Đang tải... (xem toàn văn)
Bài báo đưa ra biện pháp thi công đổ bê tông đập thuỷ điện bằng cổng trục có khả năng tự nâng để thay thế phương pháp thi công truyền thống bằng cần trục tháp. Công trình được áp dụng để đổ bê tông đập dâng, đập tràn Nhà máy Thuỷ điện Bắc Hà ở tỉnh Lào Cai đã đem lại hiệu quả cao, giảm chi phí đầu tư và rút ngắn thời gian thi công.
BIỆN PHÁP THI CÔNG ĐỔ BÊ TÔNG ĐẬP THUỶ ĐIỆN BẰNG CỔNG TRỤC TỰ NÂNG PGS.TS Trương Quốc Thành ThS Phạm Văn Minh Khoa Cơ khí Xây dựng Trường Đại học Xây dựng Tóm tắt: Bài báo đưa biện pháp thi công đổ bê tông đập thuỷ điện cổng trục có khả tự nâng để thay phương pháp thi công truyền thống cần trục tháp Cơng trình áp dụng để đổ bê tơng đập dâng, đập tràn Nhà máy Thuỷ điện Bắc Hà tỉnh Lào Cai đem lại hiệu cao, giảm chi phí đầu tư rút ngắn thời gian thi công Summary: This paper deals with concrete work on hydraulic dams using self lifted bridge crane instead of traditional tower crane This project has been taken into use for concrete work of concrete dams and spillway of Bac Ha Hydraulic power plant at Lao Cai province For this construction project, a high effectiveness has been reached, an investment cost has been lowed and the construction time has been significantly reduced Đặt vấn đề Khi xây dựng nhà máy thuỷ điện, cơng tác đổ bê tơng thân đập đòi hỏi chi phí lớn vật tư, thời gian, máy, thiết bị nhân công khối lượng thi cơng lớn, lên đến hàng triệu m3 Theo phương pháp truyền thống, thường sử dụng lượng lớn cần trục tháp hệ thống băng tải để vận chuyển bê tông lên cao mặt rộng lớn Khi cao độ lớn việc dùng băng tải hiệu nhiều khơng thực Cần trục tháp có khối lượng độ mảnh lớn, quỹ đạo chuyển động vật nâng phức tạp với thời gian chu kỳ lớn, đặc biệt sức nâng thay đổi theo tầm với giảm đáng kể tầm với lớn Với đặc điểm nên để đảm bảo tiến độ thi cơng thường phải bố trí nhiều cần trục tháp có sức nâng tương đối lớn, Qmax đến 50 để đạt sức nâng 5-6 tầm với 60 đến 70m Do vậy, việc tìm kiếm tìm giải pháp thay cho biện pháp thi công truyền thống tiến hành đổ bê tông thân đập nhằm nâng cao suất, rút ngắn tiến độ thi cơng, giảm chi phí đầu tư có ý nghĩa lớn Đập nhà máy thuỷ điện có tác dụng ngăn nước để tạo mực nước dâng đạt cao độ thiết kế xả nước tràn qua mực nước dâng cao quy định Đập xây dựng từ nhiều loại vật liệu khác nhau, sử dụng vữa bê tơng để xây đập nhiều cơng trình thuỷ điện ngày áp dụng Do thân đập lớn nên thi công thường chia thành nhiều khối đổ lớp đổ chồng lên Mặt ngồi thân đập phía thượng lưu hạ lưu có lớp bê tông bền vững bao bọc chia thành nhiều ơ, có đồng đảm bảo co dãn nhiệt độ thay đổi chống thấm cho thân đập Việc tổ chức đổ bê tông thành khối, lớp điều kiện thuận lợi để sử dụng lúc nhiều cổng trục có độ chiều cao nâng vừa phải để vận chuyển bê tông Tuy nhiên, điều kiện thân đập có độ cao lớn mặt ngang đập thu hẹp dần gây khó khăn khơng nhỏ cho vic t chc Tạp chí khoa học công nghệ x©y dùng 93 lắp dựng, tháo dỡ cổng trục sau đợt đổ, cần trục phục vụ khác cần trục xích, cần trục tơ khơng thể lên Cổng trục có khả tự nâng tự lắp dựng giải pháp để giúp