Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành Kỹ thuật Xây dựng Công trình thủy: Nghiên cứu phương án bố trí hệ thống quan trắc thấm trong đập đất - áp dụng cho công trình hồ Tả Trạch

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

NGUYEN HONG ĐĂNG

NGHIEN CUU PHUONG AN BO TRI HE THONG QUAN TRAC THAM

TRONG DAP DAT- AP DUNG CHO CONG TRINH HO TA TRACH, TINH THUA THIEN HUE

HÀ NOI - NĂM 2018

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

NGUYEN HONG ĐĂNG

“NGHIEN CUU PHUONG AN BO TRI HE THONG QUAN TRAC THAM

TRONG DAP DAT- AP DUNG CHO CONG TRINH HO TA TRACH, TINH THUA THIEN HUE”

Chuyên nganh: KTXD CONG TRINH THUY

Mã ngành: 8580202

Người hướng dẫn khoa học : PGS.TS Nguyễn Ngọc Thắng

HÀ NỘI - NĂM 2018

LỜI CAM ĐOAN Họ và tên học viên: Nguyễn Hồng Đăng

Tac giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của ban thân tác gia Các nội dung

và kết quả nghiên cứu cũng như các kết luận trong luận văn là trung thực, không sao chép từ bất kỳ một nguồn nào và dưới bất kỳ hình thức nào Việc tham khảo các nguồn tài liệu, kế thừa các nội dung nghiên cứu đã có, được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn

tài liệu tham khảo đúng quy định.

Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Tác giả luận văn

Nguyễn Hồng Đăng

LỜI CÁM ƠN

Đề hoàn thành luận văn thạc sỹ chuyên ngành Kỹ thuật xây dựng công trình thủy với đề tài: “Nghiên cứu phương án bồ trí hệ thong quan trắc thấm trong đập đất- áp dung cho công trình hồ tả trạch, tỉnh thừa thiên hué” tác giả đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của các Thầy giáo, Cô giáo tại Cơ sở 2- Đại học Thủy Lợi, các Thầy giáo,

cô giáo, các trợ lý Khoa trong Khoa Công trình, Trường đại học Thủy lợi, các anh chị

em đồng nghiệp trong Trung tâm công nghệ phần mềm thủy lợi - Viện khoa học thủy

lợi Việt Nam cùng bạn bè và tập thể lớp CH23C11- CS2-Dai học Thủy Lợi

Tác gia xin gửi lời cảm on chân thành cảm ơn các Thay giáo, Cô giáo tại Cơ sở 2- Đại học Thủy Lợi, các thầy cô giáo, cán bộ trợ lý Khoa trong Khoa Công trình, Khoa Sau

đại học, các anh chị em đồng nghiệp tại Trung tâm công nghệ phần mềm thủy lợi —

Viện khoa học thủy lợi Việt Nam Gia đình và Bạn bẻ, đồng môn đã tạo điều kiện giúp đỡ hết sức cho tác giả trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu, làm việc và thực hiện luận văn tốt nghiệp Đặc biệt tác giả xin được bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc đến thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Ngọc Thắng, Khoa Công Trình - Trường Đại học Thuỷ lợi

đã luôn động viên giúp đỡ, và hướng dẫn tác giả hoàn thành luận văn này.

Trong luận văn không thẻ tránh khỏi những sai sót nhất định do thời gian và trình độ cũng như kinh nghiệm nghiên cứu Tác giả kính mong Thay giáo, Cô giáo, Bạn bè và Đồng nghiệp góp ý đề luận văn được hoàn chỉnh và trọn vẹn hơn.

Tac giả xin chân thành cảm on!

Hà Nội, ngày tháng năm 2018

Tác giả luận văn

Nguyễn Hồng Đăng

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH VẼ

DANH MỤC BẢNG BIÊU

LOT CAM ON ovscssssssssssssssssssssssesssssssecssssssssesssssesssssssssssssssssssssssssssssssesssssssesssssssessssssseess ii

MỞ ĐẦUU 5Ÿ SEO 0713773300724 97244 07794077941 92241 07294 E991pptrsie 1 1 Tính cấp thiết cid dé tdi c.eccescecsessessessssssssssessessessessessessssssssssssessesessssssssessessesseess 1

