CHƯƠNG 1 TÓNG QUAN VE BÊ TONG DAM LAN VÀ NHỮNG VAN ĐÈ CAN NGHIÊN CỨU DAT RA VỚI LUẬN AN 1. Lịch sử hình thành và phát triển của BTDL trên thé giới 1-1-1. Lịch sử hình thành BTDL im 1961, tại công trình xây dựng đập Alpe Gera-Italia và đập Manicongan-Canada, lần đầu tiên hop bê tông không độ sụt được rải bằng xe ủi, sau đó được dim chat bằng các loại dim dài gắn su xe ủi hoặc được dim chat bằng may ủi. Cũng trong năm 1961, tại công trình xây dựng đê quây của đập Thạch Môn - Đài Loan, hỗn hợp cát, đá trộn với xi ming được rải và đầm chặt bằng các tiết bị th công đập đất Năm 1970, giáo sư Jerome Raphael (Mỹ) trình bày báo cáo “Dap trọng lực tối ưu”, trong đó nêu phương pháp thi công nhanh đập bê tông trọng lực bằng các thiết bị thi công đập đất va BTL đã thực sự được quan tâm đầu từ nghiên cứu và ứng dung.
“Từ 1972 đến 1974, Cannon R.W công bổ nhiễu kết quả nghiên cứu v8 BTDL, tong đó có thí nghiệm bê tông nghèo xi măng, vận chuyển bằng 6 tô, san gạt bằng xe ai và dim bản lu rung. Hiệp hội kỹ str quân đội Hoa Kỳ (USACE) đã ứng dụng để thi công các 1ô bê tổng thử nghiệm ở đập Lost Creck. Năm 1980, lin đầu tiên Mỹ sử dụng BTBL để xây dựng đập Willow Creek, bang Oregon cao 52m, dài 543m với 331. Đến năm 1999, tai Mỹ có hàng chục công trình đập BTDL đã được xây dựng.
lững năm 1970 ở Anh, Dunstan thực hiện các nghiên cứu về BTĐLL. Hiệp hội nghiên cứu và thông tin công nghiệp xây dựng (CIRIA) đã tiễn hành các dự án lớn nghiên cứu. về BTĐL với hàm lượng tro bay cao, sau đó được thử nghiệm tai công trình tram xử lý nước Tamara - Coruwall (1976) và đập Wimbledall (1979), im 1974, các kỹ sử Nhật Bản bắt đầu nghĩ cửu sử đụng BTĐL, nhằm rất ngắn tồi gian thi công và hạ giá thành các công trình dip bê tông. Công tinh đập BTDL đầu tiên của Nhật là đập Shimajigawa, cao 89 m, dài 240m với 16%000m” BTĐL, trong tổng số 317.000m” bê tông đập.
Dến cuối 1992 đã có 30 đập BTDL được thi công ở Nhật và đến nay Nhật Bản đã hình thành trường phái BTBL-RCD (Roller-compacted dams) gầm các công tác thiết kể mặt cắt đập, tính toán cấp phố công nghệ thi công và khống chế nhiệt độ trong thân đập. ‘Trang Quốc thực hiện nghiên cứu áp dụng công nghệ BTBL từ năm 1980, đến năm 1986 đập Khang Khẩu là đập BTĐL đầu tiên đã được xây dựng. Đến nay Trung Quốc là quốc gia đồng đầu thé giới về số lượng, chiễu cao và kỹ thuậc.rong xây dựng đập BIDL. Trường phái công nghệ BTDL của Trung Quốc được hoàn thiện với tên gợi RCCD (Roller Compacted Concrete Dams), bao gồm các công tác thiết kế mặt cắt đập: quy tinh thiết kế, chọn vật liệu và thi công: quy tình thử nghiệm kiém tra BTDL, tại hiện trường 1.
Tình hình ứng dụng BIBL trên thé giải Từ khi xuất hiện công nghệ BTDL, đặc biệt từ năm 1996 đến 2006 số lượng dp BTDL giầu chit kết dính trén thể giới tăng từ 43.H [1], him lượng chất kết dính (CKD) gồm xỉ mang và phụ gia khoáng (puzolan tự nhiên hoặc tro bay từ nhà máy nhiệt điện) là căn cứ phân loại BTĐL. Đập BTDL sử dụng BTBL nghèo CKD đã được sử dung tai một số dip có chiều cao dưới 60m ở Mỹ. Hiện nay, các đập BTĐL được xây dựng trên thé giới chủ yếu sử dụng BTDL có lượng CKD trung bình và giàu CKD như các nước Tây Âu, Trung Quốc, Nhật Bản. Dã có tên 300 đập bê tông trọng lực BTDL với khối lượng tổng công khoảng trên 90 triệu m` BTDL đã được xây đựng (Hình 1.
