KINH NGHIỆM PHỤT VỮA XI-MĂNG + CÁT CHỐNG THẤM NỀN ĐẬP

1-      Giới thiệu chung:

Công ty cổ phần Tư vấn và Xây dựng thủy công Sông Cầu  (HEC&CC) cùng với một số công ty được giao gói thầu thi công khoan phụt tạo màn chống thấm (MCT) vai trái đập chính và đường viền hồ chứa thuộc dự án thủy điện Buôn-Kuốp tỉnh Đak-Lăk, do Ban quản lý Dự án Thủy điện 5 (Tổng công ty Điện lực Việt nam) là chủ đầu tư, Công ty tư vấn xây dựng điện 2 (PECC2) nhà thầu tư vấn thiết kế. Gói thầu khoan phụt màn chống thấm nền đập chính được khởi công tháng 6-2007, hoàn thành cơ bản tháng 3-2008. Do địa chất nền phức tạp, đặc biệt có nhiều hang hố lớn , phần lớn việc tạo màn chống thấm phải dùng giải pháp phụt vữa xi măng + cát.

Phụt vữa Ximăng trộn cát để chống thấm và cố kết nền công trình Thủy lợi, về lí thuyết,  không xa lạ với những chuyên gia xây dựng công trình thủy công, bởi  giải pháp này được đề cập rõ trong các giáo trình giảng dạy, trong các Quy trình, quy phạm chuyên ngành ở trong và ngoài nước. Tuy nhiên, theo tác giả, ở Việt nam, sự áp dụng giải pháp này với một quy mô rất lớn thì mới chỉ thấy lần đầu tiên ở nền đập Buôn-Kuốp. Từ trước đến nay có hai công trình thuộc Bộ Thủy Lợi quản lí, đã có áp dụng phụt cát nhằm  lấp đầy các lỗ rỗng dưới tấm đáy BTCT khoang số 4,5 (dài 2*34m) của đập Đáy - Hà Tây, hay bổ sung cát làm lọc dưới tấm BTCT của  mái đập chính Dầu tiếng đã bị lún, sụt. Đặc điểm chung việc phụt cát của hai công trình nêu trên là chỉ dùng cát đơn thuần mà không trộn xi măng. Ở gói thầu chống thấm nền đập Buôn-Kuốp đã dùng giải pháp phụt Ximăng+cát+nước làm màn chống thấm. Dưới đây là một số chỉ tiêu kĩ  thuật cơ bản của đập và màn chống thấm tạo nên bởi Khoan phụt vữa Ximăng + cát ở  đập chính và đường viền hồ chứa nước dự án thủy điện Buôn-Kuốp. 

 2- Một số đặc điểm về địa chất nền và sự cần thiết phải phụt vữa Ximăng+cát.

Tình hình thấm nền đập Buôn-Kuốp khá phức tạp bởi tuyến đập trên nền đá Bazan  có lỗ rỗng & bọt xốp chiếm tỷ lệ 70-80%, còn lại là đá đặc xít nhưng mức độ nứt nẻ rất mạnh, khe nứt hầu hết rộng từ 1-2 mm đến 1-2cm, có phát hiện nhiều hang hốc rộng từ 1m đến 1,5m. Vì vậy, ngoài việc áp dụng giải pháp khoan phụt thông thường là dùng vữa Ximăng+nước đối với nơi nào có khe nứt nhỏ, phần còn lại, phải dùng đến  vữa xi măng có pha vật liệu trơ, mà ở đây là cát. Trước khi thi cơng đại trà, công ty Tư vấn xây dựng thủy điện 2 đã khoan, phụt thử nghiệm 17 hố khoan tại khối 18, sau đó lập quy trình thi công như tóm tắt sau đây.

3- Tóm tắt quy trình khoan, phụt.

Quy trình khoan phụt cơ bản tuân thủ quy định trong tiêu chuẩn ngành : 14TCN82-1995“Công trình Thủy lợi, tiêu chẩn kĩ thuật khoan phụt xi măng vào nền đá”, khi nào áp dụng vữa phụt Ximăng + nước hay Ximăng+cát+nước phụ thuộc vào lượng mất nước đơn vị của từng đoạn phụt.

a- Biện pháp đưa vữa vào nền được phân loại như sau:

- Phụt Ximăng+nước qua máy bơm dùng Piston thông thường.Trường hợp này áp dụng đối với các hố khoan, đoạn phụt có lượng mất nước đơn vị nhỏ hơn 20 lugeon, hay đảm bảo đạt độ chối khá dễ dàng.

 - Bơm phụt vữa Ximăng+cát+nước qua máy bơm chuyên dùng. Loại máy bơm này không áp dụng kết cấu nén bằng Piston, có như vậy, cát không làm hỏng thiết bị bơm. Vữa ximăng+cát được dùng khi lượng mất nước đơn vị lớn hơn 50 lugeon hay khi tuy lượng mất nước đơn vị nhỏ hơn 50 lu, nhưng  đã phụt đến khối lượng và lệ cát nhiều đến mức yêu cầu  mà vẫn không đạt được độ chối. Những quy định này được nêu rõ trong quy trình, tùy thuộc thực tế mà cán bộ tư vấn giám sát sẽ điều chỉnh cho phù hợp khi nào dùng vữa XM+cát khi nào không.

