thiết kế phương án quan trắc để chắn sóng nhà máy lọc dầu Dung Quất - Quảng Ngãi

thiết kế phương án quan trắc để chắn sóng nhà máy lọc dầu Dung Quất - Quảng Ngãi

Mở đầu

Đê chắn sóng là loại công trình phụ trợ, đê chắn sóng đợc xây dựng ở cáccảng hoặc ở các cụm công trình biển Đúng nh tên gọi của nó, nhiệm vụ chủ yếucủa đê chắn sóng là dập tắt các dao động dạng sóng của nớc biển đảm bảo chophơng tiện giao thông vận tải đờng biển ra vào cảng đợc an toàn

Thế giới đã biết đến nhiều cảng lớn nổi tiếng với những con đê chắn sóngdài nhiều cây số nh cảng Murmansk, cảng Odecxa ( Liên xô cũ), Rostexdam

( Hà Lan), cảng New York ( Mỹ), cảng Oetlingtơn( Anh).Các con đê chắnsóng ở các cảng này đã đảm bảo cho tàu bè ra vào cảng một cách an toàn, hiệuquả

ở nớc ta, giao thông đờng thuỷ nói chung mới đợc phát triển ở mức độthấp Cảng lớn nhất của nớc ta là cảng Hải Phòng đợc xây dựng trên sông Đình

Vũ nên không có nhu cầu xây dựng đê chắn sóng tuy vậy hàng năm phải chi phímột nguồn kinh phí rất lớn để nạo vét luồng Các cảng khác nh Quy Nhơn, Cửa

Lò, Đà Nẵng có quy mô không lớn và năng suất vận chuyển hàng hoá không caonên việc xây dựng đê chắn sóng với quy mô lớn không đợc đặt ra

Để góp phần giải quyết vấn đề năng lợng cho đất nớc chính phủ đã phêduyệt dự án xây dựng khu liên hợp lọc hoá dầu Dung Quất, Quảng Ngãi Đây làmột công trình lớn đặc biệt quan trọng của nớc ta Một trong những hạng mụcquan trọng của khu liên hợp lọc hoá dầu này là cảng Dung Quất Đây là mộtcảng lớn có thể tiếp nhận các tàu có trọng tải rất lớn ra vào với tần suất hoạt

động 363 ngày/ năm nghĩa là có thể tiếp nhận tàu hầu nh trong mọi điều kiệnthời tiết

Cũng nh các cảng biển khác trên thế giới, để đảm bảo cho tầu bè ra vào đ

-ợc an toàn, cảng Dung Quất cần phải xây dựng một đê chắn sóng Điều kiện địahình, địa chất và chế độ thuỷ văn cụ thể ở khu vực vịnh Dung Quất, phơng ánthiết kế chính thức đê chắn sóng đợc duyệt có chiều dài 1,6 km, mặt đê có bềrộng 10m ở cao trình + 10m Để có chiều cao trung bình 20  25m, mái dốcm, mái dốc1/1,5m, mái dốc nh vậy phần chân đê có chiều rộng từ 60  80m Việc xây dựng đê chắnsóng do công ty xây dựng Lũng Lô ( Bộ quốc phòng ) thực hiện với tổng kinhphí xấp xỉ 5m, mái dốc0 triệu đô la

Với chiều dài 1,6 km, đê chắn sóng Dung Quất không phải là đê có chiềudài kỷ lục nhng theo đánh giá của các chuyên gia thuộc công ty này WSATKIN Internation (vơng quốc anh) một công ty hàng đầu về thiết kế và xâydựng các công trình biển thì đê chắn sóng Dung Quất đợc sếp vào loại 10 con đêphức tạp nhất của thế giới Vì nó đợc xây dựng trên một nền địa chất phức tạp.Diêm Công Trang Trắc địa K - 43

1

Để đảm bảo an toàn và tuổi thọ thiết kế cho công trình ( dự kiến 60 năm)trong thời gian thi công công trình cũng nh trong quá trình khai thác sử dụng,chúng ta cần tiến hành quan trắc biến dạng của công trình ( kể cả biến dạngngang và đứng )

Thực hiện phơng châm học tập kết hợp với thực tiễn, trong thời gian làm

đồ án tốt nghiệp, tôi đã đợc giao thực hiện đề tài:

"Thiết kế phơng án quan trắc lún đê chắn sóng nhà máy lọc

dầu Dung Quất - Quảng Ngãi''

Nội dung của đồ án gồm 4 chơng

Chơng I: Giới thiệu chung

ChơngII: Những vấn đề chung về cơ sở lý thuyết đo lún công trình

Chơng III: Thiết kế lới quan trắc độ lún đê chắn sóng Dung Quất

Chơng IV: Tổ chức thực hiện việc quan trắc độ lún đê chắn sóng Dung Quất và dự toán kinh phí

Mục đích của đề tài là đa ra các phơng án quan trắc độ lún và xử lý sốliệu đo lún, từ đó chọn ra phơng án tối u nhất phù hợp với tình hình thực tế củacông trình đê chắn sóng Dung Quất

Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp đợc sự ân cần chỉ bảo của thầy giáo,

TS Ngô Văn Hợi cùng các thầy cô giáo trong khoa, sự góp ý chân thành của các

đồng nghiệp cùng với sự nỗ lực của bản thân tôi đã hoàn thành nội dung của đềtài đặt ra

Mặc dù đã cố gắng nhng do kiến thức chuyên môn còn hạn hẹp, thời giannghiên kứu đề tài còn ít nên đồ án không tránh khỏi những thiếu sót.Tôi rấtmong nhận đợc sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo cùng các đồng nghiệpgần xa để đề tài hoàn chỉnh hơn

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo,TS.Ngô Văn Hợi cùng tất cả các thầycô giáo trong và ngoài khoa

Chơng I

Giới thiệu chung

I.1 Tình hình đặc điểm khu vực xây dựng công trình

đê chắn sóng nhà máy lọc dầu dung quất

I Đặc điểm chung

1.Vị trí địa lý

Công trình đê chắn sóng nhà máy lọc dầu Dung Quất thuộc khu côngnghiệp Dung Quất có diện tích khoảng 20 Km2 nằm trên khu vực 3 xã: Bình Hải,Bình Trị và Bình Thuận huyện Bình Sơn, tỉnh Quảng Ngãi Trung tâm khu liênhợp có vị trí địa lý 15m, mái dốc0 20' độ vĩ Bắc và 108037' độ kinh Đông Phía Bắc khu liênhợp tiếp giáp với khu công nghiệp và cụm dân c Chu Lai, phía Nam là thành phốVạn Tờng Quốc lộ 1A phân cách khu công nghiệp với huyện Núi Thành ở phíaTây Phía Đông của khu công nghiệp là biển Đông có hai vịnh lớn nớc sâu màtàu, thuyền lớn có thể ra vào đợc là vịnh Việt Thanh và vịnh Dung Quất.Trong

đó công trình đê chắn sóng đợc xây dựng trên vịnh Dung Quất, công trình nằm

về phía Đông của khu công nghiệp lọc hoá dầu Dung Quất

ờng sắt Bắc - Nam nên việc vận chuyển ngời và thiết bị theo đờng bộ và đờng sắt

có thể đợc thực hiện một cách nhanh chóng đáp ứng đợc tiến độ thi công khẩn

tr-ơng của công trình Nhợc điểm là đờng hàng không cha vào đợc khu vực Nhnghiện tại có thể sử dụng phơng tiện vận chuyển hàng không từ Đà Nẵng và saunày là sân bay Chu Lai

3 Điều kiện địa hình

Khu vực đê chắn sóng nhà máy lọc dầu Dung Quất là khu vực có địa hìnhkhá đặc trng của vùng ven biển miền Trung nớc ta Đó là vùng địa hình chia cắtkhá mạnh xen lẫn núi đá, đồi cát và biển với điều kiện địa chất công trình và địachất thủy văn rất phức tạp Mặt bằng xây dựng hệ thống chân đê không thốngnhất, độ cao thấp khác nhau Điều đó gây những trở ngại đáng kể cho công việcxây dựng các mốc trong lới quan trắc độ lún chân đê và lới độ cao phục vụ thicông xây lắp công trình

4 Tình hình khí hậu

Khí hậu khu vực Dung Quất - Quảng Ngãi là khí hậu đặc trng cho vùngven biển miền Trung, đó là khí hậu nóng và ẩm Phân thành hai mùa rõ rệt, mùakhô nóng từ tháng 3 đến tháng 10, mùa ma từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau.Nhiệt độ trung bình mùa hè là 330c, trong những ngày nóng nhiệt độ lên tới 380c,

