Bài giảng Công trình thủy nâng cao - Chương 4a: Đập bê tông đầm lăng - Nguyễn Thống

1TRƯỜNG ðẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HCM
Khoa Kyõ Thuaät Xaây Döïng - BM KTTNN
PGS. TS. NGUYỄN THỐNG
Email: nguyenthong@hcmut.edu.vn or nthong56@yahoo.fr
Web: 
Tél. (08) 38 640 979 - 098 99 66 719 2
NỘI DUNG MÔN HỌC
Chương 1: Thấm qua công trình.
Chương 2: Áp lực khe rỗng.
Chương 3: ðập vật liệu ñịa phương.
Chương 3a: Mô phỏng Monte Carlo áp dụng
trong ñánh giá ổn ñịnh mái dốc.
Chương 4: ðập bê tông trọng lực
Chương 4a: ðập bê tông ñầm lăng (RCC)
CôNG TRìNH THủY NâNG CAO
PGS. Dr. Nguy?n Th?ng
3
NỘI DUNG MÔN HỌC
Chương 4b: Bài toán toả nhiệt 3D.
Chương 5: Phân tích ứng suất trong ñập
bê tông khi xảy ra ñộng ñất.
Chương 6: ðường hầm thủy công -
Giếng ñiều áp.
Chương 7: ðường ống áp lực – Nước va
trong ñường ống.
CôNG TRìNH THủY NâNG CAO
PGS. Dr. Nguy?n Th?ng 4
NỘI DUNG THỰC HÀNH
1. Hướng dẫn sử dụng phần mềm tính nước
va trong ñường ống áp lực
WaterHammer_BK.
2. Hướng dẫn sử dụng phần mềm tính khuếch
tán nhiệt 3D trong bê tông thủy công.
3. Hướng dẫn sử dụng phần mềm mô phỏng
Monte Carlo ứng dụng trong tính ổn ñịnh
mái dốc ñập vật liệu ñịa phương.
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
5
NỘI DUNG
I. Tình hình xây dựng các ñập RCC của thế giới
II. Tình hình triển khai xây dựng các ñập RCC ở Việtnam
III. Các nội dung chính liên quan ñến thiết kế và vật liệu
cho các ñập RCC ở Vietnam
RCC 
 Rolling Compacted Concret
6
I.TÌNH HÌNH XÂY D
NG CÁC ðP RCC TRÊN TH GII
1.1. S lng các ñ
p RCC ñã hoàn thành và ñang thi công ca các
nc trên th
 gii
Tính ñến năm 2006, có 49/179
nước có thuỷ ñiện trên thế giới
ñã và ñang xây dựng ñập bê
tông ñầm lăn.
1990
65 ñập
1994:
136 ñập
1998:
218 ñập
ðến 2002: 
263 ñập
ðến cuối 2006: 
384 ñập chiều cao >15m (ñã hoàn thành 323 ñập
(44 nước); ñang thi công 61ñập (5 nước mới) 
71.2. T l ñ
p RCC ñã hoàn thành và ñang thi công theo các châu lc
trong s 384 ñ
p ñ
n cui 2006
I.TÌNH HÌNH XÂY D
NG CÁC ðP RCC TRÊN TH GII
46,6ASIA
100.0TOTAL
6,8AUSTRALIA
9,4AFRICA
10,7EUROPE
26,5AMERICA
% TOTALCONTINENT
TOTAL: 364 DAMS UNTIL 2006
ASIA 
AFRICA AUSTRALIA AMERICA 
EUROPE 
8
1.3. S lng các ñ
p RCC ñã hoàn thành và ñang thi công ca các nc
trên th
 gii
Các nước có số lượng
ñập RCC >10 ñập :
Trung Quốc
(110)
Brazil (33)
Mỹ (39)
Australia (10)South Africa (14)
Marocco
(10)
Spain (22)
Nhật
(45)
Vietnam 
(12)
I.TÌNH HÌNH XÂY D
NG CÁC ðP RCC TRÊN TH GII
10Australia
10Morocco
12Vietnam
14South Africa
22Tây Ban Nha
33Brazil
39Mỹ
45Nhật
110Trung Quốc
9
1.4. Các ñ
p RCC ñang thi công có chiu cao >60m ca các châu lc và
các nc trên th
 gii
2
1
3 52
5
I.TÌNH HÌNH XÂY D
NG CÁC ðP RCC TRÊN TH GII
63TOTAL
1SOUTH 
AMERICA
2NORTH 
AMERICA
3EUROPE
5AFRICA
52ASIA
NUMBERCONTINENT
10
1.5. Các nc có các ñ
p cao hơn 60m ñang thi công nhiu nht
Brazil (33)
Trung
Quốc
(21)
Iran (3)
Tây Ban Nha (2)
Nhật
(5)
Thổ Nhĩ Kỳ (2)
Việt nam
(11)
Ấn ñộ (1)
3Iran4.