- Đổ vữa Ximăng+cát+nước vào hố khoan qua phễu đổ. Đây là trường hợp gặp phải  các hầm hố lớn, công xuất máy bơm không đủ công xuất và phải tăng tỷ lệ cát đến mức  máy bơm không thể  thể làm việc được.

b- Hàm lượng vật liệu trong vữa phụt

- Vật liệu chủ yếu đã dử dụng tại đập Buôn-Kuốp là Ximăng PC40, cát mịn có đường kính lớn nhất Dmax=1 mm.

- Tương quan các loại vật liệu : Tuỳ tình hình nứt nẻ và lượng ăn hồ của nền, đã sử dụng các vữa có các tỷ lệ sau đây:

Với vữa gồm Ximăng+nước(N1=X/N) thì áp dụng: Loãng nhất N1 = 1:3; đặc nhất N1 = 1:0,7; đối với vữa gồm Ximăng+nước+cát (N2=XM/N/C) thì: Loãng nhất N2=1:1:0,5; đặc nhất N2= 1:1:3. 

c- Tiến trình phụt vữa.

-Dùng biện pháp phụt phân đoạn từ trên xuống dưới, mỗi đoạn phụt L=3m, nút phụt đặt ở trên cùng. Biện pháp này tạo điều kiện mỗi đoạn phụt được phụt đi phụt lại nhiều lần, nâng cao chất lượng MCT. Cách phụt gián đoạn được áp dụng thường xuyên trong suốt thời gian thực hiện gói thầu.

- Suốt qúa trình phụt vữa đã sử dụng máy tự động ghi lưu lượng và áp lực phụt. Lưu ý ở đây là, với trường hợp phụt vữa có cát, đường kính trong của ống dẫn vữa qua máy không nên nhỏ hơn 25 mm, nếu nhỏ hơn, ống dẫn hay bị tắc. Hơn nữa, đối với loại máy tự ghi và tự động điều chỉnh lưu lượng & áp lực theo chương trình hoàn toàn tự động thì không dùng để phụt cát được vì vữa có cát sẽ phá hủy thiết bị điều chỉnh lưu lượng.

d- Chủng loại và số lượng thiết bị sử dụng tại Buôn-Kuốp.

- Máy bơm phụt: Công ty Sông Cầu sử dụng hai loại máy bơm: i) loại dùng phụt vữa Xiăng+nước ( Trung Quốc) và ii) loại phụt vữa Ximăng+cát+nước (mẫu Liên Xô cũ).

- Máy trộn: Công ty cũng sử dụng hai loại máy trộn áp dụng cho hai loại vữa: trộn vữa XM+nước và trộn vữa XM+cát+nước.

- Máy tự ghi: sử dụng các máy sản xuất từ Nhật (Koken), loại sản xuất từ Trung Quốc (TS2) và loại lắp ráp tại Việt nam,  thiết bị từ  Mỹ (Honeywell).

- Máy khoan : sử dụng loại máy khoan xoay XJ, sản xuất từ Trung Quốc.

Bảng kê số lượng và chủng loại thiết bị công ty Sông Cầu đã sử dụng.

4- Công tác khiểm tra, nhận xét và đánh giá kết qủa.

a- Kiểm tra chất lượng: Công tác khoan, ép nước kiểm tra chất lượng được tiến hành tại các hố khoan nghiêng  giũa hai hàng lỗ khoan phụt. Qua kiểm tra, chất lượng màn chống thấm đạt yêu cầu thiết kế. Tiếp theo đây, chủ đầu tư sẽ đặt các hố quan trắc thấm để đánh giá chuyển biến của các chỉ số thấm trong thân và nền đập.

b- Nhận xét và đánh giá kết qủa.

- Giải pháp phụt vữa Ximăng+cát với việc thường xuyên phụt gián đoạn là đề xuất đúng đắn của tư vấn thiết kế.Tuy nhiên, vai trò của các nhà thầu thi công nhằm đảm bảo chất lượng MCT cũng không kém quan trọng.

- Đối với nền đập có độ rỗng lớn phải phụt vữa có trộn cát thì yếu tố kĩ thuật phụt là phải làm sao để vừa đảm chất lượng vàphải tiết kiệm. Nếu không có nhiều kinh nghiệm, vữa phụt có cát có thể tạo nên độ chối giả, ngăn đường đi của ximăng, dẫn đến màn chống thấm có độ dày không đều, nơi dày, nơi mỏng, hoặc có khi tiêu tốn rất nhiều  vật liệu nhưng hiệu qủa chống thấm cũng chẳng khá hơn. Kinh nghiệm ở đây là biết điều chỉnh tỷ lệ Ximăng-nước, tỷ lệ Ximăng –cát-nước hợp lý và biết khống chế  vữa  phụt để không cho thoát ra ngoài vùng MCT.
      -  Việc khoan phụt vữa có cát ở Buôn-Kuốp đã đóng góp thêm một số kinh nghiệm qúi trong lĩnh vực xử lí nền công trình thủy công.
(Nguyễn Văn Tăng – Công ty CP Tư vấn & Xây dựng Thủy công Sông Cầu)

Bài liên quan
Khoan phụt ximăng cố kết và tạo màn chống thấm. 
Khoan phụt cao áp tạo tường chống thấm cho nền đập Teesta (Ấn Độ) ...
Công nghệ khoan phụt cao áp (jet grouting) để chống thấm cho một ...
Ứng dụng kỹ thuật khoan phụt trong các công trình đê, đập. - Hội ...
Các thông số của vữa phụt và mô hình hóa công tác phụt vữa xử lý ...