390c, nhiệt độ cao nhất quan sát đợc là 42 đến 430c Đây là điều kiện không mấythuận lợi cho công tác đo đạc đặc biệt là đo đạc độ chính xác cao

5 Tình hình dân c

Trên địa bàn xây dựng khu công nghiệp Dung Quất, gồm ba xã thuộc tỉnhQuảng Ngãi, dân c ở đây là những ngời có truyền thống đi theo cách mạng, giácngộ cách mạng cao Nơi đây ngời dân sống chủ yếu bằng nghề nông nghiệp và

đánh bắt hải sản, một số ít ngời dân sống bằng nghề buôn bán, nói chung ngờidân ở đây có cuộc sống còn nghèo, họ sống thành từng làng, xóm, nên trật tự anninh khá an toàn, điều đó tạo thuận lợi cho các đội đo đạc hoàn thành nhiệm vụ

đúng thời hạn Nhân dân khu vực xây dựng khu công nghiệp đều ủng hộ chủ

tr-ơng của Đảng và Chính phủ xây dựng Dung Quất trở thành trung tâm côngnghiệp lớn nhất, hiện đại nhất miền Trung

6 Địa chất công trình

Để khảo sát xây dựng công trình đê chắn sóng nhà máy lọc dầu DungQuất, ngời ta đã tiến hành khoan 5m, mái dốc0 lỗ vừa khoan, vừa xuyên từ b1 đến b5m, mái dốc0.Vịtrí các lỗ khoan và xuyên tĩnh nằm dọc theo đê chắn sóng với khoảng cách trungbình cứ 15m, mái dốc0m có 4 lỗ khoan, trong đó gồm có 23 lỗ khoan và 27 lỗ xuyên tĩnhCPT

Diêm Công Trang Trắc địa K - 43

Trên cơ sở thu thập các số liệu từ các lỗ khoan, kết hợp với kết quảnghiên cứu thí nghiệm mẫu đất đá trong phòng thí nghiệm cho thấy kết quả địachất công trình đê chắn sóng nhà máy lọc dầu Dung Quất có sự khác nhau rõ rệt

về độ cao thấp của chiều dày lớp đất đá

7 Điều kiện địa chất thuỷ văn

Theo nghiên cứu của HR Wallingfor cung cấp, đặc trng của mực nớc tạikhu vực không có giông bão nh sau:

Bảng 1

Khi có sự thay đổi do áp xuất khí quyển, các mực nớc trên sẽ thay đổi

HR Wallingford đề nghị mức nớc thiết kế theo bảng sau

đảm bảo cho tầu ra vào) 0.0mCD

Trong điều kiện có giông bão, mực nớc thiết kế theo HR Wallingford nhsau

ứng với tần suất 100 năm, mực nớc cao nhất +5m, mái dốc,0m ( độ cao hải đồ)

ứng với tần suất 5m, mái dốc0năm, mực nớc cao nhất +4.3m ( độ cao hải đồ)

Theo tính toán của HR Wallingford sóng cực hạn do giông bão ở vùng nớcsâu ngoài khơi công trình ứng với các tần xuất khác nhau đợc thống kê trong bảng sau:

Bảng 3Tần suất xuất hiện Hs ( chiều cao ) Ts ( chu kỳ )

ợc khai thác ở nớc ta hoặc có tính chất tơng đơng Sản phẩm chính của nhà máylọc dầu là Propylen, khí hoá lỏng, xăng không chì, dầu hoả dân dụng, nhiên liệuphản lực, nhiên liệu diesel

Nhng việc vận chuyển cung cấp dầu thô đến nhà máy để chế biến tạo rasản phẩm và việc tiêu thụ sản phẩm thì cần phải có những công trình cơ bản sau

II.1 Khu nhà máy lọc dầu

1 Khu nhà máy chính

Khu nhà máy chính đợc bố trí ở độ cao từ 12.5m, mái dốc - 10 m so với mặt nớc biểntrung bình Độ dốc thoải dần từ khu vực trung tâm các phân xởng công nghệphía Tây xuống hớng Đông Nam để đảm bảo khả năng thoát nớc và chống lũ.Các khu phân xởng công nghệ chế biến đợc bố trí tại vị trí cao nhất còn các hạngmục khác đợc bố trí thấp hơn

Đây là khu vực có tổng diện tích 15m, mái dốc1ha bao gồm nhiều phân xởng đợc lắp

đặt công nghệ chế biến sâu, hiện đại :

+ Phân xởng chng cất dầu thô bằng áp suất khí quyển (CDU)

+ Phân xởng xử lý Napth bằng hyđro (HNT)

+ Phân xởng Reforming xúc tác liên tục (CCR)

+ Phân xởng Cracking xúc tác cặn dầu (RFCC)

+ Phân xởng xử lý khí hoá lỏng( LPG )

+ Phân xởng thu hồi Propylen

Ngoài ra còn có nhiều hạng mục khác nh: khu xử lý nớc thải, khu đuốcDiêm Công Trang Trắc địa K - 43

đốt, khu bể chứa sản phẩm trung gian, bể chứa các thành phần pha trộn, bể chứadầu tạp, khu hành chính, đờng ống dẫn dầu trong nhà máy nối các phân xởng.

Nhà máy còn có các hệ thống phụ trợ nh: Các trạm bơm, hệ thống đờnggiao thông, hệ thống điện, hệ thống tạo và phân phối hơi cho nhà máy, hệ thốngcung cấp khí, hệ thống cung cấp Nitơ, hệ thống cấp nhiên liệu, hệ thống cứu hỏa

và chữa cháy, hệ thống xử lý chất thải rắn, v.v

2 Khu vực bể chứa sản phẩm

Đợc bố trí ở phía Bắc khu nhà máy chính và gần với khu cảng dầu Khu bểchứa sản phẩm có diện tích 28 ha bao gồm các bể chứa với số lợng và dung tích

nh sau:

+ 01 bể chứa khí hoá lỏng( LPG ) với dung tích 10.000 m3

+ 02 bể chứa xăng không chì dung tích mỗi bể 15m, mái dốc.000 m3

+ 01 bể chứa Propylen với dung tích 10.000 m3

+ 02 bể chứa dầu hỏa mỗi bể có dung tích 15m, mái dốc.000 m3

+ 02 bể chứa nhiên liệu phản lực mỗi bể có dung tích 15m, mái dốc.000 m3

+ 02 bể chứa diesel động cơ với dung tích mỗi bể 30.000 m3, 01 bể códung tích 20.000 m3

+ 02 bể chứa diesel công nghiệp mỗi bể có dung tích 3.000 m3

+ 03 bể chứa F.O mỗi bể có dung tích 30.000 m3

3 Khu vực bể chứa dầu thô

Khu vực bể chứa dầu thô đợc bố trí gần nhà máy và gần hệ thống phao neomột điểm SPM Có diện tích 42 ha nằm trong khu vực nhà máy chính có nhiệm

vụ chứa dầu thô dẫn từ cảng Việt Thanh vào nhà máy Khu bể chứa dầu thô cócác bể chứa với số lợng và dung tích nh sau:

+ 06 bể chứa dầu thô mỗi bể có dung tích 5m, mái dốc0.000 m3

+ 02 bể chứa nớc dằn mỗi bể có dung tích 10.000 m3

4 Tuyến ống dẫn sản phẩm

Tuyến đờng ống dẫn dài 8 km bao gồm tuyến nối từ nhà máy lọc dầu đếnkhu bể chứa sản phẩm và tuyến đờng ống từ bể chứa sản phẩm đến cảng xuất sảnphẩm Hành lang an toàn của tuyến ống có chiều rộng 5m, mái dốc0 m và có tổng diện tích

40 ha Đây là một tuyến ống lớn đòi hỏi độ chính xác bố trí về độ cao

5 Tuyến ống dẫn dầu thô

Tuyến ống dẫn dầu thô có chiều dài 1,2 km dẫn dầu thô từ vịnh ViệtThanh vào khu bể chứa dầu thô của nhà máy chính

6 Tuyến ống lấy và xả nớc biển

Tuyến ống lấy và xả nớc biển có diện tích 4 ha, có nhiệm vụ cung cấp nớcbiển phục vụ nhà máy

