LỜI CẢM ƠN
Tác giả luận văn xin được cảm ơn sâu sắc đối với thầy giáo hướng dẫn
PGS.TS Lê Văn Hùng đã hướng dẫn và chỉ bảo tận tình trong suốt quá trình thực
hiện luận văn tốt nghiệp.
Tác giả xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô giáo tham gia giảng dạy khóa cao
học 18 trường Đại học Thủy lợi đã tận tình hướng dẫn và truyền đạt cho tôi những
tri thức khoa học quý giá.
Tác giả cũng xin cảm ơn Lãnh đạo trường Đại học Thủy lợi, khoa Sau đại
học và Bộ môn Công nghệ và Quản lý xây dựng đã tạo điều kiện cho tôi hoàn thành
tốt công việc nghiên cứu khoa học của mình.
Cuối cùng, tác giả xin chân thành cảm ơn đến gia đình, bạn bè, đồng nghiệp
đã giúp đỡ, đông viên, khích lệ để luận văn tốt nghiệp được hoàn thành tốt đẹp.
Hà Nội, Ngày 25 tháng 5 năm 2013
TÁC GIẢ Nguyễn Trọng Thế LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu trích
dẫn là trung thực. Các kết quả nghiên cứu trong luận văn chưa từng được người nào
công bố trong bất kỳ công trình nào khác./.

Nguyễn Trọng Thế

1.2.1. Mặt cắt thiết kế của một số đập đá đổ bản mặt bê tông điển hình 4
1.2.2. Điều kiện xây dựng, vật liệu thi công, công nghệ thi công đập đá đổ bê tông
bản mặt 14
1.3. Thông số thiết kế cơ bản và tiến độ thi công đập Cửa Đạt 18
1.3.1. Thông số thiết kế cơ bản đập Cửa Đạt 18
1.3.2. Tiến độ thi công đập Cửa Đạt 22
1.4. Kết luận chương 1 24
1.4.1. Ưu điểm của đập đá đổ bê tông bản mặt 24
1.4.2. Nhược điểm của đập đá đổ bê tông bản mặt
24
1.4.3. Kết luận 25
CHƯƠNG 2. DIỄN BIỆN QUÁ TRÌNH THI CÔNG PHẦN LÒNG SÔNG VÀ
MỐI QUAN HỆ VỚI CÔNG TÁC TIÊU NƯỚC HỐ MÓNG 26
2.1. Tiến độ khống chế thi công đập chính 26
2.2. Công tác tiêu nước hố móng và trình tự thi công đập phần lòng sông 27
2.2.1. Công tác tiêu nước hố móng 27
2.2.2. Trình tự thi công đập phần lòng sông 32
2.3. Tóm tắt sự cố vỡ đập, công tác khắc phục 33
2.3.1. Tóm tắt sự cố vỡ đập 33
2.4. Kết luận chương 2 37
2.4.1. Đối với công tác tiêu thoát nước hố móng 37
2.4.2. Đối với công tác dẫn dòng thi công 38

2.4.3. Đối với công tác thi công đắp đập 38
CHƯƠNG 3. SỰ CỐ NỨT BẢN MẶT BÊ TÔNG KHI BƠM NƯỚC HỐ MÓNG
THƯỢNG LƯU BẢN CHÂN VÀ BẢN MẶT 39
3.1. Mô tả quá trình bơm cạn hố móng thượng lưu bản chân và bản mặt 39
3.2. Sự cố nứt bản mặt bê tông và nguyên nhân 41
3.2.1 Sự cố nứt bản mặt bê tông 41
3.2.2. Nguyên nhân của sự cố nứt bản mặt bê tông 41