cho biện pháp thi công trở thành thực Nội dung báo giới thiệu biện pháp thi công cổng trục có khả tự nâng để vận chuyển bê tông thi công đập thuỷ điện thay cho việc sử dụng cần trục tháp Biện pháp thi công Tổng công ty xây dựng phát triển hạ tầng (LICOGI) phối hợp với nhóm cán giảng dạy Khoa Cơ khí Xây dựng (Trường Đại học Xây dựng) đề xuất áp dụng để đổ bê tông đập dâng đập tràn Nhà máy Thuỷ điện Bắc Hà Biện pháp thi công Quá trình thi cơng đập dâng, đập tràn Nhà máy Thuỷ điện Bắc Hà gồm giai đoạn: - Giai đoạn I: khoan phun, lắp dựng đường cần trục, thi công đường cơng vụ đổ bê tơng đến cao trình +130,75m.Giai đoạn chia làm bước ứng với đợt đổ - Giai đoạn II: đắp đất hai bên đập đổ bê tông tiếp tới cao trình +160,75m Giai đoạn chia làm bước - Giai đoạn III: Thi công đường tràn, tường cánh, trụ tuốc bin, đập tràn hoàn thiện đập Bê tông trộn công trường trạm trộn dạng tháp vận chuyển đến chân cơng trình hệ thống băng tải, xe chuyên dụng sau đưa lên vị trí đổ cần trục bơm Sử dụng đường công vụ để xe chở bờ tụng di chuyn b-ớc mặt đứng mặt cắt a-a giai đoạn I a c d e f b g a h i j b Hình Mặt đứng tổ chức thi công thân đập bước 1, giai đoạn I Công tác đổ bê tông cổng trục thực giai đoạn I từ cao trình 107,5m đến cao trình 140,5m Khi cổng trục di chuyển theo hướng vng góc với thân đập (hình 1) Thân đập chia thành nhiều khối đổ Mỗi khối đổ có chiều rộng khoảng 20m, chiều dài chiều rộng thân đập khoảng 60m chiều cao lớp đổ 12m Mỗi khối đổ tích bê tơng gần 15000 m3 đổ 01 cổng trục Giữa khối đổ để lại rãnh rộng khoảng 2,5-3m nơi lắp đặt đường ray di chuyển cổng trục Có cổng trục thi công đồng thời cao độ Để đạt cao độ thân đập từ 107,5m đến 140,5m phải nâng toàn cổng trục từ đường ray lên khỏi bề mặt khối đổ lần Sau nâng lên khỏi bề mặt khối đổ, cần trục đỡ dầm đỡ gối qua hai bờ rãnh Thi công lại đường ray di chuyển cổng sau lấp đầy rãnh hạ cần trục xuống để tiếp tục đổ đợt tiếp theo.Vận chuyển bê tông xe chuyên dụng có V = 6m3 di chuyển đường cơng vụ có cao độ 107,5m Như cổng trục phải có chiều cao nâng tính từ mặt ray tối thiểu 16m, chiều cao nâng tời nâng 35m sức nâng 20 để tiếp nhận tồn bê tơng xe chở vào thùng chứa móc treo chu k nõng 94 Tạp chí khoa học công nghệ xây dùng Sang giai đoạn thi công II, mặt đập bị thu hẹp lại nên cổng trục tháo dỡ xoay theo hướng dọc thân đập để lắp dựng lại (hình 2) Khi sử dụng cổng trục cho bước 1và 2; cổng trục cho bước di chuyển dọc thân đập để thi công từ cao độ 130,75m đến 160,75m với lần nâng bổng lần tháo dỡ giai đoạn đường công vụ đắp lên cao độ 140,5m để xe chuyên dụng vận chuyển bê tông cung cấp cho giai đoạn thi công Giai đoạn thi công III có cao trình từ 160,5m đến 184,1 m Do chiều ngang thân đập q nhỏ (8,4m) nên cơng tác đổ bê tơng hồn tồn cần trục tháp thực Tuy nhiên, khối lượng bê tông giai đoạn không lớn Lúc đường công vụ cao độ 140,5m nên thân cổng trục tự tháo dỡ với hỗ trợ cần trục tháp cần trục xích khơng thể vào c b-ớc mặt đứng b-ớc mặt cắt a-a a a a b c d e f g h i a j b c d e f g b h a a mặt cắt a-a giai đoạn II mặt đứng giai đoạn II i j b mặt cắt b-b Hình Mặt