Diêm Công Trang Trắc địa K - 43

7

II.2 Các công trình biển

1 Khu cảng xuất sản phẩm

Khu cảng kín xuất sản phẩm bố trí tại phía Đông vịnh lớn Dung Quất(đoạn từ cửa sông Trà Bồng đến mũi Co Co) có diện tích cả đất và mặt biển là135m, mái dốc ha bao gồm các hạng mục:

+ 02 bến cho tàu có trọng tải từ 20.000 - 25m, mái dốc.000 tấn chở xăng và diesel.+ 03 bến cho tàu có trọng tải từ 3.000 - 5m, mái dốc.000 tấn chở xăng, diesel, Jet A1,LPG, F.O

+ 01 bến cho tàu dịch vụ để phục vụ hoạt động của các bến xuất sảnphẩm

Đờng ống ngầm dới biển và khu vực vòng quay tàu Tổng diện tích là 336

ha cho phép nhận tàu có trọng tải từ 80.000 - 100.000 tấn Bến phao 1 điểm neoSPM sẽ đợc nối với khu bể chứa dầu thô của nhà máy lọc dầu bằng một đờngống dẫn dầu thô dới biển có đờng kính 42 inch và một đờng ống phục vụ thôngrửa cho đờng ống dẫn dầu dới biển có đờng kính 18 inch Cả hai đờng ống này

đều đợc bảo ôn, gia nhiệt để tăng điểm đông đặc với loại dầu có điểm đông đặccao

Phơng án 1: Đê chạy theo hớng Đông - Tây

Phơng án 2: Đê chạy theo hớng Đông Bắc - Tây Nam

Trụ đèn biển đợc xây dựng trên mặt đê có toạ độ nh sau:

Vị trí Toạ độ

Điển đầu đê 1705m, mái dốc45m, mái dốc5m, mái dốc.0 5m, mái dốc83844.00

Điểm gốc đê 1705m, mái dốc45m, mái dốc5m, mái dốc.0 5m, mái dốc85m, mái dốc389.07

Sau khi cân nhắc tất cả các điều kiện cụ thể, phơng án cuối cùng đợc chọn

là phơng án 1.Tuyến đê đợc thiết kế có chiều dài1,6 km, chiều rộng chân đê100m, chiều rộng mặt đê 10 m, độ cao của đê là 25m, mái dốcm

Cấu tạo các tấm Accropode và lớp lót (Bảng 5m, mái dốc)

Công trình đê chắn sóng nhà máy lọc dầu Dung Quất xây dựng nhằm mục

đích đảm bảo độ an toàn cho tầu thuyền ra vào cảng Dung Quất trong điều kiệnthời tiết thuận lợi cũng nh khó khăn Công trình đê chắn sóng nhà máy lọc dầuDung Quất đợc xây dựng ở biển (vịnh Dung Quất) Chính vì vậy nên đê chắnsóng chịu áp lực rất lớn của điều kiện tự nhiên nh sóng, gió sẽ làm cho côngtrình bị biến dạng

Bảng 5m, mái dốc

Chiều dài từ đầu đê

(m) 5m, mái dốc2.5m, mái dốc 15m, mái dốc0 600 45m, mái dốc0 275m, mái dốcLoại Accropode mặt

+ Hệ thống cung cấp điện

+ Hệ thống thông tin liên lạc nối nhà máy với mạng thông tin quốc gia tạikhu vực

Diêm Công Trang Trắc địa K - 43

9

+ Nhà ở và các dịch vụ cho cán bộ công nhân viên vận hành.

Chơng II

Những cơ sở chung về lý thuyết đo lún công trình

 II.1 Khái niệm về quan trắc độ lún công trình

II.1.1 Khái niệm về độ lún

Độ lún tuyệt đối của một điểm là một đoạn thẳng (tính theo chiều thẳng

đứng) Từ mặt phẳng ban đầu của nền móng đến mặt phẳng lún ở thời điểm quantrắc sau đó

Các điểm ở những vị trí khác nhau của công trình có độ lún bằng nhau thìquá trình lún đợc coi là lún đều Lún đều chỉ xảy ra khi áp lực của công trình vàmức độ nén của đất đá ở những vị trí khác nhau của nền là nh nhau

Độ lún không đều xảy ra do sự chênh lệch áp lực lên nền và mức độ chịunén của đất đá là không nh nhau Lún không đều làm cho công trình bị nghiêng,cong, vặn xoán và các biến dạng khác nghiêm trọng có thế xảy ra

II.1.2 Nguyên nhân gây ra độ lún công trình

Những nguyên nhân gây ra độ lún công trình gồm 2 yếu tố sau

- Điều kiện tự nhiên

- Quá trình xây dựng và vận hành công trình

1 Tác động của những yếu tố tự nhiên

Diêm Công Trang Trắc địa K - 43

- Khả năng lún trợt của lớp đất đá dới nền móng công trình và các hiện ợng địa chất công trình, địa chất thuỷ văn khác.

t Sự co giãn của đất đá

- Sự thay đổi của các điều kiện địa chất thuỷ văn theo nhiệt độ, độ ẩm vàmực nớc ngầm

2 Các yếu tố liên quan đến quá trình xây dựng vận hành công trình

- ảnh hởng của trọng lợng bản thân công trình

- Sự thay đổi các tính chất cơ lý đất đá do việc cấp thoát nớc

- Sự sai lệch trong điều kiện khảo sát địa chất công trình địa chất thuỷ văn

- Sự suy yếu của nền móng công trình do thi công các công trình ngầm dớicông trình

- Sự thay đổi áp lực lên nền móng công trình do xây dựng các công trìnhkhác ở gần

- Sự dung động của nền móng công trình do vận hành máy móc và hoạt

động của các phơng tiện giao thông

Hiện tợng công trình bị lún xảy ra ngay từ khi bắt đầu xây dựng côngtrình Vì vậy, việc quan trắc lún phải tiến hành ngay từ khi công trình bắt đầuxây dựng đến khi công trình đi vào ổn định

II.1.3 Mục đích nhiệm vụ quan trắc độ lún công trình

Quan trắc độ lún và biến dạng công trình nói chung, đợc thực hiện nhằm

đánh giá mức độ chuyển dịch biến dạng, nghiên cứu tìm ra nguyên nhân chuyểndịch biến dạng và từ đó có biện pháp xử lý, đề phòng tai biến đối với công trình

1 Mục đích quan trắc độ lún công trình

- Xác định giá trị chuyển dịch biến dạng để đánh giá mức độ ổn định củacông trình

- Kiểm tra việc tính toán thiết kế công trình

- Nghiên cứu quy luật biến dạng trong những điều kiện khác nhau và dự

đoán biến dạng của công trình trong tơng lai

- Xác định các loại biến dạng có ảnh hởng đến quá trình công nghệ vậnhành công trình

2 Nhiệm vụ quan trắc độ lún công trình

- Để quan trắc biến dạng một công trình, trớc hết cần phải thiết kế phơng

án kinh tế - kỹ thuật bao gồm:

+ Nhiệm vụ kỹ thuật

+ Khái quát về công trình điều kiện tự nhiên và chế độ vận hành

+ Sơ đồ phân bố mốc khống chế và mốc kiểm tra

+ Sơ đồ quan trắc

Diêm Công Trang Trắc địa K - 43

11

+ Yêu cầu độ chính xác quan trắc ở những giai đoạn khác nhau

+ Phơng pháp và dụng cụ đo

2 Độ lún của điểm i tính từ chu kỳ đầu tiên (1) đến kỳ j

Si(j,1) = Hi,j - Hi,1 ( 2)

3 Độ lún trung bình của công trình

n

S S

i n

F

S F S

T

S

V  ( 4)

Trong đó Tj thời gian tính từ chu kỳ đầu đến chu kỳ j

5 Hiệu độ lún lớn nhất giữa hai điểm K và L

SKL = Sk - SL ( 5m, mái dốc)

6 Độ nghiêng của nền móng công trình trên hớng KL

KL

KL Kl

L

S

i  ( 6 )trong đó LKl là khoảng cách giữa hai điểm K và L

7 Độ cong tuỵêt đối và độ cong tơng đối dọc theo trục công trình

Độ cong tuyệt đối

L

f

( 8 )Trong đó 1,2,3 là số hiệu của ba điểm kiểm tra phân bố dọc theo trục côngtrình theo thứ tự 1, 2, 3 (Đầu - Giữa - Cuối)

Diêm Công Trang Trắc địa K - 43

II.1.5 Nguyên tắc thực hiện quan trắc độ lún công trình.

