Đồ án Thiết kế tổ chức thi công công trình Cửa Đạt 1

thưa thớt nên không tận dụng được nguồn lao động tại đây.Mặt khác ở đây thi công với cường độ lớn đường vận chuyển dài.vì vậy ta chọn phương án đào móng bằng cơ giới, cả 2 giai đoạn đều sử dụng máy đào 2,3m3, vận chuyển bằng ôtô tự đổ 12T, san ủi bằng máy ủi 110CV. Tra cuốn sổ tay máy chọn máy thi công của Vũ Văn Lộc do nhà xuất bản xây dựng xuất bản ta chọn loại máy như sau: * Máy đào : Hãng KOMATSU Mã hiệu PC – 400 Custom Trọng lượng 40,43 T Kích thước : Cao x dài x rộng = 3,45 x 7,355 x 3,43 m Cơ cấu di chuyển : Xích Gầu sấp, dung tích 2,3 m3 Bán kính đào lớn nhất 12,81 m * Ô tô tự đổ: Mã hiệu KPA3 – 221 Động cơ : RMZ-328 Trọng tải xe : 12 T. Trọng lượng xe : 12 T. Dung tích thùng xe : 14,3 m3. Kích thước xe : Dài.rộng.cao=7375 mm.2640 mm.2575mm. Số trục xe : 2 Khoảng cách giữa hai trục xe: 4780 mm * Máy ủi : Mã hiệu : D50A-16 Cơ cấu di chuyển : Bằng xích Công suất : 110 Kw Chiều dài ben : 3720 mm. Chiều cao ben : 875 mm. Góc cắt đất : 550 Sức kéo : 123 KN Vận tốc di chuyển : Tiến 2,6-9,1 Km/h ; lùi 3,5-7,9 Km/h Kích thước giới hạn : Dài.rộng.cao=4555 mm.2340 mm.2860 mm Trọng lượng : 1165 Kg 3.1.2.5 Tính toán số xe máy theo phương án chọn Số máy đào cần thiết cho các giai đoạn thi công đào móng. Áp dụng công thức: Trong đó: + nđào : Số máy đào cần thiết cho giai đoạn thi công. + Nđàođá : Năng suất thực tế của máy đào đá (m3/ca) + Qđàođá : Cường độ đào đá của giai đoạn (m3/ca) + Nđàođất : Năng suất thực tế của máy đào đất (m3/ca) + Qđàođât : Cường độ đào đất của giai đoạn (m3/ca) Tra định mức dự toán xây dựng cơ bản ban hành kèm theo CV1776-16-8-2007 của Bộ Xây Dựng. Mã hiệu Công tác xây lắp Thành phần hao phí Đơn vị Cấp đất II AB.25442 Đào móng bằng máy đào < 2,3 m3 Máy đào < 2,3 m3 Máy ủi < 110CV Ca Ca 0,165 0,036 AB.52141 Đào xúc đá sau nổ mìn lên phương tiện vận chuyển bằng máy đào < 2,3 m3 Máy đào < 2,3 m3 Máy ủi < 110CV Ca Ca 0,34 0,11 Ta có năng suất thực tế của máy đào là: Nđàođá = = 294,12 m3/ca Nđàođất= = 606,1 m3/ca Năng suất thực tế của máy ủi khi phục vụ đào móng là Nmáy uỉ = (m3/ca) Năng suất máy ủi phục vụ máy đào khi đào xúc đá là: Nmáy uỉ = (m3/ca) Chọn số máy ủi: nủi = Số ôtô cần thiết cho giai đoạn thi công là: nôtô = Tra định mức dự toán xây dựng cơ bản ban hành kèm theo CV1776-16-8-2007 của Bộ Xây Dựng. Mã hiệu Công tác xây lắp Thành phần hao phí Đơn vị Số lượng AB.41442 Vận chuyển đất bằng ô tô tự đổ phạm vi < 1000m Ô tô 12 tấn Ca 0,69 AB.42142 Vận chuyển tiếp cự ly < 2 km Ô tô 12 tấn Ca 0,32 Ta có số ca ô tô khi vận chuyển 100m3 đất là ca Mã hiệu Công tác xây lắp Thành phần hao phí Đơn vị Số lượng AB.53441 Vận chuyển đá bằng ô tô tự đổ phạm vi < 1000 m Ô tô 12 tấn Ca 1,261 AB.54141 Vận chuyển tiếp cự ly < 2 km Ô tô 12 tấn Ca 0,584 Ta có số ca ô tô khi vận chuyển 100m3 đá là Năng suất thực tế của ôtô (Ôtô di chuyển 2,5Km) : Nôtôđất = = 85,5 m3/ca Nôtôđá = = 46,8 m3/ca Bảng 3.3. Bảng tính toán xe máy cho công tác thi công đào móng Đợt Vật liệu Cường độ (m3/ca) Máy đào (Chiếc) Ôtô (Chiếc) Máy ủi (Chiếc) Sử dụng dự trữ Sử dụng dự trữ Sử dụng dự trữ 1 Đất 7903.1 13 3 92 17 3 1 Đá 3122.2 13 2 66 13 4 1 2 Đất 8104.2 13 3 95 19 3 1 Đá 3631.1 13 3 78 16 4 1 3 Đất 7564.7 13 3 89 18 3 1 Đá 1345.4 5 1 29 6 2 1 3.1.2.6 Kiểm tra sự phối hợp của xe máy. - Điều kiện phối hợp nhịp nhàng giữa ô tô và máy đào: Do khi tính toán lượng xe máy ta dùng định mức dự toán xây dựng cơ bản nên đảm bảo sự phối hợp nhịp nhàng của xe máy do đó không cần tính toán kiểm tra THIẾT KẾ TỔ CHỨC ĐẮP ĐẬP Phân chia các giai đoạn đắp đập 3.2.1.1 Thời gian thi công đập : Theo phương án dẫn dòng đã chọn thì thời gian thi công đập như sau : ** Năm thứ nhất : * Mùa khô : Đào móng đập vai phải. Tổ chức đắp đập bên vai phải đến cao trình +40 m. * Mùa lũ : Khai thác đá, cát, sỏi làm lớp đệm cho đập. Tiếp tục đào móng hai bên vai đập. ** Năm thứ hai : * Mùa khô : Đào móng đập phần tiếp giáp với lòng sông đổ bêtông bản chân, khoan phụt xử lý nền hai vai đập. Tiếp tục đắp đập thềm bờ phải lên cao trình +58.00 m Đắp đê quai dọc từ thượng lưu về hạ lưu. * Mùa lũ : Tiếp tục đổ bêtông bản chân, khoan phụt xử lý nền hai vai đập. Chuẩn bị thiết bị vật tư nhân lực phục vụ cho thi công năm thứ 3. ** Năm thứ ba: * Mùa khô : Đào móng và thi công phần đập đoạn lòng sông (220m) đến cao trình +50. Xử lý đoạn đập ở cao trình +50 để sẵn sàng dẫn dòng qua đoạn đập xây dở vào mùa lũ. Đắp đập vai trái lên cao trình +65.00 m Đổ bêtông bản chân. * Mùa lũ : Tiếp tục đắp đập vai trái lên cao trình +80.00 m Tiếp tục đắp đập bờ phải lên cao trình +75.00 m Thi công bản chân bản mặt ** Năm thứ tư : * Mùa khô : Đắp đập toàn tuyến đến cao trình vượt lũ +97m Đổ bêtông bản mặt đợt1 đến cao trình +50.00 m Tu sửa đê quai thượng, hạ lưu, tiêu nước và dọn lòng song trước và sau đập. * Mùa lũ : Tiếp tục đắp đập toàn tuyến phía hạ lưu đến cao trình +97m ** Năm thứ năm : * Mùa khô : Đắp đập toàn tuyến đến cao trình thiết kế +121.3m Đổ bêtông bản mặt đợt 2 đến cao trình +97.00 m * Mùa lũ : Hoàn thiện toàn bộ công trình Nghiệm thu và bàn giao công trình 3.2.1.2 Phân đợt đắp đập Phân đợt đắp đập phụ thuộc vào phương án dẫn dòng đã chọn ở đây ta bố trí đắp đập làm 7 đợt Đợt 1: Đắp đập phần bờ phải đến cao trình +40. m. Thời gian đắp đập là 3,5 tháng (mùa khô năm thứ nhất ). Đợt 2 : Tiếp tục thi công đập phía bờ phải đến +58.0 m, thời gian thi công đợt này khoảng 3 tháng ( thi công trong mùa khô năm thứ hai) Đợt 3 : Sau khi tiến hành chặn dòng , tiêu nước hố móng , bóc móng phần lòng sông , xử lí nền ta tiến hành đắp đập chính phần lòng sông đến cao trình + 50.0 m và bờ trái lên cao trình +65.00 thời gian đắp đập khoảng 6 tháng (mùa khô năm thi công thứ ba ). Đợt 4 : Tiến hành đắp đập phần bờ phải đến + 75.00, bờ trái đến +80.0 m. Thời gian thi công khoảng 3 tháng cuối mùa lũ năm thi công thứ ba. Đợt 5 : Tiến hành đắp đập toàn tuyến theo mặt cắt chống lũ đến + 97 m, thời gian thi công khoảng 6 tháng (mùa kiệt năm thi công thứ tư ). Đợt 6 : Tiến hành đắp đập toàn tuyến phần hạ lưu đến cao trình + 97m Thời gian thi công khoảng 6 tháng (mùa lũ năm thi công thứ tư ). Đợt 7 : Tiến hành đắp đập toàn tuyến từ +97 m đến cao trình thiết kế . (mùa kiệt năm thi công thứ năm ). 