Thi công Thả Rọ đá Dưới Nước là một hạng mục phức tạp trong các công trình chỉnh trị dòng chảy, gia cố bờ sông, bờ biển, kênh mương, hoặc xây dựng các cấu trúc ngầm. Khác biệt hoàn toàn so với thi công trên cạn, môi trường nước đặt ra nhiều thách thức về tầm nhìn, dòng chảy, áp lực nước và khả năng tiếp cận. Do đó, quy trình và kỹ thuật thực hiện phải tuân thủ chặt chẽ các tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành, chẳng hạn như TCVN, để đảm bảo chất lượng, độ bền vững và an toàn cho công trình. Việc này đòi hỏi sự phối hợp nhịp nhàng giữa máy móc chuyên dụng, vật liệu đạt chuẩn và đội ngũ kỹ sư, công nhân giàu kinh nghiệm, đặc biệt là khi làm việc ở những vị trí có mực nước sâu hoặc điều kiện dòng chảy phức tạp.
Biện Pháp Thi Công Thả Rọ Đá Dưới Nước Phổ Biến
Nội dung
Việc lựa chọn biện pháp thi công rọ đá dưới nước phụ thuộc chủ yếu vào điều kiện mực nước, tốc độ dòng chảy và quy mô công trình. Có hai biện pháp chính thường được áp dụng:
Biện pháp Thả Rọ Đã Lấp Đầy Đá
Đây là biện pháp ưu tiên sử dụng cho các công trình có mực nước sâu, nơi việc thao tác dưới nước của công nhân là rất khó khăn hoặc không thể. Quy trình cơ bản bao gồm:
- Chuẩn bị rọ đá: Các rọ đá (thường được vận chuyển dạng tấm phẳng) sẽ được lắp ráp hoàn chỉnh trên bờ hoặc trên sà lan nổi.
- Lấp đầy đá: Đá tiêu chuẩn được lấp đầy vào bên trong rọ đá đã lắp ráp. Việc lấp đầy này cần đảm bảo đá được phân bổ đều và chặt, không để lại các khoảng trống lớn.
- Đóng nắp và cố định: Nắp rọ được đóng lại và cố định chắc chắn bằng dây thép hoặc các mối nối chuyên dụng, đảm bảo đá không bị rơi ra ngoài trong quá trình di chuyển và thả.
- Di chuyển và hạ đặt: Sử dụng cần cẩu hoặc máy móc nâng hạ chuyên dụng (đặt trên sà lan hoặc trên bờ nếu vị trí gần) để cẩu và di chuyển rọ đá đã lấp đầy đến vị trí cần thi công.
- Hạ rọ xuống nước: Rọ đá được từ từ hạ xuống đáy nước theo đúng vị trí đã xác định trên bản vẽ thiết kế. Việc hạ đặt đòi hỏi độ chính xác cao để các rọ sau khớp nối với rọ trước, tạo thành khối liên tục. Cần tính toán đến ảnh hưởng của dòng chảy có thể làm xê dịch vị trí hạ đặt. Các hệ thống định vị (như GPS chuyên dụng cho công trình thủy) và bệ đỡ tạm thời có thể được sử dụng để hỗ trợ.
Ưu điểm của biện pháp này là giảm thiểu công việc dưới nước, tăng tốc độ thi công ở những khu vực sâu. Tuy nhiên, đòi hỏi máy móc nâng hạ có tải trọng lớn và việc định vị, hạ đặt chính xác trong môi trường nước sâu là thách thức kỹ thuật.
Biện pháp Thả Rọ Rỗng Rồi Mới Lấp Đá
Biện pháp này thường được áp dụng cho các công trình có mực nước thấp hơn, nơi công nhân hoặc máy móc có thể tiếp cận và thao tác tương đối dễ dàng dưới nước hoặc từ trên bờ xuống. Quy trình bao gồm:
- Chuẩn bị và hạ rọ rỗng: Rọ đá sau khi được lắp ráp cấu trúc sẽ được hạ xuống vị trí thi công khi còn rỗng.
- Định vị và cố định rọ: Rọ rỗng được định vị chính xác và cố định tạm thời để tránh bị dòng chảy cuốn trôi hoặc xê dịch.
- Lấp đầy đá: Sử dụng máy xáng cạp, máy cuốc gầu ngoạm hoặc phương pháp thủ công (ở mực nước rất nông) để thả đá vào bên trong rọ đã đặt dưới nước.
- Đóng nắp: Sau khi đá được lấp đầy đến cao độ yêu cầu, nắp rọ sẽ được đóng và cố định.
