Đang tải... (xem toàn văn)
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI NGUYỄN ĐỨC THỌ NGHIÊN CỨU NGUYÊN NHÂN SỰ CỐ CỤM CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI CỐNG, ÂU THUYỀN TẮC GIANG VÀ BIỆN PHÁP KHẮC P[.]
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI - NGUYỄN ĐỨC THỌ NGHIÊN CỨU NGUYÊN NHÂN SỰ CỐ CỤM CƠNG TRÌNH ĐẦU MỐI CỐNG, ÂU THUYỀN TẮC GIANG VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC SỰ CỐ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI, 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI - NGUYỄN ĐỨC THỌ NGHIÊN CỨU NGUN NHÂN SỰ CỐ CỤM CƠNG TRÌNH ĐẦU MỐI CỐNG, ÂU THUYỀN TẮC GIANG VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC SỰ CỐ Chun ngành: Xây dựng cơng trình thủy Mã Số: 60 - 58 – 40 LUẬN VĂN THẠC SĨ Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN VĂN BẢN GS.TS VŨ THANH TE HÀ NỘI, 2015 LỜI CẢM ƠN Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành Xây dựng cơng trình thủy lợi với đề tài “Nghiên cứu ngun nhân cố cụm cơng trình đầu mối cống, âu thuyền Tắc Giang biện pháp khắc phục cố” hoàn thành cố gắng nỗ lực thân, tác giả nhận giúp đỡ tận tình thầy giáo, giáo Ban giám hiệu, khoa Sau đại học, khoa Công trình, thầy giáo, giáo mơn trường Đại học Thủy lợi động viên tạo điều kiện tốt gia đình, quan bạn bè đồng nghiệp Tác giả chân thành cảm ơn Quý quan, đơn vị cá nhân tận tình giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi suốt thời gian học tập hoàn thành luận văn Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy: PGS TS Nguyễn Văn Bản GS TS Vũ Thanh Te trực tiếp hướng dẫn cung cấp tài liệu thông tin khoa học cần thiết tạo điều kiện cho tác giả học tập hoàn thành luận văn Tác giả xin cảm ơn bạn bè đồng nghiệp gần xa gia đình ln quan tâm động viên khích lệ tinh thần vật chất để tác giả đạt kết ngày hôm Do hạn chế trình độ thân thời gian có hạn, luận văn chắn cịn nhiều thiếu sót, tác giả mong tiếp tục nhận bảo thầy, cơ, chun gia góp ý bạn bè đồng nghiệp tạo điều kiện để tác giả mở mang trau dồi thêm kiến thức Trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2015 Tác giả Nguyễn Đức Thọ LỜI CAM ĐOAN Tôi Nguyễn Đức Thọ, Học viên cao học lớp 19C21 - Trường Đại học Thủy Lợi, tác giả luận văn xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các nội dung kết nghiên cứu luận văn trung thực, chưa công bố cơng trình khác Tác giả Nguyễn Đức Thọ MỞ ĐẦU I TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Sông Hồng sông lớn đồng Bắc Bộ, Sơng Hồng có tổng chiều dài 1.149 Km bắt nguồn từ Trung Quốc có chiều dài chảy qua Việt Nam 510 Km Hai bên bờ từ tỉnh Phú Thọ đến cửa sông hệ thống đê bao bọc dài 110 Km, có tuyến đê Hữu Hồng (thuộc cấp đặc biệt) từ Tiên Tân (Đan Phượng - Hà Nội) đến Đông Mỹ (Thanh Trì - Hà Nội) dài 45,5 Km tuyến đê Đại Hà trực tiếp bảo vệ Thủ đô Hà