Độ lún của một điểm trên công trình là sự chuyển dịch theo phơng thẳng

đứng so với vị trí ban đầu

Cụ thể, độ lún công trình là hiệu độ cao của cùng một điểm ở hai thời

điểm đo khác nhau

Nếu ở hai thời điểm t và t0 độ cao của điểm quan trắc là Ht và Hto thì độlún của điểm đó đợc tính theo công thức

S = Ht - Hto ( 9 )Nhận xét

S < 0 công trình bị lún

S > 0 công trình bị trồi

Nh vậy: Nguyên tắc thực hiện quan trắc độ lún là xác định độ cao của

điểm quan trắc qua các thời điểm đo lún khác nhau.Thực chất công tác quan trắc

Yêu cầu độ chính xác quan trắc lún đợc xác định bằng biểu thức:

( 10)Trong đó msti - yêu cầu độ chính xác đo lún ở thời điểm ti

Sti và St(i-1) Độ lún dự báo ở thời điểm ti và ti-1

: Hệ số đặc trng cho độ tin cậy của kết quả quan trắc, thông thờng

 = 4  6

Qúa trình đo lún đợc tiến hành nhiều lần mỗi lần đo đợc gọi là một chu

kỳ Thời gian tiến hành các chu kỳ đo đợc tiến hành trong khi thiết kế kỹ thuậtquan trắc lún, chu kỳ quan trắc phải đợc tính toán sao cho kết quả quan trắcphản ánh đợc thực chất quá trình lún của công trình

Diêm Công Trang Trắc địa K - 43

13

Công trình đê chắn sóng nhà máy lọc dầu Dung Quất là một công trìnhmang tính chất chiến lợc cho khu công nghiệp với các hạng mục quy mô, kết cấuphức tạp Vì vậy, công tác quan trắc nhằm theo dõi, kiểm tra tính ổn định cáchạng mục công trình là rất cần thiết Kết quả quan trắc độ lún cung cấp cho cơquan thiết kế và quản lý công trình, những số liệu quan trọng cho công tác tínhtoán, thiết kế, duy tu và bảo dỡng công trình.Tìm ra biện pháp bảo đảm an toàncần thiết khi có sự biến dạng vợt quá gới hạn cho phép, đồng thời thông tin sốliệu quan trắc độ lún còn có tác dụng trong việc dự phòng, ngăn ngừa các sự cố

do tính không ổn định gây ra, do tính chất của công trình đê chắn sóng, độ chínhxác yêu cầu quan trắc độ lún là  3 mm

II.3 ớc tính chu kỳ quan trắc hợp lý

Ước tính chu kỳ quan trắc hợp lý đóng một vai trò hết sức quan trọngtrong toàn bộ quá trình theo dõi lún của công trình Nếu các chu kỳ quan trắcquá tha sẽ dẫn đến hậu quả tai hại là chúng ta không phát hiện đợc độ lún mộtcách kịp thời Ngợc lại nếu chu kỳ quan trắc quá dầy mà tốc độ lún của côngtrình không lớn lắm, sẽ dẫn đến việc lãng phí công sức và kinh phí đo đạc

Tham số quan trọng nhất đóng vai trò quyết định việc chọn chu kỳ đo lún

là tốc độ lún của công trình Một cách sơ lợc chúng ta thấy là : Tốc độ lún cànglớn thì chu kỳ quan trắc càng dầy và ngợc lại, tốc độ lún càng nhỏ thì có thểchọn chu kỳ quan trắc tha hơn Ngoài ra chu kỳ quan trắc còn phải phụ thuộc cảvào độ chính xác mà chúng ta có thể thực hiện đợc Dới đây chúng tôi xin trìnhbầy phơng pháp ớc tính chu kỳ quan trắc cụ thể dựa vào tham số trên

Gỉa sử S là độ lún của một mốc nào đó trong lới đo lún và ms là sai số xác

định độ lún.Theo lý thuyết sai số thì độ lún S đợc xác định với độ tin cậy xấp xỉ99% khi thoả mãn bất đẳng thức

ms <

5 2

Hk và Hi là độ cao của mốc đo lún trong chu kỳ thứ i và thứ k

Diêm Công Trang Trắc địa K - 43

mHk và mHi là sai số độ cao của mốc đo lún trong chu kỳ thứ i và thứ k.Vì các chu kỳ đo lún đợc đo bằng cùng một loại máy, theo cùng một sơ đồ

đo và gần nh trong cùng một điều kiện nh nhau Do đó ta có thể coi

mHk = mHi = mH

nên ms =mH 2

vì vậy mH 2<

5 2

( 13)

Nh vậy, để ớc tính chu kỳ quan trắc hợp lý cần phải có hai tham số chủyếu là ( mH ) và ( v ) giá trị mH nên chọn là sai số trung phơng điểm yếu nhấttrong lới Nh vậy mH có thể nhận đợc từ các dữ liệu đầu vào là máy móc sử dụng

để đo lún và sơ đồ lới Tốc độ lún (v ) có thể lấy từ độ lún lý thuyết do cơ quanthiết kế cung cấp trong hồ sơ thiết kế của công trình

mm

/ 20

2 5 , 3

= 0,3 năm = 4 tháng

Nh vậy với các dữ liệu trên, chu kỳ quan trắc là 4 tháng một lần đo sẽ chochúng ta kết quả độ lún tin cậy

II.3.1 Chu kỳ quan trắc độ lún đê chắn sóng nhà máy lọc

dầu Dung Quất.

Do đặc điểm công trình đê chắn sóng đợc xây dụng phần lớn nằm dới biểnvới chiều dài là 1600m Do vậy để đánh giá đúng sự biến dạng lún, các chu kỳquan trắc đợc phân làm hai giai đoạn

Giai đoạn 1 Đo độ lún công trình trong giai đoạn thi công

Giai đoạn 2 Đo độ lún công trình trong thời gian khai thác sử dụng

Tuy nhiên do đê chắn sóng là một công trình đặc biệt đợc xây dựng phầnlớn thân đê nằm dới nớc biển nên việc đo đạc quan trắc độ lún trong giai đoạnxây dựng là rất khó khăn.Trong trờng hợp này chúng ta không thể sử dụng phơngpháp quan trắc thông thờng mà phải sử dụng các thiết bị và các phơng pháp đặcbiệt Khi công trình lên khỏi mặt nớc thì áp dụng phơng pháp đo cao hình học đểquan trắc độ lún

Do cấu tạo của thân đê xây dựng bằng đá, nên diễn biến độ lún của đê rấtphức tạp.Chúng tôi dự kiến chia quá trình quan trắc độ lún thành hai phần, mộtphần gây ra do độ lún của đáy biển dới tác dụng của tải trọng công trình, mộtDiêm Công Trang Trắc địa K - 43

15m, mái dốc

thành phần gây ra do độ lún của bản thân vật liệu xây dựng đê dới tác dụng củathời gian và sóng biển cũng nh các phơng tiện khác Nh vậy mới đánh giá độ lúncủa đê một cách chính xác.

Qua những phân tích ở trên chúng tôi dự kiến quan trắc độ lún đê chắnsóng là hai tháng một lần ( 6 chu kỳ trong một năm) Do đặc điểm của đê rấtphức tạp nên phải tiến hành quan trắc độ lún ít nhất là 2 năm đầu khai thác, sửdụng Sau đó tuỳ theo diễn biến độ lún của đê mà có những quyết định tiếp theo

- Phơng pháp đo cao lợng giác

- Phơng pháp đo cao thuỷ tĩnh

- Phơng pháp quan trắc độ lún bằng thiết bị đĩa từ

- Phơng pháp đo cao thuỷ động học

II.4.1 Phơng pháp đo cao hình học

Có thể nói trong công tác quan trắc độ lún công trình thì phơng pháp đocao hình học là một phơng pháp đang đợc ứng dụng phổ biến ở Việt Nam Trongquá trình quan trắc đê chắn sóng thì phơng pháp này là một trong những phơngpháp đợc ứng dụng

1 Quan trắc độ lún bằng phơng pháp đo cao hình học tia ngắm ngắn.

- Máy móc và dụng cụ đo

Các loại máy thờng dùng trong đo lún là H - 05m, mái dốc, Ni 002, H1, H2, Ni004,

2 Một số chỉ tiêu kỹ thuật chủ yếu trong đo cao hình học tia ngắm ngắn.

Chiều dài tia ngắm không vợt quá 25m, mái dốc m, chiều cao tia ngắm không dới0.8m đối với đo cao hạng I và chiều cao tia ngắm không dới 0.5m, mái dốcm với đo caohạng II Chênh lệch chiều dài tia ngắm trớc và sau trên một trạm máy và tích luỹtrên tuyến không vợt quá 0.4m và 2m đối với đo cao hạng I, đối với đo cao hạnh

II là 1m và 4m

Sai số giới hạn khép tuyến

Diêm Công Trang Trắc địa K - 43

Đối với hạng I.

fhI = 0.3 n (mm)

Đối với hạng II

fhII= 1.0 n (mm)

Với n là số trạm đo trên tuyến

Đối với các công trình đợc xây dựng trên nền đất yếu và các đập đất đá,yêu cầu độ chính xác đo lún tơng tơng với độ chính xác đo cao hạng III và cóthể thấp hơn

Khi đo cao hạng III cần tuân theo các chỉ tiêu kỹ thuật sau đây

Chiều dài tia ngắm không vợt quá 40m, chiều cao tia ngắm không dới0.3m Chênh lệch chiều dài tia ngắm trớc và sau trên một trạm máy và tích luỹtrên toàn tuyến không vợt quá 2m và 5m, mái dốcm

Sai số giới hạn khép tuyến

fhIII =2.0 n(mm)

trong đó n là số trạm đo trên tuyến

Nguyên lý đo cao hình học là dựa vào tia ngắm nằm ngang để xác địnhchênh cao giữa hai điểm đặt mia

3 nguyên lý đo cao hình học từ giữa.

Gọi độ cao tơng đối gữa hai điểm 0 và A là hoa còn gọi là chênh cao

hoa.Trong đo cao hình học từ giữa chênh cao hình học hoa đợc xác định nh sau

Tại điểm 0 và A đặt hai mia thẳng đứng, giữa hai mặt mia đặt máy đo cao,sau đó đa tia ngắm về vị trí nằm ngang Vị trí tia ngắm nằm ngang đi qua mia 0gọi là số đọc mia sau (S), qua mia A gọi là số đọc mia trớc (T) Số đọc mia làkhoảng cách theo phơng dây dọi từ đế mia đến vị trí tia ngắm nằm ngang đi quamia, chênh cao của hai điểm là hiệu khoảng cách của hai điểm đến mặt phẳngnằm ngang đợc xác định bởi tia ngắm Các khoảng cách đợc xác định bằng sốDiêm Công Trang Trắc địa K - 43

17

Hình II.4.1

đọc trên mia, đó là khoảng cách từ đế mia đến vị trí ngắm nằm ngang đi quamia.

Chênh lệch độ cao giữa hai điểm 0 và A đợc xác định nh sau

hoa = (S) - (T) ( 14)

Độ cao tuyệt đối của điểm (A) đợc xác định nhờ độ cao tuyệt đối của

điểm (0) là H0 và chênh cao giữa hai điểm là

HA = H0+ h0A ( 15m, mái dốc)Khi khoảng cách giữa hai điểm lớn cần thực hiện nhiều trạm đo

Sau mỗi trạm đo giữa hai điểm (i) và (i+1) xác định đợc chênh cao hi,i+1.Độcao tuyệt đối của điểm cuối đợc xác định theo công thức

Hn = Ho+ 

1 0

n

hi,i+1 ( 16)

4 Các nguồn sai số trong đo cao hình học.

- Sai số do máy và mia

+ Sai số do trục ống thuỷ dài không song song với trục ống ngắm (sai sốgóc i)

+ Sai số do điều quang

+ Sai số do khắc vạch trên bộ đo cực nhỏ

+ Sai số do vạch chia trên mia không chính xác

+ Sai số do trục ống thuỷ tròn không song song với trục đứng của mia khimia ở vị trí thẳng đứng

+ Sai số do mia nghiêng

+ Sai số do mia cong

- Sai số do ảnh hởng của điều kiện ngoại cảnh

+ ảnh hởng của nhiệt độ

+ ảnh hởng của chiết quang

+ ảnh hởng của điều kiện thời tiết do: nắng, ma, gió

Diêm Công Trang Trắc địa K - 43

Hình II.4.2

+ Sai số do cân máy dựng mia.

5 Trình tự đo ngắm tại một trạm máy.

- Đo đi ở trạm lẻ

+ Đọc số thang chính của mia sau

+ Đọc số thang chính của mia trớc

+ Đọc số thang phụ của mia trớc

+ Đọc số thang phụ của mia sau

Trình tự đọc số tại một trạm lẻ đợc tóm tắt nh sau: ST - TS (sau - trớc -

tr-ớc - sau)

- Đo đi ở trạm chẵn

- Trình tự thao tác đợc tóm tắt nh sau: TS - ST (trớc - sau - sau - trớc)

- Khi đo về hai mia đổi chỗ cho nhau, trình tự đọc số ở trạm lẻ và trạm

chẵn đợc đổi lại nh ở trạm chẵn và trạm lẻ khi đo đi

II.4.2 Phơng pháp đo cao lợng giác

Trong những điều kiện địa hình không thuận lợi hoặc kém hiệu quả đối

với đo cao hình học và yêu cầu độ chính xác đo lún không cao thì áp dụng

ph-ơng pháp đo cao lợng giác tia ngắm ngắn không quá 100m

1 Nguyên lý của phơng pháp đo cao lợng giác.

Dựa vào mối quan hệ lợng giác trong tam giác tạo bởi tia ngắm nghiêng,

khoảng cách giữa hai điểm và phơng dây dọi đi qua điểm cần xác định độ cao

Dụng cụ đo trong phơng pháp đo cao lợng giác: Máy kinh vĩ có độ chính

xác cao nh: Theo 010, Wild T2 T1 T2 và các máy có độ chính xác tơng đơng

Hình II.4.3

Ta cần xác định chênh cao giữa hai điểm Avà B Muốn vậy ta đặt máykinh vĩ ở A và mia ở B hoặc tiêu có chiều cao (l) xác định, đo chiều cao máy isau đó hớng ống ngắm vào điểm B' bất kỳ trên mia Chênh cao đợc xác định theocông thức

HAB =h' +i - l (17 )Nếu tính cả ảnh hởng của độ cong trái đất và chiết quang đứng của tiangắm ngắn

f = 0,42S R (18 )

Ta sẽ có chênh cao của AB là

hAB = h' + i - l +f (19 )Nếu ta tiến hành đo góc nghiêng và khoảng cách (d) thì

h' = dtg() (20)khi đó

hAB = dtg() +i - l + f (21)Nếu ta tiến hành đo góc thiên đỉnh (z) và khoảng cách (d)

Độ chính xác của phơng pháp phụ thuộc vào độ chính xác đo khoảng cách

và độ chính xác đo góc đứng Nếu khoảng cách đo bằng máy đo dài điện tử thìsai số chủ yếu là do đo góc đứng

II.4.3 Phơng pháp đo cao thuỷ tĩnh

Phơng pháp đo cao thuỷ tĩnh thờng đợc áp dụng để quan trắc lún của nềncác kết cấu xây dựng trong điều kiện chật hẹp khi không thể quan trắc bằng ph-

ơng pháp đo cao hình học

1 nguyên lý đo

Phơng pháp đo cao thuỷ tĩnh là phơng pháp xác định chênh cao dựa trên

định luật cơ bản của thuỷ tĩnh học '' Mặt thoáng của chất lỏng luôn luôn vuônggóc với hớng của trọng lực và trong các bình thông nhau thì luôn nằm trên mộtmặt thuỷ chuẩn, không phụ thuộc vào khối lợng chất lỏng và tiết diện ngang củabình ''

Chênh cao tại một trạm đo sẽ đợc đo bằng 2 vị trí thuận và nghịch của cácbình

Diêm Công Trang Trắc địa K - 43

Giả sử hệ thống đo cao thuỷ tĩnh gồm 2 bình N1 và N2, dùng để xác địnhchênh cao giữa hai điểm A và B chênh cao đợc xác định h đợc tính tơng tự nhtrong thuỷ chuẩn hình học.

h = (d1 -S1) - (d2 -T2) (25m, mái dốc)