2 Mục tiêu NGHIEN CUU G5 <5 << S3 cọ TH 0 2

3.2 — Phạm Vi nghiÊH CỨU cv HH kkt 2

4.2 — Phương pháp nghiÊH CUU Ăn khiết 3

CHƯƠNG 1 TONG QUAN VE DAP DAT VA HE THONG QUAN TRAC TRONG DAP DAT ecssssssssssssssssssessessnsssssscsocssnssnssscsonssnssssesesssssussnesoseancausssesnssanesnceseeees 4

LI Tổng quan về đập đất trên thé giới và ở Việt NAM eessessessssssessesresssesvesvesseeseess 41.1.1 Tổng quan về đập đất trên thé giới 5-©5c©5e25+‡ckcEEcEEEEEEkerkrrrrrrerrrrei 41.1.2 Tổng quan về đập đất ở Việt Ndim 5-©5c©5£25£SE‡EE‡EECSEESEEeEkerrsrserrrred 61.1.3 Một số vấn dé an toàn trong đập đất ở Việt Nam hiện TY àààằĂSĂSSkesess 11

12 Tổng quan về hệ thong quan trắc công trình thủy lợi . - 16 1.2.1 Trên thé iGiccceccecccscsscsscessessessessessssseseseesesssssessessesussussessessessssscsusssssessesseeseeseesees 16

1.2.2 Một số van dé trong công tác quan trắc tại Việt NAM eeccescessesssescessesseessesseeses 19

1.3 Quan trắc thấm và một số ton tại của quan trắc thắm trong đập đất 22

1.4 Kết luận chương Ï -oe©cece<Seecrecrerreereerxerrrrscre 24

CHUONG 2 HÌNH THUC QUAN TRAC VÀ CÁC THIẾT BỊ QUAN TRAC

2.1 Cơ sở lý thuyết bé trí hệ thông quan trắc trong đập đất . - 25

2.3 Các hình thức quan trắc thắm, wu và nhược di@M -«csccs2 31

2.3.1 Quan trac thie CONG cececceccescessesssseesecseesessessessesssssssssessessessessessssssssssessesseesessessessees 31

2.2.2 Hình thức quan trắc và lưu số liệu tự động (bán tự đỘng) -c<cs<+<+++ 32

2.2.3 Hình thức quan trắc tự động và cập nhật số liệu trực tuyến ¬ 32 2.3.4 Một số ví dụ về các hình thức quan TỐC TẤN cecccscscscscsvsvsvsvsssesescsescsvsvsveeueseeeee 33

2.4 Hình thức quan trắc thấm tự động và các thiết bị quan trẮc . - 37

2.4.1 Nguyên lý quan trắc tự ONG vescecesccecescessesvessesesssseeseesessessessssssssesssessessessessessessees 37

iv

2.5, Kế luận chương 4

CHUONG 3 AP DỤNG BO TRÍ HỆ THONG QUAN TRAC VÀ SỬ DỤNG SO LIEU QUAN TRAC ĐÁNH GIÁ SỰ LÀM VIỆC CUA CÔNG TRÌNH CỤ

THÉ-4.1 Gii thiệu ting quan về công trình hỗ Tả Trạch

BALL Vi trí địa lý và nhiệm vụ công trình 42

3.1.2 Các thông sổ cơ bản của hỗ chứa 43

3.1.3 Quy mô, kết cầu các hạng mục công trình chính 43 3.2, Hiện trang hệ thẳng quan trắc thắm trong đập Tả Trạch.

4.2.1 Hệ thẳng quan trắc thắm trong đập 4 3.2.2 Các thất bị quan tắc thâm được sử dạng tại hỗ Tả Trach, 51 3.2.3, Kết quả từ hệ thông quan trắc thắm hồ Tả Trach 52

4.3 Dinh giá hệ thẳng quan trắc thắm đập Tả Trach và dé xudt giải pháp.

3.3.1 Những ta điền của hệ thẳng of

5.3.2 Một sd tổn ta của hệ thẳng 4

33.3 Đề uất giải pháp $5

34, Tinh toán thắm cho hồ Tả Trạch.

