Công trình Hồ chứa nước Cửa Đạt
Ths. Lê Văn Ngọ
Nguyên Phó tổng giám đốc
Công ty tư vấn xây dựng thuỷ lợi I – HEC1
Tóm tắt: Giới thiệu tóm tắt về nhiệm vụ quy mô công trình hồ chứa nước Cửa Đạt, tỉnh Thanh Hoá, những vấn đề kỹ thuật phức tạp cần giải quyết trong quá trình thiết kế, xây dựng công trình. Đặc biệt là vấn đề xử lý nền hai vai đập.
Summary: Cua Dat Reservoir Project Summarized introduction on task and scale of Cua Dat reservoir project, Thanh Hoa Province; complicated technical matters for solving during the design process, structure construction especially is two dam abutments foundation treatment matter.
Hồ chứa nước Cửa Đạt là một hồ chứa lớn thuộc Xã Xuân Mỹ, huyện Thường Xuân, tỉnh Thanh Hóa. Đây là một hồ chứa lớn khai thác tổng hợp nguồn nước sông Chu phục vụ cho các yêu cầu phát triển của vùng hạ lưu sông Mã, tỉnh Thanh hóa. Công trình đã được Thủ tướng Chính phủ cho phép đầu tư theo Quyết định số 348/QĐ-TTg ngày 10/4/2004 với các nhiệm vụ chủ yếu như sau:
- Giảm lũ với tần suất 0,6%, bảo đảm mực nước tại Xuân khánh không vượt quá 13,71m (lũ lịch sử năm 1962),
- Cấp nước cho công nghiệp và sinh hoạt với lưu lượng 7,715 m3/s,
- Tạo nguồn nước tưới ổn định cho 86 862ha đất canh tác (trong đó Nam sông Chu là 54 043 ha và Bắc sông Chu-Nam sông Mã là 32 831 ha),
- Kết hợp phát điện với công suất lắp máy N=(88-97) MW,
- Bổ sung nước mùa kiệt cho hạ du để đẩy mặn, cải tạo môi trường sinh thái với lưu lượng Q=30,42 m3/sec.
Theo Quyết định của Chính phủ, công trình được đầu tư thành hai giai đoạn: giai đọan 1 đầu tư công trình đầu mối, giai đoạn 2 là hệ thống kênh mương. Theo TCVN 285:2002, công trình đầu mối là công trình cấp I, với tiêu chuẩn lũ thiết kế 0.1%, lũ kiểm tra 0.01%; dẫn dòng thi công 5%; cấp nước công nghiệp, sinh hoạt và phát điện 90%, tưới 75%.
Công ty Tư vấn Xây dựng Thủy lợi I (HEC1) được giao nhiệm vụ lập TKKT-TDT Công trình Đầu mối Thủy lợi.
Công trình ĐMTL gồm ba cụm công trình: Cụm đầu mối đập chính, cụm đầu mối Dốc Cáy và cụm đầu mối Hón Can. Cụm công trình đầu mối đập chính Cửa Đạt gồm có các hạng mục công trình chủ yếu: đập chính, tràn xả lũ, tuy nen dẫn dòng, cầu qua sông và các hạng mục công trình thứ yếu khác. Cụm công trình đầu mối Dốc Cáy gồm có đập phụ, tuy nen lấy nước, kênh dẫn vào và ra. Cụm đầu mối Hón Can có đập phụ và đường Hón Can-Cửa Đạt
Mặt cắt ngang điển hình của đập chính
Khu hưởng lợi của Dự án nằm trên địa phận các huyện Ngọc Lạc, Thường Xuân, Triệu Sơn, Thọ Xuân, Đông Sơn, Nông Cống,Yên Định, Thiệu Hoá, Quảng Xương, xã Cẩm Vân huyện Cẩm Thuỷ và thành phố Thanh Hoá với tổng diện tích tự nhiên khoảng 365 182ha. Đây là vùng chính trị, kinh tế tập trung lớn nhất tỉnh với thành phố tỉnh lỵ Thanh hóa, các khu công nghiệp Nghi sơn, Mục sơn...; các vùng sản xuất lương thực lớn như vùng hệ thống tưới Nam sông Chu, hệ thống Nam sông Mã, nơi có hệ thống đường bộ và dường sắt xuyên Việt đi qua.