Trong đó d1, d 2 là chiều cao của các bình và chính là khoảng cách từ

điểm (i) của thang vạch đến mặt phẳng tựa của các bình N1 và N2

S1 và T1 là số đọc trên vành đọc số của bình sau và bình trớc

Nh vậy ở vị trí thuận ta có: ( vị trí thứ nhất )

h = ( T1 - S 1 ) + ( d1 - d2 ) ( 26)Khi đổi chỗ các bình cho nhau ( vị trí nghịch )

h = ( d2 - S 2 ) + ( d1 - T2 ) ( 27)

h = ( T2 - S 2 ) - ( d1 - d2 ) ( 28 )Hiệu này ( d2 - d1 ) là sai số vị trí điểm 0 của dụng cụ đo hay còn gọi hằng

số của dụng cụ và nó thể hiện độ chính xác của công tác lắp ráp chế tạo dụng cụ.Khi lắp ráp chế tạo ngới ta cố gắng đa giá trị hằng số về vị trí nhỏ nhất khi cộngtrung bình các kết quả thuận và nghịch ta đợc giá trị trung bình của chênh caoxác định tại một trạm đo

2

2 2 1

T

h     ( 30)

2 2 2 2 2

2 2 1 1

( 4

1

S T S T

m     ) ( 31)Nếu lấy m T1 m h m S1 m T2 m S2 m0

n

n t

Hình II.4.4

Sai số xác định chênh cao khi dùng dụng cụ thuỷ tĩnh bằng sai số đọc sốtrên mỗi bình.

+ Sự không cân bằng của chất lỏng trong các bình và ảnh hởng của hiện ợng mao dẫn

t-+ Sự tiếp xúc thiếu chính xác giữa đầu nhọn của vít đo cực nhỏ với mặtkhum của chất lỏng

+ ảnh hởng của sai số đặt dụng cụ vào bề mặt đo thuỷ chuẩn

+ ảnh hởng của sự thay đổi áp xuất và nhiệt độ

Các kết quả khảo sát cho thấy rằng quá trình dao động của chất lỏng trong

hệ thống thuỷ tĩnh sẽ dừng lại sau khi đặt dụng cụ đo khoảng 2 đến 3 phút Khi

đờng kính của các bình lớn hơn 30 đến 40 mm và điều kiện quan trắc nh nhau thìtác dụng mao dẫn đến độ chính xác đo thuỷ chuẩn nhỏ không đáng kể Do vậykhi tổ chức đo đạc tốt thì ảnh hởng của nguồn sai số đầu không đáng kể Sai số

do tiếp xúc đầu nhọn của vít đo với mặt của chất lỏng khi vặn vào từ từ làkhoảng  23 m

ảnh hởng của sai số đặt dụng cụ đến độ chính xác đo chênh cao phụ thuộcvào việc ra công bề mặt cần kiểm tra có sạch và nhẵn hay không, bởi vì các bình

đựng chất lỏng tiếp xúc với điểm kiểm tra bằng các bề mặt nhỏ cho nên mức độnhám của bề mặt này có ảnh hởng đáng kể đến độ chính xác đo thuỷ tĩnh

Trong các hệ thống kín thì nguồn sai số chủ yếu đo thuỷ chuẩn thuỷ tĩnh

là sự thay đổi của nhiệt độ Dụng cụ thuỷ chuẩn thuỷ tĩnh rất nhạy với sự thay

đổi của nhiệt độ môi trờng nên khi đo ngoài trời thoáng hoặc dới trời nắng thì cóthể có sai số hệ thống tơng đối lớn

Một trong những dụng cụ thuỷ tĩnh tốt nhất là HMC do viện khoa học thựcnghiệm chế tạo máy của Liên Xô cũ chế tạo Loại dụng cụ này có thể đo hiệu độcao đến 25m, mái dốcmm

Các nguồn sai số chủ yếu ảnh hởng đến độ chính xác của phơng pháp đocao thuỷ tĩnh là sai số do điều kiện ngoại cảnh Vì vậy, trong quá trình đo cầnphải áp dụng một số biện pháp sau đây để làm giảm ảnh hởng của các nguồn sai

số nói trên

+ Lựa chọn hợp lý chất lỏng trong máy thuỷ tĩnh

+ Lựa chọn tuyến đo có Gradien nhiệt độ thấp

+ Tính số hiệu chỉnh cho kết quả đo do sự thay đổi nhiệt độ áp xuất dọctheo tuyến ống dẫn của máy thuỷ tĩnh

+ Đọc số đồng thời trên các máy thuỷ tĩnh để giảm ảnh hởng dao độngtrong các máy

Diêm Công Trang Trắc địa K - 43

Nhận xét: Phơng pháp đo thuỷ tĩnh có độ chính xác cao nhng dụng cụ đocồng kềnh và di chuyển khó khăn cho nên ít đợc sử dụng

II.4.4 Quan trắc độ lún công trình bằng thiết bị đĩa từ

Hiện nay công tác quan trắc biến dạng công trình đợc thực hiện chủ yếubằng các phơng pháp và thiết bị trắc địa thông thờng Tuy nhiên, một số côngnghệ quan trắc khác có thể đợc áp dụng rất hiệu quả để theo dõi quá trìnhchuyển dịch của các dạng công trình có cấu trúc đặc biệt Đĩa từ là loại thiết bịchuyên dùng để quan trắc biến dạng theo lớp và bớc đầu đã đợc sử dụng ở nớc ta

để quan trắc tại một số công trình nh: đập thuỷ điện, đờng giao thông ở đâychúng tôi giới thiệu về những nghiên cứu bớc đầu về ứng dụng công nghệ đĩa từtrong đo lún các công trình nêu trên.( Tác giả: Trần Khánh - Nguyễn QuangPhúc: Trờng đại học Mỏ - Địa chất)

1 Nguyên lý của phơng pháp đĩa từ.

Phơng pháp đĩa từ đợc dựa trên hiện tợng cảm ứng điện từ, trong đónguyên lý xác định độ cao điểm quan trắc đợc thực hiện nh sau ( hình 5m, mái dốc.1)

Tại điểm quan trắc P đặt đĩa từ sao cho mặt phẳng của đĩa ở vị trí nằmngang, tại mặt phẳng của đĩa xuất hiện một từ trờng, khi đa khung dây dẫn điệnkín ( đợc đặt trong đầu dò của thiết bị ) vào mặt phẳng đĩa, trong khung dây xuấthiện dòng cảm ứng, dòng điện này lập tức kích thích hoặt động của các thiết bịngoại vi ( đèn báo, chuông) và ngời quan trắc xác định đợc thời điểm mà khungdây nằm trong mặt phẳng của đĩa từ Cuộn thớc treo đầu dò với vạch khắc mmcho phép xác định đợc chênh lệch độ cao của điểm quan trắc P so với vạch chuẩn

đọc số tại điểm A hoặc so với một điểm bất kỳ nào khác (0) đã đợc đặt trongcùng ống dấn hớng

Nếu số đọc trên thớc khi đo tại các điểm O và P tơng ứng là LO và LP thì

độ cao điểm P đợc tính theo công thức sau:

- Dựa vào độ cao điểm A ( HA)

HP = HA -LP (32)

- Dựa vào độ cao điểm O ( HO)

HP = Ho +Lo - LP (33)Giá trị độ lún của điểm quan trắc đợc xác định bằng so sánh độ cao điểm

đó ở hai chu kỳ đo khác nhau nh đối với cách tính trong phơng pháp trắc địatruyền thống

2 Sơ đồ cấu tạo thiết bị quan trắc

Các thiết bị đo đĩa từ đợc lắp đặt trong các hố khoan hoặc các khối đất đắp

để theo dõi chuyển dịch thẳng đứng có liên quan đến việc thi công các côngDiêm Công Trang Trắc địa K - 43

23

trình xây dựng Kỹ thuật này cũng có thể đợc áp dụng quan trắc lún tại các hố

Gắn cố định vào phần đáy của ống dấn để làm mốc chuẩn và đợc sử dụng khi

đáy ống đợc neo vào nền đất đá ổn định Sơ đồ kết cấu và gắn nam châmchuẩn đợc đa ra trong( hình 6.2.)