Nội tỉnh lân cận Hà Nam tỉnh thuộc đồng Bắc Bộ, nằm trọn lưu vực hệ thống sơng Hồng, có 06 đơn vị hành chính, gồm 05 huyện thành phố Phủ Lý Kinh tế chủ yếu nông nghiệp Cùng với tăng trưởng ngành kinh tế, năm gần hình thành phát triển khu công nghiệp, đô thị lớn, vùng kinh tế trọng điểm địi hỏi hệ thống giao thơng nói chung giao thơng đường thủy nói riêng ngày phát triển Hà Nam với hệ thống sông Hồng, sông Châu, sơng Đáy sơng Nhuệ hình thành nên mạng lưới giao thông đường thủy phức tạp Để vừa đảm bảo cấp tiêu thoát nước, vừa đảm bảo lại cho thuyền bè chuyện ưu tiên hàng đầu quyền địa phương Một giải pháp thực Cơng trình đầu mối cống âu thuyền Tắc Giang, xã Chuyên Ngoại, huyện Duy Tiên, tỉnh Hà Nam thuộc hệ thống thuỷ lợi Tắc Giang - Phủ Lý Đây cơng trình điều tiết nước sông Châu Giang, lấy nước tưới, tiêu cho huyện tỉnh phục vụ giao thông đường thuỷ nằm tuyến đê hữu sông Hồng Địa điểm xây dựng: Cụm đầu mối cống Tắc Giang nằm xã Chuyên Ngoại huyện Duy Tiên xã Nguyên Lý - huyện Lý Nhân thuộc tỉnh Hà Nam Cụm cơng trình đầu mối gồm: - 01 cống lấy nước cửa cửa rộng 4,2 m - 01 âu thuyền có bề rộng B = 8m - Khoảng cách tim cống âu thuyền 42m - Khoảng cách mép cống mép âu thuyền 25,4m Cơng trình khởi cơng xây dựng từ năm 2007 đến ngày 22/11/2009 đưa vào khai thác sử dụng đến tháng 10/2010 bàn giao cho Công ty trách nhiệm hữu hạn thành viên Khai thác Cơng trình thủy lợi Nam Hà Nam sử dụng Tuy nhiên sau thời gian sử dụng cơng trình gặp cố Thời gian diễn biến cố: - Vào lúc 30 phút ngày 01/8/2012 vị trí đầu mối cống Tắc Giang, Công ty TNHH MTV Khai thác CTTL Nam Hà Nam phát phía hạ lưu tường ngoặt sau bể tiêu cống có tượng đùn, sủi mạnh, nước đục, gian nhà để tủ điện điều hành cống bị lún nghiêng Thời điểm xảy cố, cửa van cống âu thuyền đóng, chênh lệch mực nước thượng hạ lưu cống 2,4m (mực nước thượng lưu cao trình +5,0m, hạ lưu cao trình +2,6m) - Dịng thấm đầu tường cánh bên phải cống dọc theo mang cống đến thân cống rẽ qua đáy cống đầu tường cánh hạ lưu bên trái cống Sau ba năm đưa cơng trình vào sử dụng đến ngày 01/8/2012 xảy cố thấm từ thượng lưu hạ lưu làm xói gây sụt đất mang cống mái hạ lưu bờ trái, Một nhà điều hành bị nghiêng mạnh, có nguy đổ xuống Nhiều vết nứt lớn kéo theo khu vực xung quanh khu nhà điều hành Nhiều vùng phía chân đê sụt lún hố sâu hoắm đe dọa đến an tồn ổn định cơng trình Vì việc xử lý cố cần thiết cấp bách II MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI Phân tích đánh giá nguyên nhân cố cụm cơng trình đầu mối cống, âu thuyền Tắc Giang Từ đề xuất biện pháp khắc phục cố để khơi phục làm việc bình thường cho cơng trình III CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Cách tiếp cận - Tiếp cận thực tế trường cố cụm cơng trình đầu mối cống, âu thuyền Tắc Giang; - Nghiên cứu lý thuyết, tìm hiểu tài liệu liên quan đến cụm cơng