Theo nhiệm vụ được duyệt, công trình Đầu mối hồ chứa Cửa Đạt có hai điểm khác biệt với các công trình khác như sau:
- Hồ phải cắt được con lũ nhỏ hơn hoặc bằng con lũ có tần suất 0.6% để khống chế mực nước hạ lưu theo yêu cầu nên phải có quy trình điều tiết lũ phù hợp. Quy trình này đòi hỏi phải bố trí kết cấu tràn và cửa van sao cho việc điều khiển được dễ dàng, linh hoạt và an toàn.
- Đập Bái thượng là một công trình đại thủy nông nằm cách hạ lưu đập 18 km cấp nước cho 50 ngàn ha đất nông nghiệp và khu kinh tế ở hạ du. Việc xây dựng và vận hành hồ phải đảm bảo vừa không được làm gián doạn việc cấp nước, vừa không đe dọa an toàn của đập Bái thượng.
Về địa hình và chất công, vị trí tuyến chọn (tuyến III) cũng có nhiều bất lợi so với tuyến đề nghị trong BCNCKT (tuyến I). Trong BCNCKT đã tập trung nghiên cứu tuyến I nằm ở hạ lưu tuyến III khoảng 1Km và tuyến đối chứng là tuyến III. Về mặt điều kiện tự nhiên, tuyến I hơn hẳn về mọi mặt, đặc biệt với tuyến này, nền đập là đá, tầng phủ mỏng có thể xây dựng đập bê tông trọng lực, việc bố trí công trình và biện pháp dẫn dòng thi công đều đơn giản. Tuy nhiên, với tuyến I, diện tích chiếm đất tăng đáng kể và do số dân phải di dời tăng lên gần 3 lần so với tuyến III. Công tác giải phóng mặt bằng và di dân tái định cư sẽ rất phức tạp. Đó là lý do chính tuyến I không được chọn.
Hai đặc điểm trên, cùng với điều kiện địa hình, địa chất khá phức tạp của vùng tuyến III cộng với động đất cấp 8 ở khu vực này đã làm cho việc khảo sát, thiết kế và xây dựng công trình gặp nhiều khó khăn hơn.
Công tác lập TKKT công trình đầu mối Thủy lợi (tuyến năng lượng được nghiên cứu riêng) bắt đầu từ đầu năm 2003 và hoàn thành vào tháng 6/2004 với sự cộng tác của một số cơ quan chuyên môn và chuyên gia trong nước (Viện Địa chất Môi trường, Viện Vật lý Địa cầu, Trường Đại Học Thuỷ Lợi, Viện Khoa học Thuỷ lợi...) cùng với chuyên gia Tư vấn thuộc Viện Quy hoạch, Nghiên cứu và Thiết kế thuộc ủy ban Sông Hoàng Hà-Trung Quốc.
Để đáp ứng yêu cầu lập TKKT, cơ quan Tư vấn đã thực hiện khối lượng công việc điều tra tra khảo sát như sau:
Tiến hành đo đạc hàng trăm ha bình đồ địa hình, hàng chục km trắc dọc ngang công trình,
Khoan đào trên 15 000 m khoan, đo vẽ địa chất trên 1000 ha, trên 10 nghìn điểm đo địa vật lý, thí nghiệm gần 1 nghìn mẫu đất đá, đào 2 hầm ngang khảo sát địa chất dài trên 150 m, làm hàng trăm thí nghiệm địa chất và địa chất thủy văn tại hiện trường thuộc khu vực tuyến công trình và khu vực lòng hồ. Trên cơ sở đó đã đi sâu nghiên cứu về kiến tạo, địa chấn, đặc điểm cấu tạo địa tầng khu vực, đánh giá khả năng mất nước và ổn định hồ chứa, xác lập các bản đồ mặt vỉa đá khu vực công trình, các mặt cắt ngang dọc địa chất công trình, đánh giá trữ lượng, chất lượng các loại vất liệu xây dựng vv…
Thu thập bổ sung, chỉnh biên kéo dài tài liệu đo đạc quan trắc khí tượng thủy văn trạm Cửa đạt và các trạm lân cận. Đã xác lập được chuỗi số liệu 31 năm dòng chảy năm, 46 năm dòng chảy lũ tại tuyến đập. Điều tra, tính toán lũ và dĩên biến mực nước trên các sông nhánh liên quan làm cơ sở cho bài toán thủy lực mạng lưới sông hạ du phục vụ cho điều tiết hồ chứa.
Để phục vụ cho công tác thiết kế, Bộ NN&PTNT đã cho phép HEC1 lập Tiêu chuẩn riêng cho công trình Cửa Đạt mang ký hiệu 14TCN-143-2004.
Trên cơ sở yêu cầu nghiệm vụ công trình đã được xác định cùng với các tài liệu cơ bản thu thập được, HEC1 đẫ nghiên cứu 3 phương án tuyến công trình tại vùng tuyến III đã được phê duyệt trong Quyết định Đầu tư là các tuyến IIIA, IIIC và IIIB (theo thứ tự từ thượng lưu về hạ lưu). Trên 3 tuyến đó, căn cứ vào đặc điểm địa hình, địa chất đã đề xuất phương án kết cấu các hạng mục công trình chính liên quan để nghiên cứu tính toán chọn được phương án tối ứu về tuyến và hình thức kết cấu công trình.
Về đập, đã xem xét các đập đá đổ bản mặt bê tông, đã đổ lõi đất, hỗn hợp đá đổ lõi đất với đập bê tông. Về tràn xả lũ, nghiên cứu tràn xả mặt tiêu năng phun, xả mặt tiêu năng đáy; xả mặt kết hợp xả sâu; xả mặt kết hợp tuy nen chảy có áp, không áp; kết hợp công trình xả lũ lâu dài với công trình dẫn dòng thi công tại các vị trí tuyến bên bờ phải và lòng sông (qua đập bê tông). Công trình dẫn dòng thi công, tùy theo phương án kết cấu đập mà có các phương án xả bằng tuy nen hoặc tuy nen kết hợp xả qua đập đá đổ xây dở.
Để xác định quy mô tối ưu của hồ chứa, đã tính toán các đặc trưng thủy văn tại tuyến đập, tính toán điều tiết dòng chảy với ba mô hình phân bố dòng chảy năm (86-87; 87-88 và 91-92) với điều kiện thỏa mãn yêu cầu dùng nước hạ du theo nhiệm vụ đã được phê duyệt. Trên cơ sở đó, tính toán so chọn các cặp MNDBT và MNC của hồ. Kết quả tính toán được mực nước chết và mực nước dâng bình thường tối ưu của hồ chứa là +73 và 110, ứng với mô hình dòng chảy 91-92 là mô hình bất lợi nhất.
Việc tính toán điều tiết lũ được tiến hành trên cơ sở đảm bảo hai nhiệm vụ (1) cắt lũ bảo vệ hạ du với các con lũ có tần suất từ 0.6% trở lên và (2) đảm bảo an toàn cho công trình với con lũ tần suất 0.6% trở xuống.
Để đáp ứng nhiệm vụ thứ nhất, đã tiến hành tính toán bài toán điều tiết con lũ 0.6% kết hợp với bài toán thủy lực mạng lưới sông hạ lưu theo quy mô công trình xả ứng với ba mô hình lũ khác nhau (năm 1962, 1973 và 1980) và các thông số thủy văn thủy lực tương ứng trên mạng lưới sông Mã-Chu. Kết quả cho thấy, để duy trì mực nước tại Xuân khánh ở cao trình +13,71, hồ chứa cần phải có dung tích phòng lũ tối đa 250 triệu m3 ứng với mực nước hồ là +117.64 và lưu lượng xả tối đa không vượt quá 3400 m3/sec.
Với con lũ thiết kế p=0.1% và lũ kiểm tra p=0.01%, bài toán điều tiết hồ phải đáp ứng cả hai nhiệm vụ đã nêu. Do vậy việc tính toán phải tuân thủ quy trình đặc biệt được tóm tắt như sau:
Để an toàn, bất kỳ con lũ nào ban đầu đều được điều tiết theo quy trình chống lũ cho hạ du với tần suất 0,6%. Khi lưu lượng đến vượt quá lưu lượng đỉnh lũ thiết kế 0,6%, chứng tỏ lũ thật xảy ra đã lớn hơn lũ thiết kế bảo vệ hạ lưu, vượt khỏi tầm kiểm soát của hồ thì phải chuyển sang chế độ điều tiết bảo vệ công trình. Để đảm bảo an toàn cho hạ du, đặc biệt là đập Bái thượng, cần khống chế lưu lượng xả tại đập tràn tương đương với cấp tăng lưu lượng tự nhiên trên sông khi chưa có hồ. Theo đó, tùy lưu lượng đến mà khống chế cường suất xả lũ từ 400m3/s/giờ đến 1000m3/s/ giờ.