4.4.1 Mue dich tính toán thắm 38 3.4.2 Các phương pháp tin toán thắm ss 4.4.3 Giới thiệu về phần mém Geostudion 61 4.5 Kết quả tính toán tham, và sử dung số iệu quan trắc đánh giá sự làm việc của hệ hồng 63

3.5.1 Nguyên lý 63

3.5.2 Lựa chọn mặt cắt tính toán 65

3.3.3 Kér quả quan tắc mực nước và quan trắc dp lực thẳm trong thân đập đổ

5.5.4 Kế quả tính toán thắm từ mô hình 66

4.5.5 Đính giá sai số và dé xuất phương án 69

DANH MỤC HÌNH VE

Hình 1 1 Đập Tataragi ở Nhật Bản 6Hình 1.2 Đập For Peck ở My duge hoàn thành vào năm 1940 6

Hình 1 3 Hồ chứa nước Kẻ Gỗ- Đập dâng là đập đắt dW Hình 1.4 Đập Dim Hà Đông, tinh Quảng Ninh "

Hình 1.5 Hiện tượng thắm mạnh ở hỗ Núi Cổc- Thái Nguyên “

nh 1.6 Hiện tượng sat trượt mai hạ lưu hồ Triệu Thượng 2- Quảng Trị 15 Hình 1.7 Va đập Tây Nguyên ~ Xã Quỳnh Thắng, Quỳnh Lưu, Nghệ An 15 Hình 1 8 Phong điều khiển, hệ thống quan trắc tự động đầu mỗi Công trình lấy nước.

trên sông tại Nhật Bán 18

‘Hinh 1, 9 Hệ thống giám sát hình anh ở đập Kmasa- Nhật Bản 18

Hình 1 10 Cột thủy chí hạ lưu Đập Lòng Sông 19

Hình 1 11 Mốc quan trắc thắm Đập Ayun Hạ 20

Hình 2 1 Coe thủy chí 28

Hình 2,2 Sơ đồ bổ trí hệ thống quan trắc đường bão hỏa thân đập đồng chất 29 Hình 2.3 Sơ đỗ bổ trí quan trắc áp lự thắm, 30 Hình 2.4, Sơ đồ bổ trì quan trắc áp lực thẳm đập chống thắm kiễu tường tâm 30 Hình 2.5 Nguyên lý đo lưu lượng thắm qua đập mặt cắt chữ V 31

Hình 2.6, Coe thủy chí a42.7 Minh họa do mực nước hồ theo phương pháp do tự động 34

8 Bộ thiết bị quan trắc áp lực thắm thủ công

9 Thiết bị cảm biển do mực nước tự động

10, Hệ thống ông đo ấp lực thắm tong công tình

11 Sơ đổ nguyên lý tổng th hệ thống quan tre tự động,

12, Model 4500S của Geokon

13 Thiết bị do model VWP-3000

1 Mat bằng tổng thé hb Tá Trạch

2 Đập chính hồ Tả Trạch

3 Mặt cắt ngang dién hình đập chính.

4 Trần xi lũ công tình hỗ chứa nước Tả Trạch

5 Các tuyển quan trắc áp lực thắm đập Tả Trạch (được đánh màu đỏ)

hình lòng sông đập Tả Trạch.

7 Các giếng quan trắc cho một mật cắt sườn đổi

8 Các giếng quan trắc cho mặt cắt lòng sông.

9 Đầu do Model 4500S của Geokon

10 Mô tả công tác thả đầu đo mực nước xuống ống do

11 Thiết bị RTU.

12 Thông tin quan trắc hỗ Tả Trạch.

13, Biểu đồ số iệu quan tec áp lực thắm

14, Vịtrí giếng quan trắc đề xuất bổ sung phía sau tường tâm chẳng thắm

15 Đo lưu lượng nước thắm bằng đập trần mặt cắt chữ V

"Nguyên lý xây dựng mối quan hệ giữa mực nước hỖ và áp lực thắm Mat cắt ngang và Sơ đồ b trí hệ thông quan trắc tuyển số 3

Mô hình tính toán và điều kiện biên.

Kết qui chạy m6 hình THỊ

Kết quả chạy mô hình TH

Kết qui chạy mồ hình THKết quả chạy m6 hình THLA.“Kết quả chạy mô hình THIB.