Trung Quốc là quốc sia din đầu về số lượng đập BTL sau d6 là Hoa Kỳ, Nhật Bản và Tây Ban Nha L3 n Hình1. Phân bổ các đập BTDL đã và đang XD (Hội Đập lớn và PTNN 12/2005) Số li thống kê đến thing 12/2005: đập Khun Dan của Thái Lan có khối lượng BTĐL lớn nhất thể giới 4.9 triệu m’ BTĐL trong tổng số 5.4 triệu m` bê tông sử dụng cho đập: các đập Sawalkot (An Độ) cao 197m và Giongzhao (Trung Quốc) cao 196m là 2 đập BTDL có chiều cao lớn nhất thé giới: đập Longtan (Trung Quốc) cao 192 m với khối lượng BTDL 4,623 triệu mỶ được thi công trong 36 tháng là đập BTDL có tốc độ thi công cao nhất thể giới 1. Tình hình xây dựng đập BTĐL ở Việt Nam. Việt Nam nghiên cứu ứng dụng BTDL.
từ những năm 1990, với công tác thiết kế đập “Tân Giang - Ninh Thuận, do Công ty tư vấn thiết kế điện 1 (HEC-1) thực hiện [2]. Nam 2003, dip thủy điện Pléikréng là công tinh xây dựng bằng BTBL đầu tiên cia Việt Nam, đã được khởi công xây dựng. Tiếp đó hàng loạt các công trình đập thay điện, thủy lợi đã được nghiên cứu thiết kế và thi công xây dựng bằng BTDL. Việt Nam là nước có tim năng lớn về nguyên vật liệu và máy móc thiết bị để áp dụng công nghệ BTĐL, V8 nguyên vật liệu: ngoài yêu cầu về cét liga, cắp phối BTBL cin một lượng lớn các phụ gia khoáng hoạt tính là tro bay và puzơlan.
Nước ta hiện có nhiều nguồn phụ gia khoáng có thể sử dụng làm PGK cho BTDL gồm các nguồn nhân tạo như tro bay (nhà máy nhiệt điện Phả Lại, Ninh Bình, Udng Bí.) và các loại puzơlan tự nhiên như. puzolan Sơn Tây, đá site Hai Phòng, pozclan Phong Mỹ - Thừa Thiên Hu, puzotan Gia Lái, ditomit Kontum,puzotan Bà Rịa-Vũng Tàu, datomit Phú Yên X thiết bị: các thếtbịchính để th công BTĐL như máy trộn cường bức có khả năng trn hỗn hợp bê tông khô sử dụng cốt liệu có đường kính lớn, băng tả hoặc các tht bị tương đương để vận chuyển bê tổng, xe tải tự đổ, máy san ủi, máy lu rung, máy tạo khe co, máy đánh xòm, hệ thống phun nước cao áp làm sach bE mặt bê tông mạch ngừng, hệ thống phun nước bảo dưỡng bê tông. phần lớn đều đã có sẵn hoặc có thể được chế tạo bởi ngành cơ khí trong nước Xi các ưu điểm nổi bật và tiểm năng lớn về nguyên vật liệu, thiết bị thi công; công nghệ thi công dip BTDL đã được sử dụng tương đối pho biển ở Việt Nam. Dẫn nay đã 6 trên 20 công trình dap bê tông trong lực được xây dựng bằng công nghệ BTĐIL, như Đập Plêikrông, Định Bình, thủy điện Sơn La.đã được hoàn thành đưa vào sử dụng.
với chất lượng và hiệu quả kinh té cao điễn hình như thủy điện Som La giúp tiết kiệm triệu USD/ngày do đưa vào sử dụng trước thời hạn. Tổng quan các kết quả nghiên cứu ở trong nước và trên thé giới về BTL. Về tide kế kắt cấu mặt cit đập BTĐL. Việc nghiên cứu, phát tiễn và ứng dụng công nghệ BTDL u thé giới có thể tạm chia thành 3 trười phi chính.