3.2.2. Tính khối lượng đắp đập từng giai đoạn Cách tính toán : Chia các đợt đắp đập thành nhiều phần nhỏ bởi các mặt cắt cách nhau 5m song song với mặt bằng đập . Vẽ diện tích dựa vào mặt cắt ngang đập và mặt cắt dọc đập. Biết diện tích các mặt cắt, khoảng cách giữa các mặt cắt ta tính được khối lượng đập theo công thức: Vi = .Zi với = Trong đó : Vi : Thể tích khối đá thứ i Fi : Diện tích mặt cắt thứ i Fi+1 : Diện tích mặt cắt thứ i+1 Zi : Khoảng cách giữa hai mặt cắt theo phương thẳng đứng Kết quả tính toán khối lượng đập theo đợt được trình bày ở các bảng dưới đây: Cao trình Chiều dài IIA IIIA IIIB IIIC IIIF IIID Z V L B FIIA B FIIIA B FIIIB B FIIIC B FIIIF B FIIID (m) (m) (m) (m2) (m) (m2) (m) (m2) (m) (m2) (m) (m2) (m) (m2) (m) (m3) +0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5 +5 27 0 0 0 0 40 1080 0 0 0 0 0 0 5 2700 +10 43.18 0 0 0 0 65 2806.7 0 0 0 0 0 0 5 9716.75 +15 58.74 3 176.22 4 234.96 94 5521.56 0 0 0 0 0 0 5 21848.6 +20 114.21 3 342.63 4 456.84 188.55 21534.3 0 0 0 0 0 0 5 70666.3 +25 153.9 3 461.7 4 615.6 192.85 29679.6 0 0 0 0 0 0 5 132727 +30 190.9 3 572.7 4 763.6 197.47 37697 0 0 71 13553.9 0 0 5 208360 +35 193.5 3 580.5 4 774 198.1 38332.4 0 0 59.6 11532.6 0 0 5 259517 +39 198.35 3 595.05 4 793.4 198.4 39352.6 0 0 48 9520.8 0 0 4 202963 Tæng 908498 Bảng 3.4. Bảng tính toán khối lượng đắp đá đợt 1(Vai phải ) Khối lượng đắp đá IIA là : 11568,6 m3 Khối lượng đắp đá IIIA là : 15424,8 m3 Khối lượng đắp đá IIIB là : 742797 m3 Khối lượng đắp đá IIIC là : 0 m3 Khối lượng đắp đá IIIF là : 138708 m3 Khối lượng đắp đá IIID là : 0 m3 Tổng khối lượng đắp đá là : 908498 m3 Bảng 3.5. Bảng tính toán khối lượng đắp đá đợt 2 (Vai phải ) Cao trình Chiều dài IIA IIIA IIIB IIIC IIIF IIID Z V L B FIIA B FIIIA B FIIIB B FIIIC B FIIIF B FIIID (m) (m) (m) (m2) (m) (m2) (m) (m2) (m) (m2) (m) (m2) (m) (m2) (m) (m3) +39 198.4 3 595.05 4 793.4 198.4 39352.6 0.0 0.0 48 9520.8 0 0 +45 200.4 3 601.2 4 801.6 199.0 39879.6 0.0 0.0 30.6 6132.24 0 0 6 293030 +50 199.7 3 599.1 4 798.8 199.5 39834.2 95.5 19071.4 17 3394.9 3.44 686.968 5 230104 +55 199.2 3 597.6 4 796.8 96.9 19292.5 90.2 17961.9 0 0 3.44 685.248 5 250811 +58 200.2 3 600.6 4 800.8 88.9 17787.8 84.8 16977.0 0 0 3.44 688.688 3 76188.9 Tæng 850133 Khối lượng khối đắp IIA là : 10779,5 m3 Khối lượng khối đắp IIIA là : 14372,6 m3 Khối lượng khối đắp IIIB là : 621878 m3 Khối lượng khối đắp IIIC là : 127522 m3 Khối lượng khối đắp IIID là : 70777 m3 Khối lượng khối đắp IIIF là : 4804,5 m3 Tổng khối lượng đắp đá là : 850133 m3 Bảng 3.6. Bảng tính toán khối lượng đắp đá đợt 3 Vị trí đắp Cao trình Chiều dài IIA IIIA IIIB IIIC IIIF IIID Z V Lòng sông L B FIIA B FIIIA B FIIIB B FIIIC B FIIIF B FIIID (m) (m) (m) (m2) (m) (m2) (m) (m2) (m) (m2) 89.2 10097.4 (m) (m2) (m) (m3) +24 113.2 3 339.6 4 452.8 207 23432.4 0 0 71.2 11142.8 +30 156.5 3 469.5 4 626 208.1 32567.7 0 0 56.2 9587.72 0 0 6 237385 +35 170.6 3 511.8 4 682.4 208.6 35587.2 0 0 41.2 7626.12 0 0 5 227938 +40 185.1 3 555.3 4 740.4 209.2 38722.9 0 0 26.2 5216.42 0 0 5 235035 +45 199.1 3 597.3 4 796.4 209.7 41751.3 0 0 12 2554.8 0 0 5 240015 +50 212.9 3 638.7 4 851.6 210.2 44751.6 0 0 0 0 5 242895 Vai trái. +50 62.9 3 188.7 4 251.6 100.6 6327.74 101.4 6378.06 0 0 3.44 216.376 5 +55 61.8 3 185.4 4 247.2 98.2 6068.76 94.9 5864.82 0 0 3.44 212.592 5 64853.1 +60 98.4 3 295.2 4 393.6 90.2 8875.68 88.4 8698.56 0 0 3.44 338.496 5 77950.8 +65 124.7 3 374.1 4 498.8 82.2 10250.3 81.9 10212.9 0 0 3.44 428.968 5 100917 Tổng 1426988 Khối lượng khối đắp IIA là : 17329,8 m3 Khối lượng khối đắp IIIA là : 23106,4 m3 Khối lượng khối đắp IIIB là : 1057772 m3 Khối lượng khối đắp IIIC là : 114294 m3 Khối lượng khối đắp IIID là : 4368,8 m3 Khối lượng khối đắp IIIF là : 210116 m3 Tổng khối lượng đắp đá là : 1426988 m3 Bảng 3.7. Bảng tính toán khối lượng đắp đá đợt 4 Vị trí đắp Cao trình Chiều dài IIA IIIA IIIB IIIC IIIF IIID Z V L B FIIA B FIIIA B FIIIB B FIIIC B FIIIF B FIIID (m) (m) (m) (m2) (m) (m2) (m) (m2) (m) (m2) (m) (m2) (m) (m2) (m) (m3) Vai phải +58 198.4 3 595.2 4 793.6 95 18848 92.3 18312.3 0 0 3.44 682.496 +60 199.7 3 599.1 4 798.8 87.1 17393.9 85.8 17134.3 0 0 3.44 686.968 2 113767 +65 202.2 3 606.6 4 808.8 79.04 15981.9 79.3 16034.5 0 0 3.44 695.568 5 176851 +70 191.4 3 574.2 4 765.6 71.06 13600.9 72.8 13933.9 0 0 3.44 658.416 5 159151 +75 188.4 3 565.2 4 753.6 63.1 11888 63.3 11925.7 0 0 3.44 648.096 5 138284 Vai trái +65 119.6 3 358.8 4 478.4 82.2 9831.12 81.9 9795.24 0 0 3.44 411.424 +70 122.6 3 367.8 4 490.4 74.3 9109.18 75.4 9244.04 0 0 3.44 421.744 5 101270 +75 128.6 3 385.8 4 514.4 60.7 7806.02 65.9 8474.74 0 0 3.44 442.384 5 93141.3 +80 133.4 3 400.2 4 533.6 58.3 7777.22 59.4 7923.96 0 0 3.44 458.896 5 86793.1 Tổng 869257 Khối lượng khối đắp IIA là : 16271.7 m3 Khối lượng khối đắp IIIA là : 21695.6 m3 Khối lượng khối đắp IIIB là : 404078 m3 Khối lượng khối đắp IIIC là : 408554 m3 Khối lượng khối đắp IIID là : 18658.2 m3 Khối lượng khối đắp IIIF là : 0 m3 Tổng khối lượng đắp đá là : 869257 m3 Bảng 3.8. Bảng tính toán khối lượng đắp đá đợt 5 Cao trình Chiều dài IIA IIIA IIIB IIIC IIIF IIID Z V L B FIIA B FIIIA B FIIIB B FIIIC B FIIIF B FIIID (m) (m) (m) (m2) (m) (m2) (m) (m2) (m) (m2) (m) (m2) (m) (m2) (m) (m3) +50 150 3 450 4 600 106.2 15930 44.88 6732 0 0 0 0 +55 165 3 495 4 660 98.2 16203 38.3 6319.5 0 0 0 0 5 118474 +60 180 3 540 4 720 90.2 16236 31.9 5742 0 0 0 0 5 117289 +65 195 3 585 4 780 82.2 16029 25.4 4953 0 0 0 0 5 113963 +70 223.8 3 671.4 4 895.2 74.3 16628.3 18.9 4229.82 0 0 0 0 5 111929 +75 237.6 3 712.8 4 950.4 66.3 15752.9 9.38 2228.69 0 0 0 0 5 105174 +80 440.2 3 1320.6 4 1760.8 58.3 25663.7 5 2201 0 0 0 0 5 126477 +85 599.3 3 1797.9 4 2397.2 46.7 27987.3 0 0 0 0 0 0 5 157821 +90 615.7 3 1847.1 4 2462.8 32.24 19850.2 0 0 