Chống Thấm Đập Thủy Điện, Đê Thủy Lợi Chuyên Nghiệp

Chống thấm đê đất, đập bê tông công trình thủy lợi, thủy điện cũng như gia cố nền, phần thân cho các công trình này là biện pháp cực kì quan trọng khi thiết kế thi công ban đầu. Yêu cầu chống thấm kĩ càng luôn là yếu tố hàng đầu được đặt ra từ khâu thiết kế cho đến thi công, vận hành.

Tuy nhiên , đảm bảo yếu tố chống thấm tuyệt đối cho công trình đê đập thủy lợi, thủy điện luôn là vấn đề nan giải đặt ra cho cả chủ đầu tư lẫn nhà thầu. Hãy cùng Chống thấm Phương Nam Cons đi tìm hiểu các biện pháp thi công chống thấm thân đê, đập bê tông các công trình thủy lợi, thủy điện nhé.

Nguyên nhân gây thấm thân đê, đập bê tông thủy lợi, thủy điện

Như chúng ta biết, đặc thủ của thân đê, đập là luôn tiếp xúc trực tiếp với nước 24/7/365. Do đó vấn đề thấm , rò rỉ nước rất dễ xảy ra nếu công tác thiết kế , thi công chống thấm ban đầu không chuyên nghiệp. Do tính chất địa tầng mềm yếu nên các công trình đê đập thường gặp sự cố khi thi công hoặc sau vài năm sử dụng sẽ bị rò rỉ và trôi đất. Việc sửa chữa rò rỉ rất tốn kém và khó khăn.

Vì vậy cần phải tiến hành các biện pháp kĩ thuật chống thấm tốt nhất, hiệu quả nhất trước khi thi công.

Nếu được triển khai thực hiện tốt theo đúng như thiết kế ban đầu, thì sau khi hoàn thiện sẽ không phát sinh thấm và không phải đặt ra yêu cầu chống thấm. Tuy nhiên, trong thực tế hiện nay, hầu hết các công trình đập đều phát sinh thấm ở nhiều mức độ khác nhau sau thi công xong, thậm chí ngay trong quá trình thi công.

Các biện pháp chống thấm đê, đập công trình thủy lợi, thủy điện

Biện Pháp thi công khoan phụt trong chống thấm các công trình đê, đập

Trong nhiều trường hợp, dùng giải pháp khoan phụt xử lý nền hoặc thân đê là hiệu quả nhất. Hiện nay, các công nghệ trong lĩnh vực khoan phụt ngày càng được ứng dụng và phổ biến rộng rãi.

Phân loại khoan phụt theo phương pháp đưa chất kết dính vào trong đất

Khoan phụt áp lực
Là sử dụng áp lực phụt để ép vữa xi măng hoặc xi măng – đất sét để lấp đầy các lỗ rỗng của nền đất đá bị nứt nẻ. Phương pháp này khá hiệu quả với nền đất đá bị nứt nẻ, nhưng với đất cát hay đất bùn yếu, mực nước ngầm hoặc mước có áp thì khó có thể kiểm soát dòng chảy của vữa do đó hiệu quả chống thấm không cao.

Khoan phụt kiểu ép đất
Biện pháp này sử dụng vữa phụt với áp lực, ép vữa chiếm chỗ của đất. Được sử dụng với nền đất yếu.

Khoan phụt thẩm thấu
Ép vữa( thường là hóa chất hoặc xi măng cực mịn) với áp lực nhỏ để vữa tự đi vào các lỗ rỗng. Biện pháp này ít được sử dụng do giá thành vật liệu khá cao.

Công nghệ khoan phụt chống thấm Jet Grouting
Biện pháp này được áp dụng phổ biến khi cải tọa nền đất yếu. Nguyên lý của biện pháp này là cắt nham thạch, trộn đất tại chỗ với chất kết dính, sử dụng chính dòng nước áp lực tọa thành các cọc xi măng đất. Khi thi công các cọc chồng lấn lên nhau tạo thành tường có tác dụng chống thấm.