RCD5Nhật3.
11Việt nam(EVN)2.
1Ấn ðộ7.
2Tây Ban Nha6.
2Thổ Nhĩ Kỳ5.
21Trung quốc1.
Ghi
chú
Số ñập
RCCTên nước
ST
T
RCC DAM UNDER CONSTRUCTION>60M
I.TÌNH HÌNH XÂY D
NG CÁC ðP RCC TRÊN TH GII
11
1.6. Các ñ
p RCC có chiu cao >100m ñã hoàn thành và ñang thi công
trính ñ
n tháng 12/2007 la 62, trong ñó: 
I.TÌNH HÌNH XÂY D
NG CÁC ðP RCC TRÊN TH GII
15NHẬT
5VIỆT NAM
26TRUNG QUỐC
SỐ LƯỢNG 
ðẬP
12
2.1.Các ñ
p H > 60m 
II.TÌNH HÌNH XÂY D
NG CÁC ðP RCC  VITNAM
22 ñập cao > 60m 
ñang thi công
ðập RCC : 11 Others: 11
1
2
3
4
5
9
8
6
7
5
S¬n La
B¶n Ch¸t
B¶n VÏ
S«ng Tranh 2
A V−¬ng
Se San 4
Plei
Krong
§ång Nai 4
§ång Nai 3
Binh Dien
Huong Dien
11 RCC dams > 
60m under 
construction
50%50%
RCC
Others
13
1
2
3
4
5
9
8
6
7
5
S¬n La
B¶n Ch¸t
B¶nVÏ
S«ng Tranh 2
A V−¬ng
Se San 4
Plei
Krong
§ång Nai 4
§ång Nai 3
ðịnh Bình
Binh Dien
Huong Dien
2.2. Các ñ
p RCC ñang thi công
II.TÌNH HÌNH XÂY D
NG CÁC ðP RCC  VITNAM
Binh
Dinh
Thua
Thien
Thua
Thien
Lam 
Dong
Lam 
Dong
GiaLai
Kontum
Quảng
Nam
Quảng
Nam
Nghệ An
Lai Châu
Sơn La
Tỉnh
54Dinh Binh12
70Binh Dien11
75HuongDien10
20111240/1650565128DongNai 49.
20101100/1300570108DongNai 38.
2009800/133585071Se San 47.
2008326/57649571Pleikrong6.
20101030/131564095SôngTranh 25.
2008270/35022882A Vương4.
20091520/1870480136Bản Vẽ3.
20111620/1991425130Bản Chát2.
20113078/5447962138Sơn La1.
Hoàn
thành
VRCC/VðẬP
103m3
Dài
(m)
Chiề
u
cao(
m)
TênNo
14
2.3. Các ñ
p RCC ñang trong quá trình
chun b ñu t (EVN)
Ngoài EVN, dự kiến là RCC như Nước
Trong (68 m), Thượng Kon Tum (73m), 
ðakmi 4 (90m), Hủa Na (90m)
II.TÌNH HÌNH XÂY D
NG CÁC ðP RCC  VITNAM
QUANG NAM110SÔNG BUNG 43.
THANH HOA90TRUNG SƠN2.
LAI CHAU130LAI CHÂU1.
