Diễn đàn về hiện tượng nước thấm qua đập Sông Tranh 2 (22)

Cần hiểu rõ đặc điểm tính chất của đập trọng lực bê tông đầm lăn (để đánh giá đúng nguyên nhân sự cố, có biện pháp sửa chữa phù hợp đảm bảo an toàn và tuổi thọ công trình)

Gỉa Kim  Hùng

Chi hội Đập lớn & PT nguồn nước,

Chi hội Thủy lợi Miền Trung

 Trên Diễn đàn về sự cố rò thấm ở đập Sông Tranh 2 (ST2) do website  www.vncold.vn  của Hội Đập lớn & Phát triển nguồn nước (VNCOLD) tổ chức đã có trên 20 bài của các chuyên gia quan tâm tới sự cố đập ST2, tham gia nhiều ý kiến đánh giá nguyên nhân và đề xuất các biện pháp khắc phục sửa chữa. Cơ quan chủ quản và Ban Quản lý đập nên tham khảo để nghiên cứu một đồ án khôi phục phù hợp và hiệu quả nhất. Ngày 28 tháng 4 vừa qua, Ủy ban Khoa học Công nghệ và Môi trường của Quốc hội có cuộc họp với cơ quan tư   vấn thiết kế là Cty cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện 1-PECC1, và một số chuyên gia cao cấp. GS TS Vũ Trọng Hồng, nguyên Thứ trưởng Bộ Nông nghiệp & PTNT, đã lo lắng : “ sự cố bê tông đầm lăn phải cẩn trọng, bỡi cho đến nay thế giới chưa có quy chuẩn về đập bê tông đầm lăn…”, Giám dốc PECC1 thì cho biết : “ đập ST2 đã áp dụng tiêu chuẩn kép của Mỹ và Liên bang Nga, trước khi thi công luôn làm thử hàng ngàn mét khối và kết quả cho thấy chống thấm tốt…” ( Báo Tuổi Trẻ ngày 29/4/2012). Sự lo lắng của GS Hồng và báo cáo của Giám đốc PECC1 đều có những cơ sở nhất định, khiến cho vài đồng nghiệp chúng tôi ở VNCOLD cũng như ở Tổng Cty Tư vấn Xây dựng Thủy lợi Việt Nam (HEC) những chuyên gia sớm tiếp cận loại hình công nghệ mới này trong xây dựng đập ở nước ta phân vân…Để xử lý chính xác các sự cố trong công trình xây dựng, theo kinh nghiệm đã thành quy định trong các quy chuẩn Xây dựng ở nước ta cũng như các nước, là cần phải xem xét từ hồ sơ khảo sát thiết kế đến hồ sơ thi công có liên quan và quá trình diễn biến sự cố, khi cần thiết còn phải làm một số khảo sát thí nghiệm, đồng thời phải gắn với đặc điểm tính chất của công nghệ đã áp dụng ở công trính có sự cố. Nhân đây tôi xin cung cấp vài thông tin về công nghệ loại hình đập đã áp dụng ở ST2, qua đó góp thêm ý kiến về nguyên nhân.

Đập hồ Thủy Điện (TĐ) ST2 là đập trọng lực bê tông ( ĐTLBT) theo công nghệ thi công bê tông bằng phương pháp đầm lăn ( gọi tắc là BTĐL ), có các đặc thù riêng về thiết kế, vật liệu bê tông và phương pháp tổ chức thi công, yêu cầu rất cao trong công tác giám sát quản lý chất lượng thi công.

1.     Về sự phát triển công nghệ BTĐL.

Do kế thừa công nghệ thi công cơ giới của đập  đất đá đầm nén làm cho việc xây dựng đập BTĐL được nhanh, công trình sớm đưa vào khai thác, giá thành rẻ, hiệu quả kinh tế cao hơn so với  Đập bê tông truyền thống (BTTT), nên công nghệ ĐBTĐL đã phát triển rất nhanh gần như khắp thế giới trong mấy thập niên gần đây.