Biện pháp này có ưu điểm là việc di chuyển rọ rỗng nhẹ nhàng hơn, không đòi hỏi máy cẩu quá lớn. Tuy nhiên, việc lấp đá và đóng nắp dưới nước khó khăn và tốn thời gian hơn, đòi hỏi sự khéo léo của công nhân và máy móc.
Trong cả hai biện pháp, việc thiết lập các bệ đỡ hoặc hệ thống định vị trước khi thả rọ là cực kỳ quan trọng. Điều này giúp đảm bảo rọ đá khi xuống đến đáy nước không bị cong vẹo, biến dạng hay xiêu lệch khỏi vị trí thiết kế, đặc biệt quan trọng khi cần đảm bảo định mức thả rọ đá dưới nước và độ ổn định của toàn bộ cấu trúc kè hoặc móng.
Quy Trình Chi Tiết Thi Công Thả Rọ Đá Dưới Nước
Quy trình thi công thả rọ đá dưới nước theo tiêu chuẩn kỹ thuật thường bao gồm các bước sau:
Bước 1: Chuẩn Bị và Kiểm Tra Vật Liệu
Công tác chuẩn bị vật liệu là nền tảng cho sự thành công của công trình. Vật liệu sử dụng trong môi trường nước đòi hỏi các tiêu chuẩn khắt khe hơn so với trên cạn.
- Đá: Đá dùng để lấp rọ phải là đá khối, có cường độ nén cao (thường yêu cầu > 40 Mpa), hệ số hóa mềm cao (> 0.85) để chống lại sự phân rã do nước. Kích thước đá phải lớn hơn kích thước mắt lưới rọ để không bị lọt ra ngoài, thông thường độ dày viên đá phải lớn hơn 20 cm và tỷ lệ chiều dài/độ dày ≤ 3. Nên tránh sử dụng đá có cạnh quá sắc hoặc dạng tấm mỏng dễ vỡ. Đá cần được sàng lọc và kiểm tra chất lượng kỹ lưỡng trước khi đưa đến công trình.
- Lưới Rọ Đá: Lưới rọ đá là bộ khung chịu lực chính. Chất liệu lưới thường là dây thép mạ kẽm, hoặc trong môi trường nước mặn, nước ô nhiễm cao, hoặc nơi cần độ bền hóa học đặc biệt, người ta sử dụng rọ đá mạ kẽm có bọc nhựa PVC. Việc kiểm tra lưới rọ bao gồm số lượng, quy cách (kích thước rọ, kích thước mắt lưới), chất liệu dây thép, và chất lượng lớp mạ kẽm/lớp bọc PVC (đảm bảo không bị bong tróc, nứt). Lưới rọ thường được vận chuyển dạng bó gọn gàng.
Bước 2: Lắp Ráp Cấu Trúc Rọ Đá
Tại khu vực tập kết vật liệu (trên bờ hoặc trên sà lan), công nhân sẽ tiến hành lắp ráp các tấm lưới thành cấu trúc hình hộp (rọ đá) theo đúng kích thước thiết kế. Quá trình này bao gồm việc dựng các tấm đáy, thành bên, vách ngăn (nếu có) và nối chúng lại với nhau bằng dây thép buộc hoặc các mối nối chuyên dụng. Việc lắp ráp cần đảm bảo độ vuông vắn và chắc chắn của rọ, nhưng nắp rọ thường chưa được đóng kín ngay tại bước này, chờ đến khi lấp đầy đá (tùy theo biện pháp thi công).
Chuẩn bị rọ đá trước khi thi công
Bước 3: Chuẩn Bị Vị Trí Thi Công Dưới Nước
Đây là một bước quan trọng và đòi hỏi kỹ thuật cao khi thi công dưới nước.
- Khảo sát địa hình đáy nước: Sử dụng các thiết bị khảo sát địa hình dưới nước (như máy đo sâu hồi âm, sonar) để có bản đồ chi tiết về địa hình đáy, độ sâu, cấu trúc nền đất và các vật cản tiềm ẩn.
- Thiết lập hệ thống định vị: Cài đặt hệ thống định vị chính xác (ví dụ: GPS RTK chuyên dụng cho công trình thủy) để xác định vị trí mục tiêu hạ đặt rọ đá trên mặt nước và chiếu xuống đáy nước.
- Chuẩn bị nền móng (nếu cần): Trong một số trường hợp, nền đáy nước cần được san phẳng, nạo vét hoặc gia cố tạm thời để tạo mặt bằng ổn định cho việc đặt rọ đá.
- Lắp đặt bệ đỡ hoặc cấu trúc dẫn hướng: Để đảm bảo rọ đá được hạ đặt chính xác và không bị biến dạng khi chạm đáy, có thể cần lắp đặt các cấu trúc bệ đỡ tạm thời hoặc hệ thống dẫn hướng dưới nước hoặc từ trên mặt nước.