TỈNH
CHIỀU 
CAO 
ðẬP (m)
TÊN CT
1
2
3
4
5
9
8
6
7
2
3
1
Upper Kontum
Dakmi 4
HuaNa
Nuoc Trong
15
III. CÁC NI DUNG CHÍNH LIÊN QUAN ðN THIT K
VÀ VT LIU CHO CÁC ðP RCC (EVN)
3.1. V tiêu chun thi
t k
 s
dng
Tiêu chuẩn Việt Nam (Nga)
Tiêu chuẩn Mỹ USACE, FERC
Tham khảo tiêu chuẩn Trung
Quốc (ñặc biệt về phân vùng
thấm, nhiệt ñộ)
3.2. Mt ct ñ
p
Có tường BT thượng lưu
Không có tường Bt 
thượng lưu
Pleikrong, A vuong, Binh dien,
Huong dien, Dinh binh
Sơn La, Bản Vẽ, Bản Chat, Song tranh 2, 
Dong nai 3, Dong nai 4, Sesan 4 16
3.3. V tài liu cơ bn s dng
- Chỉ tiêu ñịa chất nền và vật liệu xây dựng ñược lập phù hợp với tiêu
chuẩn sử dụng
- Cấp phối RCC: tro bay Phả Lại, Puzơlan
- Về ñộng ñất: Hệ số giảm tác ñộng ñộng ñất (Damping) không vượt quá 15% 
với MCE, và không vượt quá 10% với OBE)
III. CÁC NI DUNG CHÍNH LIÊN QUAN ðN THIT K
VÀ VT LIU CHO CÁC ðP RCC (EVN)
17
3.4.1. Hệ số an toàn ổn ñịnh
theo các tiêu chuẩn Mỹ
11,252FERC (low 
hazard)
1,323FERC 
(general)
1,31,72EM – 1110-
2-2000
Cực ñạiKhông bình
thường
Bình
thường
Tiêu chuẩn
3.4.2. Hệ số an toàn ổn ñịnh
theo tiêu chuẩn Việt Nam - Nga
n
ttC K
RmNn .. ≤
III. CÁC NI DUNG CHÍNH LIÊN QUAN ðN THIT K
VÀ VT LIU CHO CÁC ðP RCC (EVN)
3.4. Về an toàn ñập
TCXDVN 285-2002
Xnip 33-01-2003
m
KnK nC .≥
nc: hệ số tổ hợp tải trọng 0,95-1
m: hệ số ñiều kiện làm việc : 0,75-1
Kn: hệ số ñảm bảo tuỳ theo cấp công trình 1-1,25
18
III. CÁC NI DUNG CHÍNH LIÊN QUAN ðN THIT K
VÀ VT LIU CHO CÁC ðP RCC (EVN)
3.4.3.Tiêu chuẩn ñánh giá ñộ bền, ứng suất: 
Hệ số an toàn chống nứt do nhiệt ñộ theo tiêu chuẩn
Mỹ là 1,25 – 1,33 tuỳ ñặc ñiểm quy mô công trình.
3.4.4.Hệ số an toàn chống nứt
Tuỳ theo tiêu chuẩn sử dụng
3.5. Các quy ñịnh về thi công và nghiệm thu
Quy ñịnh về thi công
và nghiệm thu
Theo USACE Theo ASTM ACI
19
3.6. V
t liu cho RCC Na Dương
Cao Ngan
Ninh Binh
Pha Lai
Uong Bi
III. CÁC NI DUNG CHÍNH LIÊN QUAN ðN THIT K
VÀ VT LIU CHO CÁC ðP RCC (EVN)
Tro bay
Từ than Antraxit
Từ than nâu
Phả Lại
Na Dương
Uông Bí
Ninh Bình
Cao Ngạn
0,3 triệu
tấn/năm
1,2 triệu
tấn/năm
3.6.1. Các nguồn vật liệu hiện có
SO3=9,22%> 5%theo ASTM 
618-97 không sử dụng
20
Puzơlan (18 vị trí)
1 triệu tấn/vị trí)
Hoạt tính
cao
Hoạt tính
trung bình
Phụ gia trơ
1 Như Xuân (Thanhhoa)
2 Núi Boong (Gia Lai)
3 Gia Qui (bà Rịa)
4 Khâm ñức (Quang Ngai)
5 Sơn Tây (Hà Tây)
6 Tiên Kiên (Phú Thọ)
7 Nghĩa ðàn (Nghệ An)
8 Phong Mỹ (Thừa Thiên)
9 Phong ðiền (Thừa Thiên)
10 Khe Mạ (Thừa thiên)
11 Sơn Tịnh (Quảng Ngãi)
12 SoocLu (ðồng Nai)
13 Mỏm Chanh (Hà Nam)
14 Khả Phong (Hà Nam)
15 Núi ðồn (Hải Phòng)
16 Thuỷ Uyên (Hải Phòng)
17 Bản Pênh (Sơn La)
18 Ba Tần (Lai Châu)
1
2
3
4
5
6
7
8,9,10
11
12
13,14
15,1618
17
III. CÁC NI DUNG CHÍNH LIÊN QUAN ðN THIT K
VÀ VT LIU CHO CÁC ðP RCC (EVN)
Cho BT: cường
ñộ thấp : không
sử dụng
21
Puzơlan
Hoạt tính cao Hoạt tính trungbình
Núi Boong (Gia Lai)
Gia Qui (bà Rịa)
Tiên Kiên (Phú Thọ)
Nghĩa ðàn (Nghệ An)
Phong Mỹ
(Thừa Thiên)
Ban Ve
A Vuong
Sesan 4
Song Tranh 2
Ban chat
PleikRong
Huong dien
Binh dien
III. CÁC NI DUNG CHÍNH LIÊN QUAN ðN THIT K
VÀ VT LIU CHO CÁC ðP RCC (EVN)
3.6.2. Các nguồn Tro bay & Puzolan cho các ñập
RCC ñang thi công
Tro bay
Phả Lại
Sơn La
Dinh binh Nui Boong
Gia Quy
Tien Kien
Nghia
Dan
Phong
My
Pha Lai
22
8580-90%28 ngày
8076-85%7 ngàyHoạt tính
ñộ bền13
2,232,15-2,26g/cm3Tỷ trọng12
16,8010,50-22,00%ðộ mịn11
0,030,01-0,04%ðộ ẩm10
18,6816,34-22,0%LOI9
0,790,18-1,20%Na2O8
3,663,22-4,25%K2O7
1,060,85-1,22%MgO6
0,790,68-0,87%CaO5
0,680,52-0,83%TiO24
4,894,57-4,96%Fe2O33
23,2221,73-24,89%Al2O32
51,7350,86-52,90%SiO21
trung
bìnhDải
ðơn vị
tínhChỉ tiêuTT3.6.3. Chất lượng tro
bay Phả Lại
Các chỉ tiêu ñạt
yêu cầu ASTM 
C618-97, trừ chỉ
tiêu LOI (loss on 
ignition-mồi lửa) 
16,34 – 22%- trung
bình 18,68%)>6-
12%.
