Ứng dụng kỹ thuật khoan phụt trong các công trình đê, đập

 

                                                       Liang Ning
Zhejiang Hangzhou Drilling Machine Manufactory Co., Ltd

 

 Sơ lược kỹ thuật khoan phụt
Đối với công trình thuỷ lợi, việc tiến hành xử lý chống thấm và gia cố tăng ổn định là công việc rất quan trọng, một trong những giải pháp hiệu quả là khoan phụt. Trong nhiều trường hợp, nhờ kết quả của khoan phụt mà không cần phải thay đổi kết cấu thiết kế đê đập. Hiện nay, các công nghệ trong lĩnh vực khoan phụt ngày càng được ứng dụng và phổ biến rộng rãi.
1. Ứng dụng trong xử lý địa chất nền và thân đê đập
Nguyên nhân thường gặp trong sự cố thi công địa chất đê đập là các địa tầng mềm yếu chưa  được xử lý triệt để, công nghệ thi công không hợp lý, sau nhiều năm vận hành sẽ trở thành các cấp bậc rò rỉ không giống nhau dẫn tới nền móng của đê đập bị rò rỉ và trôi đất. Sử dụng thường xuyên các loại khoan phụt khác nhau thì các cách xử lý cũng khác nhau..
 2. Áp lực tĩnh trong kỹ thuật khoan
-  Thông thường đường kính của hố  khoan là 91mm đến 110mm. Sử dụng xi măng thường, lưu lượng khoan phụt khoảng 100lít/phút, áp lực phụt thường ở mức 3Mpa.
-  Chuẩn bị thiết bị : máy khoan,máy trộn vữa,bơm bùn,ống cao áp,nút bịt tuần hoàn,bộ ghi dữ liệu phụt tự động.
- Đặc điểm chủ yếu: cho nước chảy ra ngoài, dùng áp lực cao cho xi măng đầy các khe nứt của đê đập, xi măng cùng với kết cấu các hạt thể rắn trở thành  bê tông vững chắc. Đối với đê - đập đây có thể coi là tác dụng hai mặt, vừa xử lý chắn nước rò rỉ và vừa gia cố nâng cao ổn định. Đối với việc xử lý các khe nứt lớn có đường nước ngầm chảy qua  mạnh thì công việc xử lý khoan phụt tương đối khó.

3. Áp lực tĩnh của khoan phụt trong các kẽ nứt của đê đập
- Thông thường cách giải quyết đối với bộ phận chính của nền móng đê đập là khoan độ sâu khoan dưới 91mm, nguyên liệu dùng trong khoan phụt chủ yếu là đất sét, điều chỉnh lưu lượng khoan phụt khoảng 100 L/phút, điều chỉnh áp lực khoan phụt và áp lực trong các khe nứt thành áp lực cao nhất, áp lực thông thường khoảng 0.4Mpa, độ dài của phần chỉnh nền đập và các khe  nứt nhỏ hơn 3cm.
- Thiết bị chủ yếu : Thiết bị khoan thăm dò hoặc  máy khoan đá (khoan hơi), máy trộn vữa, bơm bùn và nút bịt thông thường.
- Đặc điểm chủ yếu: đất sét, đá phong hoá đều có bộ phận chắn nước và chống rò rỉ.,nguyên liệu nền móng chính của đê đập không tốt hay đã được sử dụng trong một thời gian dài sẽ dẫn tơi tình trạng chức năng chắn nước của đê đập bị mất tác dụng.Khi sử dụng phương pháp này trước tiên hãy khoan một lỗ khoan trên nền chính của đập, dùng áp lực cao ép vữa vào lỗ khoan làm cho nền móng chính của đê đập  nứt ra các vết nứt,sau đó tiếp tục trở về cho đầy đường vữa vào làm cho chức năng của nền móng chính của đê đập hồi phục,tránh tình trạng rò rỉ  nước thông qua các khe nứt của đập.
