Việc lựa chọn thiết bị đo, dụng cụ đo cần đáp ứng những yêu cầu kỹ thuật, yêu cầu chất lượng sản phẩm theo những tiêu chuẩn nào? Phần mềm quản lí và phân tích dữ liệu thô cần đáp ứng những tiêu chí gì? Để vận hành hiệu quả hệ thống quan trắc sau khi lắp đặt thì yêu cầu về tổ chức và bộ máy nhân sự ra sao, cán bộ vận hành phải qua quá trình đào tạo như thế nào?… Tất cả những câu hỏi này phải được làm rõ trong một quy định thống nhất đóng vai trò như là nhiệm vụ thư khi đặt hàng để lựa chọn đơn vị tư vấn thiết kế, lắp đặt và các nhà cung cấp thiết bị, dụng cụ đo. xem thêm khảo sát địa chất
1. Các tác động lên công trình, ứng xử của chúng và hệ thống quan trắc
Yêu cầu kiểm soát diễn biến của các tác động lên công trình và ứng xử của công trình trong quá trình thi công xây lắp cũng như trong quá trình bảo trì, khai thác để đảm bảo chất lượng và duy trì khả năng khai thác, đảm bảo tuổi thọ của công trình là một công việc bắt buộc của chủ đầu tư, nhà thầu và của đơn vị quản lí bảo trì khai thác công trình. Diễn biến của các thông số tác động lên công trình, bao gồm: Sự sai khác của hình dáng, vị trí, kích thước hình học của công trình trong quá trình xây lắp, thi công, của trọng lượng bản thân (tĩnh tải)…, sự sai khác của tải trọng khai thác (hoạt tải), của gió bão, của thay đổi nhiệt độ, độ ẩm, điều kiện địa chất, thủy văn, gia tốc địa chấn… so với thiết kế ban đầu. Ứng xử của công trình bao gồm diễn biến của các thông số như biến dạng, dao động, chuyển vị, góc xoay và hệ quả của chúng như nội lực, ứng suất, khả năng mất ổn định cục bộ, ổn định tổng thể…
Cầu Bãi Cháy – Quảng Ninh
Kết cấu càng phức tạp thì ứng xử của nó dưới các tải trọng và tác động thường xuyên hay ngẫu nhiên lại càng khó tường minh nên càng khó kiểm soát bằng các biện pháp thông thường. Đã có nhiều cây cầu, nhiều công trình mái không gian nhịp lớn, công trình ngầm… dù được thiết kế tính toán, thi công xây lắp, kiểm soát chất lượng…, tuân thủ đầy đủ các văn bản pháp qui, các qui định kỹ thuật, các tiêu chuẩn liên quan… nhưng trong quá trình thi công, vận hành, khai thác…, các sự cố kỹ thuật, thậm chí là sập đổ công trình vẫn xảy ra.
Chỉ tính riêng cho một loại hình kết cấu hiện đại là cầu dây văng thì đến nay đã có 12 cây cầu loại này đã được đưa vào khai thác, gồm: Đa Krông, Sông Hàn, Mỹ Thuận, Kiền, Bãi Cháy, Bính, Cần Thơ, Rạch Miễu, Phú Mỹ, Rào 2, Trần Thị Lý, Nhật Tân và hàng chục cây cầu cùng loại đang được xây dựng và chuẩn bị xây dựng như: Cao Lãnh, Vàm Cống, Bình Khánh, Phước Khánh, Bạch Đằng, Phước An… Đây là một khối tài sản có giá trị hàng trăm ngàn tỉ đồng, có kết cấu rất phức tạp cần được quan tâm đặc biệt trong quá trình thi công, bảo trì, khai thác để đảm bảo chất lượng công trình, an toàn khai thác, duy trì tuổi thọ theo thiết kế và nhất là cảnh báo, ngăn chặn được những sự cố có thể xảy ra dẫn đến những tác hại khôn lường về mặt kinh tế và xã hội.
Thực tế vừa qua đã có những sự cố kỹ thuật, thậm chí là sự cố công trình xảy ra. Có thể kể đến những sự cố công trình gây hậu quả nghiêm trọng ở nước ta như sự cố sập đổ cầu Rào năm 1987 sau 7 năm đưa vào khai thác, sự cố nứt vỡ đường ống áp lực của Nhà máy Thủy điện Yaly năm 1991, vỡ bể lắng lọc ở Thanh Hóa năm 2002, sập sàn bê tông Trung tâm thương mại ở Phú Mỹ Hưng – TP. Hồ Chí Minh năm 2010, sập nhà 4 tầng ở 51 Huỳnh Thúc Kháng – Hà Nội năm 2011, sập đà giáo hai nhịp neo của cầu Cần Thơ, sự cố kỹ thuật xảy ra đối với cầu Kiền trong quá trình thi công, sự cố cầu Bính, cầu Bãi Cháy, vỡ đường ống dẫn nước sông Đà, sập trần nhà thi đấu Phan Đình Phùng trong quá trình khai thác, vỡ đập Thủy điện La Krel 2 (Gia Lai), vỡ bể áp lực công trình Thủy điện Ea Súp 3 (Đăk Lăk)… Chi phí khắc phục các sự cố này có lúc lên đến hàng trăm tỉ đồng.