DANH MỤC BANG BIEU

Bảng I 1, Bảng tổng hợp một số công trình dip đất ở Việt À 7

Bảng 2.1 Thành phần, khối lượng công tác quan trắc tong công tình 2 Bảng 2.2 Bảng thông số kỹ thuật các loại đầu đo 40

Bảng 3 1, Thông số cơ bản các đặp phụ 45

Bảng 3.2 Vit các tuyển quan te 48 Bảng 3.3, Mặt cit tinh toán 65

Bảng 3 4 Bảng quan tric mực nước hỗ và gid trị cột nước áp lực thắm trên tuyển

cquan trắc tuyển 03 66

Bảng 3.5 Bảng thing số hệ số thắm các lớp đất, đá đập Tả Trạch 67 Bang 3 6, Bảng kết qua cột nước áp lực thắm từ mô hình THỊ 68 Bảng 3.7 Bảng kết qua cột nước áp lực thắm từ mô bình TH2 6 Bảng 3 8 Bảng kết qua cột nước áp lực thắm từ mô hình THẢ 69 Bảng 3.9 Bảng tổng hop kết quả s9 Bảng 3 10 Bảng giá trì quan trắc áp lực thắm sau khi sửa chữa đầu đo n Bảng 3 11, Kết quả cột nước áp lục thắm và sai số THIA n Bang 3.12 Bảng kết quả cột nước áp lực thắm THIB n

MỞ DAU

1 Tính cấp thiết của đề tài

"Đập đắc là loi đập được làm từ vật liệu địa phương (chủ yếu là đấO chấn ngang sông

tạo thành hỗ chứa Đập đất được áp dung rộng rã, phổ bin trên thể giới và ở Việt

Nam, có lịch sử xây dựng từ rất lâu đời, đã đạt được nhiễu thành tựu trong thiết kế

cũng như thi công Nước ta có tổng số trên 6500 hỗ chứa thủy lợi với dung tích trữ

nước khoảng 11 tỷ m' đã được xây dựng, trong đó có: 560 hỗ chứa có dung tích trữ

nước lớn hơn 3 triệu m` hoặc đập cao trên 15m, 1752 hd chứa có dung tích từ 0,2 triệu.

đến 3 triệu mẺ nước, còn lạ là các hồ có dung tích nhỏ hơn 02 triệu m? nước Da số các công trình đập (hồ chứa) đã được xây dựng déu là đập dat và được xây dựng trước những năm 2000 Để phat huy hiệu quả các công trình dp đắt cin dim bảo yêu cầu an

toàn kỹ thuật, không để xây ra hiện tượng: Sat trượt mắt én định, lún nứt thân đập, xói

lỡ, va đặc biệt về hiện tượng mắt ổn định do thắm Theo quả tình sử dụng, vận hành

đã xuống cấp va bị hư hing ở nhiều hang mục Theo s liệu thống ke

inh đến năm 2017 có tới 1.150 hỗ chứa

nhiều công

của Bộ Nông nghiệp và phát triển Nông thôi

Š chứa, đập bị vỡ tong mùa mưa lũ Trong, bị hư hông xuống cấp nhiễu công trình

số các nguyên nhân gây hư hỏng cho công trình đập đất thì hiện tượng mắt ổn định do thấm là một trong số những hiện tượng phổ biến nhất

“Chúng ta đều biết, công tá theo dõi dong thắm trong thân đập lari quan trong và cin thiết đối với công trình đập đắc Tuy nhiền việc xây dựng phương án bổ trí hệ thông quan trắc trong thin đập, đặc biệt là quan trắc thắm vẫn còn rất hạn chế, chưa được đầu tư đúng mức và bài bản Chi có một số ít các công trình đập lớn, quan trọng được đầu tr hệ thẳng quan trắc để theo dõi kiểm tra nh bình thắm trong thân đập, số còn lại

thường đến khi xảy ra sự có mới được đầu tư để khắc phục sự có.