đứng tổ chức thi cơng thân đập bước 3, giai đoạn II Cổng trục tự nâng quy trình nâng đẩy, lắp dựng Hành trình pit tông Cng trc phc v thi cụng đập phải có cấu tạo đặc tính kỹ thuật thoả mãn yêu cầu tiếp nhận vận chuyển bê tơng có khả tự nâng, lắp dựng tháo dỡ điều kiện khơng có cần trục phục vụ Cổng trục thiết kế có sức nâng 20 tấn, chiều cao nâng so với mặt ray 17m, chiều cao nâng tời nâng 35m, 20m (a) (b) (c) Hình Nâng bổng cổng trục tháp tự nâng từ d-ới cấu tạo tháp tự nâng: oạn tháp trong; Dầm gánh; DÇm treo xi lanh; Xi lanh thủ lùc; Khung đỡ; Cụm lăn dẫn h-ớng; Cụm tỳ; Bàn nâng tháp thc hin nõng bổng cổng trục tháo dỡ, sử dụng thiết bị nâng chuyên dùng kiểu tháp tự nâng từ Hệ thống thiết bị gồm hai trụ nâng nâng lên hạ xuống nhờ xi lanh thuỷ lực điều khiển chung đảm bảo lên xuống đồng (hình 3a) Mỗi trụ nâng có hai xi lanh thuỷ lực Khi hai xi lanh co lên tồn bàn nâng nâng lên có liên kết với cán pít tơng Bàn nâng nâng đốt tháp lên qua hai dầm gánh để nâng dầm cổng trục lên Khi hết hành trình pít tơng hết đốt tháp cụm tỳ chốt vào vấu tỳ thân đốt tháp làm cho toàn tháp nâng lên treo hệ khung thép Lúc T¹p chÝ khoa học công nghệ xây dựng 95 ny a t thỏp vào tiến hành liên kết bu lông với đốt tháp cũ sau bàn nâng tiếp tục chu kỳ nâng Để đảm bảo cứng vững, bố trí chống lật cho trụ nâng Đế trụ nâng liên kết với bê tông bu lơng để chống lật tải trọng gió tải lệch nâng không gây Dầm cổng trục liên kết chắn với dầm gánh gông bu lông Hệ thống tháp tự nâng lắp ghép từ nhiều phần bu lơng cho phận mang vác, bắn bẩy thủ cơng Trụ nâng có sức nâng 25 tấn, chiều cao nâng 17m, hành trình lần nâng đẩy 1,2m Qúa trình nâng đẩy cổng trục tháp tự nâng thực qua bước sau: - Bước 1: Tập kết chi tiết, cụm chi tiết trụ nâng lên mặt khối bê tơng đổ sau lắp đặt trụ nâng vào vị trí quy định Liên kết bệ đỡ trụ nâng với bu lơng móng sau lắp đoạn tháp sở thử khơng tải đảm bảo thiết bị hoạt động bình thường, hai trụ nâng lên xuống với tốc độ Đưa xe cổng trục vị trí dầm neo buộc lại Ngắt nguồn điện cung cấp cho cổng trục - Bước 2: Lắp cụm dầm gánh cổng trục với đoạn tháp sở Điều chỉnh nâng trụ nâng lên cho mặt dầm gánh chạm đáy dầm cổng trục Tiến hành kẹp dầm gánh với dầm cổng trục bu ơng kẹp Kiểm tra toàn hệ thống trước tiến hành cho thiết bị nâng làm việc - Bước 3: Tiến hành nâng cổng lên cách cho xi lanh kéo lên đồng thời với hành trình nâng 1m tương ứng với chiều dài đoạn tháp sở Trong trình nâng cần kiểm tra thường xuyên tình trạng hệ thống thiết bị áp lực dầu độ thăng hệ thống Nếu không cân sử dụng hệ thống pa lăng xích để điều chỉnh Sau lần nâng phải tiến hành cố định đốt tháp vừa nâng với khung đỡ vấu tỳ để giải phóng xi lanh thuỷ lực quay trở để thực chu kỳ nâng Khi nâng cổng trục lên độ cao 400500mm so với cốt dừng lại tiến hành kê cụm bánh xe dầm ngang đặt qua phần rãnh chưa đổ bê tơng Giải phóng thiết bị nâng khỏi đáy dầm Lúc toàn cổng trục tựa dầm đỡ Tiến hành neo giữ cổng trục với đề phòng gió bão thời gian đổ bê tông lấp đầy rãnh Khi nâng cổng trục xong, tiến hành nâng đường ray di chuyển cổng trục lên sau đổ bê tơng rãnh đặt ray