0 0 0 0 5 140856 +97 627.3 3 1881.9 4 2509.2 25 15682.5 0 0 0 0 0 0 7 125292 Tổng 1047275 Khối lượng khối đắp IIA là : 41017,5 m3 Khối lượng khối đắp IIIA là : 54690 m3 Khối lượng khối đắp IIIB là : 806367 m3 Khối lượng khối đắp IIIC là : 145200 m3 Khối lượng khối đắp IIIF là : 0 m3 Khối lượng khối đắp IIID là : 0 m3 Tổng khối lượng đắp đá là : 1047275 m3 Bảng 3.9. Bảng tính toán khối lượng đắp đá đợt 6 Cao trình Chiều dài IIA IIIA IIIB IIIC IIIF IIID Z V L B FIIA B FIIIA B FIIIB B FIIIC B FIIIF B FIIID (m) (m) (m) (m2) (m) (m2) (m) (m2) (m) (m2) (m) (m2) (m) (m2) (m) (m3) +50 150 0 0 0 0 0 0 56.49 8473.5 0 0 3.44 516 +55 165 0 0 0 0 0 0 56.49 9320.85 0 0 3.44 567.6 5 47195 +60 180 0 0 0 0 0 0 56.49 10168.2 0 0 3.44 619.2 5 51690 +65 195 0 0 0 0 0 0 56.49 11015.6 0 0 3.44 670.8 5 56184 +70 223.8 0 0 0 0 0 0 56.49 12642.5 0 0 3.44 769.872 5 62747 +75 237.6 0 0 0 0 0 0 56.49 13422 0 0 3.44 817.344 5 69129 +80 440.2 0 0 0 0 0 0 56.49 24866.9 0 0 3.44 1514.29 5 101551 +85 599.3 0 0 0 0 3.62 2169.47 52.9 31703 0 0 3.44 2061.59 5 155788 +90 615.7 0 0 0 0 10.12 6230.88 46.37 28550 0 0 3.44 2118.01 5 182082 +97 627.3 0 0 0 0 13.4 8405.82 43.1 27036.6 0 0 3.44 2157.91 7 153124 Tổng 819491 Khối lượng khối đắp IIA là : 0 m3 Khối lượng khối đắp IIIA là : 0 m3 Khối lượng khối đắp IIIB là : 44720 m3 Khối lượng khối đắp IIIC là : 727737 m3 Khối lượng khối đắp IIID là : 47033.4 m3 Khối lượng khối đắp IIIF là : 0 m3 Tổng khối lượng đắp đá là : 819491 m3 Bảng 3.10. Bảng tính toán khối lượng đắp đá đợt 7 Cao trình Chiều dài IIA IIIA IIIB IIIC IIIF IIID Z V L B FIIA B FIIIA B FIIIB B FIIIC B FIIIF B FIIID m m m m2 m m2 m m2 m m2 m m2 m m2 m m3 +97 639 3 1917 4 2556 28.9 18467.1 36.2 23131.8 0 0 3.44 2198.2 3 +100 792.8 3 2378.4 4 3171.2 20.9 16569.5 26.8 21247 0 0 3.44 2727.2 5 135908.6 +105 857.4 3 2572.2 4 3429.6 12.9 11060.5 20.3 17405.2 0 0 3.44 2949.5 5 208775.8 +110 900 3 2700 4 3600 4.9 4410 13.8 12420 0 0 3.44 3096.0 5 159107.3 +115 950 3 2850 4 3800 0 0 8.4 7980 0 0 3.44 3268.0 5 110310.0 +121.3 1012 3 3036 4 4048 0 0 7 7084 0 0 3.44 3481.3 6.3 111973.9 Tổng 973685 Khối lượng khối đắp IIA là : 78208,7m3 Khối lượng khối đắp IIIA là : 104278 m3 Khối lượng khối đắp IIIB là : 296917 m3 Khối lượng khối đắp IIIC là : 404602 m3 Khối lượng khối đắp IIID là : 89679,3 m3 Khối lượng khối đắp IIIF là : 0 m3 Tổng khối lượng đắp đá là : 973685 m3 Bảng 3.11. Bảng tổng hợp khối lượng đắp đá theo các đợt Đợt IIA IIIA IIIB IIIC IIIF IIID Tổng (m3) (m3) (m3) (m3) (m3) (m3) (m3) 1 11568.6 15424.8 742797.0 0.0 138708.0 0.0 908498 2 10779.5 14372.6 621878.0 127522.0 4804.5 70777.2 850134 3 17330 23106 1057772 114294 210116 4369 1426988 4 16272 21696 404078 408554 0 18658 869258 5 41018 54690 806367 145200 0 0 1047275 6 0 0 74720 727737 0 47033 849491 7 78209 104278 296917 504602 0 89679 973685 Tổng khối lượng 175176 233567 4004530 2027909 353629 230517 6925327.8 3.2.3. Cường độ khai thác vật liệu Ứng với mỗi giai đoạn tính toán ở trên ta tính cường độ khai thác đá tính theo công thức: Qđào = Trong đó: Qđào : Cường độ đào đá theo yêu cầu. T : Số ngày thi công theo tiến độ yêu cầu . n : Số ca làm việc trong ngày n = 3ca Vđào : Khối lượng cần đào để đảm bảo đủ khối lượng đắp. Vđào : Khối lượng đá nguyên khai cần khai thác được tính từ khối lượng đá cần đắp theo công thức: Vđào = Vđắp Trong đó : Vđắp : Khối lượng đắp theo yêu cầu thiết kế. K : Hệ số sử dụng đá ở công trường Cửa Đạt, quá trình khai thác đá đắp đập có các loại tổn thất sau: Tổn thất ở bãi vật liệu ( do sót, không xúc đào hết): Tổn thất này từ (3-5)% Tổn thất do vận chuyển rơi vãi dọc đường: Tổn thất này bằng (1,5-2,5)% Lượng đá tăng lên do lún: Lấy bằng 1% Vậy với trình độ khai thác tốt nhất K = 95% Với trình độ khai thác trung bình K = 93% Với trình độ khai thác kém nhất K = 91% Ở đây ta lấy K = 91% gTK : Dung trọng thiết kế của đá trong thân đập, gTK = 2,1 T/m3 gNK : Dung trọng của đá nguyên khai tại mỏ đá, gNK = 2,65 T/m3 Bảng 3.12. Bảng tính toán cường độ ,khối lượng yêu cầu cho từng đợt Đợt Vđắp Vđào T n Qđào (m3) (m3) (ngày) (ca) (m3/ca) 1 908498 791145 98 3 2691.0 2 850134 740320 84 3 2937.8 3 1426988 1242660 140 3 2958.7 4 869258 756973 144 3 1752.3 5 1047275 911995 168 3 1809.5 6 849491 739760 150 3 1643.9 7 973685 847911 168 3 1682.3 Tổng 6925328 6030764 3.2.4. Chọn máy và thiết bị đắp đập cho từng giai đoạn Theo nguyên tắc : Phát huy cao nhất năng suất máy chủ đạo (máy đào xúc đá). Số lượng máy trong dây chuyền được quyết định bởi cường độ thi công yêu cầu theo tiến độ Việc lựa chọn thành phần dây chuyền đồng bộ phải được so sánh các phương án theo các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật. Căn cứ để chọn máy đào và vận chuyển : Khối lượng và cường độ thi công . Cự ly vận chuyển. Đặc điểm khai thác ở bãi vật liệu :dày, mỏng ,nông ,sâu . Phân bố chất đá theo chiều dầy 3.2.4.1. Chọn thiết bị thi công Do khối lượng đắp đập lớn, khoảng cách từ bãi vật liệu đến đập khá xa, vật liệu đắp là đá kích thước lớn nên phương pháp thi công phải là phương pháp cơ giới. Do vật liệu đá khai thác bằng phương pháp nổ mìn, bãi vật liệu ở xa nên phương pháp bốc xúc vận chuyển vật liệu hợp lý nhất là dùng máy đào gầu ngửa kết hợp với ô tô tự đổ. Trong phương án này ta chọn thiết bị máy thi công bao gồm: Máy đào, máy ủi 110CV, ôtô vận chuyển tự đổ. Thi công trên mặt đập bằng tổ hợp ô tô, máy ủi và máy đầm. Tra cuốn sổ tay máy chọn máy thi công của Vũ Văn Lộc do nhà xuất bản xây dựng xuất bản ta chọn loại máy như sau: * Máy đào : Hãng KOMATSU Mã hiệu PC – 400 Custom Trọng lượng 40,43 T Kích thước : Cao x dài x rộng = 3,45 x 7,355 x 3,43 m Cơ cấu di chuyển : Xích Gầu sấp, dung tích 2,3 m3 Bán kính đào lớn nhất 12,81 m * Ô tô tự đổ: Mã hiệu :725 Hãng sản xuất : CATERPILLAR Động cơ : 3176C ATAAC Công suất lý thuyết : 279 Cv Sức chở lớn nhất của xe : 22,7 T. Trọng lượng xe : 21,72 T. Dung tích thùng xe : 10,4 m3. Kích thước xe : Dài x rộng x cao = 9,92m x 2,82m x 3,44m. Khoảng cách giữa hai trục xe : 4,67 m. * Máy