4. Áp lực phun khoan phụt
- Có thể phân thành vòi phun cố định,vòi phun di chuyển,vòi phun xoay, đối với nền móng đê đập thông thường, đường kính là 130mm, nguyên liệu thường dùng trong khoan phụt là vữa, lưu lượng khoan  từ 75 ~100 L/phút.
Áp lực phun trong phạm vi rộng được điều chỉnh lên áp lực cao nhất. Áp lực trung bình trong khoảng 6~38Mpa.
- Thiết bị chủ yếu:khoan thăm dò,máy trộn vữa,bơm cao áp (bơm cao áp dùng cho vữa), máy nén khí, bơm khoan phụt (loại 3 pít tông, đơn hoặc đôi),vòi phun nước,ống cao áp,máy ghi tự động khoan phụt dữ liệu.
- Đặc điểm chủ yếu: đối với các công trình đê đập, áp lực tĩnh có tác dụng đôi gia cố và chắn nước rò rỉ. Phương pháp kỹ thuật khoan phụt này có thể điều chỉnh các tham số kỹ thuật của khoan phụt, đối với công việc gia cố đập có tác dụng rất tốt, sức chịu đựng cao, có thể trực tiếp chống rò rỉ nước vào đập thấm qua nền móng của đập.
- Vòi phun xoay có thể sử dụng như một nền móng cọc trong khoan phụt, tương đối thích hợp khi sử dụng các loại cát mịn và nhỏ, cát phổ.
thông.Tương đối khó khăn khi xử lý đối với các loại nguyên vật liệu như :
sỏi địa tầng,đá cuội địa tầng do tốc độ chảy của nước ngầm rất lớn.
5. Sử dụng trong đập bê tông
- Hố khoan phụt là một giai đoạn không thể thiếu trong các công trình kiến trúc đê đập cũng như là một biện pháp quan trọng để chống rò rit nước sau khi vận hành sử dụng đập bê tông, trong tình huống thông thường chỉ dùng  vữa để khoan phụt, trong các tình huống đặc biệt sử dụng khoan phụt hoá học, không cần dùng phương pháp khoan phụt cao phân tử.
      5.1 Gia cố khoan phụt
- Đập bê tông được thiết kế trên nền tảng đá nham thạch, khi đào đá nham thach lên ta vứt bỏ những tảng đa lớn nhằm dễ dàng cho công việc khoan phụt sau này, sau đó tiến hành gia cố cho hố khoan.Trong tình huống thông thường,dùng máy khoan đá khoan hố khoan với đường kính khoảng 50~70mm,độ sâu khoan  trong  khoảng 0.5~3m,sau đó trong hố khoan lắp nút bịt thông thường, điều chỉnh áp lực khoan phụt  nhỏ hơn 0.5Mpa.
Thiết bị chủ yếu: Máy khoan đá,máy trộn vữa,bơm bùn,nút bịt tuần hoàn thông thường.
- Đặc điểm chủ yếu: dùng vữa lấp đầy các khe hở của đá nham thạch tạo thành kết cấu vững chắc nền móng của đá nham thạch,nâng cao cường độ gia cố và chống rò rỉ nước của đê đập.
5.2 Màn che khoan phụt
- Giữa bệ móng và tầng chống thấm nước của kết cấu trong của đê đập là tầng thấm nước tương đối., nếu như khi khoan phụt tới tầng chống thấm nước, tại hố khoan phụt lắp thêm nút bịt tuần hoàn,tiến hành khoan phụt phân đoạn,làm cho tầng thấm nước trở thành tầng chống thấm nước,làm cho kết cấu đá nham thạch trở thành màn che khoan phụt của đập bê tông.Khi tiến hành khoan phụt, đầu tiên điều chỉnh lưu lương nhỏ hơn hoặc lớn hơn 100 L/phút, áp lực điều chỉnh theo cao độ của đê đâp để điều chỉnh, thông thường áp lực không vượt quá 6Mpa.