trình đầu mối cống, âu thuyền Tắc Giang; - Nghiên cứu quy trình, quy phạm có liên quan Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp điều tra khảo sát, thu thập tổng hợp tài liệu; - Phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp tiếp cận thực tế; - Phương pháp chuyên gia; - Phương pháp phân tích tổng hợp; - Phần mềm Geostudio 2004 modul Seep/W CHƯƠNG MỘT SỐ SỰ CỐ THƯỜNG GẶP VỚI CỐNG QUA ĐÊ VÀ CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÝ SỰ CỐ 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CỐNG QUA ĐÊ 1.1.1 Khái niệm cống qua đê Cống qua đê loại cơng trình thủy lợi xây dựng đê nhằm mục đích khống chế mực nước điều tiết lưu lượng với nhiệm vụ như: Lấy nước, tiêu nước, phân lũ, giao thơng… Hình 1.1 Cống qua đê Tắc Giang (Duy Tiên - Hà Nam) 1.1.2 Cấu tạo cống qua đê Cống cấu tạo gồm ba phận: - Bộ phận nối tiếp thượng lưu; - phận thân cống; - phận nối tiếp hạ lưu 1.1.2.1 Bộ phận nối tiếp thượng lưu - Bộ phận nối tiếp thượng lưu gồm phận chính: Tường cánh thượng lưu, sân trước có thêm kênh dẫn thượng lưu - Bộ phận nối tiếp thượng lưu có tác dụng hướng dịng chảy vào cống cho dòng chảy thuận dòng ổn định, giảm tổn thất cột nước, chống thấm chống xói; 1.1.2.2 Bộ phận thân cống - Bộ phận thân cống gồm phận chính: Bản đáy, trụ pin, trụ bên, trần cống, khe van, cửa van, khe phai, cầu công tác, cầu thả phai … - Bộ phận thân cống có tác dụng: Điều tiết, khống chế lưu lượng mực nước, liên kết thân cống với bờ cơng trình khác bên cạnh, giữ ổn định cống, chống thấm chống xói cho nền; 1.1.2.3 Bộ phận nối tiếp hạ lưu - Bộ phận nối tiếp hạ lưu gồm phận: Tường cánh hạ lưu, thiết bị tiêu có kênh dẫn hạ lưu - Bộ phận nối tiếp hạ lưu có tác dụng: Tiêu phịng xói, nối tiếp phân bố dịng chảy khỏi cống Hình 1.2 Mặt cắt dọc cống Tắc Giang (Duy Tiên - Hà Nam) 1.2 MỘT SỐ SỰ CỐ THƯỜNG GẶP VỚI CỐNG QUA ĐÊ Cống hạng mục quan trọng hệ thống đê, năm qua hệ thống đê tôn cao, đắp dày nên nhiều cống phải nối dài, tải trọng tác dụng lên cống lớn nhiều so với thiết kế Một số cống xây dựng mới, chất lượng nâng cao trước song thiết kế thi công bộc lộ không tồn xử lý nền, khớp nối, cửa van, bể tiêu năng, đắp đất xung quanh cống… Công tác quản lý vận hành cống chưa thường xuyên, xảy hư hỏng không sữa chữa kịp thời, gặp lũ lớn gây cố bất ngờ Sự cố cống xảy q trình thi cơng như: Sạt lở cống Hiệp Hịa hệ thống thủy nơng Đơ Lương tỉnh Nghệ An; xảy trình quản lý, vận hành như: Sự cố cống Mai Lâm Đê tả sông Đuống, cống bị cố thấm qua vai cống năm 1957 gây vỡ đê; cống Kênh Khê Đê tả sông Hồng, cống bị đùn sủi, tràn đê gây vỡ đê khu vực hai bên cống năm 1915… Kết điều tra 855 cống qua đê Đề tài độc lập cấp Nhà nước “ Nghiên cứu giải pháp Khoa học Công nghệ để sữa chữa nâng cấp cống đê thuộc sông Hồng sơng Thái Bình” năm 2006 cho thấy, hệ thống sơng Hồng sơng Thái Bình có 132 