“Xuất phát từ lằm quan trọng của việc quan tre hiện tượng thắm trong thin đập nhằm kip thời phát hiện các sự cổ để có giải pháp khắc phục dim bảo an toàn cho công trinh

và phát huy hiệu qua sử dụng của công trình, tác giá tiến hành nghiên cứu phương án.

thắm trong thân đập và áp dung cho một công tình cụ thể

Trong số các công t p đất đã được xây dựng, hỗ Ta Trạch là một trong những

công tình đập đất nổi bật của khu vực Bắc Trung Bộ Hỗ chứa nước Tả Trach có vị

trí công tình đầu mỗi tại tuyển Dương Hoà, xã Dương Hoà, huyện Hương Thuỷ, tỉnh Thira Thiên - Huế Hồ có vai tr rit quan trong đối với sự phát triển của tính Thừa “Thiên Huế, công trình có nhiệm vụ: chống lũ tiểu mãn, lũ sớm; giảm lũ chính vụ cho hệ thông sông Hương: cấp nước cho sinh hoạt và công nghiệp ở mite 2 m °/s Tạo nguồn nước tưới én định cho 34782 ha đất canh tác thuộc vùng đồng bằng sông Hương Bộ sung nguồn nước ngọt cho hạ lưu sông Hương để diy mặn, cải thiện môi

25m 3/6 và

phát điện với công suất lắp máy 19,5 MW Hỗ Tả Trạch là công tinh hb chứa lớn thứ.

trường vùng dim phá, phục vụ nuôi trồng thuỷ sản với lưu lượng Q

2 của khu vực Bắc Trung Bộ, hình thức đập chính là đập dit đồng chit, không tường chin sóng Là một công trình quan trọng như vậy, nên vấn đẻ an toàn đập, an toàn công tình của hồ chữa luôn được đặt lên hàng đ

“Chính vì lẽ đó tác giá đề xuất thực hiện dé tài luận văn *Nghiên cứu phương án bố

tr ệ thống quan trắc thắm trong đập đất- Áp dụng cho công trình hồ Tả Trach, tỉnh Thừa Thiên Huế".

2 Mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu phương án bổ tr hệ thống quan trắc trong đập đắt, cắc phương pháp quan tric và thết bị quan trắc

‘Tang hợp, đánh giá hệ thống quan trắc thắm đập đắt của công tình cu thể hỗ Tả Trach,

tỉnh Thừa Thiên Huế Sử đụng kết qua quan tắc thắm để theo dõi sự làm việc của đập,

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 31 Đối mợng

Hệ thống quan trắc thắm trong đập dit

4.2 Phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu hệ thông quan trắc thắm trong thân đập đất và sử dụng kết quả quan trắc

cđễ đánh giá sự làm việc của đập.

4 “Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 41 Cách tiếp cận

~ Thong qua các tài liệu: Giáo trình thủy công, giáo tình thủy lực, các giáo trìnhchuyên ngành về đập dit và hệ thống quan trắc, các tài liệu chuyên ngành, các.

tiêu chuẩn hướng dẫn sich, báo, hệ thống intemst

= Nghiên cứu các phương pháp bé trí hệ thống quan trắc và thiết bị quan trắc

trong đập đất da và dang ấp dụng ở Việt Nam.

= Thong qua hỗ sơ thiết kế một công tình cụ thé

4.2 Phương pháp nghiên cứu.

“Chương 1 Tổng quan về đập đắt và hệ thẳng quan trắc trong đập đắt “Chương 2 Phương pháp quan trắc và các thiết bị quan trắc đập đắt

“Chương 3 Ap dụng bổ t hệ thống quan trắc và sử dụng số liệu quan trắc đánh giá sự

làm+ của công trình cụ thé- Hỗ Tả Trach

Kết luận và kiến nghị

‘Tai liệu tham khảo,

CHƯƠNG 1 TONG QUAN VE DAP DAT VÀ HỆ THONG QUAN TRAC

TRONG DAP DAT 1.1 Tổng quan về đập đất trên thé giới và ở Việt Nam LLL Tổng quan về đập đất trên thé giới

“Các công trình hỗ chứa trữ nước nhân tạo, khi được xây dựng trên các khe subi, lòng

sông bằng các đập chin ngang sông thường là các hi chứa nước đa mục

lĩnh vực khai thác và quản lý nguồn tài nguôn nước, hồ chứa là biện pháp thiết yếu

trong hệ thống các công trình điều tiết, nó có khả năng làm thay đổi sâu sắc chế độ