- Thiết bị chủ yếu: máy khoan,máy trộn vữa,bơm bùn,nút bịt tuần hoàn cao áp,ống cao áp,bộ ghi phụt dữ liệu tự động.
- Đặc điểm chủ yếu: cho nước chảy ra ngoài, dùng áp lực cao cho xi măng đầy kẽ nứt, xi mănng cùng với kết cấu các hạt thể rắn trở thành  bê tông vững chắc,đối với đê đập đây có thể coi là tác dụng song phương trong công tác xử l?y chắn nước đồng thời màn che khoan phụt có tác dụng phòng ngữa tình trạng rò rỉ nước của đê đập.
6. Một số công nghệ khoan phụt và thiết bị dùng trong khoan phụt
6.1 Kết cấu kiến trúc bên trong và ngoài co tác dụng chắn tình trang rò rỉ  nước của đê đập.
6.2 Tiến hành khoan phụt xử l?y sườn dốc hai bên núi của đê đập.
6.3 Thi công kết cấu  nền móng công trình.
6.4 Tiến hành khoan phụt nhằm nắn lệch các đoạn có địa hình nghiêng và không bằng phẳng.
6.5 Tiến hành công việc bịt kín nguồn nước ngầm tránh tình trạng thấm nước qua nền móng đập.
7. Đối với công việc lựa chọn thiết bị thích hợp
       7.1 Bơm bùn ( bơm dùng trong khoan phụt) : đối với thiết bị này có thể điếu chỉnh áp lưc đến áp lực cao nhất là 20%, cũng có thể khoan phụt độ sâu khoan tới đường kính là 3mm,có thể tháo lắp thuận tiện khi sử dụng loại thiết bị này.
      7.2  M áy trộn vữa: với chức năng trộn,dự trữ, lọc các loại đá sỏi trong quá trình trộn,dung lưọng lớn.
      7.3 ống cao áp : lựa chọn ống cao áp và đầu nối chuyên dùng, mỗi loại độ dài không quá 20m.
     7.4 Nút bịt tuần hoàn khoan phụt áp lực cao.Có thể chịu đựng áp lực khoan phụt cao nhất, đường hồi vữa từ đáy của hố khoan hồi vữa,đồng hồ áp lực có tác dụng hoà hoãn và vị trí cách ly.
     7.5 Bộ ghi phụt tự động. Đây là thiềt bị phần mềm tương đối quen thuộc với các khách hàng trong ngành xây dung. Đặc biết thiết bị này được sử dụng rất rộng rãi trong các công trình kiến trúc khoan phụt, sản phẩm náy ngày càng phổ biến,phương diện kỹ thuật ngày càng phát triển trong đó bao gồm cả các trình độ công nghệ tiên tiến, là thiết bị điều khiển mà về tài liệu hỗ trợ cũng như kỹ thuật không ngừng được cải tiến.
7.6 Thiết bị khoan phụt.
  7.6.1 SG2- IIIA
- Phạm vi sử dụng: khoan thăm dò các công trình thuỷ điện,khoan phụt đê đập,khai thác khoang sản, các công trình thăm dò địa chất,có thể đáp ứng nhu cầu dùng mũi khoan bằng đồng,hợp kim cứng hay các mũi khoan bằng kim cương.
+ Độ sâu khoan : 300m
+ Tốc độ quay   :128~1200 vòng/phút
+ Sức nâng lớn nhất : 2000kg
- Tính năng kết cấu của máy khoan:
+ Truyền lực cơ giới,sử dụng dịch áp,giá đỡ dịch áp,cường độ làm việc thấp.
+ Kết cấu vững chắc,tính năng ổn định,thuận tiện cho việc vận chuyển và sữa chữa.
   7.7 Máy khoan SGZ- ID
- Độ sâu khoan : 150m
- Tốc độ quay   : 95~1000vòng/phút
- Sức nâng lớn nhất:1000kg
   7.8 Máy tạo xi măng tốc độ cao ZJ- 400A, ZJ- 800.
- Phạm vị sử dụng: nước, xi măng,đất sét, cát sỏi và các nguyên vật liệu khác tạo thành hợp chất vữa, xi măng.