Hình 1.2: Mặt cắt ngang điển hình của đập đá đổ bê tông bản mặt 5
Hình 1.4: Đập Hòa Bình – Việt Nam H=128m 6
Hình 1.5: Đập Alezani trên sông Alezani – Pháp, xây dựng năm 1967-1969 6
Hình 1.6: Đập Axuan trên sông Nin – Ai Cập 7
Hình 1.7: Đập Mexika trên sông Lerma, xây dựng 1927-1929, H=37.5m 7
Hình 1.8: Đập France trên sông Oy, xây dựng 1948; H=20m; b=3m; L=240m; B=32m . 8
Hình 1.9: Đập Tuyên Quang trên sông Gâm, xây dựng 2003; H>20m 8
Hình 1.10: Cấu tạo chi tiết bản chân 9
Hình 1.11: Chi tiết đỉnh đập 10
Hình 1.12: Khớp nối bản chân (khớp ngang) 10
Hình 1.13: Khớp nối chuyển vị bản chân (khớp biên) 11
Hình 1.14: Khớp nối đứng (kéo) 12
Hình 1.15: Khớp nối đứng (nén) 12
Hình 1.16: Khớp nối chuyển vị đỉnh đập 13
Hình 1.17: Khớp nối tường chắn sóng (khớp đứng) 13
Hình 1.18: Mặt bằng tuyến đập chính 20
Hình 1.19: Mặt cắt ngang điển hình đoạn lòng sông
21
Hình 2.1: Mặt bằng thi công mùa lũ năm thứ nhất 27
Hình 2.2: Mặt bằng thi công mùa lũ năm thứ hai 27
Hình 2.3: Mặt bằng thi công mùa lũ năm thứ ba 27
Hình 2.4: Mặt bằng thi công mùa lũ năm thứ tư 27
Hình 2.5: Mặt cắt thi công mùa lũ năm thứ nhất và năm thứ hai 27
Hình 2.6: Mặt cắt thi công mùa lũ năm thứ ba 27
Hình 2.7: Mặt cắt thi công mùa lũ năm thứ tư và năm thứ năm 27
Hình 2.8: Mặt cắt ngang đập mùa lũ năm thứ ba 27
Hình 2.9: Mặt cắt ngang đê quây thượng lưu 27
Hình 2.10: Mặt cắt ngang đê quây hạ lưu 27
Hình 2.11: Mặt cắt ngang đê quây hạ dọc 27


Hình 3.21: Quét keo lót “SR“ và lớp tạo phẳng “SR“ 61

Hình 3.22: Dán tấm đậy “SR“ 62
Hình 3.23: Cố định giãn cách 2 đầu bằng thép mạ kẽm 50x5mm và bu lông nở tráng kẽm
M10x100, a=1m 62
Hình 3.24: Phân vùng thi công xử lý vết nứt xuyên 63 1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Các đập lớn đã được xây dựng trên thế giới cũng như ở Việt Nam rất phổ biến
với nhiều hình thức kết cấu và qui mô khác nhau. Hình thức đập đá đổ bản mặt bê
tông cũng đã xuất hiện từ lâu nhưng ứng dụng cho các đập cao thì được phát triển
mạnh mẽ gần đây. Những nước xây dựng nhiều đập đá đổ bản mặt bê tông phải kể
đến Brasil, Mỹ, Nigieria, Việt Nam và đặc biệt nhiều là Trung Quốc. Tại Việt Nam
đập đá đổ bản mặt bê tông đã được xây dựng là các đập: Rào Quán tỉnh Quảng Trị
(2005-2006); Tuyên Quang tỉnh Tuyên Quang (2004-2007); Cửa Đạt tỉnh Thanh
Hóa (2004-2010). Đặc điểm khác biệt của đập đá đổ bản mặt bê tông là chống thấm
nhờ bản chân và bản mặt. Bản mặt bê tông khá mỏng, làm việc trong điều kiện phức
tạp về chịu lực và tác động lún mạnh của thân đập nên rất dễ xẩy ra hiện tượng thoát
không và nứt. Quá trình xây dựng đập Cửa Đạt cũng đã từng xảy ra một số sự cố
đối với bản mặt bê tông.
Đề tài nghiên cứu nhằm tìm hiểu và phân tích nguyên nhân sự cố gây nứt bản
mặt bê tông trong khi đang thi công và rút ra những bài học thiết thực.
2. Mục đích của đề tài
Xác định nguyên nhân gây nứt bản mặt bê tông đập Cửa Đạt trong khi đang
thi công;
Đánh giá các giải pháp khắc phục và các bài học thiết thực
3. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

