiểm tra giám sát chất lượng . 47
3.3. Công tác thí nghiệm hiện trường xác định chất lượng khoan phụt vữa xi măng . 57
3.3.1. Những yêu cầu thí nghiệm xác định độ thấm nước 58
3.3.2. Tổ chức bố trí thí nghiệm . 60
3.3.3. Xử lý số liệu và đánh giá kết quả thí nghiệm . 62
3.4. Giám sát nghiệm thu khoan phụt vữa xi măng chống thấm 63
Kết luận chương 3 64 CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU KHOAN PHỤT VỮA XỬ LÝ
CHỐNG THẤM CHO NỀN CÔNG TRÌNH THỦY ĐIỆN LAI CHÂU 65
4.1. Giới thiệu tóm tắt công trình . 65
4.2. Điều kiện địa chất công trình vùng tuyến 68
4.2.1. Đặc điểm địa hình, địa mạo 68
4.2.2. Địa tầng thạch học 68
4.2.3. Nứt nẻ kiến tạo . 69
4.2.4. Địa chất thủy văn 71
4.3. Những yêu cầu chống thấm nền công trình 75
4.4. Lựa chọn giải pháp xử lý chống thấm cho nền công trình 75
4.5. Lựa chọn các chỉ tiêu thiết kế màn chống thấm của công trình 76
4.6. Lựa chọn công nghệ, thiết bị và vật liệu khoan phụt . 77
4.6.1. Lựa chọn công nghệ và phương pháp khoan phụt . 77
4.6.2. Lựa chọn thiết bị khoan phụt 78
4.6.3. Lựa chọn vật liệu phụt 78
4.7. Công tác khoan phụt thử nghiệm 79
4.8. Quy trình khoan phụt vữa nền đập công trình thủy điện Lai Châu 81
4.8.1. Công tác khoan và khoảng cách các lỗ . 82
4.8.2. Thiết kế hỗn hợp phụt 88
4.8.3. Công tác phụt vữa 89
4.9. Kiểm soát quá trình khoan phụt 93
4.9.1. Kiểm soát trong khi phụt 93
4.9.2. Kiểm soát sau khi phụt . 95 4.10. Đánh giá quá trình khoan phụt 95
4.11. Lập báo cáo . 95
4.12. Tổ chức thí nghiệm và nghiệm thu màn chống thấm . 96
Kết luận chương 4 100
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 101
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 104 DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1 – Tỷ lệ N/X ứng với lượng mất nước đơn vị . 33
Bảng 4.1 – Bảng thông số chính của công trình thủy điện Lai Châu 66
Bảng 4.2 – Bảng các hệ thống khe nứt chính khu vực công trình . 70
Bảng 4.3 – Bảng phân cấp khe nứt, đứt gãy kiến tạo khu vực công trình . 71
Bảng 4.4 – Bảng tổng hợp kết quả thấm hiện trường vùng tuyến đập 74
Bảng 4.5 – Phần trái mặt sau của bìa nhật ký phụt 94
Bảng 4.6 – Phần phải mặt sau của bìa nhật ký phụt 94 DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1 – Sơ đồ chống thấm bằng tường nghiêng và sân phủ 4
Hình 1.2 – Sơ đồ chống thấm bằng tường răng kết hợp lõi giữa 5
Hình 1.3 – Sơ đồ chống thấm bằng tường hào bentonit 5
Hình 1.4 – Sơ đồ chống thấm bằng khoan phụt truyền thống . 6
Hình 1.5 – Sơ đồ chống thấm bằng cọc xi măng + đất 7
Hình 1.6 – Sơ đồ chống thấm bằng tường cừ . 8
Hình 2.1 – Nguyên lý một số công nghệ khoan phụt chống thấm cho công trình thủy
lợi, thủy điện 19
Hình 2.2 – Sơ đồ khoan phụt có nút bịt . 20
Hình 2.3 – Đường cong giới hạn GIN cho khoan phụt . 21