Từ đầu những năm70, Nhật – Mỹ sau đó đến Úc, Pháp, Liên Xô. Tây Ban Nha, Brazil, Mexico, Nam Phi. Tính đến cuối thế kỷ 20, trên thê giới có gần 100 đập đã hoàn thành, phần lớn đều an toàn, chưa có sự cố gì lớn. Do công nghệ kỷ thuật xây dựng mới nên hầu hết các nước đều rất cẩn trọng, bắt đầu áp dụng thử nghiệm cho  đê quai thượng lưu, sau vài thành công và tiến hành hàng loạt các đề tài nghiên cứu thí nghiệm khoa học, họ mới đưa vào đập chính. Trung quốc (TQ) mới áp dụng từ năm 1980, nhưng đã phát triển rất nhanh và có nhiều cải tiến sáng tạo, đến nay TQ đã xây dựng xong gần 50 đập BTĐL,trong đó có 10 đập cao trên 100m, 9 đập vòm BTĐL cao từ 50 đến trên 100m ( cao nhất là một đập vòm BTĐL ở Vân Nam trên 200m ). Đập Long Than ở Quảng Tây vừa hoàn thành năm 2010 cao 216,50m dài 849,44m với nhà máy thủy điện ngầm 6300MW, Đê quai thượng lưu ở công trình TĐ Tam Hiệp cao 121m dài 500m làm nhiệm vụ của đập chính từ năm 2003 đến 2009 để phát điện đợt 1, chuyển tàu và để thi công nhà máy TĐ phía bờ hữu.

Theo các chuyên gia hàng đầu về ĐTLBTĐL của TQ, hiện có 3 trường phái về BTĐL: Mỹ gọi là RCC ( Roller Compacted Concrete ), đặc điểm làhàm lượng chất dính kết thấp ( xi măng 47~77 kg/m3, tro bay 19~36kg/m3), cốt liệu có đường kính lớn nhất 76mm, hệ số Vc khống chế đến 15-20 giây (Vc là số giây đo được từ khi đầm đến khi có vữa xuất hiện trên bề mặt lớp bê tông với điều kiện đầm theo tần suất và biên độ quy định), nên thường tồn tại về nứt và thấm. Nhật là nước phát triển đập BTĐL nhanh nhất, đưa ra trường phái RCD ( Roller Compacted Dam ), lượng chất dính kết cao hơn của Mỹ - 120 đến 130 kg/m3 trong đó tro bay không quá 30%, trường phái này yêu cầu chất lượng BTĐL phải có cùng khả năng chống thấm và cường độ như BT truyền thống, chú ý xử lý các khe thi công nằm ngang…Trung quốc là nước đi sau, nhờ thực sự cầu thị và  biết rút kinh nghiệm 2 trường phái  trên, kết hợp tình hình TQ có nguồn tro bay dồi dào, nhu cầu xây dựng nhanh nhiều đập hồ lớn, vốn đầu tư có hạn, lực lượng thi công có sẵn, họ đã sáng tạo trường phái RCCD ( Roller Compacted Concrete Dams ), ở đập cao 100m trở lên  lượng chất dính kết 140 – 160kg/m3, trong đó xi măng 50 - 60kg/m3, tro bay 105 - 90kg/m3 chiếm 55 - 66%, cốt liệu có dường kính lớn nhất 80mm, loại BTĐL này có đặc điểm là tốc độ thủy hóa tỏa nhiệt chậm, nhiệt độ tối cao thấp ( do dùng ít xi măng ), nhiệt độ cao nhất chỉ bằng một nửa của BTTT, khả năng chống thấm tốt, cường độ càng về sau càng cao – tăng 20 ~ 60% so với cường độ của BT không có tro bay, hiệu suất thủy cứng hóa của xi măng cao, cường độ mỗi kg xi măng đạt được thường gấp đôi so với ở BTTT, khả năng chống xâm thực tốt, trị số Vc 8 – 15 giẩy. Trường phái RCCD này của TQ đã được tổ chức Ủy hội Đập lớn Thế giới  ( ICOLD ) giới thiệu các nước trong Ủy hội tham khảo.

