Viện Thủy công (Viện Khoa học Thuỷ lợi VN-VAWR) có chức năng nghiên cứu khoa học, chuyển giao công nghệ, tư vấn đầu tư xây dựng công trình thuộc lĩnh vực xây dựng và bảo vệ công trình thuỷ lợi, thủy điện, thủy sản, làm muối và cơ sở hạ tầng nông thôn... NNVN xin giới thiệu một số công nghệ mới của Viện đã nghiên cứu và ứng dụng thành công trên phạm vi cả nước.
Công nghệ đập trụ đỡ
Nguyên lý của đập trụ đỡ là đưa toàn bộ lực tác dụng vào công trình về các trụ riêng biệt, sau đó truyền xuống nền thông qua đài cọc và hệ cọc đóng sâu vào nền. Chống thấm cho công trình là hàng cừ đóng sâu vào nền đất và đầu cừ được liên kết với dầm đỡ van và đài cọc. Giữa các trụ pin là cửa van. Dầm đỡ van là kết cấu liên kết kín nước với đầu cừ và đồng thời là kết cấu kín nước giữa cửa van và công trình, hai đầu dầm van gác lên bệ trụ pin.
Ưu điểm của đập trụ đỡ là giảm chi phí đầu tư xây dựng, đặc biệt có hiệu quả cao khi ngăn các sông lớn. Các trụ đỡ và các dầm đáy của đập được thi công khô trong khung vây cừ ván thép, các dầm đáy cũng có thể được thi công lắp ghép mà không cần làm khô hố móng, do đó không phải đào kênh dẫn dòng, mất ít đất xây dựng, không làm thay đổi cảnh quan môi trường và đặc biệt là có thể xây dựng cống với khẩu độ lớn, cũng như kết hợp làm cầu giao thông hiện đại theo hình thức “trên cầu dưới cống”.
Công nghệ ngăn sông này được thử nghiệm từng bước ở các công trình nhỏ đến lớn như công trình thủy lợi Phó Sinh, Sông Cui. Hiệu quả của ứng dụng công nghệ mới này thể hiện rất rõ khi xây dựng đập Thảo Long-Huế với chiều rộng thông nước 472,5m. Cống gồm 15 khoang, mỗi khoang rộng 31,5m và âu thuyền rộng 8m. Đây là công trình ngăn mặn giữ ngọt lớn nhất Đông Nam Á. Nhờ ứng dụng công nghệ đập trụ đỡ nên đã tiết kiệm được kinh phí đầu tư tới 35% so với cống truyền thống.
Công nghệ Jet-grouting
Đây là công nghệ trộn sâu dạng ướt (wetmixing). Hiện nay nước ta chưa có thuật ngữ khoa học tiếng Việt chính thức để gọi tên công nghệ này. Tạm thời, Viện Thủy công đề xuất thuật ngữ là “khoan phụt cao áp”. Khoan phụt vữa cao áp là một quá trình bê tông hoá đất. Nhờ có tia nước và tia vữa phun ra với áp suất cao, vận tốc lớn, các phần tử đất xung quanh lỗ khoan bị xói tơi ra và hoà trộn với vữa phụt đông cứng tạo thành một khối “xi măng-đất” đồng nhất.
Với nhiều ưu điểm, cọc xi măng đất thi công bằng công nghệ Jet-grouting đã được lựa chọn. Qua các công trình thử nghiệm đã chứng tỏ được khả năng đáp ứng về sức chịu tải của vật liệu xi măng đất và hiệu quả kinh tế đối với công trình thủy lợi. Về mặt thời gian, cọc xi măng đất chỉ bằng 50% thi công theo kiểu trộn cơ khí và bằng 10% so với phương án đóng cọc bê tông cốt thép. Về mặt kinh phí, cọc xi măng đất chỉ bằng 85% thi công theo kiểu trộn cơ khí và bằng 69,5% so với phương án đóng cọc bê tông cốt thép.
Do đặc điểm của thiết bị gọn nhẹ nên thi công được ở không gian chật hẹp và di chuyển dễ dàng trong các kênh rạch chằng chịt ở vùng đồng bằng sông Cửu Long. Tính chất vật liệu cọc xi măng đất tạo ra đồng đều, có khả năng chịu lực lớn đáp ứng được các yêu cầu về tải trọng của công trình thủy lợi.
Công nghệ bê tông đầm lăn
Bê tông đầm lăn là loại bê tông được làm chặt bằng phương pháp đầm lăn, khác với bê tông truyền thống được làm chặt bằng phương pháp đầm rung. Sử dụng bê tông đầm lăn được coi như một bước phát triển đột phá trong công nghệ xây dựng đập bê tông trọng lực nói riêng, xây dựng đập công trình thủy lợi, thủy điện nói chung. Với những ưu điểm vượt trội của bê tông đầm lăn đó là: lượng dùng xi măng thấp, tỷ lệ nước/chất kết dính thấp, lượng nước chỉ vừa đủ cho sự thủy hóa của xi măng và các điều này đã góp phần làm giảm thiểu khả năng nứt do nhiệt thủy hóa của xi măng và nứt do co ngót của bê tông. Hơn thế nữa, do tốc độ thi công nhanh, nhất là đối với thi công các đập có mặt bằng thi công rộng, khối lượng bê tông lớn tạo ra giá thành công trình giảm, đạt hiệu quả kinh tế cao. Phòng Nghiên cứu bê tông và vật liệu xây dựng (Viện Thủy công) đã nghiên cứu sử dụng phụ gia khoáng cho bê tông đầm lăn thành công tại đập thủy điện Pleikrong (Gia Lai).
Công nghệ đập xà lan
Đập xà lan làm việc theo nguyên lý ổn định trượt nhờ lực ma sát giữa nền và đáy, ổn định lún và biến dạng nhờ kết cấu nhẹ và mở rộng bản đáy để có ứng suất lên nền nhỏ hơn ứng suất cho phép của nền, ổn định chống thấm nhờ kéo dài đường viền bản đáy và nền đất. Đập xà lan được ứng dụng để xây dựng các công trình ngăn sông ở các cống vùng triều có chênh lệch cột nước nhỏ hơn 3m và có địa chất mềm yếu. Ưu điểm nổi bật của đập xà lan là khối luợng xây lắp giảm tới 50% so với công nghệ truyền thống và do tận dụng được nền đất tự nhiên nên có thể giảm việc đầu tư xử lý nền tới 70%. Vì vậy, giá thành công trình chỉ bằng khoảng 50% so với công nghệ truyền thống với cùng điều kiện so sánh. Đây là công trình KHCN tiêu biểu khu vực Châu Á-Thái Bình Dương năm 2008.
