LỜI CẢM ƠN
Luận văn Thạc sỹ chuyên ngành quản lý xây dựng với đề tài “ Nghiên
cứu quy trình quản lý chất lượng đắp đập đất khu vực miền trung, áp dụng
cho công trình đập đất hồ Tả Trạch ” được hoàn thành với sự giúp đỡ và chỉ
bảo tận tình của thầy giáo hướng dẫn khoa học, các thầy cô giáo trong khoa
công trình, bộ môn công nghệ và quản lý xây dựng, cán bộ trường Đại học
Thủy lợi, cán bộ Tổng công ty xây dựng Thủy lợi 4, cán bộ Ban QL ĐT&XD
Thủy lợi 5 cùng các đồng nghiệp và bạn bè.
Tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Quý cơ quan, Quý thầy cô,
đồng nghiệp đã tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả trong suốt quá trình học tập
và thực hiện luận văn này.
Đặc biệt tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo, Phó giáo sư-
Tiến sĩ Nguyễn Hữu Huế , thầy giáo Tiến sĩ Nguyễn Đình Trinh đã hết sức
tận tình chỉ bảo, giúp đỡ, hướng dẫn, tạo điều kiện quan trọng để tác giả hoàn
thành luận văn này.
Xin bày tỏ lòng biết ơn đối với gia đình và bạn bè đã luôn động viên tác
giả về mọi mặt trong suốt thời gian vừa qua.
Tuy đã có những cố gắng nhất định song do thời gian có hạn, trình độ bản
thân còn hạn chế, luận văn này không thể tránh khỏi thiếu sót. Tác giả kính
mong quý thầy cô, quý đồng nghiệp và bạn bè chỉ dẫn và góp ý xây dựng, tạo
thêm thuận lợi để tác giả có thể tiếp tục học tập và hoàn thiện về đề tài nghiên
cứu của mình.
Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 22 tháng 8 năm 2014.
Tác giả luận văn Nguyễn văn Huy
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu trích
dẫn, các kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực, chưa từng được
người nào công bố trong bất kỳ công trình nào khác.
2
Phương pháp nghiên cứu
2
Những giới hạn và phạm vi nghiên cứu
3
Nội dung chính của luận văn
3
Chương 1: Tổng quan về chất lượng xây dựng đập đất
4
1.1 Công tác xây dựng đập đất
4
1.1.1 Tình hình xây dựng đập đất
4
1.1.2 Tình hình xây dựng đập đất ở miền Trung
6
1.2 Chất lượng xây dựng công trình đập đất
8
1.2.1 Chất lượng xây dựng các công trình đập đất
8
1.2.2 Các loại hư hỏng thường gặp ở đập đất
9
1.3 Các nguyên nhân gây ra sự cố đập đất
10
Kết luận chương 1
23
Chương 2: Nghiên cứu quy trình quản lý chất lượng đắp đập đất
khu vực miền Trung
24
2.1 Các cơ sở pháp lý liên quan đến quản lý chất lượng thi công đập đất
24
92
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1 Vỡ đập đất Am Chúa
Hình 1.2 Vỡ đập Ke 2/20 Rec
Hình 1.3 Vỡ đập Tây Nguyên
Hình 2.1 Mặt cắt điển hình đập đồng chất
Hình 2.2 Các loại máy thi công đắp đập đất
Hình 2.3 Quá trình vận chuyển san, rải đất
Hình 2.4 Thí nghiệm kiểm tra lớp đắp
Hình 2.5 Khoan lấy mẫu thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý đoạn đập đắp
Hình 2.6 Xử lý tiếp giáp
Hình 2.7 Sơ đồ quản lý chất lượng đắp đập đồng chất
Hình 2.8 Mặt cắt đập 2 khối, Hình 2.9 mặt cắt đập 3 khối
Hình 2.11 Sơ đồ quản lý chất lượng đập đất không đồng chất
MĐP4.
Bảng 3.12 Báo cáo kết quả đầm nén hiện trường mỏ VĐ1
Bảng 3.13 Số lượng mẫu kiểm tra
Bảng 3.14 Tốc độ lên đập.