Hệ thống quan trắc ngày càng được nghiên cứu phát triển, hoàn thiện từ các dụng cụ, thiết bị đo đạc, các loại cảm biến đa năng như cảm biến dây căng, các chương trình, phần mềm xử lý, phân tích và đánh giá các kết quả quan trắc thu được cho đến các phương pháp, hình thức cảnh báo, biện pháp xử lý… đang được đưa vào ứng dụng ngày càng nhiều, góp phần quan trọng và quyết định đến chất lượng của việc kiểm soát này.
Tháng 12/2013, Tổng cục ĐBVN phối hợp với Công ty NeoStrain (Ba Lan) đã tổ chức Hội thảo “Hệ thống quan trắc cho công trình, các kinh nghiệm của Ba Lan và Việt Nam”. Các báo cáo tại Hội thảo đã đặc biệt nhấn mạnh sự cần thiết phải lắp đặt hệ thống quan trắc cho các công trình quan trọng như cầu dây văng nhịp lớn, các công trình văn hóa thể thao vượt khẩu độ lớn, các công trình ngầm, đê đập, đường đắp đi qua những vùng có cấu tạo địa chất phức tạp, nền đất yếu… Hệ thống quan trắc đang ngày càng trở thành một công cụ đắc lực để kiểm soát các tác động lên công trình và ứng xử của công trình dưới các tác động đó để phục vụ cho công tác xây lắp, thi công và bảo trì khai thác nhằm kịp thời đưa ra các biện pháp đảm bảo an toàn trong quá trình thi công xây lắp, khai thác sử dụng và duy trì tuổi thọ thiết kế của công trình.
2. Những vấn đề bất cập hiện nay dưới góc độ quản lí nhà nước
Để kiểm soát tác động và ứng xử của các công trình có kết cấu phức tạp, những năm qua đã có nhiều công trình quan trọng được triển khai lắp đặt hệ thống quan trắc cho cả giai đoạn thi công, xây lắp và giai đoạn khai thác, bảo trì. Các nhà quản lý đã phối hợp với đội ngũ các nhà khoa học, các chuyên gia đểõ cố gắng cập nhật các tiến bộ kỹ thuật của thế giới trong lĩnh vực này. Tuy vậy, công việc này ở nước ta hiện nay hiện chưa được quản lý thống nhất. Việc lắp đặt hệ thống quan trắc cho các công trình xây dựng đã và đang được tiến hành ở một số dự án có tính chất riêng rẽ, tự phát, phần lớn phụ thuộc vào nguồn vốn và ý kiến chủ quan của tư vấn, nhà thầu. Thậm chí, có những công trình do nhu cầu kỹ thuật bắt buộc khi thi công, nhà thầu đã phải lắp đặt hệ thống quan trắc để phục vụ công tác thi công của họ nhưng lại được chấp nhận là hệ thống quan trắc phục vụ cả giai đoạn xây lắp, thi công cũng như khai thác và chi phí này được thanh toán như một tiểu dự án riêng không nằm trong chi phí xây lắp. Thế nhưng, khi quản lý khai thác, hệ thống quan trắc này hầu như chẳng giúp ích gì cho quá trình bảo trì khai thác. Và thế là, đơn vị khai thác lại đề xuất một dự án lắp đặt hệ thống quan trắc bổ sung để phục vụ giai đoạn khai thác, bảo trì. Việc quản lí, phân tích, xử lí và lưu trữ các số liệu, các thông số thu thập được từ hệ thống quan trắc này trong quá trình khai thác của đơn vị quản lí khai thác, của chủ công trình ở nhiều công trình chưa được coi trọng, còn lúng túng và chưa mang lại hiệu quả.
Trong khi đó, các cơ quan có thẩm quyền, chủ đầu tư, các ban quản lí dự án cũng như đội ngũ các chuyên gia trong nước hiện nay nắm được bản chất ứng xử của loại kết cấu này cũng như hiểu biết sâu về kỹ thuật, công nghệ và những vấn đề liên quan đến bảo trì khai thác chúng cũng đang rất hạn chế.