bơm bê tông cần trục tháp Cổng trục thiết kế cho có khả sử dụng tháp tự nâng từ để lắp dựng tháo dỡ điều kiện khơng có cần trục lớn Cổng trục có cấu tạo gồm hệ dầm với nhánh dầm liên kết với bu lông điểm dầm đầu cho hai nhánh dầm đối xứng qua trục dọc hệ dầm Cổng trục có hai chân cứng đối xứng Mỗi chân liên kết với dầm hai khớp trụ trạng thái lắp dựng ban đầu có khớp liên kết Khi hệ trục lắp vào vị trí thiết kế liên kết khớp lại để tạo cho hệ dầm chân cổng trục thành khung cứng Đầu chân cổng tựa cụm bánh xe di chuyển Nối hai cụm bánh xe dầm dọc Với kết cấu vậy, sử dụng tháp tự nâng từ lắp dựng cổng trục sau: Dầm cổng trục nâng lên vị trí cao chiều cao ban đầu trụ nâng Tiến hành lắp đầu nhánh chân cổng với dầm thông qua liên kết khớp Đầu chân cổng tựa cụm bánh xe lăn tạm di chuyển đường ray Lúc nhánh chân nằm duỗi dài dọc đường ray Đặt xe lên hệ dầm liên kết tạm để cố định trình dựng lắp Lắp hai trụ nâng vào vị trí sau tiến hành nối dài đoạn tháp trụ nâng giống trình nâng cổng lên cao Cùng với trình nâng dầm lên cao đầu nhánh chân cổng nâng lên, đầu thu dần lại nhờ bánh xe lăn đường ray Khi đến vị trí thiết kế, tiến hành lắp cụm bánh xe dầm dọc với đầu nhánh chân Lắp nốt chốt liên kết để hoá cứng liên kết chân cổng với dầm Tiến hành hạ tháo dỡ trụ nâng Quá trình lắp dựng cổng trục hồn tất Q trình hạ để tháo dỡ cổng trục thực ngược lại 96 T¹p chÝ khoa học công nghệ xây dựng Di õy l mt vi hình ảnh cơng trường sử dụng cổng trục tự nâng để đổ bê tông đập dâng đập tràn Nhà máy Thuỷ điện Bắc Hà (a) (b) (c) (d) Hình a) Đổ bê tơng cổng trục tự nâng; b) Chuẩn bị lắp dựng cổng trục; c) Chuẩn bị kết thúc trình lắp dựng; d) Cổng trục thi công khối đổ cao Kết luận Với giải pháp sử dụng cổng trục có khả tự nâng để phục vụ đổ bê tông đập dâng đập tràn Nhà máy Thuỷ điện Bắc Hà đem lại lợi ích sau: - Tăng suất đổ bê tông, rút ngắn đáng kể thời gian thi công so với sử dụng phương pháp thi công cần trục tháp - Giảm đáng kể chi phí đầu tư mua sắm thiết bị vốn đầu tư cho hệ thống cổng trục thấp nhiều so với cần trục tháp việc chế tạo chúng hồn tồn thực nhà sản xuất nước - Giải pháp thi cơng nêu áp dụng cho nhiều cơng trình tương tự Tài liệu tham khảo Lê Văn Kiểm (2007), Lắp ghép cơng trình dân dụng công nghiệp, Nxb Xây dựng, Hà Nội Trương Quốc Thành, Phạm Văn Minh (2010), Nghiên cứu lắp dựng cổng trục cỡ lớn phục vụ xây lắp công nghiệp xây dựng, Báo cáo tổng kết đề tài KH&CN cấp Bộ, mã số: B2009-0366, Hà Nội T¹p chí khoa học công nghệ xây dựng 97 ... Nội dung báo giới thi u biện pháp thi cơng cổng trục có khả tự nâng để vận chuyển bê tông thi công đập thuỷ điện thay cho việc sử dụng cần trục tháp Biện pháp thi công Tổng công ty xây dựng phát... a) Đổ bê tông cổng trục tự nâng; b) Chuẩn bị lắp dựng cổng trục; c) Chuẩn bị kết thúc q trình lắp dựng; d) Cổng trục thi cơng khối đổ cao Kết luận Với giải pháp sử dụng cổng trục có khả tự nâng. ..lắp dựng, tháo dỡ cổng trục sau đợt đổ, cần trục phục vụ khác cần trục xích, cần trục tơ khơng thể lên Cổng trục có khả tự nâng tự lắp dựng giải pháp để giúp cho biện pháp thi công trở thành thực