cống bị hư hỏng cần sữa chữa, số liệu thống kê số cố cống qua đê bảng 1.1 [3] Bảng 1.1 Thống kê số cố xảy cống TT Loại cố Số lượng (%) Loại cố (%) Lún, nứt, chuyển vị tường, thân trần cống 57/132 (43,18) 57/240 (23,75) 40/132 (30,3) 40/240 (16,66) 41/132 (31,06) 30/132 (22,73) 24/132 (18,18) 23/132 (17,42) 14/132 (10,6) 11/132 (8,33) 41/240 (17,08) 30/240 (12,5) 24/240 (12,66) 23/240 (9,58) 14/240 (5,83) 11/240 (4,56) Lún, nứt, chuyển vị tường cánh thượng, hạ lưu Xói, bồi bể sau tiêu Thấm qua nền, vai cống Hỏng cửa van Sạt mái bảo vệ thượng, hạ lưu Cống ngắn cần nối dài Hỏng khớp nối Nguyên nhân chung gây cố cống khảo sát, thiết kế, thi công, quản lý vận hành số nguyên nhân khác như: Nước lũ vượt mức thiết kế, thay đổi điều kiện sử dụng Tuy nhiên với cố lại nguyên nhân cụ thể sau: 1.2.1 Lún, nứt, chuyển vị tường, thân trần cống - Hiện tượng: Xuất vết nứt thân cống, cao trình đỉnh cống khơng đảm bảo theo thiết kế, xuất dịng thấm rò rỉ qua thân cống 78 - TH3: Kiểm tra thấm mặt cắt vai phải cống MNTL: +7,1m; MNHL: +2,18m Có tường chống thấm cọc XMĐ phía thượng lưu cao 18,5m Có tường chống thấm cọc XMĐ dọc bên mang cống hạ lưu cao 11m Hình 3.29 Mơ hình hóa điều kiện biên trường hợp Hình 3.30 Kết tính gradien thấm trường hợp J max = 0,2 mép hạ lưu Ta thấy: J < [J ] Ổn định thấm 79 - TH4: Kiểm tra thấm mặt cắt vai phải cống sát mép cống MNTL: +7,1m; MNHL: +2,18m Có tường chống thấm cọc XMĐ phía thượng lưu cao 18,5m Có tường chống thấm cọc XMĐ dọc bên mang cống hạ lưu cao 11m Hình 3.31 Mơ hình hóa điều kiện biên trường hợp Hình 3.32 Kết tính gradien thấm trường hợp J max = 0,19 mép hạ lưu Ta thấy: J < [J ] Ổn định thấm 80 - TH5: Kiểm tra thấm mặt cắt chéo qua thân cống cống MNTL: +7,1m; MNHL: +2,18m Có tường chống thấm cọc XMĐ phía thượng lưu cao 18,5m Có tường chống thấm cọc XMĐ dọc bên mang cống hạ lưu cao 11m Hình 3.33 Mơ hình hóa điều kiện biên trường hợp Hình 3.34 Kết tính gradien thấm trường hợp J max = 0,24 mép hạ lưu Ta thấy: J < [J ] Ổn định thấm 81 3.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG Việc tiến hành xử lý cố cơng trình đầu mối cống âu thuyền Tắc Giang cần thiết gấp rút Muốn xử lý triệt để trì tuổi thọ cho cơng trình cần phải chặn đứt dòng thấm từ thượng lưu hạ lưu Có nhiều phương pháp để giải vấn đề như: Phương án kéo dài đường viền thấm theo phương ngang cách kéo dài sân phủ thượng lưu làm tầng lọc thoát nước hạ lưu; phương án kéo dài đường viền thấm theo phương đứng cáchđóng cừ phương án tường hào Tuy nhiên với điều kiện cơng trình Tắc Giang lúc khó tiến hành triển khai hai phương án đâu Vì phương án khả thi hiệu làm tường hào cọc xi măng đất làm chồng lên thi cơng cơng nghệ Jet-Grouting để ngăn dịng thấm Sau ngăn dòng thấm tiến hành khoan cát, xi măng áp lực thấp để bù lại lượng bị xói ngầm sau sửa sang hồn thiện lại cơng trình để