Phân loại theo vật liệu kết dính

Khoan phụt xi măng
Xi măng, xi măng – sét, xi măng – vôi –sét là những vật liệu thông dụng trong khoan phụt chống thấm và xử lý nền đất yếu.

Khoan phụt hóa chất
Biện pháp này đã được sử dụng từ rất lâu. Trước đây thường sử dụng nước thủy tinh, tuy nhiên sau một thời gian hỗn hợp thủy tinh – đất bị  mục và mât tác dụng. Mặt khác, nước thủy tinh có tính ăn mòn kim loại làm hư hại thiết kị.

Ngày nay người ta thường sử dụng hợp chất ARC (Acrilic Reinforced Composite) gồm 3 thành phần cơ bản: nhựa – chất xúc tác – xúc tiến. Bằng cách điều chỉnh hàm lượng chất xúc tác có thể tạo ra các sản phẩm phù hợp với địa chất công trình cụ thể.

So lược kỹ thuật khoan phụt chống thấm đê đập thủy lợi, thủy điện

Đối với công trình thuỷ lợi, việc tiến hành xử lý thi công chống thấm và gia cố tăng ổn định là công việc rất quan trọng, một trong những giải pháp hiệu quả là khoan phụt. Trong nhiều trường hợp, nhờ kết quả của khoan phụt mà không cần phải thay đổi kết cấu thiết kế đê đập. Hiện nay, các công nghệ trong lĩnh vực khoan phụt ngày càng được ứng dụng và phổ biến rộng rãi.

1. Ứng dụng trong xử lý địa chất nền và thân đê đập

Nguyên nhân thường gặp trong sự cố thi công địa chất đê đập là các địa tầng mềm yếu chưa  được xử lý triệt để, công nghệ thi công không hợp lý, sau nhiều năm vận hành sẽ trở thành các cấp bậc rò rỉ không giống nhau dẫn tới nền móng của đê đập bị rò rỉ và trôi đất. Sử dụng thường xuyên các loại khoan phụt khác nhau thì các cách xử lý cũng khác nhau..

 2. Áp lực tĩnh trong kỹ thuật khoan

–  Thông thường đường kính của hố  khoan là 91mm đến 110mm. Sử dụng xi măng thường, lưu lượng khoan phụt khoảng 100lít/phút, áp lực phụt thường ở mức 3Mpa.

–  Chuẩn bị thiết bị : máy khoan,máy trộn vữa,bơm bùn,ống cao áp,nút bịt tuần hoàn,bộ ghi dữ liệu phụt tự động.

– Đặc điểm chủ yếu: cho nước chảy ra ngoài, dùng áp lực cao cho xi măng đầy các khe nứt của đê đập, xi măng cùng với kết cấu các hạt thể rắn trở thành  bê tông vững chắc. Đối với đê – đập đây có thể coi là tác dụng hai mặt, vừa xử lý chắn nước rò rỉ và vừa gia cố nâng cao ổn định. Đối với việc xử lý các khe nứt lớn có đường nước ngầm chảy qua  mạnh thì công việc xử lý khoan phụt tương đối khó.

3. Áp lực tĩnh của khoan phụt trong các kẽ nứt của đê đập

– Thông thường cách giải quyết đối với bộ phận chính của nền móng đê đập là khoan độ sâu khoan dưới 91mm, nguyên liệu dùng trong khoan phụt chủ yếu là đất sét, điều chỉnh lưu lượng khoan phụt khoảng 100 L/phút, điều chỉnh áp lực khoan phụt và áp lực trong các khe nứt thành áp lực cao nhất, áp lực thông thường khoảng 0.4Mpa, độ dài của phần chỉnh nền đập và các khe  nứt nhỏ hơn 3cm.

– Thiết bị chủ yếu : Thiết bị khoan thăm dò hoặc  máy khoan đá (khoan hơi), máy trộn vữa, bơm bùn và nút bịt thông thường.

– Đặc điểm chủ yếu: đất sét, đá phong hoá đều có bộ phận chắn nước và chống rò rỉ.,nguyên liệu nền móng chính của đê đập không tốt hay đã được sử dụng trong một thời gian dài sẽ dẫn tơi tình trạng chức năng chắn nước của đê đập bị mất tác dụng.