đồng chảy sông ngòi theo thời gian và không gian Chức năng chính của hỗ chứa

thường là điều tết đồng chảy tự nhiên nhằm thỏa mãn các nhu cầu khác nhau về

nguồn nước của ác đối tượng sử dụng nước, Ngoài ra nó còn có vai r rất quan trong

trong công tác phòng chống lũ đảm bảo an toàn cho hạ du,

én nay trên thé giới đã xây dựng được ước tính hơn 1.400 hỗ có dung tích trên 100 trệu mét khối nước với tổng dung tich các hồ là 4200 tỷ mét khối Tổng số lượng hỗ chứa có hơn 45.000 hỗ, Trong đó châu A có 31.340 hỗ (chiếm 70), Bắc và Trung Mỹ có 8.010 hỗ, Tây Âu có 4227 hỗ, Đông Âu có 1203 hồ, châu Phi 1.260 hd, châu

"Đại Dương 577 hồ Đứng đầu danh sách các nước có nhiều hồ là Trung Quốc (22.000

hồ), Mỹ (6 575 hồ), An Độ (4.291 hd), Nhật Bản (2.675 hồ) Tây Ban Nha (1.196 hồ).

[Nga có hơn 150 h với tổng dung tích trên 200 tỷ mét khối nước, Các hd lớn nhất thể

giới là hỗ Boulder trên sông Colorado (Mỹ) dung ích 38 tỷ mét khối nước, hỗ Grand

Coulle trên sông Columbia (Mỹ) dung tích 24 tỷ mét khối nước, hồ Bownrrat trên

sông Angera (Nga) có dung tích gin 20 ty mét khối nước.

“Công tình hd chúa đầu tiên có phần dip dâng là vật liga địa phương chắn ngang sông subi được xây dụng từ cách đây hơn 6000 năm bởi người Trung Quốc và Ai Cập Cong nghệ xây dựng đã dẫn được cãi tiễn và nhiễu công tinh hỗ chứa, đập lớn đã

được xây dựng vào những năm sau đó, Thời kỳ cổ đại, hồ Vicinity tại Menphisthuộc

thung lũng sông Nile (Ai Cập) có xây đập đá dé cao 15m, dài 45m Trong khoảng 4000

năm trước công nguyên, cùng với sự phát triển rực rỡ của các nền văn minh cổ đại Ai Cập,

‘Trung Quốc, Hi Lạp La Mã, Án BS thuật xây dựng hỗ đập trên thể giới cũng không

ngừng phát triển Người Nam Tw xây dựng đập Mardook ở thung lũng sông TieNgười

Saba xây dựng đập da d Manb cao 32.5m dii 200m, Đến nay, thực t phát tiễn xây

dmg các hồ chứa nước lớn rên th giới đã được khẳng định mục ích và yêu cầu sử dụng

của mỗi hỗ trong từng khu vực đổi với từng quốc gia là khác nhau.

“rong số các hồ chứa đã được xây dụng trên thé giới, đa số các hỗ chia có phần dip

ding được làm từ vật liệu địa phương (đập dis) Theo thống kê năm 1996 từ 63 nướcthành viên của [COLD (International Commission on Large Dams - Hội Đập lớn Thểgiới hi 80% đập lớn (cao trên 15m) là đập đất

4 Các công trình đập đắt có những ưu điền nÃi bật:

= Sit dụng cá loi vậiệu ti chỗ, tế kiệm chỉ phí

~ Chu tạo đập đơn giản, dễ tiết kế và thi công = Dễ ding quin ly, sửa chữa nâng cấp

~ C6 kha năng ching chấn động tốt

x xử lý nén không cao, áp dụng được trên nhiều loi dia chit nền khúc

~ _ C6 ch sử xây dựng lu đời, có nhiễu nghiên cứu đánh giá, quản lý chấ lượng công tình được công b rộng rấi

-% Mặt số nhược điểm

= _ Trổi họ công tình không cao

~ ˆ Đểbị ảnh hưởng từ thời tết trong quá tình thì công,

= Độbằn chống thắm kém

~ _ Khả năng iên kết giữa các bộ phận công tình trong cụm công tỉnh đầu mỗi không

Hink 1.3 Đập Fort Peck ở Mỹ được hoàn thành vào năm 1940

1.12 Ting quan về đập dắt ở Việt Nam

Việt Nam là quốc gia nằm trong đới khí hậu nhiệt đới gió mùa dm, có đường bờ biển

kéo di hơn 3000km (đọc trực của đắt nước), Do ị tí đa lý nên nước ta đã nhận đượclượng nhiệt mặt trời lớn,vậy nhiệt độ cao quanh năm, trung bình trên 21°C va tăng,

vào Nam Khí hậu nước ta có hai mùa rõ r tuy nhiên khu vực miễn Bắc

chịu thêm sự ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc nên có thêm 3 tháng mùa đông Giómùa đã cho nước ta một lượng mưa lớn trung bình từ 1500 đến 2000mm, độ ẩm không.