trả lại làm việc bình thường cho cụm cơng trình đầu mối cống âu thuyền Tắc Giang 82 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Nguyên nhân cố: Là xói ngầm mang cống cống, kết cấu hạng mục khác ổn định Những nguyên nhân giả định dẫn đến tượng xói ngầm cống mang cống Tắc Giang: - Trong trình thi công bị biến dạng, bị xáo trộn làm cho khả chống xói, chống đùn ngược khơng đạt quy phạm quy định - Do thi cơng biện pháp bảo vệ hố móng, tiêu nước hố móng khơng có cừ vây nên lớp cống theo tài liệu địa chất cát nhỏ, hạt bụi, có tính dẻo dính gặp nước dễ bị rã rời tiếp xúc với dòng nước chảy Do dùng biện pháp tiêu nước hố móng hệ thống rãnh tiêu nước lộ thiên khơng có lớp lọc có khơng đạt u cầu bơm nước lộ thiên mà khơng tính tốn kiểm tra xói ngầm q trình bơm nước xảy trường hợp hạt bụi cống bị xói ngầm gây rỗng cống Ngược lại kích thước lỗ lớp lọc nhỏ bị bịt kín gây tắc lọc nước khơng làm ứ nước hố móng - Do địa chất lịng sơng cổ biến đổi phức tạp, địa chất có điểm dị thường xen kẹp lớp bùn bồi tích theo dạng mạch lươn q trình khảo sát với cơng nghệ có khơng phát - Trong q trình đắp đất phần tiếp giáp với nền, hố móng khơng có cừ vây thi cơng việc tiêu nước khơng triệt để nên lớp đất tiếp giáp hố móng cống đầm nện khơng đạt độ chặt, γTK nên bị xói mịn tiếp xúc dẫn đến xói ngầm Các giai đoạn xử lý: - Giai đoạn 1: Làm tường chống thấm cọc XMĐ thi công theo công nghệ Jet-Grouting phía thượng lưu dọc theo tuyến cừ cũ, hai bên vai cống; cao trình đáy tường -13,5m; cao trình đỉnh tường + 5,0m; chiều cao tường 18,5m; chiều dày tường 1,5m (03 hàng cọc XMĐ); 83 - Giai đoạn 2: Làm tường chống thấm phía hạ lưu dọc theo tuyến cừ cũ, hai bên vai cống dọc hai bên vai cống (thay phần đất đắp hai bên vai cống) Cao trình đáy tường -6,5m; cao trình đỉnh tường +4,5m; tường cao 11m; chiều dày tường 1m (02 hàng cọc XMĐ); - Giai đoạn 3: Làm lỗ thoát nước tầng lọc ngược sân tiêu năng; - Giai đoạn 4: Kết hợp khoan áp lực thấp để bù nền, phần bù rỗng đến cao trình -6m; - Giai đoạn 4: Thử tải cơng trình; - Giai đoạn 5: Hồn thiện cơng trình 84 KIẾN NGHỊ Cần thi công khẩn trương để khắc phục cố kịp thời; nhiên dù thi công gấp rút phải ý đảm bảo chất lượng thi công cho sau xử lý cố cụm cơng trình đầu mối cống âu thuyền Tắc Giang trở lại hoạt động bình thường có tuổi thọ cơng trình bền vững lâu dài từ góp phần lớn vào phát triển kinh tế phục vụ cho nhân dân 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Công ty tư vấn xây dựng Thủy lợi (2006), báo cáo địa chất cơng trình, thuyết minh, vẽ cụm cơng trình đầu mối cống Tắc Giang, Hà Nội Nguyễn Quốc Đạt (2013), “Nghiên cứu giải pháp ổn định thấm đê cho số đoạn đê trọng điểm địa bàn tỉnh Hà Nam”, Luận án TS, viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam, Hà Nội PGS.TS Nguyễn Quốc Dũng (2006), “Nghiên cứu giải pháp Khoa học