Khi sử dụng phương pháp này trước tiên hãy khoan một lỗ khoan trên nền chính của đập, dùng áp lực cao ép vữa vào lỗ khoan làm cho nền móng chính của đê đập  nứt ra các vết nứt,sau đó tiếp tục trở về cho đầy đường vữa vào làm cho chức năng của nền móng chính của đê đập hồi phục,tránh tình trạng rò rỉ  nước thông qua các khe nứt của đập.

4. Áp lực phun khoan phụt

– Có thể phân thành vòi phun cố định,vòi phun di chuyển,vòi phun xoay, đối với nền móng đê đập thông thường, đường kính là 130mm, nguyên liệu thường dùng trong khoan phụt là vữa, lưu lượng khoan  từ 75 ~100 L/phút.

Áp lực phun trong phạm vi rộng được điều chỉnh lên áp lực cao nhất. Áp lực trung bình trong khoảng 6~38Mpa.

– Thiết bị chủ yếu:khoan thăm dò,máy trộn vữa,bơm cao áp (bơm cao áp dùng cho vữa), máy nén khí, bơm khoan phụt (loại 3 pít tông, đơn hoặc đôi),vòi phun nước,ống cao áp,máy ghi tự động khoan phụt dữ liệu.

– Đặc điểm chủ yếu: đối với các công trình đê đập, áp lực tĩnh có tác dụng đôi gia cố và chắn nước rò rỉ. Phương pháp kỹ thuật khoan phụt này có thể điều chỉnh các tham số kỹ thuật của khoan phụt, đối với công việc gia cố đập có tác dụng rất tốt, sức chịu đựng cao, có thể trực tiếp chống rò rỉ nước vào đập thấm qua nền móng của đập.

– Vòi phun xoay có thể sử dụng như một nền móng cọc trong khoan phụt, tương đối thích hợp khi sử dụng các loại cát mịn và nhỏ, cát phổ.

thông.Tương đối khó khăn khi xử lý đối với các loại nguyên vật liệu như :

sỏi địa tầng,đá cuội địa tầng do tốc độ chảy của nước ngầm rất lớn.

5. Sử dụng trong đập bê tông

– Hố khoan phụt là một giai đoạn không thể thiếu trong các công trình kiến trúc đê đập cũng như là một biện pháp quan trọng để chống rò rit nước sau khi vận hành sử dụng đập bê tông, trong tình huống thông thường chỉ dùng  vữa để khoan phụt, trong các tình huống đặc biệt sử dụng khoan phụt hoá học, không cần dùng phương pháp khoan phụt cao phân tử.

      5.1 Gia cố khoan phụt

– Đập bê tông được thiết kế trên nền tảng đá nham thạch, khi đào đá nham thach lên ta vứt bỏ những tảng đa lớn nhằm dễ dàng cho công việc khoan phụt sau này, sau đó tiến hành gia cố cho hố khoan.Trong tình huống thông thường,dùng máy khoan đá khoan hố khoan với đường kính khoảng 50~70mm,độ sâu khoan  trong  khoảng 0.5~3m,sau đó trong hố khoan lắp nút bịt thông thường, điều chỉnh áp lực khoan phụt  nhỏ hơn 0.5Mpa.

Thiết bị chủ yếu: Máy khoan đá,máy trộn vữa,bơm bùn,nút bịt tuần hoàn thông thường.

– Đặc điểm chủ yếu: dùng vữa lấp đầy các khe hở của đá nham thạch tạo thành kết cấu vững chắc nền móng của đá nham thạch,nâng cao cường độ gia cố và chống rò rỉ nước của đê đập.

5.2 Màn che khoan phụt

– Giữa bệ móng và tầng chống thấm nước của kết cấu trong của đê đập là tầng thấm nước tương đối. Nếu như khi khoan phụt tới tầng chống thấm nước, tại hố khoan phụt lắp thêm nút bịt tuần hoàn,tiến hành khoan phụt phân đoạn,làm cho tầng thấm nước trở thành tầng chống thấm nước,làm cho kết cấu đá nham thạch trở thành màn che khoan phụt của đập bê tông.