đó là các trường phái của Mỹ, Nhật và Trung Quốc. Cụ th Phương pháp thiết kế BTĐL của Mỹ (Roller Compacted Concrete-RCC): thiền về thi sông nhanh. giá rẻ nhưng dễ xây ra thắm nức, Để khắc phục nước thắm qua bê tông, người ta đã dong giả phá chống thắm tên Dé mặt thượng lưu đặp như: dân lớp PVC, Lip ghép các tắm panen bê tông cốt thép phần giữa đỗ nhựa đường.3) - Phương pháp thiết kế BTL Nhật Ban (Roller Compacted Dam - RCD): yêu cầu chất lượng dip BTDL phải có khả năng chẳng thắm và cường độ như CVC. Do vậy cầu tạo của đập được bố tí hai loại bê tông, phía ngoài bao bọc bằng lớp bê tông cốt thép thông thường có mắc cao thỏa min yêu cầu chống thắm, phía trong sử dụng BTDL.
Kết cần mặt đập như trên còn được gọi là kết cd fang boc bạc”.4) ốe(Roller Compacted Concrete Dam - RCCD), được xây dựng trên cơ sở kinh nghiệm va bai học của 2 phương pháp RCD và RCC. Mặt cit đập bổ trí 2 loại bê tông, phía ngoài là bê tông giàu vữa thỏa mãn yêu cầu chống thắm cho đập (còn gọi là bê tông biển thái chống thắm), phía trong thân đập. Với việc bổ trí mặt cắt như trên đã đẩy nhanh được tốc độ thi công đập, giảm giá thành, bảo đảm được khả năng chống thắm và chịu lực cho đập.5 là mặt cit tiêu biểu của đập BTDL của Trung Quốc có tường chống thắm bing `2 và bê tông biến thai cain sroL BTPL os rối ® ® me œc i FE OH Hình 1. 3, Các kết cấu chống thắm mặt thượng lưu đập BTDL của Mỹ.
Mô phông mit cit đập BTĐL Nhật Bản ~ Ở Việt Nam các đập BTĐL đã sử dụng hai loại kết cầu mặt cắt [3], thời gian đầu các đập Preikrông, Định Bình sử dụng kết cấu mặt cắt của Nhật Bán, các đập BTDL sau này ding kết cấu mặt cắt gần giống kết cầu mặt cất của Trung Quốc, sự khác biệt ở 8 Hình 1. Mô phỏng mặt cắt đập BTĐL, của Trung Quốc “ ®) © ®Đ) Mình 1. Một số mặt cắt đập BTDL của Việt Nam (A) Đập Định Binh; (B) Đập Nước Trong; (C) Đập Son La; (D) Đập Bản Ve 9 1.2, Kết quả nghiên cứu về BTDL trên thế giới 1. Kết quả nghiên cứu về BTDL tại Pháp Tir 1988 đến 1996, Pháp đã thực hiện Dự án nghiên cứu cấp quốc gia BACARA về BTDL cho đập [4].
Tài liệu này tổng kết kinh nghiệm xây dựng các đập BTPL tại Pháp cao từ 20m đến 50m và một số đặp của nước ngoài. Dưới đây là những quan điểm cơ ban của Dự án: BTDL là vật liệu không đẳng hướng theo lớp. trong khi bê tông thường được xem như. vật liệu đẳng hướng.
Tính không đẳng hướng này ảnh hưởng đến cường độ và tính thắm của BTĐLL trên cả quy mô nhỏ và quy mô lớn, Tính không đồng nhất trên quy mồ nhỏ là do mỗi loi cốt liệu có hình dang riêng, it nhiều có dang dài đạt và nằm theo một hướng nhất định dưới tác dung của máy san ủi và sau đó là đầm lăn. Điều này được xác nhận bằng thực nghiệm. Tỷ số R„/R¿¿, của bê tông thường cao hơn của BTPL cùng mác. Tính không đẳng hướng của BTDL phần lớn là do BTĐIL được thí công theo từng lớp, giữa các lớp đầm sẽ xuất hiện các mỗi nói được tạo ra trong quá trình thi công BTDL.
Kết quả nghiên cứu vé BTĐL tại Mỹ Các nguyên tắc về lựa chọn vật liệu, thiết kế, thí công và kiểm tra chắt lượng BTĐI. của Mỹ được nêu trong báo cáo của Viện Bê tông Mỹ, chỉ dẫn thiết kế kiểm tra thí công BTĐLL của Hiệp hội kỹ sư quân đội Mỹ và chỉ dẫn của Cục khai hoang Mỹ.