CÁC KÝ HIỆU
- C: Lực dính đất
- CĐT: Chủ đầu tư
- CPO: Ban quản lý trung ương các dự án Thủy lợi
- D
max
: Đường kính lớn nhất
- K: Hệ số thấm
- K
c
: Độ chặt
- NTXL: nhà thầu xây lắp
- PCLB: Phòng chống lụt bão
- QLCL: Quản lý chất lượng
- QLDA: Quản lý dự án
- TNĐNHT: Thí nghiệm đầm nén hiện trường
- TVTK: Tư vấn thiết kế
- TVGS: Tư vấn giám sát
- W
Bảng 3.19: Chỉ tiêu của đất ở mỏ BS1
Bảng 3.20: Chỉ tiêu của đất mỏ VĐ8
Bảng 3.21: Chỉ tiêu của đất mỏ MĐP2
Bảng 3.22: Chỉ tiêu của đất ở mỏ VĐ1
1
PHẦN MỞ ĐẦU
TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Việt Nam là một nước nằm trong vùng nhiệt đới, với trên 60% dân số
làm nông nghiệp. Nhưng do điều kiện tự nhiên đang thay đổi, việc sản xuất
quá phụ thuộc vào thiên nhiên của người dân bị ảnh hưởng lớn. Chính vì vậy
việc phát triển các công trình thủy lợi phục vụ cho nông nghiệp và phát triển
nông thôn ở nước ta có một vị trí đặc biệt quan trọng, nó làm tăng tính ổn
định cho sản xuất nông nghiệp, hạn chế được thiên tai đối với con người và
tài sản. Hồ chứa nước là công trình giúp chống hạn vào mùa khô, chống lũ
vào mùa mưa bão, điều hòa nguồn nước tưới cho sản xuất nông nghiệp, công
nghiệp và dân sinh.
Đập ngăn nước là một trong những công trình đầu mối quan trọng của hồ
chứa, có nhiều vật liệu khác nhau để thi công đập ngăn nước, trong đó vật liệu
đất được thi công đắp đập được dùng khá phổ biến.
Hồ chứa nước là loại hình công trình thủy lợi phổ biến ở nước ta. Theo
con số thống kê của Bộ Nông nghiệp &PTNT năm 2002 cả nước ta đã có
1967 hồ (dung tích mỗi hồ trên 2.10
5
m
3
). Trong đó các tỉnh miền Trung hiện
đang có rất nhiều các dự án thủy lợi thủy điện, có khoảng trên 80% các hồ
chứa được xây dựng ở khu vực này.
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Điều tra khảo sát và thu thập các tài liệu liên quan đến quản lý chất lượng
đắp đập đất.
Phân tích và đánh giá tổng thể các quy trình quản lý chất lượng đắp đập
đất ở khu vực. Từ đó rút ra kết luận để lựa chọn được quy trình quản lý chất
lượng đắp đập thích hợp ở khu vực miền Trung.
3
NHỮNG GIỚI HẠN VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Với quy mô và giới hạn của một luận văn thạc sĩ quản lý xây dựng, học
viên chỉ đi sâu vào phần nghiên cứu các quy trình quản lý chất lượng đắp đập
đất đã thi công trong vùng qua đó lựa chọn một quy trình thích hợp để quản lý
chất lượng đắp đập hồ Tả Trạch và các công trình đập đất trong vùng miền
Trung với tính chất tương tự.
NỘI DUNG CHÍNH CỦA LUẬN VĂN
Nội dung chính của luận văn này được trình bày theo bố cục như sau:
+ Phần mở đầu
+ Chương 1. Tổng quan về chất lượng xây dựng công trình Đập đất.
+ Chương 2. Nghiên cứu quy trình quản lý chất lượng đắp đập đất khu vực
miền Trung.
+ Chương 3. Đề xuất quy trình quản lý chất lượng đắp đập Hồ Tả Trạch-
Thừa Thiên Huế
+
Phần kết luận và kiến nghị
+ Tài liệu tham khảo
+ Phụ lục các bảng biểu.
3
hoặc đập cao trên
15m, 1752 hồ có dung tích từ 0,2 triệu đến 3 triệu m
3
, còn lại là những hồ đập
nhỏ có dung tích dưới 0,2 triệu m
3
nước.
- Giai đoạn 1960 ÷ 1975: Chúng ta đã xây dựng nhiều hồ chứa có dung tích
trữ nước từ 10 ÷ 50 triệu m
3
như: Đại Lải (Vĩnh Phúc); Suối Hai, Đồng Mô
(Hà Nội); Khuôn Thần (Bắc Giang); Thượng Tuy, Khe Lang (Hà Tĩnh); Rào
Nan, Cẩm Ly (Quảng Bình); đặc biệt hồ Cấm Sơn (Lạng Sơn) có dung tích
248 triệu m
3
nước với chiều cao đập đất 40m (đập đất cao nhất lúc bấy giờ).
- Giai đoạn 1975 ÷ 2000: Sau khi đất nước thống nhất chúng ta đã xây dựng
được hàng ngàn hồ chứa trong đó có nhiều hồ chứa nước lớn như: Núi Cốc
5
(Thái Nguyên); Kẻ Gỗ (Hà Tĩnh); Yên Lập (Quảng Ninh); Sông Mực (Thanh
Hóa); Phú Ninh (Quảng Nam); Yazun hạ ( Gia Lai); Dầu Tiếng (Tây Ninh)…
trong đó hồ Dầu Tiếng có dung tích lớn nhất 1,58 tỷ m
3
. Các địa phương trên
cả nước đã xây dựng trên 700 hồ chứa có dung tích từ 1÷10 triệu m
3
. Đặc biệt
trong giai đoạn này các huyện, xã, hợp tác xã, nông trường đã xây dựng hàng
6
nhất là đầu tư kinh phí không đủ nên chất lượng đập chưa tốt, mức độ an toàn
rất thấp.
Đối với các hồ thủy điện: Hầu hết các dự án xây dựng hồ thủy điện trên
dòng chính có công suất lắp máy trên 30 MW đều do Tập đoàn điện lực Việt
Nam và một số Tổng công ty có đủ năng lực làm chủ đầu tư xây dựng. Đến
tháng 6/2013 đã có 266 nhà máy thủy điện đi vào vận hành và có trên 200 dự
án khác đang triển khai xây dựng. Các dự án lớn do Tập đoàn điện lực Việt
Nam và các Tổng công ty lớn đầu tư đều có ban quản lý dự án trực tiếp chỉ
đạo thực hiện. Công tác thiết kế, thi công xây dựng đều do các đơn vị chuyên
nghiệp thực hiện nên nhìn chung chất lượng công trình đảm bảo, mức độ an
toàn đạt yêu cầu thiết kế. Với các dự án có công suất nhỏ phần lớn do tư nhân
làm chủ đầu tư, cũng giống như các hồ thủy lợi, do công trình nhỏ tư nhân
làm chủ đầu tư nên các công việc từ khảo sát thiết kế đến thi công đều không
đạt được chất lượng cao, mức độ an toàn không thật đảm bảo.