đắp đập so với đập đá đổ truyền thống. Đập đá đổ bản mặt bê tông thường được áp
dụng cho các loại đập cao (H > 40m) và đặt trên nền đá. Việc thiết kế các loại dập
đá đổ bản mặt bê tông ban đầu chủ y
ếu dựa theo kinh nghiệm và được hiệu chỉnh
dần dần.
Ngày nay, việc tính toán thiết kế đập đá đổ bản mặt bê tông đã dần được hoàn
chỉnh. Đập đá đổ bản mặt bê tông đã được áp dụng ở nhiều nơi và áp dụng cho cả
những đập cao 180m. Đập đá đổ bản mặt bê tông đã được xây dựng ở nhiều nước
trên thế giới như: Mỹ, Đức, Anh, Ấn Độ, Ở Châu Á đập đá đổ bản mặt bê tông
được áp dụng cho nhiều công trình thủy lợi, thủy điện lớn ở Trung Quốc. 3
Đập đá đổ bản mặt bê tông mới được du nhập vào Việt Nam trong những năm
gần đây và đã được áp dụng cho một số công trình như: công trình thủy điện Na
Hang (Tuyên Quang), công trình thủy lợi – thủy điện Quảng Trị và công trình thủy
lợi – thủy điện Cửa Đạt (Thanh Hóa). Các nguyên lý tính toán và qui định áp dụng
cho những công trình trên của nước ta thường dựa vào các qui phạm và kinh
nghiệm đã áp dụng thành công cho các công trình cùng loại của Trung Quốc.
Bảng 1.1: Bảng thống kê số lượng đập theo các khu vực
TT Khu vực Số lượng đập Tỷ lệ
1 Châu Á 31.340 67.32%
2 Bắc + Trung Mỹ 8.010 17.20%
3 Tây Âu 4.227 9.08%
4 Đông Âu 1.203 2.58%
5 Châu Phi 1.200 2.58%
6 Châu Đại Dương 577 1.24%
Tỷ lệ xây dựng đập đá đổ
67.32%
7.20%

300
1971
Maika
Canada
Kolumbia
Đá đổ tường
lõi đất
240
1971
Oravill
Mỹ
Fezer
Đá đổ tường
lõi đất
224
1967
Tepukstepek
Mexico
Lerma
Đá xếp bê tông
bản mặt
37
1927
Kuoich
Anh
Gir Gerry
Đá xếp bê tông
bản mặt
33
1956

1
6
9
7
8
10
4
5
3
11
mnln

Hình 1.2: Mặt cắt ngang điển hình của đập đá đổ bê tông bản mặt
1-(IA) Tầng phủ thượng lưu; 2-(IB) Vùng gia trọng; 3-(2A) Vùng tầng đệm; 4-(2B) Vùng đệm đặc
biệt; 5-(3A) Vùng quá độ; 6-(3B) Vùng thân đập chính; 7-(3C) Vùng đá đổ hạ lưu; 8-(3D) Bảo vệ
mái hạ lưu; 9-Vùng có thể biến dạng giữa vùng 6 và vùng 7; 10-(3E) Vùng đá thải (thoát nước
chân đập); 11-Bản mặt bê tông.
Một số mặt cắt đập trên thế giới và Việt Nam:

Hình 1.3: Đập Nuresk trên sông Vakhs – Nga H=300m
1-Lõi đất; 2-Lớp lọc (d=0.5mm; d=0-50mm); 3-Lăng trụ bằng sỏi cuội nhỏ; 4–Gia cố mái bằng đá
nổ mìn; 5-Bề mặt đê quai; 6-Thiết bị quan trắc; 7-Màng chống thấm; 8-Bệ phản áp bằng bê tông;
9-Đá cát kết; 10-Đá cát bột kết; 11-Đá bột kết; 12-Cát cuội sỏi. 6