Ngoài ra, một yếu tố quan trọng trong bài toán điều tiết lũ cũng được cân nhắc thận trọng, đó là mực nước trước lũ. Qua phân tích tài liệu đo đạc cho thấy, lũ sông Chu có tính phân kỳ không rõ rệt, lũ lớn có thể xẩy ra từ tháng 7 đến tháng 11. Do vậy, để đảm bảo an toàn về chống lũ và tích nước, đã đề nghị chọn mực nước trước lũ bằng MNDBT (+110).
Trên cơ sở các yếu tố đầu vào nêu trên, ứng với các kết cấu và qui mô công trình xả khác nhau đã tính toán điều tiết xác định mực nước lũ cho các phương án, làm cơ sở tính toán xác định cao trình đỉnh đập và thiết kế tràn xả lũ.
Kết quả tính toán đã lựa chọn được phương án tuyến và kết cấu công trình như sau:
- Về tuyến công trình: chọn đập tuyến IIIB, tuyến tràn nằm bên vai phải đập chính và tuy nen dẫn dòng nằm giữa vai phải đập chính và đập tràn, tuyến năng lượng bố trí bên bờ phải đập tràn và khu quản lý bố trí bên bờ trái (xem hình 2).
Quy mô và hình thức kết cấu công trình tóm tắt như sau:
- Hồ chứa: mực nước chết +73, mực nước dâng bình thường +110, mực nước lũ TK 0.6% 117.64, mực nước lũ TK 0.1% 119.05 và mực nước lũ KT 0.01% 121.33. Tổng dung tích hồ chứa 1450 triệu m3.
- Đập chính ngăn sông tạo hồ thuộc loại đập đá đắp chống thấm bằng bản mặt bê tông. Cao độ đỉnh đập 121.30, cao độ tường chắn sóng 122.5. Mặt đập rộng 10m, mái thượng lưu 1:1.4, mái hạ lưu 1:1.5. Chiều dài 966 m, chiều cao lớn nhất 118,5m.
Đập đá đổ chống thấm bằng tấm bản mặt bê tông cốt thép, gọi tắt là đập đá đổ bản mặt bê tông (CFRD) là loại hình đập được phát triển ở nhiều nước trên thế giới trong vài thập kỷ gần đây như Trung quốc, Brazil, Italya, Nam tư, Mỹ…
Cấu tạo mặt cắt ngang đập gồm có các khối đắp khác nhau (xem hình 3). Tùy theo chức năng, nhiệm vụ và tầm quan trọng mà có cấu tạo và yêu cầu vật liệu khác nhau. Từ thượng lưu về hạ lưu có các khối chủ yếu như sau: bản mặt bê tông, lớp đệm, lớp chuyển tiếp, khối đá đổ chính và các khối đá đổ thứ cấp và cuối cùng là lớp đá lớn bảo vệ mái hạ lưu. Ngoài ra phía thượng lưu ở chân bản mặt còn có các lớp gia tải để hỗ trợ chống thấm cho bản mặt và tăng cường ổn định mái và bản chân. Theo Tiêu chuẩn Trung quốc, nền bản chân đập cao trên 70m có thể đặt trên đá phong hóa mạnh đến vừa, với đập trên 70m đặt trên đá phong hóa vừa đến tươi. Khối đá đổ đặt trên mặt lớp đá phong hóa mạnh.