Công nghệ để sữa chữa nâng cấp cống đê thuộc sông Hồng sơng Thái Bình”, Báo cáo tổng kết Khoa học Kỹ thuật, viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam, Hà Nội TCCS05:2010/VKHTLVN “Hướng dẫn sử dụng phương pháp Jet-grouting tạo cọc để xử lý đất yếu chống thấm thân cơng trình thủy lợi” TCVN 8216-2009 “Thiết kế đập đất đầm nén” TCVN 9403:2012 “Gia cố đất yếu - Phương pháp trụ đất xi măng” chuyển đổi từ TCXDVN 385:2006 TCXDVN 385:2006 “Gia cố đất yếu trụ Xi măng đất” Tổng công ty tư vấn xây dựng thủy lợi Việt Nam - CTCP (2012), báo cáo dự án “Xử lý khẩn cấp cố cụm công trình đầu mối cống, âu thuyền Tắc Giang - tỉnh Hà Nam”, Hà Nội Tổng công ty tư vấn xây dựng thủy lợi Việt Nam - CTCP (2013), “Tài liệu khảo sát địa chất bổ sung số No755Đ-ĐC-BC01”, Hà Nội 10 GS.TS Ngơ Trí Viềng; PGS TS Phạm Ngọc Quý; GS TS Nguyễn Văn Mạo; PGS TS Nguyễn Chiến; PGS TS Nguyễn Phương Mậu; TS Phạm Văn Quốc (2005), Giáo trình thủy cơng tập 1, tập Nhà xuất xây dựng, Hà Nội 11 Tô Xuân Vu (2002), Nghiên cứu đặc tính biến dạng thấm đê sông Hồng, Luận án TS, Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội MỤC LỤC MỞ ĐẦU I TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI II MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI III CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CHƯƠNG MỘT SỐ SỰ CỐ THƯỜNG GẶP VỚI CỐNG QUA ĐÊ VÀ CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÝ SỰ CỐ 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CỐNG QUA ĐÊ 1.1.1 Khái niệm cống qua đê 1.1.2 Cấu tạo cống qua đê 1.2 MỘT SỐ SỰ CỐ THƯỜNG GẶP VỚI CỐNG QUA ĐÊ 1.2.1 Lún, nứt, chuyển vị tường, thân trần cống 1.2.2 Lún, nứt, chuyển vị tường cánh thượng, hạ lưu 1.2.3 Xói, bồi bể sau tiêu 1.2.4 Thấm qua nền, vai cống 1.2.5 Hỏng cửa van 11 1.2.6 Cánh cửa cống hay phai bị gãy 11 1.2.7 Hỏng khớp nối 11 1.3 CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ SỰ CỐ ĐỐI VỚI CỐNG QUA ĐÊ 12 1.3.1 Giải pháp xử lý khẩn cấp cố cống qua đê mùa lũ 12 1.3.2 Giải pháp xử lý lâu dài cố thấm cống qua đê 16 KẾT LUẬN CHƯƠNG 20 CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ NGUN NHÂN SỰ CỐ CỤM CƠNG TRÌNH ĐẦU MỐI CỐNG, ÂU THUYỀN TẮC GIANG 21 2.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CỤM CƠNG TRÌNH ĐẦU MỐI CỐNG, ÂU THUYỀN TẮC GIANG 21 2.1.1 Giới thiệu cụm cơng trình đầu mối cống, âu thuyền Tắc Giang 23 2.1.2 Đặc điểm móng cơng trình 27 2.1.3 Đất đắp 29 2.1.4 Địa chất thủy văn 30 2.1.5 Đánh giá điều kiện địa chất cơng trình 31 2.1.6 Thiết kế xử lý sức chịu tải cống 32 2.1.7 Thiết kế xử lý thấm cống 33 2.1.8 Thiết kế quan trắc 33 2.1.9 Biện pháp thi công 34 2.1.10 Quá trình thi cơng móng cơng trình 34 2.1.11 Mực nước vận hành cơng trình 37 2.2 TỔNG QUAN DIỄN BIẾN SỰ CỐ 37 2.3 PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ NGUYÊN NHÂN CỦA SỰ CỐ 41 2.3.1 Nhận định ban đầu 41 2.3.2 Tính tốn ổn định thấm cống xảy cố 44 2.3.3 Đánh giá nguyên nhân cố 49 2.