Hình 1.4: Đập Hòa Bình – Việt Nam H=128m
Đặc tính chủ yếu: Chiều dài đỉnh đập 640m; Chiều rộng đáy đập 740m; Chiều rộng đỉnh 20m;
Dung tích toàn bộ 9.45 km


8

Hình 1.8: Đập France trên sông Oy, xây dựng 1948; H=20m; b=3m;
L=240m; B=32m
1-Bê tông bản mặt; 2-Đá xây khan; 3-Đá đổ; 4-Lớp gia cố hạ lưu; 5-Lưới thép chống nứt; 6-Tường
răng; 7-Lỗ khoan phun.

Hình 1.9: Đập Tuyên Quang trên sông Gâm, xây dựng 2003; H>20m
Đá đắp trong thân đập thường được phân thành hai khối chính: khối đá đắp
thượng lưu và khối đá đắp hạ lưu. Khối đá đắp thượng lưu đòi hỏi yêu cầu kỹ thuật
cao hơn khối đá đắp hạ lưu (cường độ kháng nén lớn hơn 30 Mpa cho khối thượng
lưu, còn khối hạ lưu chỉ yêu cầu bằng hoặc nhỏ hơn 30 Mpa, có nơi đã dùng khối đá đắp 9
hạ lưu có cường độ kháng nén 10 Mpa với điều kiện nằm trên mực nước hạ lưu). Phạm vi
tiếp giáp của hai khối này có thể thay đổi tùy thuộc tính chất của từng công trình: chiều cao
đập, vật liệu đắp đập, điều kiện nền, Phần chân hạ lưu công trình có thể bố trí khối đá đổ
có kích thước lớn hơn trong thân đập để tăng khả năng ổn định cho đập.
Bê tông bản mặt có tác dụng chống thấm cho đập và được liên kết với nền qua bản
chân. Tại điểm tiếp giáp giữa bản mặt và bản chân được bố trí khớp nối biên đảm bảo ngăn
dòng thấm khi có chuyển dịch giữa bản mặt và bản chân. Bản mặt cũng được chia làm
nhiều tấm bằng các khe lún (khớp nối) dọc để đảm bảo không phát sinh dòng thấm từ
thượng lưu về hạ lưu khi có sự chuyển dịch khác nhau giữa các tấm bản mặt.
Để đảm bảo cho sự ổn định của phần tiếp giáp giữa bản mặt và bản chân,
người ta bố trí một tầng đệm đặc biệt ngay sau hạ lưu bản chân. Tầng đệm này được
cấu tạo từ cát, cuội, sỏi hoặc đá xây và được đầm nện chặt như tiêu chuẩn của lớp
đệm dưới bản mặt. Ngoài ra tầng đệm đặc biệt này còn có tác dụng như một lớp lọc
khi có sự cố của khớp nối giữa bản mặt và bản chân.

5
5
20
20
20
60
Thanh cao su neoprene FI 40
"x"
t
t/3

Hình 1.13: Khớp nối chuyển vị bản chân (khớp biên)
1. Thanh cao su D40
8. Chân bản mặt bằng BTCT
2.Thanh cao su D12
9. Vữa át phan
3. Tấm cao su 500x4
10. Bu lông mạ kẽm a=400; M10x100
4. Tấm PVC 570x3
11. Thép góc mạ kẽm 50x50x6
5.Bê tông bản mặt
12. Tấm đồng chống thấm “F“
6. Vùng chèn nhựa “SR“ 400 cm2
13. Gỗ thông quét át phan
7. Chèn bằng chất dẻo
14. Bó cao su chống thấm Fi 150 mm