6

khí cao trên 80%, Do điều kiện mưa nhiều đã tạo ra một lượng sông subi rất lớn, tớikhoảng 2.360 con sông và kênh lớn nhỏ Dục bờ biển, khoảng 23 km có một cửa sông

và theo thống kê có 112 cửa sông ra biển Các sông lớn ở Việt Nam thường bắt nguồn từ bên ngoài, phin trung du và hạ du chảy trên đt Việt Nam, Hi hết các sông ở Việt ‘Nam chảy theo hướng Tây Bắc-Đông Nam va đỗ ra Biển Đông Ngoại lệ có sông Ky “Cũng và Bằng Giang chảy theo hướng Đông Nam-Tiy Bắc

Với mạng lưới s khai thác hiệu quả nguồn nước đã được các nhà1g ngôi dây đặc,khoa học nghiên cứu từ rất sớm Hệ thống Hỗ chứa nước ở nước ta có thể là hỗ tự

nhiên hoặc nhân tạo trải dài từ Bắc vào Nam Các hỗ chứa có thể sử dụng trong tưới

tê nông nghiệp, nuôi trồng khi thác thủy sản, khi hác thủy điện, phất tiễn dã lịch,

ngoài ra các hỗ chứa còn git vịt quan trọng rong việc điều hòa sinh thái, bảo vệ

môi trường sống của con người Nước ta có tổng số trên 6500 hi chứa thủy lợi với ding tích trữ nước khoảng 11 ý mồ đã được xây dựng, trong đổ có: 560 hi chia có

dụng tích trữ nước lớn hơn 3 triệu m3 hoặc đập cao trên 15m, 1752 hd chứa có dung3 triệu m3 nước, còn lại là các hồ có dung tích nhỏ hơn 0.2 triệu

m® nước [1] Da số các công trình hồ chứa ở Việt Nam đều có phần đập ding là đập dit và được xây dựng từ khá lâu, giai đoạn trước những năm 2000.

Bảng 1 1 Bang tổng hợp một số công tình đập đất ở Việt Nam J2]Hmax | Nămhoàn

TT Ten hồ Tỉnh Loại đập.

(m) thành.1 | cay Tring | Ha Tinh pit 3,50 1961

2 | KhuonThin | BieGiang | par | 2600 1963

3 | ĐaNhm lâmĐồng | Đất | 3800 1963

4 ïHãi HA Tay ĐẤt | 2400 19635 | Thugng Tuy Ha Tinh 25,00 196

TT | Tênhồ Tỉnh Loại đập | THAY | NEnhoàn

(m) thành

6 | CimLy QuảngBih | Đất 3000 1965

7 Ta Keo Lang Son Dat 35,00 1972 8 Cấm Son Bic Giang Đất 42,50 1974

9 | Vue Tring Ha Tinh it 2280 1974

TT | Tênhà Tỉnh — | Lopiagp | Hm | Ngmben

(m) thành

22 | XaHương | Vinh Phe Đất | 4100 1984

23 | CổngKhê | ThanhH6a | Dit 18,00 1984

24 | MậuLâm | ThanhH6a | Đất 950 1984

25 | HoaTrung | Ba Ning Đất | 2600 198426 | HộiSơn Binh Binh Đất | 2900 198527 | DẳuTiếng | Tay Ninh Đất | 28,00 1985

36 | PhúXuân | Phi Yen Đất | 2370 1996 37 | GoMigu | Thai Nguyen | Đất | 3000 1999