Tuyến chống thấm của đập gồm tường chắn sóng, tấm bản mặt, tấm bản chân và thiết bị chống thấm ở nền và vai đập. Các bộ phận này nối với nhau bằng hệ thống các khớp nối mềm kín nước. Kết cấu màn chống thấm ở nền bản chân được lựa chọn tùy thuộc vào điều kiện địa chất nền. Đoạn lòng sông và thềm bậc 1 (H>70m) đặt trên đá phong hóa vừa đến tươi dùng biện pháp khoan phụt vữa xi măng tạo màn chống thấm. Đoạn vai đập đặt trên nền phong hóa mạnh, có nhiều đứt gãy và xen kẹp dùng biện pháp tường chống thấm bê tông cốt thép (cutoff) nối bản chân với lớp đá phong hóa vừa, dưới đó tiếp tục khoan phụt đến khi lượng mất nước đơn vị nhỏ hơn 3 lu.
Tràn xả lũ làm nhiệm vụ điều tiết lũ bảo vệ hạ du đảm bảo mực nước trên sông Chu tại Xuân khánh không vượt quá 13.71 khi trên hồ xuất hiện con lũ nhỏ hơn hoặc bằng lũ 0.6% và xả lũ bảo vệ công trình khi lũ đến hồ vượt quá lũ 0.6%. Lưu lượng xả lớn nhất 11594 m3/sec, cột nước lớn nhất 24.33m (xem hình 4).
Kết cấu tràn thuộc loại tràn xả mặt dốc nước, tiêu năng bằng mũi phun. Tràn có 5 khoang khẩu độ 11m, trang bị bằng cửa cung cao 17m, bán kính 21m, điều khiển bằng xi lanh thủy lực. Kết cấu tràn bằng bê tông cốt thép đặt trên nền đá phong hóa nhẹ đến tươi. Thân tràn có độ dốc 0.20. Mặt bê tông tiếp xúc với dòng chảy tốc độ cao được cấu tạo bằng bê tông mác cao, chống mài mòn. Trên thân dốc bố trí ba máng trộn khí để hạn chế tốc độ dòng chảy. Nền tràn được bố trí màn chống thấm bằng biện pháp khoan phụt vữa xi măng nối từ nền đập chính đến bờ phải tràn. Mái đá đào được bảo vệ bằng lớp bê tông phun lưới thép, neo vào đá kết hợp khoan lỗ tiêu nước. Mái đất bảo vệ bằng trồng cỏ và đá lát chít mạch.
Tuy nen làm nhiệm vụ dẫn dòng thi công có đường kính 9m, cao trình đáy +30. Tháp vận hành kiểu giếng có bố trí van phẳng điều khiển bằng xi lanh thủy lực để chặn dòng tích nước hồ. Tuy nen được đào trong đá cứng, cửa vào, cửa ra gia cố bằng bê tông cốt thép. Phần đào trong đá cứng gia cố tạm bằng khoan néo và phun bê tông. Chiều dài tổng cộng 822m.
Ngoài ra còn có các hạng mục công trình phục vụ vận hành quản lý như cầu qua sông Chu, đường Thường Xuân-Cửa Đạt, nhà và đường quản lý khu vực công trình đầu mối, các thiết bị quan trắc bảo vệ vv….
Phương đề nghị có những ưu điểm nổi bật như sau (xem hình 2):
- Tuyến các công trình xả bố trí hợp lý về mặt thủy lực, dòng chảy từ kênh dẫn hạ lưu tiếp cận khá thuận với dòng sông làm giảm thiểu những tác động bất lợi đến bờ sông hạ lưu và các công trình lân cận.
- Đối với những công trình xả lũ kiểu máng phun có lưu lượng xả hàng ngàn m3/sec như tràn Cửa Đạt, khi xả lũ sẽ tạo ra hiện tượng mưa bụi tại hố xói gây ảnh hưởng bất lợi đến các công trình lân cận, đặc biệt với trạm thủy điện kiểu hở. Với cách bố trí các phương án có tuyến năng lượng đặt khá xa về phía nam sẽ tránh được những ảnh hưởng của hiện tượng mưa bụi nói trên. Ngoài ra cũng sẽ tạo điều kiện cho việc xây dựng và vận hành hạng mục công trình này một cách độc lập hơn.
- Các hạng mục công trình bố trí tương đối tách rời tạo điều kiện cho việc bố trí tổng mặt bằng thi công công trình được dễ dàng và thuận lợi.