Bước 4: Tiến Hành Thả và Lắp Đặt Rọ Đá
Đây là công đoạn cốt lõi của quá trình thi công thả rọ đá dưới nước.
- Lấp đầy đá và đóng nắp (nếu thi công biện pháp 1): Như đã mô tả ở phần Biện pháp, rọ đá được lấp đầy đá trên bờ/sà lan và đóng nắp cẩn thận.
- Di chuyển và hạ rọ: Sử dụng cần cẩu hoặc các thiết bị nâng hạ chuyên dụng. Việc Hạ thấp rọ đá bằng cần cẩu khi thi công dưới nước đòi hỏi người vận hành phải có kinh nghiệm và phối hợp nhịp nhàng với đội ngũ kỹ thuật dưới nước (nếu có) hoặc dựa vào dữ liệu định vị.
- Định vị chính xác: Khi rọ đá được hạ gần đến đáy, việc định vị phải được theo dõi sát sao để đảm bảo rọ rơi đúng vào vị trí thiết kế, khớp nối với rọ đá đã đặt trước đó. Ảnh hưởng của dòng chảy phải được tính toán trước để hiệu chỉnh vị trí thả.
- Lắp đá và đóng nắp (nếu thi công biện pháp 2): Nếu thả rọ rỗng, sau khi rọ được định vị dưới đáy, đá sẽ được thả vào rọ bằng máy móc hoặc thủ công (tùy độ sâu), sau đó nắp rọ được đóng lại dưới nước.
- Nối các rọ đá: Các rọ đá liền kề cần được nối lại với nhau bằng dây buộc hoặc các mối nối đặc biệt để tạo thành một khối liên tục, tăng tính ổn định và khả năng chịu lực của toàn bộ công trình. Việc Lắp đặt rọ đá trong môi trường nước sâu đòi hỏi kỹ thuật nối đặc biệt và có thể cần đến sự hỗ trợ của thợ lặn chuyên nghiệp hoặc thiết bị điều khiển từ xa (ROV) ở độ sâu lớn.
Tiến hành thả rọ đá xuống nước
Bước 5: Kiểm Tra, Rà Soát và Nghiệm Thu
Sau khi hoàn thành việc thả và lắp đặt một khu vực hoặc toàn bộ công trình, công tác kiểm tra chất lượng là bắt buộc.
- Khảo sát lại địa hình: Sử dụng các thiết bị khảo sát dưới nước để quét lại khu vực vừa thi công. Bản đồ địa hình sau thi công sẽ được so sánh với bản vẽ thiết kế và bản đồ khảo sát ban đầu để kiểm tra độ chính xác về vị trí, cao độ và hình dạng của khối rọ đá.
- Kiểm tra trực quan (nếu có thể): Ở mực nước nông, có thể kiểm tra bằng mắt thường, hoặc sử dụng thợ lặn/thiết bị ROV ở mực nước sâu hơn để kiểm tra tình trạng rọ, các mối nối và sự phân bổ của đá.
- Nghiệm thu: Dựa trên kết quả khảo sát, kiểm tra và hồ sơ thi công, đơn vị thi công sẽ cùng chủ đầu tư hoặc đơn vị giám sát tiến hành nghiệm thu công trình, đảm bảo đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật và tiêu chuẩn áp dụng.
Các Yếu Tố Ảnh Hưởng và Lưu Ý Quan Trọng Khi Thi Công Thả Rọ Đá Dưới Nước
Thi công thả rọ đá dưới nước chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố môi trường và kỹ thuật. Để đảm bảo thành công, cần lưu ý:
- Điều kiện môi trường: Dòng chảy, sóng, thủy triều, và tầm nhìn dưới nước ảnh hưởng lớn đến quá trình thi công. Dòng chảy mạnh có thể làm xê dịch rọ đá, gây khó khăn cho việc định vị và hạ đặt. Tầm nhìn kém đòi hỏi phải phụ thuộc hoàn toàn vào thiết bị và kinh nghiệm của người điều khiển.
- Thiết bị và máy móc: Việc lựa chọn loại cần cẩu (trên bờ hay trên sà lan), máy xúc, sà lan hỗ trợ, hệ thống định vị, và các thiết bị khảo sát dưới nước phải phù hợp với quy mô và điều kiện cụ thể của công trình. Tình trạng hoạt động và độ chính xác của máy móc, đặc biệt là cần cẩu, là yếu tố then chốt.
