Chương trình bồi dưỡng kiến thức quản lý an toàn đập- Thiết bị quan trắc trong đập- Video No.07

Thiết bị quan trắc trong đập- Video No.07

Để phục vụ đánh giá “sức khoẻ” của đập, ngoài việc đánh giá qua kiểm tra trực quan còn cần phải có số liệu quan trắc để phân tích nguyên nhân và đánh giá mức nguy cơ cao hay thấp. 

Ví dụ: Kiểm tra trực quan cho thấy đập bị thấm ướt hoặc xói ngầm ở mái hoặc chân đập hạ lưu. Nhưng để kết luận thấm dưới nền hay thấm qua thân đập, thấm bắt nguồn từ lòng hồ hay từ vai đập, thấm có xu hướng phát triển hay ổn định, hoặc giảm dần... thì phải thông qua số liệu đo lưu lượng thấm, độ cao đường bão hoà trong thân đập, đo hàm lượng hạt bụi và phân tích nguồn gốc hạt bụi có trong nước thấm.

Phân tích kết quả quan trắc lún ở một số mốc đo lún cũng có thể phát hiện nguyên nhân do thân đập hay nền đập lún, phát hiện các khu vực nền yếu cục bộ, mái đập bị dịch chuyển cũng cho biết dấu hiệu của hiện tượng trượt mái và đi kèm là nguy cơ nứt đập.

Các thiết bị quan trắc, thiết bị đo thường lắp đặt trong công trình đầu mối đập đất bao gồm:

•  Thiết bị quan trắc chuyển vị bằng các mốc đo lún: Quan trắc lún mặt đất hoặc thậm chí lún theo chiều cao của từng lớp đất trong thân đập và nền. Bố trí hệ thống các mốc đo lún và cấu tạo của mốc đo lún do thiết kế quy định và theo tiêu chuẩn hiện hành. Việc thu thập số liệu quan trắc lún được thực hiện khi đưa đập vào tích nước, khi kiểm định công trình định kỳ, khi tiến hành nâng cấp đập. Trường hợp cần thiết sẽ lập kế hoạch quan trắc riêng. Để đọc số liệu thường sử dụng các thiết bị trắc địa thông dụng. Với một số đập quan trọng đã sử dụng thiết bị quét tia laser cho phép quan trắc lún liên tục.
• Quan trắc chuyển vị nghiêng: ở một số đập đất có chiều cao lớn hoặc có đặc điểm địa chất phức phạp, để quan trắc dịch chuyển của mái đập hoặc của vai đập người ta lắp các thiết bị đo độ nghiêng. Thiết bị này đặt trong một ống nhựa cắm sâu trong mái đất. Nếu mái đất có hiện tượng dịch chuyển, ống nhựa sẽ bị uốn cong. Trong ống nhựa có sensors để phát hiện ra góc nghiêng của ống cho dù nó rất nhỏ. Phân tích góc nghiêng của các vị trí đặt sensors sẽ phát hiện xu hướng ra chuyển vị của mái đất.
  
• Thiết bị quan trắc đường bão hoà trong đập: đường bão hoà được xác định bằng độ cao mực nước của các ống hở (còn gọi là ống đo áp) đặt tại các vị trí theo tiêu chuẩn quy định. Đường bão hoà cho biết mức độ thấm trong đập đã vượt mức thiết kế hay chưa. Nếu đường bão hoà nằm cao hơn đường bão hoà do thiết kế vẽ ra thì chứng tỏ đất đắp đập không đủ khả năng chống thấm như quy định, hoặc có hiện tượng liên quan đến nứt đập, xói ngầm, v.v. cần tiếp tục quan trắc và đánh giá.
  
• Thiết đo áp lực nước lỗ rỗng: Áp lực nước lỗ rỗng là chỉ số liên quan đến ổn định và trạng thái của khối đắp, đặc biệt là của lõi sét chống thấm trong đập đá đổ. Áp lực nước lỗ rỗng tăng lên chứng tỏ khối đất có thể bị nứt nẻ, đất bị bão hoà và khả năng chịu kéo hoặc nén đều giảm. Có khả năng xảy ra trượt mái hoặc sụp đổ khối đắp.
  
• Thiết bị đo lưu lượng thấm: Thường là các loại tràn dạng tam giác hoặc chữ nhật thành mỏng có kích thước hình học theo tiêu chuẩn. Nước thấm được thu gom dưới chân đập đất (hoặc trong hành lang kiểm tra của đập bê tông) chuyển về máng đo. Tại đây đo cột nước tràn và chuyển đổi thành lưu lượng thấm. So sánh chỉ số đọc lưu lượng thấm trong một giai đoạn (gắn với mực nước hồ chứa) sẽ cho biết hiện tượng thấm có chiều hướng tăng lên hay giảm đi để có biện pháp xử lý thích hợp.
  
• Thiết bị qua trắc mực nước thượng hạ lưu có thể có các loại từ thô sơ như cột thuỷ chí đến các đầu đo điện tử. Cần chú ý là, mọi số liệu quan trắc cần gắn với mực nước hồ tại thời điểm quan trắc. Vì mực nước hồ là yếu tố chính, quyết định đến sự thay đổi của số liệu quan trắc.

Theo quy định pháp luật, khi thiết kế đập đất cấp I đến cấp III và đập có chiều cao trên 15 m, phải bố trí thiết bị quan trắc nhằm các mục đích sau:

• Kiểm nghiệm tính phù hợp của đồ án thiết kế để kịp thời sửa đổi bổ sung thiết kế trong quá trình thi công và phục vụ quản lý thi công góp phần đảm bảo chất lượng thi công;
• Kiểm nghiệm tính chính xác của thiết kế, tính thích nghi kỹ thuật mới, luận chứng vận hành an toàn liên tục của công trình, dự báo tính năng vận hành đập trong tương lai, dự báo nhu cầu xử lý duy tu, sửa chữa, nâng cấp công trình;
• Kiểm nghiệm chất lượng công trình, làm căn cứ pháp lý và cơ sở kỹ thuật làm rõ trách nhiệm khi công trình có sự cố;
• Phục vụ nghiên cứu khoa học, không ngừng nâng cao trình độ công nghệ xây dựng Đập.

Đánh giá an toàn đập qua số liệu quan trắc: 

Người vận hành có trách nhiệm đọc số liệu, ghi chép số liệu và xử lý số liệu đo theo quy định trong Quy trình vận hành đã được phê duyệt. Các giá trị đo thường được liên hệ với mực nước hồ chứa và lập thành các đường quan hệ nhằm:

² So sánh số liệu đo với giá trị giới hạn do thiết kế quy định;

² Nhận định xu hướng bất thường của số liệu đo so với xu hướng nhiều năm trước.

Cung cấp số liệu cho công tác kiểm tra, kiểm định đập