- Kết cấu đập là đập đá đổ chống thấm bằng bản mặt bê tông. Loại đập này có ưu điểm là sử dụng vật liệu tại chỗ. Do chống thấm bằng bản mặt bê tông nên hầu như không có dòng thấm đi qua, trong thân đập không có đường bão hòa nên triệt tiêu được áp lực kẽ rỗng- một yếu tố gây mất ổn định rất khó đánh giá- vì vậy đập có độ ổn định cao hơn. Kiểu đập này do vậy có mái dốc lớn, tiết kiệm được vật liệu xây dựng. Điều đó không những có ý nghĩa về mặt giảm vốn xây dựng mà với đập cao, khối lượng lớn, thời gian thi công ngắn thì còn có ý nghĩa về mặt giảm nhẹ được cường độ thi công công trình. Khi động đất xẩy ra, do đại bộ phận đập đều khô nên dù có bị rung lắc mạnh, trong thân đập không xuất hiện áp lực kẽ rỗng nên đập ít bị đe dọa hơn. Điều này đặc biệt quan trọng đối với vùng có động đất lớn như vùng Cửa Đạt.
- Về mặt thi công, việc đắp đập ít lệ thuộc vào thời tiết và có thể tiến hành đồng thời với việc xử lý nền và thi công bản chân nên tốc độ xây dựng sẽ nhanh hơn. Một điểm ưu việt nữa của loại đập này là có thể xả lũ thi công qua mặt cắt đắp dở với biện pháp bảo vệ tương đối đơn giản, sau khi xả lũ xong có thể tiếp tục đắp mà không phải xử lý bề mặt quá phức tạp.
- Công tác quản lý và vận hành loại đập này cũng tương đối đơn giản.
Tuy nhiên loại đập này có yêu cầu về mặt nền móng cao hơn đập đá đổ lõi giữa. Yêu cầu về vật liệu đá đổ cũng cao hơn để hạn chế độ lún của đập, đặc biệt là phần thượng lưu để không gây ra nứt nẻ do chuyển vị của tấm bê tông bản mặt. Ngoài ra loại đập này cũng yêu cầu phải sử dụng một số vật liệu cao cấp như phụ gia cho bê tông cốt thép, đặc biệt là các vật liệu làm khớp nối, trong đó một số vật liệu phải nhập ngoại. Ngoài ra, đây là loại hình đập mới, kinh nghiệm thiết kế và xây dựng của chúng ta còn rất ít ỏi, cần phải đầu tư nghiên cứu, học hỏi...Tuy nhiên có thể khẳng định đập CFDR có nhiều ưu điểm nổi bật hơn các loại đập truyền thống đã xây dựng ở nước ta cả về vốn đầu tư lẫn điều kiện thi công và mức độ an toàn.
Đập chính Cửa Đạt là đập vật liệu tại chỗ cao thứ hai sau đập Hoà bình. Với việc chọn loại đập CFRD, về mặt kỹ thuật công tác thiết kế cần giải quyết các vấn đề mấu chốt như vấn đề xử lý nền công trình, đặc biệt là nền bản chân, xử lý các đứt gẫy; vấn đề bố trí các khối trong thân đập, tận dụng vật liệu phế thải; giải pháp kháng chấn đảm bảo ổn định công trình vv... Trong phạm vi bài này, xin nêu một số giải pháp xử lý nền bản chân đập.
Nền bản chân đóng vai trò cực kỳ quan trọng vì đây là bộ phận sâu nhất của tuyến chống thấm, vừa chịu áp lực cao, lại vừa khó sửa chữa khi có hư hỏng. Theo tiêu chuẩn thiết kế SL/228-98 của Trung quốc được phép sử dụng cho công trình Cửa Đạt, việc xử lý nền công trình nói chung đặc biệt là nền bản chân phải đảm bảo “Giảm nhỏ sự biến hình của nền, tăng cường sức chịu cắt, tính chống thấm và chống xói mòn vật liệu, cải thiện độ bằng của mặt nền...”.
Đối với đập Cửa Đạt, căn cứ vào đặc điểm địa chất tuyến bản chân và các yếu tố kinh tế kỹ thuật khác, ở hai vai đập dự kiến đặt bản chân ở phần dưới lớp phong hoá mạnh, còn ở lòng sông đặt trên đá phong hoá vừa đến nhẹ. Theo đó biện pháp xử lý nền khác nhau:
(1) ở phần lòng sông, lớp đá phong hoá mạnh tương đối mỏng nên có thể áp dụng giải pháp xử lý nền truyền thống: khoan phụt cố kết và khoan phụt chống thấm bằng vữa xi măng. Tại khu vực lòng sông, đập chịu cột nước lớn, do vậy màng chống thấm phải được thiết kế và thi công đảm bảo tính bền vững và khả năng chịu lực. Cần có quy trình thi công hợp lý, thiết bị thi công đảm bảo và kiểm tra chất lượng chặt chẽ.