Ví dụ như cầu Cần Thơ đã được lắp đặt hệ thống quan trắc dành riêng cho giai đoạn khai thác với chi phí lên đến hơn 20 tỷ đồng và đưa vào hoạt động từ tháng 3/2013 nhưng cho đến nay, các mục tiêu được đặt ra cho hệ thống quan trắc này như: “Đánh giá sự làm việc của kết cấu, phát hiện sự xuống cấp, suy giảm hiệu suất, nắm bắt biến đổi của kết cấu theo thời gian, cung cấp thông tin cho việc lập kế hoạch quản lý bảo trì hiệu quả…” vẫn chưa thực hiện được do chưa được đào tạo, hướng dẫn. Trong hệ thống này vẫn chưa có phần mềm quản lí và phân tích dữ liệu thô. Cầu Bãi Cháy tuy đã được lắp đặt hệ thống quan trắc ngay từ giai đoạn thi công và đã được bàn giao cho cơ quan quản lý nhưng sau đó lại bổ sung thêm hệ thống quan trắc cho giai đoạn khai thác với một lượng kinh phí không nhỏ.
Các cầu Bính, Rạch Miễu, Trần Thị Lý và Nhật Tân được lắp đặt hệ thống quan trắc cho giai đoạn thi công có kết hợp cả cho giai đoạn khai thác nhưng hiện nay, việc quản lí, phân tích và lưu trữ dữ liệu phục vụ cho công tác bảo trì khai thác chưa có hiệu quả, bị xem thường và thậm chí có đơn vị quản lý còn không quan tâm đến công việc này. Các hệ thống quan trắc này do các đơn vị tư vấn và cung cấp thiết bị khác nhau của nước ngoài thực hiện như: VSL, Freyssinet, Niponkoe – Chodai, NTT Data… trên cơ sở khả năng về thiết bị, dụng cụ đo, phần mềm xử lí và kinh nghiệm của từng hãng. Kết quả là việc quản lí hệ thống này và nhất là việc xử lí, đánh giá, thu thập, lưu trữ các số liệu quan trắc còn tồn tại nhiều bất cập, mô hình tổ chức và đội ngũ vận hành chưa đáp ứng được yêu cầu quản lí, khai thác, xử lí và lưu trữ số liệu của hệ thống quan trắc này. Nguyên nhân chính là khi thực hiện công việc này, các đơn vị tư vấn thiết kế và các nhà cung cấp, lắp đặt chưa có một nhiệm vụ thư và yêu cầu kinh tế kỹ thuật thống nhất được đặt ra bởi chủ đầu tư.
3. Nguyên nhân và giải pháp
Nguyên nhân chính là khi thực hiện công việc này, chủ đầu tư chưa có hệ thống văn bản pháp quy kỹ thuật để làm căn cứ đưa ra các tiêu chí, các yêu cầu kinh tế kỹ thuật thống nhất để bắt buộc các đơn vị tư vấn thiết kế và các nhà cung cấp, lắp đặt phải tuân thủ thực hiện trong các bước triển khai. Nói cách khác, mục đích, yêu cầu của việc lắp đặt hệ thống quan trắc chưa được xác định thống nhất bởi một hệ thống văn bản pháp qui kỹ thuật có hình thức như quy chuẩn kỹ thuật, qui định hay yêu cầu kỹ thuật để làm căn cứ.
Các văn bản pháp quy kỹ thuật có nội dung như trên sẽ là căn cứ triển khai thực hiện các bước thiết kế, cung cấp thiết bị dụng cụ đo, lắp đặt và đào tạo, chuyển giao công nghệ nhằm đảm bảo hiệu quả kinh tế kỹ thuật của công việc này. Văn bản pháp quy kỹ thuật này cần được các nhà chuyên môn, các nhà khoa học có kinh nghiệm về lĩnh vực quan trắc công trình tham gia thẩm tra trước khi ban hành. Các yêu cầu của Hồ sơ mời thầu và Hồ sơ thiết kế lắp đặt hệ thống quan trắc cho các công trình của đơn vị dự thầu phải tuân thủ và đáp ứng các quy định của văn bản pháp quy kỹ thuật này.
Tóm lại, để có được một hệ thống quan trắc hiệu quả với chi phí lắp đặt tối thiểu sao cho khi đội ngũ làm công tác này căn cứ vào đó để triển khai công việc đảm bảo được quá trình thi công xây lắp, vận hành khai thác an toàn công trình, duy trì được tuổi thọ, cảnh báo được những nguy cơ, những rủi ro, phân tích và lưu trữ được đúng các dữ liệu cần thiết cho việc xử lý khi có sự cố bất thường xảy ra… đòi hỏi phải huy động được sự tham gia những chuyên gia giỏi cả trong và ngoài nước cùng phối hợp với các cơ quan quản lí có thẩm quyền ở các cấp khẩn trương nghiên cứu, biên soạn và ban hành các văn bản pháp quy kỹ thuật đối với việc thiết kế, lắp đặt hệ thống quan trắc công trình.
PGS.TS. Tống Trần Tùng
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét