Thứ bảy, 21/07/2018 06:52 GMT+7

Hotline: 091.352.8198

Đập Thủy điện Sông Tranh II được làm như thế nào?

27/03/2012, 09:33 (GMT+7)

Công trình đập thủy điện Sông Tranh II là công trình được xây dựng bằng công nghệ bê tông đầm lăn trọng lực (tiếng Anh là Roller Compacted Concrete - viết tắt RCC).

PGS.TS Hoàng Phó Yên
Thời gian qua, dư luận rất quan tâm tới hiện tượng rò rỉ tại đập Thủy điện Sông Tranh II (huyện Bắc Trà My, tỉnh Quảng Nam). Vậy đập thủy điện Sông Tranh II được xây dựng như thế nào? Mức độ an toàn ra sao? Chúng tôi xin trích đăng thông tin của PGS.TS Hoàng Phó Yên – Phó Viện trưởng Viện Thủy công (Viện KHTL Việt Nam). 

Hiện nay, trên thế giới có nhiều công nghệ xây dựng đập, như đập đất, đập bê tông cốt thép truyền thống, bê tông đá đổ, bê tông đầm lăn… Công trình đập thủy điện Sông Tranh II là công trình được xây dựng bằng công nghệ bê tông đầm lăn trọng lực (tiếng Anh là Roller Compacted Concrete - viết tắt RCC). Công nghệ RCC lần tiên được áp dụng vào việc xây dựng đập tại Mỹ vào năm 1982. Đến năm 2006, thế giới có khoảng 300 đập được xây dựng bằng công nghệ RCC. Hiện Trung Quốc là quốc gia đang dẫn đầu về số lượng đập RCC, sau đó là Hoa Kỳ, Nhật Bản và Tây Ban Nha.

Ở Việt Nam, đập RCC đầu tiên được xây dựng là đập thủy điện Pleikrong (Kon Tum) có chiều cao 71 m, khởi công từ năm 2003 hoàn thành vào năm 2009. Đến nay, cả nước đã có khoảng 24 đập thủy điện - thủy lợi đã, đang và sắp xây dựng bằng công nghệ RCC như thủy điện Bản Vẽ, hồ chứa nước Định Bình, công trình thủy điện Sêsan 4, công trình thủy điện A Vương, đập thủy điện Sơn La… Việt Nam cũng đang đứng hàng thứ 2 thế giới về độ cao của đập RCC đã được xây dựng (sau Trung Quốc). 

Công nghệ thi công đập bê tông đầm lăn ở Việt Nam hiện vẫn chưa có cơ sở pháp lí nào về quy trình, quy phạm

Vậy công nghệ RCC là gì, ưu, nhược điểm và mức độ an toàn của đập RCC ra sao?

Về vật liệu: Vật liệu để thi công đập RCC rất đơn giản, đó là một loại bê tông ẩm và rời rạc, được tạo thành bởi hỗn hợp gồm: Cát tự nhiên hoặc cát nghiền; đá dăm; xi măng và phụ gia hoạt tính nghiền mịn như tro bay nhiệt điện (chất thải ở các NM nhiệt điện) hoặc bột đá puzolan thiên nhiên; nước và phụ gia khác.

Sau khi trộn đều, vật liệu này sẽ được chuyển đến san rải đều trên thân đập và đầm chặt theo từng lớp, mỗi lớp dày khoảng 30 cm bằng các loại máy lu rung. Việc đầm bê tông theo từng lớp như vậy sẽ tạo nên các rãnh liên kết theo tiết diện ngang giữa lớp này và lớp khác. Vì vậy, quá trình đầm các lớp bê tông phải được thi công và giám sát theo các tiêu chuẩn hết sức chặt chẽ để đảm bảo các lớp liên kết chặt với nhau, nếu không thân đập sẽ dễ bị thấm. Mỗi lớp bê tông phải được đầm trong khoảng thời gian ≤ 30 phút.

Nếu vì bất kỳ một lý do gì đó như do trời mưa hay nhiệt độ của hỗn hợp vật liệu vượt quá quy định, khiến công tác đầm bị kéo dài quá 30 phút/lớp, thì toàn bộ lớp này xem như không đạt yêu cầu và phải bóc bỏ để làm lại. Tất cả các thiết bị máy đầm vật liệu RCC sử dụng cho một lớp đầm phải đảm bảo cùng một chủng loại, cùng một đời máy… 

