Chống thấm đập bê tông cho công trình thuỷ điện và thuỷ lợi

(Xây dựng)- Yêu cầu chống thấm đối với các loại đập thuỷ điện và thuỷ lợi luôn được đặt ra ngay từ nhiệm vụ thiết kế cho đến khi thi công, nghiệm thu và vận hành. Tuy nhiên, khả năng đáp ứng yêu cầu này đến đâu luôn là câu hỏi hóc búa khi mà quá trình xây dựng đập phải trải qua nhiều phân đoạn, nhiều công đoạn trên các cao trình khác nhau, trong thời gian dài.

Chống thấm khe co giãn đập thủy điện Sông Tranh 2 - tỉnh Quảng Nam

Khó khăn gặp phải trong thi công sao cho đáp ứng yêu cầu của thiết kế

Đối với việc thi công một công trình đập, nếu được triển khai thực hiện tốt theo đúng như thiết kế ban đầu, thì sau khi hoàn thiện sẽ không phát sinh thấm và không phải đặt ra yêu cầu chống thấm. Tuy nhiên, trong thực tế hiện nay, hầu hết các công trình đập đều phát sinh thấm ở nhiều mức độ khác nhau sau thi công xong, thậm chí ngay trong quá trình thi công.

Ông Trần Bá Việt, Phó Viện trưởng Viện Công nghệ Xây dựng (IBST) cho biết, thiết kế của các đập bê tông truyền thống (CVC) hay bê tông đầm lăn (RCC) đều phải đáp ứng được yêu cầu về chống thấm. Nhưng sau này, khi thiết kế biện pháp thi công, thiết kế cấp phối bê tông, tổ chức thi công thì việc có đáp ứng được yêu cầu chống thấm, hay khả năng đáp ứng chống thấm với độ tin cậy cao hay thấp lại là vấn đề lớn đặt ra.

Bởi, thời gian thi công đập thường kéo dài từ 1-3 năm, thậm chí lâu hơn. Như vậy, việc thi công đập phải trải qua nhiều điều kiện khí hậu khác nhau, thời gian khác nhau, nhiều đội thi công khác nhau, thiết bị thi công khác nhau. Do đó, việc phát sinh thấm ở mức độ ít nhiều là điều khó tránh khỏi.

Khi đập bị thấm ngoài đập chính như thấm phần địa tầng dưới móng đập, có hiện tượng thấm dưới nền, thấm qua vai đập, thường được khắc phục bằng biện pháp bóc bỏ lớp đất yếu hoặc khoan phụt. Nếu như tầng đất yếu sâu, có lỗ rỗng hoặc các tầng phong hoá sâu không bóc bỏ được, thì có thể thực hiện khoan phụt xi măng hoặc khoan phụt các chất liên kết để gia cố nền và chống thấm nền.

Chống thấm đập bê tông CVC và RCC

Ông Trần Bá Việt chia sẻ: Tuỳ từng loại bê tông, công nghệ bê tông khác nhau, và tình trạng thấm cụ thể của mỗi vị trí để đưa ra các biện pháp chống thấm phù hợp. Đối với bê tông RCC, cường độ bê tông có hệ số biến động chất lượng tương đối lớn so với đập CVC. Đối với mỗi công trình, mỗi điều kiện thi công, người ta có thể thử nghiệm và đánh giá hệ số biến động chất lượng. Về cấp chống thấm đối với bê tông RCC, cũng có hệ số biến động lớn và trong thực tiễn thi công có thể chênh lệch một cấp.

So sánh sự khác biệt giữa bê tông CVC và bê tông RCC cho thấy, bê tông RCC có độ chênh lệch cấp cường độ và cấp độ chống thấm lớn hơn. Đặc biệt, biến động về khả năng chống thấm tầng mặt phụ thuộc rất nhiều vào cấp phối bê tông, quá trình và thời gian thi công lu lèn chặt, đây là điều đặc biệt phải quản lý trong quá trình quản lý chất lượng thi công đập RCC.

Sở dĩ có độ chênh lệch lớn như vậy là do công nghệ. Bê tông RCC được thi công bằng cách nén chặt vật liệu dùng áp lực bên ngoài. Do đó, chỗ nào đầm không tốt thì độ chặt không đạt nên mức độ chống thấm kém. Thi công bê tông RCC thực hiện theo các lớp, mỗi lớp có độ dày khoảng 30cm.

Chống thấm tường mặt đập thủy điện Bản Chát - tỉnh Lai Châu

Nếu như lớp bê tông trước đó cứng lại hẳn rồi thì lớp bê tông sau bám dính vào lớp bê tông đã đóng rắn đó rất khó. Vì vậy, việc chống thấm tầng mặt của bê tông RCC là rất quan trọng. Phải có các biện pháp để duy trì cường độ bám dính đó.

Cường độ bám dính được xác định thông qua cường độ chịu kéo và thông qua việc ép nước thử thấm. Nếu để thấm tầng mặt rất nguy hiểm. Có thể gây ra hiệu ứng đẩy nổi, làm tách lớp đó ra và dòng thấm sẽ dần thấm xuống hạ lưu, khi đó nguy cơ vỡ đập có thể xảy ra.

Đối với bê tông CVC, tức là đập bê tông thông thường được đổ theo phương pháp đầm trong, dùng đầm dùi hoặc đầm bàn để làm cho bê tông đạt độ đặc chắc cần thiết, vì vậy, mức độ đồng nhất của bê tông CVC cao hơn rất nhiều so với bê tông RCC.

Chống thấm bằng công nghệ polypurea

Ông Trần Bá Việt cho biết, những năm vừa qua, IBST đã thực hiện chống thấm cho rất nhiều công trình dân dụng, công nghiệp (chống thấm ở Nhiệt điện Phả Lại, Nhiệt điện Uông Bí, công trình ống cấp nước Thủ Đức với đường kính 1,6 m dài 13 km…) cũng như nhiều công trình thuỷ công, thuỷ điện và thuỷ lợi. Đối với chống thấm cho khe co giãn của đập, thường được thực hiện bằng một lớp phủ ở thượng lưu của khe co giãn trên thân đập, cả phần trên mặt nước và dưới mặt nước.

Đập thuỷ điện Sông Tranh bị thấm qua khe co giãn và nước thấm chảy đến mặt hạ lưu. Một phần do việc thi công khe co giãn không hoàn toàn được bảo đảm nên đã phát sinh dòng thấm lớn vào cả hầm quan trắc và xuống cả hạ lưu, gây ảnh hưởng lớn đến hoạt động của đập. Vì vậy, buộc phải xử lý chống thấm khe co giãn ở mặt thượng lưu đập. IBST đã thực hiện chống thấm cho đập bằng các lớp polypurea được phun phủ lên hai mép bên của khe co giãn trên vai đập và kéo dài từ đỉnh đập cho đến mặt nước.

Thanh Nga