1.1.2 Tình hình xây dựng đập ở miền Trung.
Miền Trung hiện gồm 13 tỉnh thành có diện tích tự nhiên trên 10 vạn km
2
chiếm 30,47% diện tích cả nước với dân số chỉ chiếm khoảng 15% cả nước,
có tiềm năng kinh tế xã hội to lớn. 39 năm qua kể từ ngày đất nước thống
nhất, là trên 20 năm đổi mới, miền này có những thay đổi lớn lao và nhanh
chóng về mặt kinh tế - xã hội và ổn định chính trị, đời sống nhân dân được cải
thiện. Do đặc điểm về địa hình [17] sườn đông dốc đứng, sườn tây thoải dần
sang phía Lào và Campuchia, mặt khác do chế độ mưa thay đổi rất lớn trong
năm mùa khô lượng mưa khá nhỏ, mùa mưa lượng mưa rất lớn, độ dốc địa
hình lớn, dẫn tới thời gian tập trung lũ nhanh. Do đó rất nhiều hồ chứa đã
được xây dựng ở vùng này. Tiêu biểu như các công trình thủy lợi: Phú Ninh
(Quảng Nam),Thạch Nham, Nước Trong, Núi Ngang Quảng Ngãi,….Theo
3
Sông Mực
Thanh Hóa
33,4
1983
4
Hòa Trung
Đà Nẵng
26,0
1984
5
Hội sơn
Bình Định
29,0
1985
6
Biển Hồ
Gia Lai
21,0
1985
7
Núi Một
Bình Định
30,0
1986
8
Vực Tròn
Quảng Bình
29,0
1986
26,8
1996
15
Thuận Ninh
Bình Định
29,2
1996
16
Đồng Nghệ
Đà Nẵng
25,0
1996
17
Sông Quao
Bình Thuận
40,0
1997
18
Cà Giây
Ninh Thuận
35,4
1999
19
Ayun Hạ
Gia Lai
36,0
1999
20
Sông Hinh
Phú Yên
1.2 CHẤT LƯỢNG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH ĐẮP ĐẬP ĐẤT.
1.2.1 Chất lượng xây dựng các công trình đập đất.
Đập đất là công trình đầu mối tạo hồ nước được xây dựng phổ biến ở
nước ta, chúng chiếm ưu thế hơn các đập khác là sử dụng vật liệu địa phương
nên chi phí xây dựng thấp, kỹ thuật thi công đơn giản, sử dụng các thiết bị
phổ biến sẵn có trong nước, công tác xử lý nền móng yêu cầu không phức tạp,
trong quá trình thi công thì chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố thời tiết như
nắng, mưa, bão và các điều kiện thi công, các điểm dừng kĩ thuật như chặn
dòng, dẫn dòng thi công, phòng chống lụt bão, thời gian thi công kéo dài
nhiều năm, do đó việc đảm bảo chất lượng công trình là hết sức chặt chẽ.
[13]Theo chiều cao đập thì có khoảng 20% số đập là cấp ba, hơn 70% là
đập cấp bốn và cấp năm, còn lại khoảng 10% là đập từ cấp hai trở lên.
9
Các đập được xây dựng từ thời kỳ trước 1960 khoảng 6%, từ 1960 đến
1975 khoảng 44%, từ 1975 đến năm khoảng 50%.
Phân tích 100 hồ đã có dự án sửa chữa cải tạo hoặc nâng cấp thì 71 hồ có
hiện tượng hư hỏng đập. Cho thấy rằng số hồ ở điều kiện làm việc tốt, vận
hành bình thường, đảm bảo điều kiện thiết kế chiếm 1/3. Số còn lại là các hồ
chứa là không làm việc như yêu cầu thiết kế. Những hồ tương đối lớn được
đầu tư vốn và kỹ thuật tương đối đầy đủ thì chất lượng xây dựng đập được
xây dựng đạt yêu cầu. Còn những hồ nhỏ do thiếu tài liệu cơ bản như: địa
hình, địa chất, thủy văn, thiết bị thi công chất lượng đập chưa tốt, mức độ an
toàn thấp.
1.2.2 Các loại hư hỏng thường gặp của đập đất.
Từ thực tết thiết kế, thi công, sử dụng và khắc phục sự cố, có thể rút ra một
số các sự cố đập đất thường có các dạng sau: Sự cố mất ổn định về thấm phát
triển trong nền và thân đập gây vỡ đập, sạt mái thượng lưu, sạt mái hạ lưu,
tràn nước qua đỉnh đập và vỡ đập bắt nguồn từ sự cố các công trình khác.
Bảng 1.2 Hiện trạng các đập phân chia theo nguyên nhân sự cố [15]
4
Loại rất nhỏ
26
6,4
14,1
46,5
Bình quân
29,9
8,3
17,4
53,3
Qua bảng 1.2 cho thấy sự cố đập đất loại vừa chiếm tỷ lệ cao nhất (63,6%),
đập loại nhỏ chiếm tỷ lệ thấp nhất (42,8%). Xét về phân loại sự cố thống kê
10
cho thấy hiện tượng thấm xảy ra với loại đập lớn là lớn nhất (28,8%), hiện
tượng sạt mái loại đập vừa bị sự cố là lớn nhất (40,5%), hiện tượng tràn qua
đỉnh lũ thì loại đập loại nhỏ là chiếm tỷ lệ cao nhất ( 15,6% ).