ủi : Chọn loại KOMATSU công suất 110CV có các thông số sau: Mã hiệu : D50A-16 Cơ cấu di chuyển : Bằng xích Công suất : 110 Cv Chiều dài ben : 3720 mm. Chiều cao ben : 875 mm. Góc cắt đất : 550 Sức kéo : 123 KN Vận tốc di chuyển : Tiến 2,6-9,1 Km/h ; lùi 3,5-7,9 Km/h Kích thước giới hạn : Dài.rộng.cao=4555 mm.2340 mm.2860 mm Trọng lượng : 1165 Kg. * Chọn máy đầm và phương pháp đầm Công tác đầm nén khi thi công đập đá đổ là một công tác giữ vai trò quan trọng bậc nhất bởi vì có đầm nén đạt tiêu chuẩn thì độ lún của bản thân vật liệu đập nhỏ đảm bảo cho lớp bê tông bản mặt không bị biến dạng nhiều và không bị phá hoại. Trước kia do công nghệ thi công còn thấp nên đập đá đổ bê tông bản mặt chưa được áp dụng tại nước ta, tuy nhiên trong vài năm gần đây do áp dụng được công nghệ thi công tiên tiến nên loại đập này đã được xây dựng ở nước ta. Công nghệ ở đây chính là việc áp dụng loại máy đầm rung, trọng lượng của máy đầm khi làm việc rất lớn do đó đá đắp đật được dung trọng rất lớn, độ lún bản thân vật liệu thân đập khi vận hành rất nhỏ, mặt khác do bản mặt thi công sau khi đắp đá nên dộ lún của nền gần như đã đạt được độ lún cuối cùng nên bản mặt đảm bảo làm việc an toàn Từ những phân tích trên ta chọn loại máy đầm để đầm nén đập đá đổ bê tông bản mặt là loại máy đầm rung. Tra sổ tay máy chọn máy thi công của Vũ Văn Tĩnh do nhà xuất bản xây dựng xuất bản ta chọn được máy đầm rung có đặc tính như sau : Hãng : SAKAI HEADVY IND Mã hiệu : PV70 Loại tự hành bánh lốp 1 trống rung trơn Trọng lượng 7,2 T Lực rung lớn nhất 22 T Tần số rung: 1600 lần/phút Kích thước giới hạn dài x rộng x cao = 5,22x2,275x1,5m Chiều rộng vệt đầm : 1,95 m Bán kính quay min 5,8 m Con lăn chủ động : rộng 1,45 m , đường kính 0,95 m Con lăn dẫn hướng : rộng 1,1 m , đường kính 0,78 m Động cơ DIEZEL Công suất 64 Cv. Quá trình nén chặt của đá chịu ảnh hưởng của rất nhiều nhân tố như: loại đá, kích thước hạt đá (Dmax, cấp phối đá…), áp suất đầm, trọng lượng của công cụ đầm, số lần đầm, phương pháp đầm, độ dày rải đá và hình thức kết cấu đập đá đổ.… Chọn phương pháp đầm: Các phương pháp đầm rung thường dùng là Phương pháp đầm vòng : Dùng với đoạn công tác rộng, có thể tổ hợp từ 2 đến 3 đầm do một máy kéo điều khiển. Phương pháp này cho năng suất tương đối cao, nén chặt đều, nhưng ở 4 góc của mặt công tác khó tránh khỏi đầm sót và đầm trùng. Tại chỗ máy quay vòng đá bị tác dụng của lực cắt và lực xoáy tương đối lớn nên kết cấu của đá dễ bị phá hoại. Do đó không tránh khỏi việc chất lượng đầm ở 2 đầu đoạn không đạt yêu cầu. Phương pháp đầm tiến lùi: Thường dùng với đoạn công tác hẹp nhưng cũng thích hợp với đoạn công tác rộng. Đặc điểm phương pháp này là thao tác đơn giản nhưng ở 2 đầu đoạn công tác phải thay đổi hướng chạy nên ảnh hưởng đến năng suất đầm. 3.2.4.2. Tính số lượng máy đào, máy ủi tại bãi vật liệu và số ô tô chở vật liệu Số gầu xúc đầy ôtô được xác định theo . Trong đó : m : Số gầu xúc đầy ôtô (Chọn số nguyên) Q : Tải trọng ôtô (Tấn) q : Dung tích gầu của máy đào (m3). g: Dung trọng của đá sau khi nổ mìn; g = 1,8 (T/m3) KH : Hệ số đầy gầu KH = 0,8 Thay số vào công thức ta có : Vậy số gầu xúc đầy ô tô m = 5 là hợp lý Số máy đào cần thiết cho các giai đoạn thi công. Áp dụng công thức: nđào Trong đó: nđào : Số máy đào cần thiết cho giai đoạn thi công. Qđào : Cường độ đào theo giai đoạn (m3/ca). Nđào : Năng suất thực tế của máy đào (m3/ca) Tra định mức dự toán xây dựng cơ bản ban hành kèm theo CV1776-16-8-2007 của Bộ Xây Dựng. Mã hiệu Công tác xây lắp Thành phần hao phí Đơn vị Số lượng AB.52141 Xúc đá sau khi nổ mìn lên phương tiện vận chuyển bằng máy đào £ 2,3m3 Nhân công 3,5/7 Máy đào £2,3m3 Máy ủi 110 Cv Công Ca Ca 1,8 0,34 0,11 Ta có năng suất thực tế của máy đào: Nđào = (m3/ca) và năng suất dùng tính toán số máy ủi (không phải là năng suất thực tế của ủi) là Nủi = (m3/ca) Số máy ủi và máy đào dùng xúc đá tại bãi vật liệu tính toán như sau: Số máy đào: nđào = ; Số máy ủi phục vụ máy đào nủi = Trong đó Qđào là cường độ khai thác đá tại bãi vật liệu tính toán ở bảng 3.12 Số lượng ô tô được tính theo công thức: nôtô = Trong đó : Nôtô - Năng suất thực tế của 1 ôtô (m3/ca). Cự ly vận chuyển từ bãi vật liệu đến đập khoảng 5 km. Tra định mức dự toán xây dựng cơ bản ban hành kèm theo CV1776-16-8-2007 của Bộ Xây Dựng. Mã hiệu Công tác xây lắp Thành phần hao phí Đơn vị Số lượng AB.53451 Vận chuyển đá bằng ô tô tự đổ phạm vi < 1000m Ô tô 22 tấn Ca 0,927 AB.54251 Vận chuyển tiếp cự ly £ 4 km Ô tô 22 tấn Ca 0,343 Số ca cần thiết để ô tô vận chuyển hết 100m3 từ bãi vật liệu đế mặt đập ( cự ly 5 km) là 0,927+0,343.(5-1) = 2,299 ca Năng suất thực tế của ô tô chở đá: Nô tô chở đá = = 43,5 (m3/ca). Số máy móc cần dự trữ lấy bằng (20 -30)% số máy cần thiết phục vụ thi công. Kết quả tính toán thể hiện trong bảng 3.13 Bảng 3.13. Bảng tính toán máy thi công tại bãi vật liệu và ô tô vận chuyển Đợt QĐào Số máy cần Số máy dự trữ (m3/ca) nĐào nủi nô tô nĐào nủi nô tô 1 2691 10 3 62 2 1 13 2 2937.8 10 4 68 2 1 14 3 2958.7 10 4 68 2 1 14 4 1752.3 6 2 40 2 1 8 5 1809.5 7 2 42 2 1 9 6 1643.9 6 2 38 2 1 8 7 1682.3 6 2 39 2 1 8 3.2.4.3. Tính số lượng máy thi công trên mặt đập Do công tác san đá trong thi công đập đá đổ không yêu cầu độ phẳng và tạo độ dốc nên việc san đá chỉ dùng máy ủi chứ không dùng máy san. Ta chọn loại máy ủi công suất 180Cv làm nhiệm vụ san đá Tra định mức dự toán xây dựng cơ bản ban hành kèm theo CV1776-16-8-2007 của Bộ Xây Dựng. Đơn vị tính: 100m3 Mã hiệu Công tác xây lắp Thành phần hao phí Đơn vị Số lượng AB.68120 Đắp đá lớp chuyển tiếp giữa lớp đệm và thân đập bằng đá có Dmax<400mm Nhân công 3,0/7 Máy ủi 180 Cv Ô tô tưới nước 9m3 Đầm rung tự hành 25T Máy đào £2,3m3 công ca ca ca ca 3,0 0,263 0,234 0,486 0,066 AB.68210 Đắp đá thân đập bằng đá Dmax£800mm Nhân công 3,0/7 Máy ủi 180 Cv Ô tô tưới nước 9m3 Đầm rung tự hành 25T công ca ca ca 3,0 0,263 0,234 0,521 AB.68220 Đắp đá thân đập bằng đá Dmax£1200mm Nhân công 3,0/7 Máy ủi 180 Cv Ô tô tưới nước 9m3 Đầm rung tự hành 25T công ca ca