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 52 CHƯƠNG BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC SỰ CỐ ĐỂ KHƠI PHỤC SỰ LÀM VIỆC BÌNH THƯỜNG CỦA CỤM CƠNG TRÌNH ĐẦU MỐI CỐNG TẮC GIANG 53 3.1 KHẢO SÁT SAU SỰ CỐ 53 3.1.1 Địa hình 53 3.1.2 Địa tầng 53 3.1.2 Địa chất thủy văn 56 3.2 CÁC GIẢI PHÁP KIẾN NGHỊ 57 3.2.1 Sơ phương án xử lý toàn cố 57 3.2.2 Giải pháp kỹ thuật xử lý thấm cho cơng trình 60 3.2.3 Giải pháp bù gia cố cho cơng trình 70 3.3.4 Kiểm tra thấm sau xử lý 72 3.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 81 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 82 KẾT LUẬN 82 KIẾN NGHỊ 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO 85 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Thống kê số cố xảy cống Bảng 2.1 Chỉ tiêu lý đất đắp vai cống 30 Bảng 2.2 Biện pháp tiêu nước hố móng 36 Bảng 2.3 Các mực nước dùng tính toán 44 Bảng 2.4 Các lớp đất hệ số thấm dùng tính tốn 44 Bảng 2.5 Kết kiểm tra ổn định thấm cục 49 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Cống qua đê Tắc Giang (Duy Tiên - Hà Nam) Hình 1.2 Mặt cắt dọc cống Tắc Giang (Duy Tiên - Hà Nam) Hình 1.3 Lún, chuyển vị tường, thân, trần cống Hình 1.4 Hạ lưu cống bị xói sâu Hình 1.5 Thấm qua cống Hình 1.6 Thấm qua vai cống Hình 1.7 Xử lý hạ lưu cống bị xói sâu 12 Hình 1.8 Xử lý mạch sủi hạ lưu cống 13 Hình 1.9 Xử lý cánh cửa van bị kênh, nước rò rỉ qua cửa van, khe van 14 Hình 1.10 Xử lý phai bị gẫy 15 Hình 1.11 Hồnh triệt cống cánh cửa cống bị gẫy 15 Hình 1.12 Sân trước đất sét 16 Hình 1.13 Bố trí cừ chống thấm đáy cống 17 Hình 1.14 Làm tường chống thấm vịng quanh bờ 18 Hình 1.15 Làm lỗ thoát nước tầng lọc ngược cửa 18 Hình 2.1 Cụm cơng trình đầu mối cống Tắc Giang 21 Hình 2.2 Cụm cơng trình đầu mối cống Tắc Giang 22 Hình 2.3 Cụm cơng trình đầu mối cống Tắc Giang 22 Hình 2.4 Bản đồ khu vực cơng trình đầu mối cống Tắc Giang 23 Hình 2.5 Vị trí xây dựng cống Tắc Giang 23 Hình 2.6 Mặt cống, âu thuyền Tắc Giang 25 Hình 2.7 Cắt dọc cống Tắc Giang 25 Hình 2.8 Mặt cắt địa chất dọc tuyến cống 29 Hình 2.9 Mặt đóng cọc BTCT M300 32 Hình 2.10 Mặt đóng cọc BTCT M300 32 Hình 2.11 Sơ đồ bố trí cừ chống thấm 33 Hình 2.12 Mặt bố trí thiết bị quan trắc thấm cống Tắc Giang 33 Hình 2.13 Phương pháp tiêu nước hố móng thi cơng 35 Hình 2.14 Bố trí tiêu nước hố móng Tư vấn thiết kế lập 36 Hình 2.15 Bố trí tiêu nước hố móng Nhà thầu xây lắp 36 Hình 2.16 Một số hình ảnh cố cơng trình đầu mối Tắc Giang 38 Hình 2.17 Một số hình ảnh cố cơng trình đầu mối Tắc Giang 38 Hình 2.18 Một số hình ảnh cố cơng trình đầu mối Tắc Giang 38 Hình 2.19 Một số hình ảnh cố cơng trình đầu mối Tắc Giang 39 Hình 2.20 Một số hình ảnh cố cơng trình đầu mối Tắc Giang 39 Hình 2.21 Một số hình ảnh cố cơng