  Về Quy phạm, Quy chuẩn (QCQP) thiết kế, thi công BTĐL, Mỹ  Nhật đã nghiên cứu và ban hành sớm nhất, ngay từ những năm 80-90. gần đây Hiệp hội các kỷ sư Quân đội Mỹ  đã ban hành tài liệu “ Thiết kế Bê tông đầm lăn “ ngày 15 tháng 2 năm 2000 thay cho tài liệu năm 1992. TQ khi chưa có QP,QC thì năm 1992 đã ban hành “ Nguyên tắc chỉ đạo thiết kế đập BTĐL”, nay họ đã có QP Thiết kế Đập BTĐL ban hành ngày 08/12/2004 ký hiệu SL314-2004 có hiệu lực từ 01/02/2005 ( Design Specification for Roller Compacted Concrete Dams ), trước đó TQ đã có Quy phạm thi công bê tông đầm lăn ( Construction specifications for hydraulic roller compacted concrete ) ban hành ngày 03/11/2000 và các QP kỷ thuật (KT) cụ thể khác như QPKT “Tro bay dùng trong bê tông thủy công” ban hành từ năm 1996,v..v…Ở các nước phát triển sau thường bao giờ cũng tham khảo QPQC  các nước đi trước, vì để có 1 QPQC  trong xây dựng đều  phải đầu tư công việc nghiên cứu khoa học và phải thông qua thực tiễn. Nước ta cũng vậy, khi Bộ Nông nghiệp & PTNN lần đầu tiên áp dụng công nghệ BTĐL cho Đập Hồ Định Bình đã tham khảo vận dụng QPQC của TQ và của Mỹ, cũng như khi áp dụng công nghệ Đập đá đầm nện bản mặt bê tông ở đập Hồ Cửa Đạt cũng phải tham khảo QPQC nước ngoài, các việc này trong Bộ đã được GS.TSKH Phạm Hồng Giang, Thứ trưởng, đồng ý để HEC nghiện cứu, và cùng các cơ quan quản lý Bộ giải trinh lên Bộ Xây dựng xem xét cho phép, và đều đã thành công.

  2. Một số đặc điểm quan trọng khi áp dụng Đập BTĐL. Về mặt thiết kế như bố trí chung công trình đầu mối, nghiên cứu mặt cắt ngang đập, tính toán ổn định trượt, lật và các ứng suất vẫn theo nguyên lý và các phương pháp cơ bản trong thiết kế đập TLBT truyền thống, các điều khác cơ bản là về thiết kế chi tiết mặt cắt thân đập để tạo được mặt bằng san đổ đầm nện bêtong lớn nhất như ở đập đất đá đầm nén, về cấp phối bêtong, về khống chế nhiệt, về phương pháp và quản lý tổ chức thi công. Có 2 vấn đề khó nhất cũng xuất phát từ nhược điểm của công nghệ BTĐL trong thi công và quản lý chất lượng thi công để đảm bảo an toàn và tuổi thọ Đập BTĐL như ĐBTTT, là :  1/ Các mặt tiếp xúc giữa các lớp đổ và đầm nếu không kiểm soát chặt chẽ sẽ ảnh hưởng khả năng chống thâm của đập. Để khắc phục nhược điểm này, các nước đã chú ý 2 biện pháp cơ bản : ( 1 ) phải tổ chức đầm nén hiện trường rất kỹ ( có lẽ phải kỹ hơn ở đập đất đá đầm nén ) để xác định các thông số đầm nén, trị số Vc, quy trình thi công... để không phát sinh các khe lạnh ở 2 lớp đổ tiếp giáp. Việc khống chế trị số Vc ở hiện trường khi thi công là rất khó, ( 2 ) Trong thiết kế cần phải có lớp vật liệu chống thầm ở thượng lưu. Về giải pháp này mỗi trường phái BTĐL có cách giải quyết khác nhau. Riêng trường phái TQ - RCCD đã có nhiều giải pháp sáng tạo và hiệu quả chống thấm cao, là bố trí 1 lớp bê tông biến thái có khả năng chống thấm B8 - B10, ở đập cao còn thêm 1 lớp vật liệu chống thầm dạng kết tinh ( Xypex hoặc Krystol ), sau lớp bê tông chống thấm sẽ bố trí các hệ thống tiêu dẫn nước trong thân đập. 2/ Xử lý các khe nhiệt. Do việc thi công đổ san đầm bê tông  lên đập liên tục nên các khe lún và khe nhiệt được tạo sau khi đập lên một độ cao nào đó bằng máy khoan tạo lỗ hoặc máy cắt riêng, tại đây việc thi công đặt vật chắn nước bằng đồng lá dạng ô mega dày 1 - 1,6 mm phải đặt sâu vào  trong bê tông  hai bên từ 20 đến 25 cm, là cực kỳ quan trọng và rất khó thi công, công nghệ lắp đặt và hàn này  phải do công nhân tay nghề cao và phải được giám sát chặt chẽ, nếu thi công không tốt rất dễ bị áp lực nước thầm xé rách.