ca 3,0 0,263 0,234 0,347 Như vậy ta có năng suất thực tế của máy ủi 180Cv và máy đầm khi đắp đá lớp IIIA, IIIB, IIIC đều như nhau: Nủi = m3/ca Nđầm = m3/ca Nôtô tưới = m3/ca Ta tính được số lượng máy móc cần thiết cho công tác thi công trên mặt đập trong các giai đoạn đắp đập như sau: Số máy ủi 180 Cv: nủi = ; Số ô tô tưới nước 9m3: nô tô = Số máy đầm 25T: nđầm = ; Số máy dự trữ chọn bằng 20% số máy cần thiết, kết quả tính toán thể hiện trong bảng 3.15 Bảng 3.15. Bảngtính số lượng máy thi công trên mặt đập trong các đợt. Đợt Vđắp (m3) Qđắp (m3/ca) Số máy ủi Số ô tô tưới Số máy đầm Số máy ủi dự trữ Số ô tô tưới dự trữ Số máy đầm dự trữ 1 908498 3090.1 9 8 11 2 2 2 2 850134 3373.5 9 8 12 2 2 3 3 1426988 3397.6 9 8 12 2 2 3 4 869258 2012.2 6 5 7 1 1 2 5 1047275 2077.9 6 6 8 1 1 2 6 849491 1887.8 5 5 7 1 1 2 7 973685 1931.9 5 5 7 1 1 2 .3.2.5. Trình tự và biện pháp thi công đắp đập 3.2.5.1. Trình tự đắp đập Trình tự đắp các lớp đá là theo thứ tự đắp lớp IIIC đến IIIB đến IIIA cuối cùng là lớp đệm IIA. Ở hạ lưu sau khi rải lớp IIIC ta rải tiếp lớp IIID là lớp bảo vệ mái hạ lưu. Chiều dày mỗi lớp rải có liên quan đến cấp phối của đá, tải trọng đầm, số lần đầm và dung trọng thiết kế của đá sau khi đầm, chiều dày tối thiểu của mỗi lớp rải phải đảm bảo điều kiện h ³ 1,2Dmax, trong đó Dmax là đường kính lớn nhất của lớp vật liệu, để xác định chiều dày mỗi lớp rải phải tiến hành thí nghiệm, theo tài liệu thí nghiệm ta lấy chiều dày lớp rải của các vùng đá như sau: Vùng đá chính IIIB ta rải các lớp đá có chiều dày 80cm Vùng đá hạ lưu IIIC có Dmax = 80cm, chiều dày mỗi lớp rải là h = 120 cm Vùng đệm đặc biệt IIA rải các lớp đá có chiều dày h = 40cm Vùng đá chuyển tiếp IIIA có chiều dày rải đá bằng một nửa chiều dày lớp IIIB h = 40cm 3.2.5.2. Biện pháp thi công đắp đập Thi công đắp đá trên mặt đập bằng tổ hợp ô tô, máy ủi, máy đầm. Ô tô tự đổ chở vật lệu từ mỏ đá và bãi trữ lên mặt đập, đổ vật liệu theo từng đống sau đó dùng ủi có công suất 180Cv san phẳng theo huớng dọc đập, chiều dày mỗi lớp theo vùng vật liệu như đã nói ở trên. Khi đổ vật liệu nên đổ lấn dần và san theo mặt phẳng nằm ngang sao cho vật liệu không bị không bị phân lớp hoặc tạo thành lỗ rỗng lớn, sau mỗi lớp đổ cần dùng máy trắc đạc để kiểm tra chiều dày lớp đổ, nếu đổ quá dày thì phải xử lý ngay Sau khi san phảng xong dùng ô tô stec 9m3 tưới nước đều trên mỗi lớp rải trước khi đầm, lượng nước tưới bằng 10-15% của khối lượng đá, mục đích của việc tưới nước trước khi đầm là giảm ma sát của đá, giúp cho các viên đá dịch chuyển dễ dàng hơn, giảm số lần đầm và hiệu quả đầm nén được tốt hơn. Tiến hành đầm đá bằng loại máy đầm rung 25 tấn tốc độ di chuyển 1,5 đến 1,8 km/h, số lượt đầm xác định theo thí nghiệm, với lớp IIIB là từ 8 ¸10 lần, với lớp IIIC số lần đầm là 6 ¸ 8 lần. Đầm theo phương pháp tiến lùi, các vệt đầm trùng nhau 1m Hình 3.4. Tổ hợp máy thi công trên mặt đập Sau khi đầm xong một lớp phải tiến hành kiểm tra dung trọng của đá. Nếu lớp đá có dung trọng nhỏ hơn dung trọng thiết kế thì phải tiến hành đầm tiếp còn nếu đã đạt được dung trọng thiết kế thì tiến hành rải lớp vật liệu tiếp theo Với lớp đệm IIA mỗi lớp rải có chiều dày 40cm tiến hành đắp ngay sau khi đắp xong lớp IIIA, đầm trên mặt bằng máy đầm rung, đầm phía mái bằng quả đầm 16T rung lăn, quả đầm được kéo lên xuống bằng tời đặt trên đỉnh mái, đầm chỉ rung khi kéo lên còn theo chiều xuống chỉ lăn tĩnh gọt sửa mái bằng máy đào kết hợp với thủ công theo đúng với thiết kế. Vùng tiếp giáp giữa lớp đệm và lớp chuyển phải loại bỏ những viên đá kích thước D ³ 30cm. Lớp vữa bảo vệ mái thượng lưu dày 7cm được tiến hành theo từng đợt sau khi đắp lớp IIA, IIIA, IIIB được 10 ¸ 15m, khi đã đầm chặt và sửa mái lướp IIA theo đúng thiết kế. Vữa xi măng cát rải bằng thủ công, chiều rộng mỗi dải không dưới 4m, phải lăn ép xong trong thời gian ninh kết ban đầu của xi măng, sau thời gian ninh kết cuối cùng thì tiến hành tưới nước dưỡng hộ Hình 3.5. Biện pháp thi công lớp đệm IIA Vùng đá IIID là vùng đá quá cỡ khi nổ mìn khai thác đá đắp đập, kích thước viên đá tối đa là 150 cm, tối thiểu là 40 cm. là vùng lát mái hạ lưu. Vật liệu được đổ thành đống, được máy ủi ủi vào vị trí đắp, máy đào bốc xúc từng viên đưa vào vị trí lát mái, dùng thủ công để kê chèn đảm bảo ổn định, hoàn thiện theo đúng yêu cầu kỹ thuật và mỹ thuật Hình 3.6. Biện pháp thi công lát mái hạ lưu Phần tiếp giáp với 2 bờ, phần tiếp giáp với đáy đập phải đắp bằng vật liệu của lớp chuyển tiếp có chiều dày tối thiểu 1m Mạch tiếp giáp giữa các đoạn theo chiều dọc và ngang (khe thi công) nên làm thành bậc, chiều rộng mỗi bậc không nhỏ hơn 1m. Nếu mặt bằng nhỏ không đánh bậc được thì có thể để mặt tiếp giáp là mái dốc nhưng khi đắp tiếp thì vùng đá phía mái không đầm không chặt được ủi đi và đầm lại theo đúng yêu cầu thiết kế Hình 3.7. Biện pháp xử lý khe thi công 3.3. THIẾT KẾ TỔ CHỨC KHOAN PHỤT BẢN CHÂN Công tác khoan phụt bản chân của đập đá đổ bê tông bản mặt Cửa Đạt gồm có khoan phụt tạo màng chống thấm và khoan phụt gia cố. Khoan phụt tạo màng chống thấm ở dưới nền dọc theo bản chân để nối tiếp với bản mặt bê tông mái thượng lưu đập tạo nên tường chống thấm cho toàn bộ thân và nền đập, nhằm hạn chế thấm trong đới đá nền, kéo dài đường viền thấm dưới nền và giảm gradient thấm tác động lên móng công trình. Gia cố nền bê tông bản chân nhằm tăng cường độ chặt và khả năng chịa tải của nền, từ đó tăng khả năng liên kết của đá nền với tấm bê tông bản chân, đảm bảo ổn định cho công trình khi đưa vào khai thác. 3.3.1. Bố trí mạng lưới khoan phụt Dọc theo tuyến khoan phụt taọ màng chống thấm bố trí 5 hàng khoan phụt gồm 3 hàng khoan phụt chống thấm A,B,C (trong đó có 1 hàng khoan phụt chính B và 2 hàng khoan phụt phụ ở thượng và hạ lưu màng chống thấm ) và 2 hàng khoan phụt gia cố D,E. Cụ thể các hàng bố trí như sau: Khu vực từ mốc BM3 ¸ BM9+84.9 với lớp bê tông bản chân rộng 8 m, dày 0.8 m Tại đây bố trí các hàng khoan phụt như sau: Ba hàng khoan phụt chống thấm: Hàng B trùng với tim bản