(2) ở hai vai, đặc biệt là vai trái, do lớp đá phong hoá vừa rất dày (có chỗ trên 40m), nếu bóc hết đại bộ phận lớp này thì khối lượng đào sẽ rất lớn. Do vậy bản chân phải đặt trong lớp đá phong hoá mạnh. Tuỳ theo vị trí bản chân có thể đặt ở độ cao thấp khác nhau. Trong điều kiện đá phong hoá mạnh, khả năng khoan phụt vữa thông thường để cố kết nền và tạo màng chống thấm là rất khó khăn. Nếu dùng biện pháp khoan phụt đặc biệt thì cần có chuyển giao công nghệ từ nước ngoài, thời gian và vốn.
Trong tình hình đó, vận dụng tiêu chuẩn Trung quốc, cơ quan thiết kế đưa ra giải pháp xử lý mà nhà thầu trong nước có thể thi công được. Đó là phương pháp làm tường chống thấm kết hợp khoan phụt vữa xi măng tạo màn chống thấm và. Nội dung chính của giải pháp này như sau:
- Tạo màn chống thấm: Khoan phụt vào lớp đá phong hoá vừa- nhẹ và một phần đá phong hoá mạnh có thể phụt được, tiếp đó làm tường bê tông qua lớp đá phong hoá mạnh còn lại. Nối tường bê tông với bản chân bằng khớp nối mềm chống thấm.
- Cố kết nền: Trường hợp nền có thể khoan phụt được thì khoan phụt néo thép bình thường. Nếu nền không khoan phụt được thì kéo dài néo xuống đá phong hoá vừa, khoan néo và đổ bê tông tạo thành cọc chống, néo cọc vào bản chân.
Cao độ đặt bản chân và biện pháp khoan néo sẽ được xác định khi có kết quả thí nghiệm khoan phụt vào lớp đá phong hoá tại hiện trường và được điều chỉnh khi mở móng bản chân đập.
Với giải pháp này, việc xử lý gia cố nền là khá triệt để nhưng thi công khá phức tạp do có nhiều biện pháp kết hợp. Đặc biệt việc thi công tường chống thấm trên vai đập có khó khăn về mặt bằng, việc đào hào trong đá phong hoá mạnh tốc độ sẽ hạn chế. Do đó tinh thần chung khi thực hiện là cố gắng giảm thiểu khối lượng hạng mục này.
Với phương án đề nghị, tổng khối lượng xây lắp chính như sau: đào đất đá các loại 11.6 triệu m3, đắp đá các loại 9.6 triệu m3, bê tông các loại 36 ngàn m3, đá xây lát 12 ngàn m3, kết cấu thép 2215 tấn.
Tổng vốn đầu tư cho khu đầu mối thủy lợi Cửa Đạt là 3323 tỉ đồng, theo giá quý 3/2004.
Cứ vào đặc điểm kết cấu công trình, đặc điểm tự nhiên khu vực xây dựng, khối lượng công việc và năng lực thi công của các nhà thầu, tiến độ xây dựng đề nghị là 5 năm, không kể thời gian chuẩn bị.
Công trình Đầu mối thủy lợi Cửa Đạt thuộc loại công trình đặc biệt lớn, có điều kiện địa chất phức tạp, là một trong những công trình lần đầu tiên áp dụng loại đập đá đổ bản mặt bê tông ở Việt nam nên giai đoạn tới còn tiếp tiếp tục giải quyết nhiều vấn đề chuyên sâu phục vụ cho thiết kế chi tiết, thi công và vận hành công trình.
Chúng tôi rất mong có sự cộng tác giúp đỡ của các nhà khoa học, chuyên gia đầu ngành trong và ngoài Bộ để việc thiết kế, thi công và vận hành hồ Cửa Đạt đảm bảo chất lượng, an toàn và tiết kiệm./.
|