- Đội ngũ nhân lực: Cần có đội ngũ kỹ sư giàu kinh nghiệm trong thi công công trình thủy và công nhân lành nghề, đặc biệt là người vận hành máy móc và thợ lặn (nếu cần).
- Công tác khảo sát và thiết kế: Bản vẽ thiết kế phải dựa trên khảo sát địa chất, địa hình thủy văn chi tiết. Việc tính toán ảnh hưởng của dòng chảy và lựa chọn kích thước tiêu chuẩn của rọ đá là bao nhiêu? phù hợp là rất quan trọng.
- An toàn lao động: Thi công dưới nước luôn tiềm ẩn rủi ro cao. Cần tuân thủ nghiêm ngặt các quy định về an toàn cho công nhân làm việc trên cao, dưới nước, và vận hành máy móc hạng nặng.
- Bảo trì và giám sát định kỳ: Sau khi hoàn thành, công trình rọ đá dưới nước cần được kiểm tra và bảo trì định kỳ, đặc biệt sau các đợt mưa lũ, bão lớn hoặc các biến động bất thường của dòng chảy, xói mòn để đảm bảo chức năng bảo vệ và gia cố lâu dài.
Việc lập kế hoạch chi tiết, tính toán kỹ lưỡng các yếu tố ảnh hưởng và tuân thủ đúng biện pháp thi công thả rọ đá dưới nước theo tiêu chuẩn là chìa khóa để xây dựng một công trình rọ đá dưới nước đạt chất lượng, bền vững và an toàn.
Tầm Quan Trọng Của Rọ Đá Trong Các Công Trình Thủy Lợi và Chỉnh Trị
Rọ đá không chỉ là vật liệu xây dựng thông thường mà còn đóng vai trò thiết yếu trong nhiều loại công trình liên quan đến môi trường nước. Đặc tính linh hoạt, khả năng thoát nước tốt và thân thiện với môi trường của rọ đá mang lại nhiều lợi ích đáng kể.
- Chống xói mòn và sạt lở: Rọ đá được sử dụng rộng rãi để kè các bờ sông, kênh, mương, bờ biển nhằm chống lại tác động phá hoại của dòng chảy và sóng, ngăn chặn hiện tượng xói mòn và sạt lở đất. Cấu trúc rọ đá cho phép nước đi qua, giảm áp lực thủy động lên công trình mà vẫn giữ được đất, cát phía sau.
- Gia cố nền móng và kết cấu: Rọ đá có thể dùng làm móng cho các công trình cầu, cống, đập nhỏ hoặc làm tường chắn dưới nước. Khả năng tự lèn chặt của đá trong rọ khi chịu tải giúp tăng độ ổn định cho kết cấu.
- Tạo đê chắn sóng, đê chắn cát: Ở khu vực ven biển, rọ đá có thể được xếp chồng lên nhau để tạo thành các đê chắn sóng hoặc đê chắn cát ngầm, giúp bảo vệ bờ biển khỏi sự xâm thực của biển.
- Cải tạo môi trường sống thủy sinh: Theo thời gian, các khoảng trống giữa những viên đá trong rọ có thể trở thành nơi trú ngụ, sinh sản cho các loài thủy sinh nhỏ, góp phần phục hồi và cải thiện hệ sinh thái dưới nước.
Việc ứng dụng rọ đá trong các công trình thủy lợi và chỉnh trị dòng chảy ngày càng phổ biến nhờ vào hiệu quả kỹ thuật và tính kinh tế so với các phương pháp truyền thống. Tuy nhiên, để phát huy tối đa hiệu quả, việc thi công, đặc biệt là thả rọ đá dưới nước, cần được thực hiện bởi các đơn vị có kinh nghiệm và tuân thủ nghiêm ngặt các quy định kỹ thuật.
Kết Luận
Thi công thả rọ đá dưới nước là một hạng mục đòi hỏi sự chuẩn bị kỹ lưỡng về mọi mặt từ vật liệu, máy móc đến nhân lực và quy trình thực hiện. Dù sử dụng biện pháp thả rọ đã lấp đầy đá hay thả rọ rỗng rồi mới lấp đá, việc đảm bảo độ chính xác trong định vị, hạ đặt và liên kết các rọ là cực kỳ quan trọng, đặc biệt khi làm việc ở mực nước sâu và có dòng chảy. Việc tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành như TCVN, cùng với công tác kiểm tra, giám sát chặt chẽ trong và sau quá trình thi công, sẽ đảm bảo chất lượng, độ bền vững và an toàn cho công trình. Đây là giải pháp hiệu quả để chống xói mòn, gia cố bờ kè và xây dựng các cấu trúc ổn định trong môi trường nước, góp phần bảo vệ hạ tầng và tài nguyên thiên nhiên.