chân. Hàng C cách hàng B là 1.5 m về phía thượng lưu. Hàng A cách hàng B là 1.5 m về phía hạ lưu. Hai hàng khoan phụt gia cố: Hàng D cách hàng B (tim bản chân) là 3m về phía thượng lưu (cách hàng C 1,5m) Hàng E cách hàng B (tim bản chân) là 3 m về phía hạ lưu (cách hàng A 1,5m). Khu vực từ mốc BM1¸BM3, từ BM10 ¸ BM12 có lớp bê tông bản chân rộng 6 m, dày 0.6 m và đoạn kéo dài từ BM12 đến BM12+29.39 ( khu vực tim bản chân cắt tim đập) không có bê tông bản chân Tại đây dự kiến bố trí các hàng khoan phụt như sau: Ba hàng khoan phụt chống thấm: Hàng B trùng với tim bản chân. Hàng C cách hàng B là 1.2 m về phía thượng lưu. Hàng A cách hàng B là 1.2 m về phía hạ lưu. Hai hàng khoan phụt gia cố: Hàng D cách hàng B (tim bản chân) là 2,4 m về phía thượng lưu (cách hàng C 1,2m) Hàng E cách hàng B (tim bản chân) là 2,4 m về phía hạ lưu (cách hàng A 1,2m). Khu vực chuyển tiếp từ BM9+84.9 tới BM10 là đoạn có lớp bê tông bản chân rộng 8 m sang đoạn có lớp bê tông bản chân rộng 6 m bố trí 5 hàng khoan phụt A, B, C, D, E là các hàng khoan phụt nối tiếp của các hàng khoan phụt tương ứng tại hai khu vực nói trên. Tại đây khoản cách giữa các hố phụt có thể điều chỉnh trong phạm vi ±0,3 m, để cho các hố phụt cách đều nhau Trên mỗi hàng khoan phụt các lỗ khoan cách nhau 3 m và được bố trí so le so với các lỗ khoan hàng kia. Khi chiếu lên nhau thì các hố hàng này nằm giữa các hố hàng bên cạnh. Tuy nhiên do lớp bản chân bị gấp khúc, nhiều chỗ lên, xuống theo bề mặt đá nền, nếu các hố khoan cứ phải cách đều là 3 m thì khó đảm bảo là chúng sẽ nằm giữa các hố hàng bên cạnh, do vậy nguyên tắc ở đây là các hố hàng B được bố trí cách đều 3 m dọc theo hàng (tim bản chân), còn các hố hàng A và C sẽ được điều chỉnh sao cho chúng nằm giữa các hố hàng B tương ứng. Đặc biệt là tại các khu vực gấp khúc và khu vực chuyển tiếp, nên khoảng cách giữa các hố khoan tại các vị trí này có thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn 3m. Tại các khu vực tồn tại các đứt gãy và các đới mềm yếu có quy mô lớn sẽ được bố trí bổ sung thêm các hố khoan phụt để tăng cường độ ổn định co nền.Việc xác định vị trí các hàng phụt và các hố khoan phụt được căn cứ theo các mốc Đ1, Đ2, BM2, BM3, BM4, BM5, BM6, BM7, BM8, BM9, BM10, BM1 và BM12 Hình 3.8. Sơ đồ bố trí thép néo và các hố khoan phụt xử lý nền bản chân có B = 8 m Hình 3.9. Sơ đồ bố trí thép néo và các hố khoan phụt xử lý nền bản chân có B = 6 m Công tác khoan phụt được tiến hành sau khi đã đổ xong lớp bê tông cốt thép bản chân. và cường độ bê tông đạt 70% cường độ thiết kế. Trong quá trình khoan phụt lớp bê tông bản chân đóng vai trò là lớp phản áp Vị trí các hố khoan không được trùng với vị trí của thép néo. Các hố khoan khoan từ trên bề mặt lớp bê tông bản mặt, để giảm khối lượng khoan tạo lỗ qua lớp bê tông bản chân và tránh khi khoan phụt sẽ chạm vào cốt thép thì khi đổ bê tông bản mặt ta đặt các ống nhựa PVC tại vị trí các lỗ khoan phụt. Đặt các tấm đệm bằng thép không gỉ dưới các khớp nối ngang để bảo vệ khớp nối trong quá trình phụt. Đố sâu khoan phụt chống thấm: Hàng B được tính tới đường ranh giới khoan phụt được xác định theo lượng mất nước đơn vị q = 0,03 l/ph.m (3 Lugeo) và sâu thêm 5m nhưng chiều sâu xử lý không được nhỏ hơn 1/3 chiều cao đập tại vị trí tương ứng. Độ sâu các hố khoan hàng phụt phụ hạ lưu (hàng A) bằng 3/4 độ sâu của hố khoan gần nhất trên hàng B . Độ sâu các hố khoan hàng phụt phụ thượng lưu (hàng C) bằng 1/2 độ sâu của hố khoan gần nhất trên hàng B tương ứng Độ sâu khoan phụt gia cố: Công tác khoan phụt gia cố nền tại thượng và hạ lưu màng chống thấm được thực hiện đồng thời với khoan phụt tạo màng chống thấm. Độ sâu khoan phun gia cố phụ thuộc vào quy mô bản chân: Khu vực bản chân có chiều rộng 8 m thì chiều sâu phụt gia cố là 10 m, còn khu vực bản chân có chiều rộng 6 m thì chiều sâu phụt gia cố là 7 m 3.3.2. Khoan phụt thí nghiệm 3.3.2.1. Mục đích Công tác khoan phụt thí nghiệm được thực hiện để kiểm tra tính hợp lý của đồ án thiết kế công tác khoan phụt trong điều kiện thực tế công trình và căn cứ theo kết quả phụt thí nghiệm điều chỉnh lại đồ án thiết kế, với mục đích để công tác khoan phụt đạt hiệu quả cao nhất. Chỉ tiến hành khoan phụt thí nghiệm cho công tác khoan phụt tạo màng chống thấm. Còn đối với công tác khoan phụt gia cố lấy theo kết quả thí nghiệm của công tác khoan phut tạo màng chống thấm. Công tác thí nghiệm trước khi phụt đại trà thực hiện tại 3 khu vực có điều kiện địa chất đại diện. Khu vực 1 tại vị trí BM 10+38.13, khu vực thí nghiệm 2 tại vị trí BM8+63.0 với đá nền là phong hóa vừa, nhẹ và đá tươi. Khu vực thí nghiệm thứ 3 tại vị trí vai trái. Trong mỗi khu vực thí nghiệm bố trí 7 hố phụt thí nghiệm trên hàng A,B,C; Các hố này là các hố khoan được bố trí trong mạng lưới khoan phụt.Ngoài ra còn 2 hố quan trắc ở hàng D, E và 2 hố kiểm tra nằm giữa các hố phụt thí nghiệm. Độ sâu các hố phụt thí nghiệm lấy theo độ sâu phụt tạo màng chống thấm Hình 3.10. Sơ đồ bố trí công tác phụt thí nghiệm 3.3.2.2. Trình tự tiến hành công tác phụt thí nghiệm Công tác khoan phụt thí nghiệm được thực hiện sau khi cường độ bê tông bản chân đạt 70% cường độ thiết kế Tại mỗi khu vực thí nghiệm khoan 2 lỗ quan trắc và đo địa chấn trong các hố khoan này để xác định giá trị sóng dọc của đá nền khu vực thí nghiệm trước khi thí nghiệm. Phương pháp đo là đo giữa 2 hố quan trắc, mật độ đo 1m/1điểm. Tiến hành khoan lỗ theo từng đoạn và tiến hành ép nước thí nghiệm theo từng đoạn để xác định tính thấm của môi trường phụt, cấp áp lực lấy bằng 0,8Ptk nhưng không lớn hơn 10 kg/m2, Ptk là áp lực phụt tối đa cho đoạn phụt tương ứng. Tiến hành ép nước theo phương pháp đơn giản, thời gian ép là 20 phút, cứ 5 phút lại đo lưu lượng 1 lầnvà lấy lần đo cuối cùng để tính toán lượng mất nước đơn vị Phụt thí nghiệm theo thứ tự hàng A ® hàng C ® hàng B. Công tác khoan phụt tiến hành theo phương pháp phụt bịt kín miệng lỗ, phương thức phân đoạn từ trên xuống dưới, sau khi kết thúc đoạn 1 thì tiến hành khoan phụt đoạn 2, các đoạn