1.3 Nam châm nhện

Nam châm này có các chân đàn hồi nh lò xo đợc sử dụng trong hố khoan.Các chân đợc bóp vào để lắp đặt và sau đó thả ra khi nam châm đã đợc đa đến độsâu thiết kế Nam châm nhện thờng đợc gắn chặt vào ống dẫn và đợc lắp đặtcùng với ống dẫn Sau khi ống dẫn đợc lắp đặt, các chân bằng thép của namchâm nhện đợc thả ra để bám vào đất xung quanh tại cao độ đo ( hình 6.3).Sau

đó, khố khoan đợc phun đày vữa có cùng cờng độ với đền đất xung quanh

1.4 Nam châm đĩa

Nam châm đĩa đợc sử dụng trong các lớp đất lấp, có diện tích bề mặt rộng

để tác động kết hợp cùng với đất và có thể trợt dọc theo ống dẫn khi các lớp đất

bị trồi hoặc lún Tại mỗi lớp đất đắp, cần lắp đặt thêm ống nối có khớp trợt vànam châm đĩa , đĩa nam châm phải ở vị trí thật nằm ngang, đất đắp xung quanhống phải đợc đầm chặt( hình 6.4)

1.5 Các đoạn ống dạng têlê

Các đoạn ống dạng têlê ( giống nh cần ăng ten của đài ) đợc lắp đặt khihiện tợng trồi lún của các lớp dự đoán có thể vợt quá 3% ( hình 6.1)

3 Phơng pháp quan trắc ngoại nghiệp.

Sau khi lắp đặt song hệ thống, có thể triển khai đo đạc ngoại nghiệp.Các

số liệu đợc ghi nhận khi kéo đầu dò trong ống dấn hớng để tìm độ sâu của cácnam châm Khi đầu dò đi vào từ trờng của nam châm, công tắc của guồng quay

sẽ dừng, đèn bật sáng và còi kêu, ngời vận hành sau đó sẽ căn cứ vào các vạch

mm trên dây đo để ghi nhận độ sâu của nam châm Trình tự thao tác nh sau:Diêm Công Trang Trắc địa K - 43

Bật máy thả đầu dò xuống đáy ống dẫn, kéo đầu dò lên cho đến khi còikêu( lần thứ1) sau đó tiếp tục kéo từ từ đầu dò lên cho đến khi còi kêu (lần thứ2) Lần thứ nhất còi kêu cảnh báo, là để xác định vị trí sơ bộ của nam châm và h-ớng sự chú ý của ngời quan trắc Còi kêu lần hai sẽ xác định vị trí chính xác củanam châm, độ sâu của nam châm đợc ghi nhận bằng dây đo có vạch khắcsố.Tiếp tục kéo đầu dò để đo tại vị trí các nam châm khác, công việc này kéo dàicho đến khi độ sâu của nam châm trên cùng nhất đợc xác định.

Khi ống dẫn đợc neo vào nền ổn định thì độ sâu của mỗi nam châm sẽ đợc

so sánh với nam châm chuẩn gắn cố định ở đáy ống dẫn Độ trồi lún đợc xác

định bằng cách so sánh độ cao hiện tại của từng nam châm với độ cao ban đầucuả chúng

Vì các số đo lần đầu rất quan trọng nên cần phải đo ba lần liên tiếp tại một

điểm, sau đó lấy giá trị trung bình Trong mỗi chu kỳ đo cần phải xác định đợcgiá trị độ cao hiện tại và giá trị thay đổi của mỗi nam châm

4 Khảo sát độ chính xác đo lún bằng phơng pháp đĩa từ

Phân tích nguyên lý hoạt động và quy trình đo độ lún bằng phơng pháp đĩa

từ, tác giả xác định đợc: Có ba nguồn sai số chủ yếu ảnh hởng đến độ chính xáccủa phơng pháp là: Sai số đọc số, sai số do thiết bị dò tìm ( đa điểm đo trên đầu

dò vào mặt phẳng đĩa từ ) và sai số do biến động chiều dài thớc đo Với thớckhắc vạch đến mm thì giá trị của sai số đọc số sẽ không vợt qúa 0.5m, mái dốcmm Sai số

do thiết bị đo phụ thuộc độ chính xác chế tạo máy, ảnh hởng của nguồn sai sốnày sẽ đợc giảm đáng kể nếu tại mỗi điểm quan trắc trị đo trung bình đợc xác

định từ nhiều lần đọc số ( thực tế quan trắc tại một số công trình cho thấy các số

đọc tại cùng điểm đo có độ chênh lệch không quá 1  2mm ) Sai số thớc đophát sinh do sự thay đổi chiều dài thớc theo nhiệt độ trong ống dẫn hớng và đợctính theo công thức :

L = L( t - t0 ) ( 34)

Ví dụ:

Nếu vật liệu làm thớc đo là hợp kim thép ( hệ số giãn nở  = 1.25m, mái dốc.10-5m, mái dốc )với chiều dài đoạn L = 5m, mái dốc0m và khi nhiệt độ thay đổi 5m, mái dốc  10 thì chiều dài thớcthay đổi cỡ  3  6 mm

Để bớc đầu xác định độ chính xác của phơng pháp quan trắc đĩa từ, chúngtôi nêu kết quả thực nghiệm với công trình quan trắc ở thực tế sản xuất bằngcách so sánh độ lún đo bằng đĩa từ ( SĐT ) và số liệu quan trắc bằng phơng pháptrắc địa STĐ ( với sai số không vợt quá  1.5m, mái dốcmm, độ lún xác định đợc theo phơngphơng pháp trắc địa có độ chính xác cao hơn hẳn so với độ chính xác đợc đobằng công nghệ đĩa từ, vì vậy trong quá trình so sánh có thể coi số liệu lún trắcDiêm Công Trang Trắc địa K - 43

25m, mái dốc

địa là trị thực ) Bốn điểm quan trắc ký hiệu N1, N2, N3, N4 đợc phân bố theo sơ

đồ nh sau

Kết quả quan trắc độ lún trong năm chu kỳ đợc đa ra trong (Bảng 6)

Việc so sánh đợc thực hiện bằng cách tính các tham số sau:

- Chênh lệch độ lún của phơng pháp đĩa từ so với phơng pháp trắc địa

 = SĐT - STĐ

- Sai số trung phơng độ lún của phơng pháp đĩa từ trong mỗi chu kỳ quantrắc:

n m

n m m ck

N3 -36 -38 2.0 -76 -77.5m, mái dốc 1.5m, mái dốc -92 -95m, mái dốc07 3.7 -111 -113.2 2.2 2.4

N4 -17 -21.1 4.1 -40 -44.7 4.7 -5m, mái dốc0 -5m, mái dốc5m, mái dốc.9 5m, mái dốc.9 -62 -68.9 6.9 5m, mái dốc.5m, mái dốc

- Sai số trung phơng độ lún của từng mốc quan trắc:

N m

n m j mốc

trong các chu kỳ đo dao động từ 2.3mm đến 5m, mái dốc.2mm Sai số trung phơng độ lúntính cho từng mốc quan trắc nằm trong khoảng 2.5m, mái dốcmm đến 5m, mái dốc.4mm.

Kết quả so sánh đối chứng số liệu lún tại công trình thực nghiệm cho phép

đa ra nhận định bớc đầu rằng: độ chính xác đo lún bằng công nghệ đĩa từ có thể

đạt cỡ  5m, mái dốc  8 mm

Phân tích các nguồn sai số ảnh hởng đến độ chính xác đo lún bằng phơngpháp đĩa từ chúng ta nhận thấy: độ chính xác của phơng pháp sẽ đợc nâng caonếu chúng ta tính đợc số hiệu chỉnh vào chiều dài thớc do tác động nhiệt độ ởthời điểm đo Muốn vậy, cần thực hiện kiểm nghiệm thớc để xác định hệ số codãn thực tế  và đo nhiệt độ trong ống dẫn hớng Kiểm nghiệm thớc đo chiều dài

có thể thực hiện tại các(Trung tâm kiểm định thiết bị đo dài ), riêng việc đo nhiệt

độ tại các vị trí khác nhau trong ống dẫn hớng là rất phức tạp vì không nhữngphải trang bị thêm thiết bị đo nhiệt độ gián tiếp mà quy trình đo cũng phải thay

đổi, tốn nhiều thời gian hơn trong quá trình thi công đo đạc

Vì lý do nêu trên ( Tác giả: Trần Khánh - Nguyễn Quang Phúc:Trờng đạihọc Mỏ - Địa chất) đề xuất phơng pháp xác định gián tiếp số hiệu chỉnh chiềudài thớc nh sau: Điểm O đợc gắn trong nền đất cứng và có độ cao Ho không đổi,trong mỗi chu kỳ đo chúng ta xác định thêm độ cao điểm A ( là điểm mốc đọc

số trong mỗi ống hình 5m, mái dốc1) theo phơng pháp thuỷ chuẩn hình học Do chiều dàithực tế giữa hai điểm A và B đợc tính theo công thức

L

L H

H  

(38)vậy số hiệu chỉnh vào chiều dài thớc tại điểm quan trắc P bất kỳ là

O

Odo o A P

L

L H H

(39)

Nh vậy, việc tính số hiệu chỉnh trực tiếp theo công thức (34) là rất khókhăn đã đợc trình bày thay bằng phơng pháp gián tiếp với quy trình đo đơn giảnhơn nhiều

Qua phân tích quy trình đo lún bằng phơng pháp đĩa từ và khảo xát bớc

đầu ở công trình quan trắc thực tế, chúng tôi có một số nhận xét và đánh giá sơ

này việc bố trí hệ thống điểm quan trắc ( đĩa từ ) sẽ đơn giản, gọn hơn so với bốtrí mốc trắc địa chuyền thống.