  3. Suy nghĩ về các nguyên nhân trực tiếp ở sự cố Đập ST2. Tuy không có điều kiện xem hồ sơ thiết kế (TK) & tổ chức thi công và hiện trường sự cố, nhưng qua các thông tin vắn tắt nêu trên, qua hình ảnh trên các phương tiện thông tin đại chúng về sự cố - thấy rò chủ yếu là rò nước mạnh qua các khe nhiệt và được biết chút ít về PECC1, nơi có trình độ và năng lực tố chức cao, thì về hồ sơ TK có lẽ không có sai sót gì lớn, nên xem xét kỹ về  tổ chức thi công. Vì vậy nên đi sâu xem xét về thi công và công tác giám sát thi công, nhất là thi công các khe nhiệt  bao gồm vật chắn nước, như GS.TS Hồng đã nhận xét rất tinh. Từ đó cần có các giải pháp trước mắt và lâu dài cho đập đảm bảo an toàn và tuổi thọ tương ứng với cấp công trình. Giai pháp dán các khe nhiệt bị xé rách rò nước của Cty Hoa Đông TQ mới là  giải pháp tình thế. Trong quá trình nghiên cứu kể cả việc đánh giá nguyên nhân, hiện trạng, phương án sửa chữa triệt để lâu dài và đúc rút bài học cho công tác quản lý xây dựng hồ đập nói chung và hồ đập TĐ nói riêng ở nước ta nói riêng, góp phần thực hiện Nghị định 72/2007/NĐ-CP ngày 07 tháng 05 năm 2007 của Chính phủ về quản lý an toàn đập ,nên mời một số chuyên gia về đập trong và ngoài nước tham gia.