1.3 CÁC NGUYÊN NHÂN CƠ BẢN GÂY RA SỰ CỐ ĐẬP ĐẤT
Đập đất là công trình trong quá trình thi công chịu ảnh hưởng của nhiều
yếu tố như khí hậu, công nghệ thi công, biện pháp chặn dòng, năng lực của
nhà thầu thi công, chủ đầu tư, vật liệu đất đắp, khảo sát địa chất nền, cách
khai thác vận hành, tiến độ thi công, nguồn vốn…Xét về mặt kỹ thuật và tổ
chức quản lý, nguyên nhân gây ra sự cố được phân ra thành những nguyên
nhân cơ bản sau:
1.3.1 Chất lượng khảo sát
Công tác khảo sát là nhằm mục đích xác định các thông số kỹ thuật đầu
vào liên quan đến điều kiện tự nhiên của môi trường và của công trình phục
nhiều trường hợp phải thay đổi giải pháp thiết kế khác so với thiết kế cơ sở.
Với quy định hiện nay thì khi lập thiết kế cơ sở lại không đòi hỏi về số liệu
khảo sát xây dựng vì chủ đầu tư chưa có điều kiện để thực hiện khảo sát trên
mảnh đất không có chủ quyền. Bởi vậy sau dự án đầu tư được phê duyệt và
chủ đầu tư có quyền về đất thì mới tiến hành khảo sát được.
12
-Thiết kế nền móng: các sai sót thường gặp trong loại hình này là mô
hình hóa không chính xác hoặc không đầy đủ các loại hình tương tác giữa các
thành phần trong hệ địa kỹ thuật xây dựng, dự báo không chính xác quy mô
và độ lớn các tương tác trong mô hình tính toán.
-Thiết kế kết cấu: có nhiều trường hợp thiết kế kết cấu theo kinh nghiệm,
thiếu tính toán hoặc tính toán trên cơ sở đầu vào không rõ. Kết quả là quá an
toàn về chịu lực dẫn tới lãng phí hoặc thiếu an toàn về chịu lực nhất là khi
công trình hội tụ đủ tải trọng và tác động theo tiêu chuẩn.
-Thiết kế công trình quy mô lớn và có kỹ thuật phức tạp: Đội ngũ cán bộ
thiết kế của ta còn chưa làm chủ được thiết kế các công trình từ cấp 1 trở lên. Hình 1.2: Vỡ đập tại vị trí cống lấy nước Đập Ke 2/20 Rec
Lỗi thiết kế ở đây là không quy định cụ thể về chỉ tiêu đất đắp xung quanh
cống.
1.3.3 Hiện tượng suy giảm chất lượng công trình xuất phát từ công tác
lập dự án đầu tư xây dựng.
Quyết định đầu tư sai trên cơ sở phân tích không chính xác về hiệu quả
kinh tế kỹ thuật, xã hội của dự án. Một dự án không hiệu quả có nhiều tác
động tiêu cực đến chất lượng công trình. Đơn giản nhất là khi thi công có thể
13
bị đình trệ bất cứ lúc nào, vốn đầu tư cho thi công xây dựng không đủ hoặc
3
, Krông Buk 2,7 triệu m
3
…). Do vậy, khi
xây dựng đập phải khai thác nhiều bãi vật liệu (độ ẩm và các chỉ tiêu thường
không giống nhau). Qua thực tế một số công trường cho thấy, TNĐNHT chưa
được các nhà thầu quan tâm đúng mức do khi tiến hành mất nhiều thời gian,
nếu không được CĐT đôn đốc kịp thời và giám sát quá trình thí nghiệm có thể
họ tiến hành một cách sơ sài mang tính thủ tục, sẽ có thông số đầm nén không
phù hợp.
1.3.6 Điều chỉnh tiến độ thi công vượt lũ phù hợp với thực tế
Trước khi chặn dòng, CĐT yêu cầu nhà thầu lập tiến độ chi tiết kèm
thuyết minh biện pháp thi công và đưa ra nhu cầu vật tư, thiết bị để phê duyệt.