Phơng pháp tính số hiệu chỉnh phơng trình thớc đo do ( Tác giả: TrầnKhánh - Nguyễn Quang Phúc:Trờng đại học Mỏ - Địa chất) đề xuất có tác dụngnâng cao đáng kể độ chính xác kết quả đo cao bằng đĩa từ Cách thực hiện trongphơng pháp này là đơn giản, không đòi hỏi thiết bị đo nhiệt độ bổ sung và vì vậyrất rễ triển khai trong thực tế sản xuất

II.4.5 Phơng pháp đo lún thuỷ động học

Hiện nay đa số các máy đo lún thuỷ động học đều do Mỹ chế tạo Nguyên

lý hoạt động của nó là xác định độ cao giữa hai điểm thông qua chênh lệch áplực cột nớc

Giả sử tại điểm A cần quan trắc độ lún ta đặt bộ phận cảm ứng (C) bộphận này đợc nối với một đầu đo đặt tại điểm B ( có độ cao cố định ) Chệnh lệch

độ cao h sẽ là hàm của chênh lệch cột áp nghĩa là: h = f (p )

Kết quả khảo xát độ cao bằng phơng pháp thuỷ động học cho thấy, trong

điều kiện quan trắc thuận lợi có thể đạt đợc độ chính xác cỡ 23mm

Nhợc điểm của phơng pháp này là thiết bị đo đạc rất đắt tiền

II.5 Lựa chọn phơng pháp đo tối u để ứng dụng quan trắc đê

chắn sóng nhà máy lọc dầu Dung Quất.

Diêm Công Trang Trắc địa K - 43

a

b

dH

hình II.4.5m, mái dốc

Trong thực tế có rất nhiều phơng pháp đo chênh cao đợc sử dụng trongviệc quan trắc độ lún công trình Nhng đợc sử dụng phổ biến hơn cả là ba phơngpháp:

Phơng pháp thuỷ chuẩn hình học, phơng pháp đo cao lợng giác, phơngpháp đo cao thuỷ tĩnh

Qua nghiên cứu từ thực tế cho thấy, mỗi một phơng pháp có những u vànhợc điểm riêng biệt, chúng đợc ứng dụng trong từng lĩnh vực khác nhau Chonên đối với mỗi một công trình cụ thể ta phải lựa chọn phơng pháp quan trắc chophù hợp để đảm bảo đợc độ chính xác cần thiết và đạt đợc hiệu quả kinh tế caonhất

Đối với công trình đê chắn sóng nhà máy lọc dầu Dung Quất, đây là mộthạng mục công trình quan trọng của khu công nghiệp Nó đòi hỏi yêu cầu kỹthuật cao, vì vậy để đáp ứng đợc yêu cầu nhiệm vụ đặt ra chúng ta sẽ phân tích u

và nhợc điểm của năm phơng pháp trên để lựa chọn ra phơng pháp hợp lý ápdụng cho công tác quan trắc độ lún đê chắn sóng

II.5.1 Phơng pháp đo cao hình học

Phơng pháp này đợc sử dụng rất rộng rãi và phổ biến trong công tác quantrắc độ lún công trình Phơng pháp này đạt đợc độ chính xác cao, dụng cụ đo đơngiản rễ vận chuyển và cho hiệu quả kinh tế cao

Phơng pháp đo cao hình học chỉ áp dụng cho điều kiện địa hình thuận lợicho việc đặt máy và thông hớng Không áp dụng cho điều kiện địa hình chật hẹp,không đặt đợc máy và mia

II.5.2 Phơng pháp đo cao lợng giác

Đây là phơng pháp đo phổ biến , rất có u thế trong trờng hợp đo chênhcao giữa các mốc có độ chênh cao lớn ở những nơi địa hình phức tạp Nhng độchính xác của phơng pháp này không cao, cho nên đối với công tác quan trắc độchính xác cao thì phơng pháp này không đợc áp dụng

II.5.3 Phơng pháp đo cao thuỷ tĩnh.

Độ chính xác của phơng pháp này rất cao Đặc biệt phơng pháp này ít chịu

ảnh hởng của điều kiện ngoại cảnh, nhng phơng tiện, dụng cụ đo đạc cồng kềnh,vận chuyển khó khăn Hơn nữa phơng pháp này đo đợc những chênh cao rất nhỏ,cho nên khi sử dụng phơng pháp này sẽ mất rất nhiều thời gian và hiệu quả kinh

tế không cao

II.5.4 Phơng pháp đo cao bằng thiết bị đĩa từ.

Độ chính xác của phơng pháp này không cao, qua khảo xát thực nghiêmcho thấy, độ chính xác đo lún bằng công nghệ đĩa từ có thể đạt cỡ  (5m, mái dốc  8)mm.Phơng pháp này không áp dụng đợc phổ biến mà chỉ áp dụng thuận tiện cho cácDiêm Công Trang Trắc địa K - 43

29

công trình xây dựng nhiều lớp đất đá khác nhau, sử dụng phơng pháp này tốnkém nhiều kinh phí, quy trình đo phức tạp.

II.5.5 Phơng pháp đo cao bằng máy thuỷ động học

Phơng pháp này đợc ứng dụng rất ít ở Việt Nam, u điểm của phơng pháp

là quan trắc đợc những công trình xây dựng bằng nhiều lớp đất đá khác nhau,trong trờng hợp này việc bố trí hệ thống điểm quan trắc sẽ đơn giản, gọn hơn sovới bố trí mốc theo phơng pháp truyền thống.Nhợc điểm của phơng pháp là kinhphí sử dụng mua thiết bị quan trắc là rất cao

Qua phân tích ở trên chúng tôi thấy, phơng pháp đo cao hình học và phơngpháp đo cao bằng máy thuỷ động học, đáp ứng đợc đầy đủ yêu cầu kỹ thuật vànhiệm vụ đối với công trình đê chắn sóng nhà máy lọc dầu Dung Quất, cho nênhai phơng pháp này đợc áp dụng để quan trắc độ lún công trình.Trong đó phơngpháp đo cao hình học đợc áp dụng để quan trắc độ lún bề mặt của đê, phơngpháp thuỷ động học đợc sử dụng để quan trắc độ lún của các lớp đất đá tronglòng đê

So với các công trình công nghiệp và dân dụng thông thờng, đê chắn sóng

có thể xếp vào loại công trình đặc biệt Nó có bề ngang rất hẹp so với chiều dài.Một đầu của đê gối vào đất bờ biển còn đầu kia vơn dài ra ngoài khơi vì vậy việcthiết kế lới độ cao cơ sở phục phụ đo lún là tơng đối khó khăn vì chúng ta chỉ cóthể xây dựng đợc một cụm mốc chuẩn ở trên bờ còn đầu kia của đê sẽ không thểxây dựng đợc cụm mốc chuẩn theo đúng nghĩa của nó Đặc điểm này của đê sẽdẫn đến một vài điều đặc biệt trong thiết kế lới cơ sở cũng nh ớc tính độ chínhxác của mạng lới đo lún

Về mật độ chính xác cần thiết phải đo lún, với tính chất của công trình nhtrên theo quy định của quy phạm đo lún đợc bộ xây dựng ban hành, độ chính xácyêu cầu là ms   3mm

III.1.1 Yêu cầu độ chính xác xác định độ lún đê chắn sóng

Theo quy định của quy phạm hiện hành, đối với các công trình bằng đất

đá nh đê chắn sóng độ chính xác xác định độ lún là ms =  3mm

Vì độ lún của một mốc nào đó đợc xác định theo công thức

Diêm Công Trang Trắc địa K - 43