ooo BBT. Mời  xem những ý kiến đã phát biểu trên Diễn đàn

trang  www.vncold.vn Bài tham gia Diễn đàn 0 Web/Content.aspx?distid=2957 Vết nứt ở đập thủy điện Sông Tranh 2: Có thể gây vỡ đập (báo Tiền Phong pv. GS.TSKH. Phạm Hồng Giang) 1 Web/Content.aspx?distid=2958 Về hiện tượng nước thấm qua đập Sông Tranh 2 (trao đổi ý kiến ngắn với GS.TSKH. Phạm Hồng Giang) 2 Web/Content.aspx?distid=2959 TƯ VẤN ĐỘC LẬP PHẢI VÀO CUỘC! (TS. Tô Văn Trường)   3 Web/Content.aspx?distid=2960 NƯỚC THẤM CHẢY THÀNH DÒNG, THÀNH VÒI QUA ĐẬP THỦY ĐIỆN SÔNG TRANH 2 KHÔNG THỂ COI THƯỜNG (KSCC. Hoàng Xuân Hồng) 4 Web/Content.aspx?distid=2961 Bàn về vết nứt đập Sông Tranh 2 (TS. Nguyễn Trí Trinh) 5 Web/Content.aspx?distid=2962 Biện pháp hiệu quả nào khắc phục hiện tượn g nước thấm xuyên đập Sông Tranh 2? (trao đổi ý kiến ngắn với GS.TSKH. Phạm Hồng Giang)   6 Web/Content.aspx?distid=2964 BÀN VỀ NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ MẶT CẮT VÀ CHỐNG THẤM ĐẬP RCC (NHÂN TAI NẠN THẤM ĐẬP RCC SÔNG TRANH) (TS. Nguyễn Trí Trinh) 7 Web/Content.aspx?distid=2965 Chống thấm ở đập bê tông đầm lăn (TS. Đào Trọng Tứ) 8 Web/Content.aspx?distid=2966   Khắc phục sự cố đập Sông Tranh 2 (TS.Tô Văn Trường) 9 Web/Content.aspx?distid=2967 Tôi rất bức xúc về cách xử lý đang được các nhà quản lý đập tiến hành (M. Hồ Tá Khanh)   10 Web/Content.aspx?distid=2968 NỖI LO TOÀN CẢNH PHÁT TRIỂN THỦY ĐIỆN Ở NƯỚC TA (TS.Tô Văn Trường)   11 Web/Content.aspx?distid=2969 Kiến nghị Thủ tướng ra lệnh xả cạn hồ (TS. Nguyễn Bách Phúc)   12 Web/Content.aspx?distid=2970 Cần có các đơn vị, chuyên gia tư vấn độc lập tham gia xử lý sự cố (Gỉa Kim Hùng) 13 Web/Content.aspx?distid=2973 Không thể khoán trắng sinh mạng của người dân ở hạ du đập cho doanh nghiệp. (VnExpress pv. GS.TSKH. Phạm Hồng Giang) 14 Web/Content.aspx?distid=2975 BÀN THÊM VỀ THẤM QUA ĐẬP THỦY ĐIỆN SÔNG TRANH 2 (KSCC. Hoàng Xuân Hồng)   15 Web/Content.aspx?distid=2980 ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CHỐNG THẤMCHO ĐẬP SÔNG TRANH 2 TẠI MẶT THƯỢNG LƯU BẰNG HỆ THỐNG CHỐNG THẤM CARPI (CARPI TECH) 16 Web/Content.aspx?distid=2983 Về sửa chữa đập Sông Tranh 2 (M. Hồ Tá Khanh) 17 Web/Content.aspx?distid=2987 Thư ngỏ về đập Sông Tranh 2 (Le Van Nga)   18 Web/Content.aspx?distid=2992 NGƯỜI CÓ TRÁCH NHIỆM NÊN PHÁT NGÔN ĐÚNG KỸ THUẬT, RÕ RÀNG VÀ NHẤT QUÁN (Hoàng Xuân Hồng) 19 Web/Content.aspx?distid=2997 Khắc phục sự cố rò rỉ đập thủy điện Sông Tranh 2: Nên chọn phương án nào? (PV. Phạm Quang pv. GS.TSKH. Phạm Hồng Giang) 20 Web/Content.aspx?distid=3000 Nếu ít lâu nữa phải sửa chữa lần hai thì sẽ tốn kém hơn nhiều (M. Hồ Tá Khanh)   21 Web/Content.aspx?distid=3001 Sao không tìm kiếm nguyên nhân trước khi khắc phục sự cố? (TS. Nguyễn Bách Phúc)

Đóng góp ý kiến về bài viết này