sau tiến hành tương tự. Trong quá trình phụt phải quan trắc mọi biến động tại lỗ quan trắc để xác định mức độ lan của vưa phụt. Sau khi kết thúc khoan phụt tại các hố phụt chính, tiến hành khoan lại các hố quan trắc và phụt toàn hố Tại mỗi khu vực thí nghiệm, sau khi công tác thí nghiệm kết thúc là 14 ngày thì khoan 2 lỗ kiểm tra có độ sâu bằng độ sâu hố thí nghiệm. Trong các hố kiểm tra tiến hành ép nước kiểm tra và đo sóng địa chấn kiểm tra kết quả phụt. Công tác ép nước thí nghiệm thực hiện tương ứng cho các đoạn phụt theo phương pháp ép nước đơn giản. Nếu kết quả ép nước kiểm tra cho q £ 0,03 l/ph.m thì mạng lưới bố trí các hố khoan phụt là phù hợp, nếu q > 0,03 l/ph.m thì cần điều chỉnh lại mạng lưới khoan phụt Công tác đo biến dạng bản chân được thực hiện để xác định với áp lực phụt thiết kế, nhất là với áp lực phụt thiết kế tối đa (P = 40 kg/cm2), bản chân có bị đẩy trồi lên hay không và nếu bị đẩy trồi lên thì độ đẩy là bao nhiêu, có đảm bảo trị số cho phép là 0,13 mm. Công tác đo biến dạng bản chân được thực hiện bằng đồng hồ đo biến dạng đặt cách hố phụt 2 m và được đảm bảo không bị ảnh hưởng của các yếu tố khác, đầu đo của đồng hồ được đặt trên một miếng sắt nhỏ bề mặt phẳng không lồi lõm gắn chặt với bê tông bản chân Tiến hành đánh giá công tác khoan phụt thí nghiệm để có cơ sở tiến hành khoan phụt đại trà 3.3.3. Khoan phụt đại trà 3.3.3.1. Thiết bị Mọi máy móc và thiết bị phục vụ công tác khoan phụt bao gồm: Máy khoan XY-1A, XY-1, GT-1T, máy bơm cung cấp nước BW 160/10 và BW 250/50 do Trung Quốc sản xuất Máy trộn vữa 2 thùng loại 600 lít do HEC I sản xuất Máy bơm vữa cao áp BW250/50 do Trung Quốc sản xuất, ống dẫn vữa cao áp loại 100kg/cm2 của Mỹ Bộ nút thủy lực phục vụ công tác ép nước và phụt vữa Bộ thiết bị ghi dữ liệu tự động Model TS4, do Trung Quốc sản xuất được sử dụng để theo dõi và kiểm soát quá trình phụt, gồm đầu đo cảm ứng dùng để xác định lượng vật liệu tiêu hao khi phụt, áp lực phụt và nồng độ phụt trong quá trình phụt và bộ xử lý số liệu tự động Bộ thiết bị đo địa chấn hố khoan Model RS-ST01C, do trung Quốc sản xuất, dùng để đo sóng dọc tầng đá khu vực trước và sau khi phụt. Sơ đồ bố trí các thiết bị phụt theo công nghệ phụt áp lực cao như sau: Hình 3.11. Sơ đồ bố trí các thiết bị phụt vữa xi măng áp lực cao 3.3.3.2. Trình tự khoan phụt Công tác khoan phụt đại trà được tiến hành sau khi đã có kết quả đánh giá công tác khoan phụt thí nghiệm, được cấp có thẩm quyền nghiệm thu và trên cơ sở đồ án thiết kế khoan phụt được hiệu chỉnh phù hợp với tình hình thực tế của công trình. Thứ tự khoan phun các hàng và các hố trên hàng được thực hiện như sau: Thứ tự hàng phụt : Hàng E ® Hàng D ® Hàng A ® Hàng C ® Hàng B Trên cùng một hàng phụt: Phụt các hố khoan khu lòng sông trước rồi tiến dần về phía vai đập Trong từng khu vực phụt: Khoan phụt theo nguyên tắc ken dầy dần các hố phụt : Đối với các hàng phụt gia cố khoan phụt theo 3 đợt theo sơ đồ sau: Hình 3.12. Thứ tự khoan phụt các hố khoan trong 1 hàng phụt chống thấm Đợt I: Khoan phụt các hố theo bước cách nhau 3 hố ( hố 1-5-9…) Đợt II: Khoan phụt hố ở chính giữa hai hố khoan đã phụt đợt I ( hố 3-7-11) Đợt III: Khoan phụt các hố ở giữa các hố đã phụt ( hố 2-4-6-8) Còn đối với các hàng phụt gia cố tiến hành khoan phụt theo 2 đợt theo sơ dồ sau: Hình 3.13. Thứ tự khoan phụt các hố khoan trong 1 hàng phụt gia cố Phân đoạn phụt của các hố khoan tạo màng chống thấm: Đoạn phụt 1: Sâu 3 m dưới đáy tấm bê tông bản chân, hoặc nếu nền bản chân được đổ bù bằng bê tông thì đoạn 1 được tính từ đáy lớp bê tông đổ bù Đoạn phụt 2: Sâu thêm 2 m, chiều dài đoạn phụt 2 là 5 m Đoạn phụt 3: Sâu thêm 3m, chiều dài đoạn phụt 3 là 8 m Từ đoạn phụt 4 trở đi các đoạn phụt được gia tăng thêm 5m, riêng đoạn phụt cuối là độ sâu còn lại của hố phụt, nếu độ sâu còn lại £ 3m thì chiều sâu này được bổ sung thêm cho các đoạn phụt phía trên, nhưng chiều dài các đoạn phụt không lớn hơn 7m Phân đoạn phụt của các hố khoan gia cố như sau: Các hố phụt có chiều sâu là 7m, được phân thành 2 đoạn phụt: Đoạn 1 dài 3 m, đoạn 2 dài 7 m Các hố phụt có chiều sâu 10 m chia thành 3 đoạn phụt: Đoạn 1 dài 3 m, đoạn 2 dài 5 m, đoạn 3 dài 10m 3.3.3.3. Khoan tạo lỗ, rửa lỗ và đặt nút Khoan tạo lỗ bằng máy khoan XY-1A, XY-1, GT-1T, máy bơm cung cấp nước BW 160/10 và BW 250/50 do Trung Quốc sản xuất. Đây là loại máy khoan kiểu xoay, mũi khoan bằng kim cương, đường kính lỗ khoan đoạn 1 là 110 mm vì tại đoạn đầu khi phụt vữa ta bố trí đặt ống chèn đường kính 110 mm, các đoạn phụt sau đường kính hố khoan là 76 mm, trong quá trình khoan máy bơm bơm nước qua cần khoan để làm mát, giảm ma sát và rửa mùn đá khi khoan Sau khi khoan từng đoạn tiến hành ép nước đơn giản kết hợp với rửa lỗ khoan với áp lực bằng 0,8.Ptk nhưng không vượt quá 10 kg/m2, thời gian ép nước khoảng 20 phút cho đến khi nước trong thoát ra thì dừng, cứ 5 phút đo lưu lượng 1 lần và lấy lưu lượng cuối để tính toán lượng mất nước đơn vị Bộ nút phụt được sử dụng là bộ nút phụt theo phương pháp phụt phương thức tuần hoàn, áp lực cao. Nút phụt đảm bảo kín nước và có khả năng chịu lực được lắp ghép với ống chèn lỗ khoan, nhô cao hơn mặt bản chân khoảng 0,1m. Khi kết thúc một đoạn phụt bộ nút phụt được tháo ra khỏi ống chèn để khoan phụt đoạn tiếp theo, sau khi khoan xong rút bộ khoan và lắp đặt bộ nút để ép nước, phụt vữa đoạn tiếp theo. Đối với từng đoạn phụt, ống đãn vữa trong hố khoan phải được hạ sâu cách đáy hố là 0,5m. 3.3.3.4. Áp lực phụt Áp lực phụt được dự kiến trên cơ sở Tiêu chuẩn DL/T 5148-2001 của bộ điện lực Trung Quốc và thực tế thi công công trình. Khi phụt áp lực phụt ban đầu thường lấy khoảng 0,7 áp lực thiết kế tối đa, sau đó nâng dần lên từng cấp là 1 kg/cm2 sau thời gian tối thiểu là 5 phút, cho tới khi đạt áp lực phụt tối đa. Áp lực phụt ban đầu, áp lực phụt tối đa được dự kiến như sau: Bảng 3.16. Bảng khống chế áp lực phụt của các đoạn phụt Đoạn phụt Chiều dài, m Đá cứng Đá phong hóa Áp lực phụt ban đầu, kg/cm2 Áp lực thiết kế tối đa, Ptk, kg/cm2 Áp lực