- Dung lượng trộn : 400 L÷800 L
- Tỷ lệ nồng độ: 0.5.1
- Thời gian tạo thành vữa : 3 phút
    7.9 Máy trộn vữa JJS- 2B
-  Dung lượng : 200 L
- Đặc điểm :thùng trộn chia thành thùng trộn trên và thùng trộn duới, thung trộn phía trên có chức năng trộn vữa, thùng phía dưới có chức năng tích trữ vữa, đây là thiết bị có chức năng đôi.
8. Máy bơm SGB6- 10 ; SGB9- 12
- Phạm vi sử dụng: kết cấu khoan phụt các đê đập lớn,màn che khoan phụt,xử l?y nền móng đường hầm,có thể khoan phụt ở các nồng độ khác nhau của xi măng hay vữa, hoặc vôI vữa.
- Tham số kỹ thuật chủ yếu, lưu lượng: 72~250l/phút.
- Áp lực cao nhất : 12Mpa
- Tỷ lệ nồng độ khoan phụt: 0.5:1
 Đặc điểm:
1.Tham số kỹ thuật có thể dựa vào yêu cầu của khách hàng quy định để điều chỉnh.
2.Loại máy bơm này có thể dùng vữa hoặc vôi vữa.
3.Khi tiến hành điều chỉnh hộp số hay thay đổi lưu lượng lớn nhỏ có thể kết hợp với việc điều chỉnh áp lực.
9. Bơm nồng độ cao  ZJB6- 1.2 ; ZJB6- 1.2
- Phạm vi sử dụng: trong các công trình khoan phụt sơ khai đường hầm, khoan phụt vôi vữa tại các đoạn cọc hay khoan phụt tại những nơI có đất sét dính nồng độ cao.
10. Bộ ghi phụt dữ liệu TS
-  Phạm vi sử dụng: tự động đo lường các loại khoan phụt thông thường, phương pháp phụt GIN, thí nghiệm ép nước  vv…, điều chỉnh áp lực,lưu lượng ( bao gồm  lưu lượng ra và lưu lượng vào), giới thiệu nồng độ nước hay các tham số kỹ thuật ghi tự động, bộ thu dữ liệu, máy in vv… đều có tác dụng trong việc phòng chắn rò rỉ đê đập với những con số chính xác, nâng cao chất lượng công trình thi công.
- Đặc điểm :
+  Lấy công nghệ tính toán chính xác làm máy chủ, các số liệu chính xác cao,tính năng ổn định,tính năng chống nhiễm xa cao,có thể xử dụng tại ở những hoàn cảnh khắc nghiệt.
+  Một máy tính chủ có thể đồng thời sử dụng cùng một lúc nhiều loại bơm phụt,ví dụ : một máy TS- 2 có thể đồng thời sử dụng 02 bơm trong cùng một thời gian.
+  Khi phần mềm được cài  trong chương trình Windows vận hành, ta chỉ cần dùng chức năng này quan sát, thao tác đơn giản,sử dụng thuận tiện.
Bộ ghi phụt TS hoàn chỉnh
1. Đối với mô hình tiểu tuần hoàn
-  Tiến hành chuẩn bị : máy khoan SGZ- ZD, máy trộn vữa JJS- 2B,  bơm chuyên dùng trong khoan phụt SGB6- 10, bộ ghi phụt dữ liệu.
2. Đối với mô hình đại tuần hoàn
- Tiến hành chuẩn bị: máy khoan SGZ- IIIA,máy tạo xi măng ZJ- 400A,máy trộn vữa JJS- 10, bơm chuyên dùng trong khoan phụt SGB6- 10, bộ ghi phụt dữ liệu.
 

            Zhejiang Hangzhou Drilling Machine Manufactory Co., Ltd
                                                           Writer :  Liang  Ning
                                                           Translator:  Nguyen Lan Anh