1.2.2.1. Điều kiện xây dựng đập CFRD
Về cơ bản, điều kiện để xây dựng CFRD cũng tương tự như đập đá đổ thông
qua thường. Cũng như đập đá đổ, CFRD đòi hỏi phải thực hiện một khối lượng
công tác đất đá lớn bao gồm: khai thác, vận chuyển, đắp vật liệu vào thân đập. Đặc
biệt đối với đập cao thì việc chuyển tải trọng lên nền khá lớn cho nên đòi hỏi nền
phải có đủ độ bền và ít biến dạng.
Theo quy phạm “SDJ 218-84“ thì tổng đổ lún của đập không được vượt quá
1% chiều cao đập.
Với các lý do trên, điều kiện quyết định để xây dựng CFRD về định tính là:
Đá nền đảm bảo yêu cầu cần thiết, bị lún ít dưới tác dụng của tải trọng ngoài. Đập
đá đổ có yêu cầu của địa chất cao ở vị trí đặt lõi đập. Tất cả các đập đá đổ được xây
dựng ở nước ta thì lõi đập đều được đặt lên lớp đá IIA-IB, đối với đập loại vừa đến
thấp hoặc ở vị trí sườn đồi có thể đặt trên lớp IB-IA
R
2
R, vật liệu đá đổ có thể đặt trên
lớp IA
R
2
R-IAR
1
R. (tên gọi của các loại đất đá được lấy theo hệ thống phân loại của
Nga).
Bảng 1.3: Tên đất đá phân loại của Nga
Nh
óm
đá
Mô tả vắn tắt
các đặc trưng
của đá

loại
Tên chất
lượng đá 15
0 Đất lẫn dăm
sạn, có chỗ
còn giữ được
cấu trúc của đá
mẹ.
d-eQ;
IA
R
1

d-eQ;
IAR
1

Đất V Rất xấu 9
8
7
Cực kỳ
xấu
Đặc biệt
Xấu

1 Đá mềm yếu,
bị nứt nẻ và

phong hóa
nhẹ, nứt nẻ rất
mạnh thuộc
đới giảm tải
hoặc đới ảnh
hưởng của đứt
gẫy.
IIA IIB 50000 ÷
100000
Đá biến
dạng trung
bình đến
yếu
II Tốt 4 Được
Tốt
4 Đá cứng chắc
đến rất cứng
chắc, không bị
phong hóa nứt
nẻ yếu
IIB 100000÷
200000
Đá biến
dạng yếu và
rất yếu
I Rất tốt 3
2
1
Rất tốt
Đặc biệt

3
P ÷ 2,39 T/mP
3
P.
Các loại đá mềm và cuội sỏi thường được dùng đắp trong vùng giữa đập và hạ
lưu đập. Việc lún của khối đá hạ lưu ảnh hưởng rất nhỏ đến tấm bê tông bản mặt
nên yêu cầu về chất lượng của nó không đòi hỏi nghiêm nghặt. Có thể sử dụng các
loại vật liệu đã khai thác hay lấy nó từ hố móng công trình, tốt nhất là sử dụng các
loại đá phún xuất và đá biến chất: sức kháng nén của đá sau 50 lần nhúng nước và
26 lần phơi khô tùy theo chiều cao đập được phân theo bảng sau. 17
Bảng 1.4: Sức kháng nén của vật liệu đá ứng với chiều cao đập
Chiều cao đập Sức kháng nén (T/m
P
2
P)
<25 3000
25÷75 3000÷6000
>75 6000÷8000
Theo “Cooke and Serard, 1987“ thì chỉ yêu cầu >3000 T/m2
Hệ số mềm hóa trong điều kiện khô gió và bão hòa phụ thuộc vào từng loại
đá như sau:
Bảng 1.5: Hệ số cho phép của vật liệu đá
Tên đá Hệ số mềm hóa
Đá phún xuất và đá biến chất 0.9
Đá trầm tích 0.8
Đá đắp vào thân đập ngoài việc phải nằm trong đường bao vật liệu thì cần
phải đảm bảo hệ số không đều hạt η: 5 ≤ η=D60/D10 ≤ 25.