Như vậy, khác với công nghệ xây dựng đập bằng bê tông cốt thép truyền thống (sử dụng bê tông dạng vữa nhão), đập RCC không có cốt thép trong thân đập và vật liệu ban đầu chỉ ở dạng ẩm, rời rạc. Vì vậy sau khi hoàn thành xây dựng thân đập, không được tích nước ngay mà phải để một thời gian cách li rất dài, thường phải một năm sau thì các vật liệu trong thân đập mới hoàn toàn kết thúc quá trình phản ứng hóa học để gắn kết vật liệu và đạt tiêu chuẩn về khả năng chịu lực (đối với thân đập xây dựng bằng bê tông cốt thép thì chỉ khoảng 28 ngày là đạt tiêu chuẩn chịu lực). Khả năng chịu lực của đập RCC cũng chỉ chủ yếu dựa vào trọng lực của thân đập, vì thế thân đập phải xây dựng rất đồ sộ, khối lượng bê tông càng lớn càng tốt.

Về ưu điểm: Xây dựng đập theo công nghệ RCC thường đem lại hiệu quả kinh tế cao hơn từ 25% đến 45% so với đập bê tông cốt thép và đập đất đá bởi các lí do như: Đập RCC được thi công với tốc độ nhanh hơn vì gần như dùng 100% bằng cơ giới (dùng băng tải vận chuyển bê tông, dùng máy ủi để san gạt, máy lu rung để đầm… giúp giảm chi phí cho công tác vận chuyển, đổ, đầm bê tông và thời gian thi công liên tục hơn). Xây dựng đập RCC cũng giảm được rất lớn chi phí phục vụ thi công.

Tuy nhiên, do tỉ lệ xi măng trong vật liệu RCC rất thấp (chỉ khoảng 60 – 70kg/m – bằng 1/7 so với bê tông cốt thép thông thường) nên khả năng chống thấm của đập RCC cũng rất kém, đặc biệt là nếu việc thi công không được giám sát kỹ. Để khắc phục nhược điểm này, trước đây (như tại đập Định Bình, Pleikrong…), người ta phải đổ dựng đứng một bức tường chắn bằng bê tông cốt thép dày khoảng 2,5 m chạy dọc thân đập ở phía mái thượng lưu để ngăn thấm vào thân đập.

RCC là công nghệ mới được áp dụng tại Việt Nam, chưa có hệ thống quy trình quy phạm chính thức nên chưa có cơ sở pháp lý đầy đủ khi áp dụng công nghệ này. Hiện tại, Việt Nam vẫn chỉ đang vận dụng các tiêu chuẩn, quy phạm về RCC của nước ngoài như Trung Quốc, Mỹ, Nga. Việc vận dụng các tiêu chuẩn, quy phạm đó còn nhiều vướng mắc và chưa được thông nhất. Vì vậy, cần nhanh chóng có các quy trình, quy phạm về thiết kế và thi công RCC, đảm bảo đủ cơ sở pháp lý khi áp dụng công nghệ RCC cho các công trình.  

Tuy nhiên sau này, vì lí do tiết kiệm hay những nguyên nhân khác mà hầu hết các công trình RCC khác đều bỏ qua khâu này. Thay vào đó, ở tiết diện ngoài cùng của mái đập phía thượng lưu, vật liệu RCC chỉ được bổ sung thêm vữa xi măng (gọi là bê tông biến thái - GEVR), có bề dày chỉ khoảng 60 cm. Điều này khiến hiện tượng thấm sẽ luôn luôn “sống chung” với thân đập.

Để khắc phục hiện tượng thấm này, như ở đập của thủy điện Sông Tranh II, người ta phải khoan các lỗ thu nước thấm theo hướng thẳng đứng từ đỉnh đập sâu xuống thân đập (mỗi lỗ khoan cách nhau 20m). Nước thấm thu về các lỗ khoan này, sẽ được dẫn tới 3 hành lang thu gom nước chạy dọc trong thân đập, ngăn không cho thấm xuống mái hạ lưu.

Để phòng ngừa động đất hoặc các hiện tượng giãn nở không đều của thân đập, người ta phải chia cắt chiều dài thân đập ra làm nhiều block (khối thân đập), ngăn cách nhau bằng các khe nhiệt (hay khe giãn nở. thủy điện Sông Tranh II có tổng cộng 30 khe). Các khe này phải được bịt kín bằng các vật liệu ngăn nước như nhựa PVC vĩnh cửu. Khi hệ thống ống thu nước thấm bị thiếu, hoặc bị tắc nghẽn, nước thấm trong thân sẽ bị cưỡng bức chảy tự do trong thân đập, nếu các khe nhiệt thi công không đúng kỹ thuật, thì nước thấm sẽ dồn về các khe nhiệt và tuồn ra ngoài, giống như tại thủy điện Sông Tranh II.

LÊ BỀN

Đang được quan tâm

Gửi bình luận