Cách xử lý : 
Tuyển nổi
ðốt
III. CÁC NI DUNG CHÍNH LIÊN QUAN ðN THIT K
VÀ VT LIU CHO CÁC ðP RCC (EVN)
23
3.6.4. Thống kê lượng chất kết dính sử dụng cho các ñập RCC ñang thi công
Gia Qui, 
Nghĩa ñàn2951151801107063
Sông
Tranh 26.
Gia Qui278382401509060A Vương5.
Gia Qui, Núi
Boong
276 
(256)36
240 
(220)
160 
(140)8050Se San 44.
Tiên Yên, 
Nghiã ñàn, 
Phả Lại
3481282201507050Bản Chát3.
Gia Qui, 
Nghĩa ñàn3421422001208050Bản Vẽ2.
Phả Lại3501302201606050Sơn La1.
Tổng
số, kg
Có
trong
cát
CộngPGK (kg)
XM 
(kg)
Tro bay/ 
Puzolan
Hàm lượng
hạt <0,075Chất kết dínhðá
dăm
D max
Vị tríTênSTT
III. CÁC NI DUNG CHÍNH LIÊN QUAN ðN THIT K
VÀ VT LIU CHO CÁC ðP RCC (EVN)
24
Bột ñá
Bazan lỗ
rỗng
2752752007550DongNai411
Puzolan
Phong My2902902108040Binh Dien12
Bột ñá
Bazan lỗ
rỗng
2752752007550DongNai310
Puzolan
Phong My29002902108040Pleikrong9.
Tro bay 
Pha Lai0
245-
316175-141
70-
12660ðịnh Bình8.
Puzolan
Phong My19001901009063
Hương
ðiền7.
Tổng số, kgTổng
số, kg
Có
tron
g cát
(kg)
CộngPGK (kg)
XM 
(kg)
Tro bay/ 
Puzolan
Hàm lượng hạt
<0,075Chất kết dính
ðá
dăm
D max
Vị tríTênTT
III. CÁC NI DUNG CHÍNH LIÊN QUAN ðN THIT K
VÀ VT LIU CHO CÁC ðP RCC (EVN)
25
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 4a: ðập bê tông ñầm lăng
PGS. Dr. Nguyễn Thống
THỦY ðIỆN A VƯƠNG
26
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 4a: ðập bê tông ñầm lăng
PGS. Dr. Nguyễn Thống
27
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 4a: ðập bê tông ñầm lăng
PGS. Dr. Nguyễn Thống 28
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 4a: ðập bê tông ñầm lăng
PGS. Dr. Nguyễn Thống
29
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 4a: ðập bê tông ñầm lăng
PGS. Dr. Nguyễn Thống
30
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 4a: ðập bê tông ñầm lăng
PGS. Dr. Nguyễn Thống
THỦY ðIỆN 
SƠN LA
31
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 4a: ðập bê tông ñầm lăng
PGS. Dr. Nguyễn Thống 32
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 4a: ðập bê tông ñầm lăng
PGS. Dr. Nguyễn Thống
33
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 4a: ðập bê tông ñầm lăng
PGS. Dr. Nguyễn Thống 34
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 4a: ðập bê tông ñầm lăng
PGS. Dr. Nguyễn Thống
35
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 4a: ðập bê tông ñầm lăng
PGS. Dr. Nguyễn Thống 36
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 4a: ðập bê tông ñầm lăng
PGS. Dr. Nguyễn Thống
37
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 4a: ðập bê tông ñầm lăng
PGS. Dr. Nguyễn Thống 38
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 4a: ðập bê tông ñầm lăng
PGS. Dr. Nguyễn Thống