phụt ban đầu, kg/cm2 Áp lực thiết kế tối đa, Ptk, kg/cm2 1 2 3,5 5 2,8 4 2 5 7 10 7 10 3 10 14 20 10 15 4 15 21 30 14 20 5 20 28 40 14 20 6 25 28 40 14 20 7 30 28 40 14 20 3.3.3.5. Vữa phụt Vữa phụt là dung dịch vữa xi măng PCB40 do Công ty xi măng Bỉm Sơn và phụ gia QT36B của công ty Điện tử hóa chất – Bộ Quốc Phòng cung cấp được sử dụng ở tỷ lệ 0,5 lít/100 kg xi măng, để tăng tính linh động cho vữa phụt. Dung dịch phụt được trộn đều cho đến khi đạt được ở dạng huyền phù. Nước dùng để tạo vữa phụt trong sạch và không lắng cặn. Khi phụt dung dịch vữa xi măng được thay đổi từ loãng đến đặc. Nồng độ dung dịch vữa xi măng được sử dụng theo tỷ lệ N/XM là : 5/1, 3/1, 2/1, 1/1, 0.8/1, và 0,5/1. Nồng độ phụt ban đầu đối với phụt tạo màng chống thấm là 5/1, đối với phụt gia cố là 3/1. Không yêu cầu từng hố phải phụt với tất cả các cấp nồng độ vữa. Việc thay đổi nồng độ vữa phụt phụ thuộc vào tiến trình thí nghiệm và lượng vữa tiêu hao khi thí nghiệm. 3.3.3.6. Điều kiện tăng hoặc giảm nồng độ vữa Khi duy trì áp lực phụt không đổi mà lượng ăn vữa liên tục giảm hoăc lượng vữa không đổi làm áp lực phụt tăng lên thì không được thay đổi nồng độ vữa Khi lượng ăn vữa ở một cấp áp lực nào đó đạt 300 lít hoặc thời gian phụt vữa đã đạt đến 30 phút mà áp lực và lưu lượng ăn không có thay đổi hoặc có thay đổi không rõ ràng thì cần tăng nồng độ vữa hoặc phụt gián đoạn. Khi lượng ăn vữa lớn hơn 30 l/ph cho đoạn phụt có thể căn cứ vào tình hình cụ thể cụ thể mà tăng cấp nồng độ vữa Trong quá trình phụt mà áp lực phụt hoặc lượng ăn vữa tăng đột ngột thì phải nhanh chóng làm rõ nguyên nhân và có biện pháp xử lý phù hợp Sau khi thay đổi nồng độ vữa, áp lực phụt đột nhiên tăng lên hoặc lượng vữa tiêu hao đột nhiên giảm, phải lập tức trở về nồng độ trước khi thay đổi và tiếp tục phụt Trong quá trình phụt cần theo dõi chặt chẽ nồng độ vữa qua đầu đo cảm biến xác định nồng độ vữa được lắp đồng bộ trong hệ thống thiết bị tự động theo dõi quá trình phụt. Vữa xi măng để sau 2 giờ thì không nên sử dụng để phụt Trong quá trình phụt dung dịch nếu xảy ra sự cố phải ngừng phụt lâu hơn 30 phút thì cần nhanh chóng khôi phục lại công tác phụt, nếu không được thì phải rửa ngay hố khoan và tiếp tục phụt. Khi phụt lại nên dùng vữa xi măng với nồng độ như trước khi gặp sự cố. Nếu lượng vữa tiêu hao tăng nhiều thì cần tăng nồng độ vữa. Trong quá trình phụt, lượng vữa hồi nên lớn hơn 15 l/ph là thích hợp, đảm bảo vữa không bị đóng rắn trong ống dẫn 3.3.3.7. Điều kiện dừng phụt Điều kiện dừng phụt được dự kiến trên cơ sở Tieu chuẩn DL/T 5148-2001 của Bộ Điện lực Trung Quốc. Phụt vữa cho một đoạn trong đá phong hóa vừa đến tươi được coi là hoàn thành khi dưới áp lực thiết kế, lưu lượng vữa giảm xuống tới 1 l/ph và kéo dài liên tục ít nhất 60 phút. Tuy nhiên theo thực tế công tác khoan phụt thí nghiệm đã tiến hành cho thấy với đá phong hóa vừa đến tươi thì phần lớn các đoạn phụt khi lượng tiêu hao giảm đến < 1l/ph chỉ duy trì được trong khoảng trung bình từ 15-20 phút thì lượng tiêu hao giảm tới không, không có đoạn nào kéo dài được tới 60 phút. Do đó điều kiện dừng phụt được điều chỉnh lại như sau: Với công tác khoan phun tạo màng chống thấm khi lượng vữa tiêu hao giảm xuống < 1 l/ph thời gian duy trì là 25 phút, khi trường hợp vữa không đi q = 0 thì kéo dài công tác phụt thêm 10 phút và dừng phụt. Với công tác khoan gia cố thì kho lượng vữa tiêu hao giảm xuống < 1l/ph thời gian duy trì là 15 phút, trường hợp vữa không đi q = 0 có thể dừng phụt. Với công tác khoan phụt gia cố: Khi lượng vữa tiêu hao giảm xuống < 1 l/ph thời gian duy trì là 15 phút, khi trường hợp vữa không đi q = 0 có thể dừng phụt Phụt vữa cho một đoạn trong đá phong hóa mạnh được coi là hoàn thành khi dưới áp lực thiết kế, lưu lượng vữa giảm xuống tới 5 l/ph, thời gian kéo dài ít nhất 20 phút 3.3.3.8. Lấp hố Đối với các hố phụt, sau khi kết thúc đoạn phụt cuối cùng, trong hố khoan đã được lấp đầy vữa phụt với nồng độ vữa trước khi kết thúc đoạn phụt cuối. Công tác lấp hố được thực hiện bằng vữa xi măng đặc tỷ lệ XM/N là 1/1, nếu nồng độ trước khi kết thúc phụt là 1/1 hoặc đặc hơn thì hố khoan coi như đã được lấp. Nếu loãng hơn thì cần đổ vữa có nồng độ XM/N là 1/1 qua ống thả từ trên xuống đáy hố và được kéo dần lên theo mức độ lấp đầy vữa trong hố phụt hoặc bơm vữa đặc vào hố khoan qua nút phụt 1 chiều cho đến khi hố khoan đầy vữa lấp. 3.3.3.9. Công tác khoan kiểm tra Công tác khoan kiểm tra chất lượng phụt được thực hiện qua các hố khoan kiểm tra, vị trí các hố khoan kiểm tra sẽ do ban A và chu nhiệm đồ án khoan phụt thống nhất xác định ngoài thực địa. Nội dung công tác kiểm tra bao gồm: Khoan các hố khoan kiểm tra và ép nước kiểm tra Đo vận tốc sóng dọc ( Vp, m/s) trong các hố khoan kiểm tra để so sánh với kết quả đo địa chấn trước khi thí nghiệm để đánh giá chất lượng công tác thí nghiệm, phương pháp đo là đo giữa 2 hố khoan kiểm tra, mật độ đo 1m/1điểm. Lấy mẫu thí nghiệm để xác định tính chất cơ lý của đá sau khi phụt Số lượng các hố khoan kiểm tra lấy từ (5-10)% tổng số các hố khoan. Độ sâu các hố khoan kiểm tra bằng chiều sâu phụt chống thấm tương ứng. Các hố khoan có đường kính không nhỏ hơn 91 mm, cần đảm bảo mẫu nõn khoan giữ được tính nguyên dạng. Các hố khoan kiểm tra cần được lập hình trụ hố khoan. Trong các hố khoan kiểm tra có một số lỗ khoan xiên 15o nhằm mục đích xác định mức độ lan của vữa phụt, tại các hố khoan xiên không ép nước kiểm tra Trong các hố khoan kiểm tra đều tiến hành ép nước đơn giản phân đoạn từ trên xuống, chiều dài đoạn ép trung bình là 5m, áp lực ép nước P = 0,8Ptk, với Ptk là áp lực phụt thiết kế tối đa cho đoạn tương ứng. Thời gian ép nước khoảng 20 phút, cứ 5 phút đo lưu lượng 1 lần và lấy lưu lượng lần cuối để tính toán lượng mất nước đơn vị Tiêu chuẩn đánh giá chất lượng phụt lấy theo lượng mất nước yêu cầu q £ 0,03 l/ph.m. Tỉ lệ các đoạn ép nước kiểm tra thứ nhất đạt yêu cầu là 100%. Các đoạn ép nước tiếp theo tỷ lệ đạt không nhỏ hơn 90%. Nếu chưa đạt phải tiến hành phụt vữa bổ sung