trình đầu mối Tắc Giang 39 Hình 2.22 Một số hình ảnh cố cơng trình đầu mối Tắc Giang 40 Hình 2.23 Một số hình ảnh cố cơng trình đầu mối Tắc Giang 40 Hình 2.24 Một số hình ảnh cố cơng trình đầu mối Tắc Giang 40 Hình 2.25 Phạm vi cố mặt 42 Hình 2.26 Phạm vi cố cắt dọc cống (A-A) 43 Hình 2.27 Cắt dọc cống bên phải sát mép tường bên (B-B) 43 Hình 2.28 Cắt dọc cống bên trái sát mép tường bên (C-C) 43 Hình 2.29 Mặt cắt chéo qua thân cống (D-E-E-D) 44 Hình 2.30 Sơ đồ phần tử hình tam giác 45 Hình 2.31 Sơ đồ tính tốn mặt cắt chéo qua thân cống (D-E-E-D) 46 Hình 2.32 Mơ hình hóa điều kiện biên trường hợp ∆H = 2,4m 46 Hình 2.33 Kết tính gradien thấm trường hợp ∆H = 2,4m 46 Hình 2.34 Mơ hình hóa điều kiện biên trường hợp ∆H = 3,62m 47 Hình 2.35 Kết tính gradien thấm trường hợp ∆H = 3,62m 47 Hình 2.36 Mơ hình hóa điều kiện biên trường hợp ∆H = 4,92m 48 Hình 2.37 Kết tính gradien thấm trường hợp ∆H = 4,92m 48 Hình 2.38 Tầng nước có áp tác dụng lên cơng trình 50 Hình 3.1 Mặt cắt địa chất dọc mang cống bên trái 55 Hình 3.2 Mặt cắt địa chất dọc tim cống 56 Hình 3.3 Mặt cắt địa chất dọc mang cống bên phải 56 Hình 3.4 Biện pháp kéo dài sân trước làm lỗ thoát nước, tầng lọc ngược cửa dòng thấm 58 Hình 3.5 Biện pháp đóng cừ thép hai bên vai cống phía thượng lưu vị trí tiếp giáp sân trước đáy cống 59 Hình 3.6 Biện pháp chống thấm tường xi măng - đất hai bên vai cống phía thượng lưu vị trí tiếp giáp sân trước đáy cống 59 Hình 3.7 Bố trí tường chống thấm mặt 61 Hình 3.8 Biện pháp chống thấm tường xi măng - đất hai bên vai cống phía thượng lưu vị trí tiếp giáp sân trước đáy cống 61 Hình 3.9 Tính tốn thơng số chiều dày tường chống thấm 63 Hình 3.10 Sơ đồ bố trí cọc xi măng - đất phía thượng lưu 64 Hình 3.11 Sơ đồ bố trí cọc xi măng - đất phía hạ lưu 64 Hình 3.12 Sơ đồ bố trí cọc xi măng - đất vị trí tiếp giáp với cừ thép 65 Hình 3.13 Sơ đồ thi công cọc xi măng - đất 66 Hình 3.14 Sơ đồ thi công cọc xi măng - đất 66 Hình 3.15 Máy khoan YBM-2P(S) II 67 Hình 3.16 Máy bơm vữa cao áp SG-75MK (II) 67 Hình 3.17 Máy trộn vữa MS-600B 68 Hình 3.18 Máy trộn vữa YGM-1 68 Hình 3.19 Máy phát phát điện 150KVA, pha 220V 68 Hình 3.20 Mặt cắt vai trái cống 74 Hình 3.21 Mặt cắt vai trái sát mép cống 74 Hình 3.22 Mặt cắt vai phải cống âu thuyền 74 Hình 3.23 Mặt cắt vai phải sát mép cống 75 Hình 3.24 Mặt cắt chéo qua thân cống 75 Hình 3.25 Mơ hình hóa điều kiện biên trường hợp 76 Hình 3.26 Kết tính Gradien thấm trường hợp 76 Hình 3.27 Mơ hình hóa điều kiện biên trường hợp 77 Hình 3.28 Kết tính Gradien thấm trường hợp 77 Hình 3.29 Mơ hình hóa điều kiện biên trường hợp 78 Hình 3.30 Kết tính Gradien thấm trường hợp 78 Hình 3.31 Mơ hình hóa điều kiện biên trường hợp 79 Hình 3.32 Kết tính Gradien thấm trường hợp 79 Hình 3.33 Mơ hình hóa điều kiện biên trường hợp 80 Hình 3.34 Kết tính Gradien thấm trường hợp 80