Khi tiến hành khoan phụt, đầu tiên điều chỉnh lưu lương nhỏ hơn hoặc lớn hơn 100 L/phút, áp lực điều chỉnh theo cao độ của đê đâp để điều chỉnh, thông thường áp lực không vượt quá 6Mpa.

– Thiết bị chủ yếu: máy khoan,máy trộn vữa,bơm bùn,nút bịt tuần hoàn cao áp,ống cao áp,bộ ghi phụt dữ liệu tự động.

– Đặc điểm chủ yếu: cho nước chảy ra ngoài, dùng áp lực cao cho xi măng đầy kẽ nứt, xi mănng cùng với kết cấu các hạt thể rắn trở thành  bê tông vững chắc,đối với đê đập đây có thể coi là tác dụng song phương trong công tác xử l?y chắn nước đồng thời màn che khoan phụt có tác dụng phòng ngữa tình trạng rò rỉ nước của đê đập.

6. Một số công nghệ khoan phụt và thiết bị dùng trong khoan phụt

6.1 Kết cấu kiến trúc bên trong và ngoài co tác dụng chắn tình trang rò rỉ  nước của đê đập.

6.2 Tiến hành khoan phụt xử l?y sườn dốc hai bên núi của đê đập.

6.3 Thi công kết cấu  nền móng công trình.

6.4 Tiến hành khoan phụt nhằm nắn lệch các đoạn có địa hình nghiêng và không bằng phẳng.

6.5 Tiến hành công việc bịt kín nguồn nước ngầm tránh tình trạng thấm nước qua nền móng đập.

7. Đối với công việc lựa chọn thiết bị thích hợp

       7.1 Bơm bùn ( bơm dùng trong khoan phụt) : đối với thiết bị này có thể điếu chỉnh áp lưc đến áp lực cao nhất là 20%, cũng có thể khoan phụt độ sâu khoan tới đường kính là 3mm,có thể tháo lắp thuận tiện khi sử dụng loại thiết bị này.

      7.2  M áy trộn vữa: với chức năng trộn,dự trữ, lọc các loại đá sỏi trong quá trình trộn,dung lưọng lớn.

      7.3 ống cao áp : lựa chọn ống cao áp và đầu nối chuyên dùng, mỗi loại độ dài không quá 20m.

     7.4 Nút bịt tuần hoàn khoan phụt áp lực cao.Có thể chịu đựng áp lực khoan phụt cao nhất, đường hồi vữa từ đáy của hố khoan hồi vữa,đồng hồ áp lực có tác dụng hoà hoãn và vị trí cách ly.

     7.5 Bộ ghi phụt tự động. Đây là thiềt bị phần mềm tương đối quen thuộc với các khách hàng trong ngành xây dung. Đặc biết thiết bị này được sử dụng rất rộng rãi trong các công trình kiến trúc khoan phụt, sản phẩm náy ngày càng phổ biến,phương diện kỹ thuật ngày càng phát triển trong đó bao gồm cả các trình độ công nghệ tiên tiến, là thiết bị điều khiển mà về tài liệu hỗ trợ cũng như kỹ thuật không ngừng được cải tiến.

7.6 Thiết bị khoan phụt.

  7.6.1 SG2- IIIA

– Phạm vi sử dụng: khoan thăm dò các công trình thuỷ điện,khoan phụt đê đập,khai thác khoang sản, các công trình thăm dò địa chất,có thể đáp ứng nhu cầu dùng mũi khoan bằng đồng,hợp kim cứng hay các mũi khoan bằng kim cương.

+ Độ sâu khoan : 300m

+ Tốc độ quay   :128~1200 vòng/phút

+ Sức nâng lớn nhất : 2000kg

– Tính năng kết cấu của máy khoan:

+ Truyền lực cơ giới,sử dụng dịch áp,giá đỡ dịch áp,cường độ làm việc thấp.

+ Kết cấu vững chắc,tính năng ổn định,thuận tiện cho việc vận chuyển và sữa chữa.

   7.7 Máy khoan SGZ- ID

– Độ sâu khoan : 150m

– Tốc độ quay   : 95~1000vòng/phút

– Sức nâng lớn nhất:1000kg

   7.8 Máy tạo xi măng tốc độ cao ZJ- 400A, ZJ- 800.

– Phạm vị sử dụng: nước, xi măng,đất sét, cát sỏi và các nguyên vật liệu khác tạo thành hợp chất vữa, xi măng.

– Dung lượng trộn : 400 L÷800 L

– Tỷ lệ nồng độ: 0.5.1

– Thời gian tạo thành vữa : 3 phút

    7.9 Máy trộn vữa JJS- 2B

–  Dung lượng : 200 L

– Đặc điểm :thùng trộn chia thành thùng trộn trên và thùng trộn duới, thung trộn phía trên có chức năng trộn vữa, thùng phía dưới có chức năng tích trữ vữa, đây là thiết bị có chức năng đôi.

8. Máy bơm SGB6- 10 ; SGB9- 12

– Phạm vi sử dụng: kết cấu khoan phụt các đê đập lớn,màn che khoan phụt,xử l?y nền móng đường hầm,có thể khoan phụt ở các nồng độ khác nhau của xi măng hay vữa, hoặc vôI vữa.

– Tham số kỹ thuật chủ yếu, lưu lượng: 72~250l/phút.

– Áp lực cao nhất : 12Mpa

– Tỷ lệ nồng độ khoan phụt: 0.5:1

 Đặc điểm:

1.Tham số kỹ thuật có thể dựa vào yêu cầu của khách hàng quy định để điều chỉnh.

2.Loại máy bơm này có thể dùng vữa hoặc vôi vữa.

3.Khi tiến hành điều chỉnh hộp số hay thay đổi lưu lượng lớn nhỏ có thể kết hợp với việc điều chỉnh áp lực.

9. Bơm nồng độ cao  ZJB6- 1.2 ; ZJB6- 1.2

– Phạm vi sử dụng: trong các công trình khoan phụt sơ khai đường hầm, khoan phụt vôi vữa tại các đoạn cọc hay khoan phụt tại những nơI có đất sét dính nồng độ cao.

10. Bộ ghi phụt dữ liệu TS

–  Phạm vi sử dụng: tự động đo lường các loại khoan phụt thông thường, phương pháp phụt GIN, thí nghiệm ép nước  vv…, điều chỉnh áp lực,lưu lượng ( bao gồm  lưu lượng ra và lưu lượng vào), giới thiệu nồng độ nước hay các tham số kỹ thuật ghi tự động, bộ thu dữ liệu, máy in vv… đều có tác dụng trong việc phòng chắn rò rỉ đê đập với những con số chính xác, nâng cao chất lượng công trình thi công.

– Đặc điểm :

+  Lấy công nghệ tính toán chính xác làm máy chủ, các số liệu chính xác cao,tính năng ổn định,tính năng chống nhiễm xa cao,có thể xử dụng tại ở những hoàn cảnh khắc nghiệt.

+  Một máy tính chủ có thể đồng thời sử dụng cùng một lúc nhiều loại bơm phụt,ví dụ : một máy TS- 2 có thể đồng thời sử dụng 02 bơm trong cùng một thời gian.

+  Khi phần mềm được cài  trong chương trình Windows vận hành, ta chỉ cần dùng chức năng này quan sát, thao tác đơn giản,sử dụng thuận tiện.

Bộ ghi phụt TS hoàn chỉnh

1. Đối với mô hình tiểu tuần hoàn

–  Tiến hành chuẩn bị : máy khoan SGZ- ZD, máy trộn vữa JJS- 2B,  bơm chuyên dùng trong khoan phụt SGB6- 10, bộ ghi phụt dữ liệu.

2. Đối với mô hình đại tuần hoàn

– Tiến hành chuẩn bị: máy khoan SGZ- IIIA,máy tạo xi măng ZJ- 400A,máy trộn vữa JJS- 10, bơm chuyên dùng trong khoan phụt SGB6- 10, bộ ghi phụt dữ liệu.

Chống thấm đập bê tông CVC và RCC

So sánh sự khác biệt giữa bê tông CVC và bê tông RCC cho thấy, bê tông RCC có độ chênh lệch cấp cường độ và cấp độ chống thấm lớn hơn. Đặc biệt, biến động về khả năng chống thấm tầng mặt phụ thuộc rất nhiều vào cấp phối bê tông, quá trình và thời gian thi công lu lèn chặt, đây là điều đặc biệt phải quản lý trong quá trình quản lý chất lượng thi công đập RCC.

Tuỳ từng loại bê tông, công nghệ bê tông khác nhau, và tình trạng thấm cụ thể của mỗi vị trí để đưa ra các biện pháp chống thấm phù hợp. Đối với bê tông RCC, cường độ bê tông có hệ số biến động chất lượng tương đối lớn so với đập CVC. Đối với mỗi công trình, mỗi điều kiện thi công, người ta có thể thử nghiệm và đánh giá hệ số biến động chất lượng. Về cấp chống thấm đối với bê tông RCC, cũng có hệ số biến động lớn và trong thực tiễn thi công có thể chênh lệch một cấp.

Sở dĩ có độ chênh lệch lớn như vậy là do công nghệ. Bê tông RCC được thi công bằng cách nén chặt vật liệu dùng áp lực bên ngoài. Do đó, chỗ nào đầm không tốt thì độ chặt không đạt nên mức độ chống thấm kém. Thi công bê tông RCC thực hiện theo các lớp, mỗi lớp có độ dày khoảng 30cm.

Nếu như lớp bê tông trước đó cứng lại hẳn rồi thì lớp bê tông sau bám dính vào lớp bê tông đã đóng rắn đó rất khó. Vì vậy, việc chống thấm tầng mặt của bê tông RCC là rất quan trọng. Phải có các biện pháp để duy trì cường độ bám dính đó.

Cường độ bám dính được xác định thông qua cường độ chịu kéo và thông qua việc ép nước thử thấm. Nếu để thấm tầng mặt rất nguy hiểm. Có thể gây ra hiệu ứng đẩy nổi, làm tách lớp đó ra và dòng thấm sẽ dần thấm xuống hạ lưu, khi đó nguy cơ vỡ đập có thể xảy ra.

Đối với bê tông CVC, tức là đập bê tông thông thường được đổ theo phương pháp đầm trong, dùng đầm dùi hoặc đầm bàn để làm cho bê tông đạt độ đặc chắc cần thiết, vì vậy, mức độ đồng nhất của bê tông CVC cao hơn rất nhiều so với bê tông RCC.

Chống thấm bằng công nghệ polypurea

Phương Nam Cons đã thực hiện chống thấm cho rất nhiều công trình dân dụng, công nghiệp (chống thấm ở Nhiệt điện Phả Lại, công trình ống cấp nước Thủ Đức với đường kính 1,6 m dài 13 km…) cũng như nhiều công trình thuỷ công, thuỷ điện và thuỷ lợi. Đối với chống thấm cho khe co giãn của đập, thường được thực hiện bằng một lớp phủ ở thượng lưu của khe co giãn trên thân đập, cả phần trên mặt nước và dưới mặt nước.

Đập thuỷ điện Sông Tranh bị thấm qua khe co giãn và nước thấm chảy đến mặt hạ lưu. Một phần do việc thi công khe co giãn không hoàn toàn được bảo đảm nên đã phát sinh dòng thấm lớn vào cả hầm quan trắc và xuống cả hạ lưu, gây ảnh hưởng lớn đến hoạt động của đập.

Vì vậy, buộc phải xử lý chống thấm khe co giãn ở mặt thượng lưu đập. Chúng tôi đã thực hiện chống thấm cho đập bằng các lớp polypurea được phun phủ lên hai mép bên của khe co giãn trên vai đập và kéo dài từ đỉnh đập cho đến mặt nước.

Khi cần đến dịch vụ thi công chống thấm đê đập thủy lợi, thủy điện, hãy liên hệ ngay các chuyên gia Công ty TNHH dịch vụ giải pháp xây dựng Phương Nam – Phương Nam Cons để được tư vấn phương án chống thấm tối ưu nhất quý khách nhé.