Qua bảng tiến độ, trình tự thi công, các mốc khống chế về cao độ cũng như
thời gian được thể hiện để CĐT theo dõi và kiểm soát. Sau chặn dòng, nhà
thầu tập trung thiết bị, vật tư, nhân lực tranh thủ thời tiết khô ráo đắp đập. Ở
công trình có cường độ đắp đập cao, CĐT yêu cầu nhà thầu tổ chức thi công
liên tục trong cả ngày đêm. Thực tế cho thấy, tiến độ phụ thuộc vào nhiều yếu
tố, nhất là thời tiết, nên thường bị “trượt” và cần được điều chỉnh .Ở một số
địa phương, do đặc điểm địa hình có tính chất tiểu vùng khí hậu, giai đoạn
mùa khô cũng xuất hiện nhiều ngày mưa nắng xen kẽ. Sau khi mưa, do độ ẩm
lớn công tác đất phải tạm nghỉ từ (2-3) ngày dẫn đến thời gian thực tế đắp đập
chỉ đạt khoảng 50% so với dự kiến. Gặp trường hợp này, hàng tuần CĐT yêu
cầu nhà thầu giao ban để bàn biện pháp đẩy nhanh thi công, quyết định
phương án mặt cắt kinh tế hay điều chỉnh tiến độ cho phù hợp với thực tế hiện
trường.
1.3.7 Xử lý kỹ thuật, điều chỉnh thiết kế
Sau khi thiết kế kỹ thuật (hay bản vẽ thi công) được phê duyệt, quá trình
thi công có nhiều nội dung cần phải điều chỉnh cho phù hợp với thực tế. Ví dụ
15
Hình 1.3: Vỡ đập Tây Nguyên ở Nghệ An
Nguyên nhân vỡ đập Tây Nguyên là do trong quá trình thi công không làm
sạch hết các cỏ cây, do đó trong thân đập phát sinh ra các tổ mối.
1.3.9 Công tác phòng chống lụt bão trong giai đoạn thi công
Để đảm bảo an toàn trong thi công đập đất, trước thời gian xuất hiện lũ
tiểu mãn CĐT yêu cầu các nhà thầu lập phương án phòng chống lụt bão
(PCLB) cho công trường (thành lập ban chỉ huy, đề xuất các tình huống và
phương án thực hiện, chuẩn bị vật tư thiết bị…), tổ chức phê duyệt và trực
tại hiện trường khi có mưa lũ, sẵn sàng triển khai thực hiện. Theo quy định,
trong thành phần ban chỉ huy PCLB phải có lãnh đạo của chủ đầu tư. Do đặc
điểm tự nhiên của nước ta có nhiều mưa bão nên công tác PCLB trong giai
đoạn thi công là nội dung không thể thiếu để đảm bảo an toàn đập. Trong giai
đoạn này đập chưa đủ mặt cắt thiết kế, việc gia cố mái cũng chưa đáp ứng
theo yêu cầu thiết kế nếu không có biện pháp bảo vệ và phương án phòng
chống kịp thời dễ bị dòng chảy phá hoại. Sau khi chặn dòng, nước bắt đầu
được tích lại trong hồ; khi xuất hiện lũ, một phần lưu lượng đến được xả qua
công trình dẫn dòng. Thời điểm này có thể công trình xả chưa hoàn thành
như: đang đắp đất mang tràn, thiếu lưới chắn rác cửa vào cống, thiết bị đóng
17
mở chưa đồng bộ. Có trường hợp dòng chảy phá đất đắp mang tràn hoặc tuy
nen dẫn dòng bị cây cối nút đầy làm mực nước hồ dâng cao, cần phải có sự
chỉ đạo trực tiếp của ban chỉ huy PCLB và CĐT trên hiện trường để có giải
pháp khắc phục kịp thời mới hạn chế được thiệt hại.
1.3.10 Một số sự cố đập đã xảy ra ở Việt Nam:
Vỡ đập Suối Hành ở Khánh Hoà[12]
Đập Suối Hành có một số thông số cơ bản sau:
- Dung tích hồ: 7,9 triệu m
3
nước