Hình 2.4 – Sơ đồ phương pháp phụt vữa không tuần hoàn . 25
Hình 2.5 – Sơ đồ phương pháp phụt vữa tuần hoàn 26
Hình 3.1 – Mô hình về sự chịu trách nhiệm của Chủ đầu tư về chất lượng khoan phụt
thông qua các đơn vị và thí nghiệm hiện trường . 46
Hình 3.2 – Sơ đồ rửa lỗ khoan 50
Hình 3.3 – Sơ đồ bố trí lỗ khoan kiểm tra khi màn chống thấm chỉ có 1 hàng khoan .61
Hình 3.4 – Sơ đồ bố trí lỗ khoan kiểm tra khi màn chống thấm gồm 2 hàng khoan . 61
Hình 4.1 – Sơ đồ vị trí công trình thủy điện Lai Châu 65
Hình 4.2 – Sơ đồ bố trí màn khoan phụt chống thấm nền đập thủy điện Lai Châu 75
Hình 4.3 – Sơ đồ trình tự khoan phụt thử nghiệm . 81
Hình 4.4 – Sơ đồ mặt cắt dọc màn chống thấm đập Lai Châu tại vai trái . 83
Hình 4.5 – Sơ đồ khoan phụt chống thấm khu vực lòng sông 84
Hình 4.6 – Sơ đồ khoan phụt chống thấm tại hành lang cao độ 233.00m . 85 Hình 4.7 – Sơ đồ khoan phụt chống thấm tại hành lang cao độ 265.00m . 85
Hình 4.8 – Sơ đồ khoan phụt chống thấm tại cao độ 303.00m . 86
Hình 4.9 – Mặt bằng bố trí các lỗ khoan phụt . 87
Hình 4.10 – Thi công khoan phụt màn chống thấm nền đập Lai Châu . 91
Hình 4.11 – Đường cong giới hạn phụt vữa GIN của màn chống thấm đập thủy điện
Lai Châu 93
Hình 4.12 – Diễn giải thí nghiệm Lugeon 97
Hình 4.13 – Sơ đồ khoan phụt chống thấm 98
Hình 4.14 – Sơ đồ kiểm soát đối với các bước thực hiện khoan phụt . 99 LỜI CAM ĐOAN
Tên tôi là: Phạm Minh Hải
Học viên lớp: CH19QLXD
Đề tài luận văn cao học “Nghiên cứu giải pháp tổ chức quản lý bảo đảm chất
lượng khoan phụt vữa xử lý chống thấm nền công trình thủy lợi, thủy điện” được
trường Đại học Thủy lợi giao cho học viên Phạm Minh Hải. Được sự hướng dẫn của
TS Nguyễn Trung Anh và GS.TS Lê Kim Truyền, luận văn đã hoàn thành đúng thời
hạn quy định.
Tôi xin cam đoan với khoa Công trình và phòng Đào tạo trường Đại học Thủy
lợi đề tài nghiên cứu này là công trình của cá nhân tôi.
Hà Nội, ngày 20 tháng 8 năm 2013
Tác giả luận văn


Phạm Minh Hải LỜI CẢM ƠN
Luận văn Thạc sĩ chuyên ngành Quản lý xây dựng với đề tài “Nghiên cứu giải
pháp tổ chức quản lý bảo đảm chất lượng khoan phụt vữa xử lý chống thấm nền công
trình thủy lợi, thủy điện” được tác giả hoàn thành với sự giúp đỡ của phòng Đào tạo đại
học & sau đại học, khoa Công trình, các thầy, cô giáo trường Đại học Thủy lợi, cùng



các bạn bè, đồng nghiệp trong và ngoài trường. Tác giả luận văn xin chân thành cảm
ơn những sự giúp đỡ đó để tác giả hoàn thành tốt nhiệm vụ nghiên cứu của mình.
Đặc biệt, tác giả luận văn xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GS.TS Lê
Kim Truyền và TS Nguyễn Trung Anh đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo tận tình và cung
cấp các thông tin, tài liệu khoa học kỹ thuật cần thiết trong quá trình thực hiện luận văn
này.
Cuối cùng, tác giả xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè đã quan tâm, động
viên và khích lệ tác giả để luận văn sớm được hoàn thành. Do thời gian và trình độ
chuyên môn còn hạn chế nên luận văn không thể tránh khỏi những thiếu sót. Tác giả
rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến chỉ bảo của các thầy cô và đồng nghiệp.
Hà Nội, ngày 20 tháng 8 năm 2013
Tác giả luận văn


Phạm Minh Hải
1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của Đề tài
Công trình thủy lợi, thủy điện là những công trình có vốn đầu tư lớn từ vài
chục đến hàng ngàn tỷ đồng, nhiệm vụ chủ yếu là trữ nước, dùng cột nước để cấp
nước, phát điện, phòng lũ Nếu công trình bị thấm, mất nước thì hiệu quả đầu tư
sẽ thấp, đôi khi công trình không phát huy được tác dụng.
Công trình thủy lợi, thủy điện là sản phẩm đơn chiếc, nó không thể áp dụng
máy móc hoàn toàn một mẫu hình của công trình khác bởi nó phụ thuộc vào đặc
điểm tự nhiên, vị trí và nhiệm vụ công trình. Đặc biệt công tác chống thấm cho nền
phụ thuộc phần lớn vào đặc điểm địa chất, tính cơ lý của nền và cột nước công tác
của hồ chứa.
Công tác xử lý chống thấm cho nền nằm sâu dưới mặt đất, không thể quan
sát bằng mắt thường và khó đánh giá chất lượng công tác khoan phụt cho nên cần
có những giải pháp chủ động từ khâu thiết kế đến quá trình thi công, nghiệm thu để
chủ động đảm bảo chất lượng công trình đạt yêu cầu chống thấm đề ra.
Nền không xử lý chống thấm hoặc xử lý nhưng không đạt yêu cầu sẽ dẫn đến
mất nước, có thể gây xói ngầm làm công trình mất an toàn, sự cố vỡ đập có thể xảy
ra.
Với những đặc điểm và yêu cầu nêu trên, đề tài “Nghiên cứu giải pháp tổ
chức quản lý bảo đảm chất lượng khoan phụt vữa xử lý chống thấm nền công trình
thủy lợi, thủy điện” mang ý nghĩa thiết thực, cần thiết nhằm nâng cao hiệu quả đầu
tư, phòng ngừa các sự cố có thể xảy ra đối với các công trình thủy lợi, thủy điện.
2. Mục đích của Đề tài
Một là, nắm được đặc điểm kỹ thuật và nội dung các phương pháp phụt xi
măng xử lý chống thấm nền đập để có giải pháp quản lý bảo đảm chất lượng công
trình.
2

Hai là, đề xuất các phương pháp chủ động để đảm bảo chất lượng và kiểm tra
đánh giá chất lượng trong quá trình thi công và kết thúc công tác khoan phụt xi
măng.
Ba là, áp dụng phương pháp tổ chức quản lý công tác khoan phụt chống thấm
vào công trình cụ thể: Thủy điện Lai Châu
3. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
Cách tiếp cận:
- Tìm hiểu các tài liệu đã được nghiên cứu và ứng dụng;
- Khảo sát thực tế ở những công trình đã ứng dụng ở Việt Nam;
- Các đánh giá của các chuyên gia.
Phương pháp nghiên cứu:
- Nghiên cứu tổng quan lý thuyết và thực tiễn
- Nghiên cứu ứng dụng ở Việt Nam;
4. Kết quả dự kiến đạt được
Tổng quan về công tác khoan phụt chống thấm trong các công trình thủy lợi,
thủy điện hiện tại, đề xuất những giải pháp tổ chức quản lý phù hợp bảo đảm hiệu
quả, chất lượng công tác khoan phụt xi măng chống thấm cho nền công trình, áp
dụng cụ thể cho công trình Thủy điện Lai Châu.