TT | Tênhồ Tỉnh — | Lopiagp | Hm | Ngmben

(m) thành

38 Cà Giây Binh Thuận ĐẤT 30,00 1999

39 | SôngHinh Phi Yen ĐẤt | 5000 2000 45 | [Mla GiaLai pit | 3700 2009

46 | TinSon Gia Lai ĐẤt | 2920 2009

47 | Hao Hao Thanh Héa 242 2009 4& | Tra Vin ThahHóa | - Đất 2 2010

+9 | tate | TT ác | 0.00 2012

30 | SuổiMỡ | BicGiang | Đất | 2780 2012

10

Hinh 1.3, Hỗ chứu nước Kẻ Gỗ: Đập ding là đập đất

11.3 Một số vẫn đỀ an toàn trong đập đắt ở Việt Nam hiện nay

[hue đã trình bảy ở trên, đập đất là công tình rất dễ bị tổn thương bởi vẫn để về an toàn thắm, x6i, ôn định khả năng liên kết giữa các bộ phận công trình: Đập ~

Trần-n

“Cổng lấy nước Ngoài ra, trong những năm gin đây do tỉnh hình thay đổi của thời

tiết ảnh hưởng từ các yêu tổ Biển đổi khí hậu môi trường cộng thêm những thiểu sót

trong công tác khảo sát và sự xuống cắp do quá tình vận hành đã gây ra nhiề sự cổ liên quan đến an toàn đập Một số sự cổ thường gặp ở đập dấu 3]

olaqua đình đập do:- Tính toán th

- Cửa đập tràn bị kẹt

- Lat vượt tin suấtthiết kế

Định đập đắp thấp hơn cao tinh thiết kế

b) Sat mãi đập ở thượng ưu do:

- Tính sai cắp bão

- Biện pháp gia cổ mái không đủ sức chịu của sóng do bão gây ra

- Thi công lớp gia cổ kém chất ượng

- Bat mái thượng lưu đầm nén không đủ độ chặt

©) Thắm mạnh làm x6i nén đập do

~ Đảnh giá sai địa chất nền đập

- Biện pháp thiết kể xử lý nền không đảm bảo chất lượng

- Ti công xử lý không đúng thiết kế

4) Tham và sii nước ở vai đập do

- Tiết kế sai biện pháp tiếp giáp giữa đập và vai

= Thi công không đúng thiết kế, bóc bo lớp thảo mộc không hết

p giáp không tốt

n

«) Thắm và xới ring ở mang các công trình bê tông do:

= Thiết kế biện pháp tiếp giáp không tốt

- Thị ng không đảm bảo chất lượng

Các khớp nỗi của công trình bê tông bị hồng.

1) Thắm mạnh, sũi nước qua thân đập do:

- Vật liệu đắp không tốt

- Khảo sát vật liệu không đúng với thực tẾ, thí nghiệm sai các chỉ tiêu cơ lý lực hoe của vat ligu đắt

= Thiết kế sai dung trọng khô của dip

~ Không có biện pháp xử lý thích hợp đổi với độ ẩm của đắt

- Thi công dim nén không đảm bảo kỹ thuật

“Thiết bị tiêu nước qua thân đập không làm việc

1) Nit ngang đập do:~ Nền đập bị lún

- Thân đập lún không đều

- Dit dip đập bị lún wt lớn hoặc tan rã nhanh

) Nit đọc đập do:

- Nước hồ dng cao đột ngột do lũ vỀ nhanh

~ Nước hỗ rút xuống đột ngột gây giảm tải đột ngột ở mái thượng lưu

ên đập bị hin theo chidu di tim đập

= Đắt dip đập khối thượng lưu có tỉnh lún ướt và tan rã nhanh nhưng khảo sát không

phát hiện ra hoặc thiết kế không có biện pháp để phòng

B

1) Tượt mãi thượng và hg lưu đập đo:

- Sóng bão kéo dài phá hỏng lớp gia cổ

= Nước hỗ it nhanh

- Tiết kế chon sai sơ đồ tính toán én định, ổ hợp tả trong ~ Địa chất nỀn xấu không xử lý triệt để

- Chất lượng thi công không đảm bảo

~ Thiết bị tiêu nước thắm trong thân đập không làm việc, thiết bị tiêu nước mưa trên.

mái không tốt

1

“Trong số các nguyên nhân gây hư hỏng cho công trình đập đất thì hiện tượng mắt ổn

định do thắm là một trong số những hiện tượng phổ biển nhất, Để quá trình khai thác

công tình đập đắt được hiệu quả, cin có công tác theo dõi kiểm, quan trắc công trìnhnhằm phát hiện các sự cỗ để kịp thời có giải pháp xử lý tốt nhất

1.2 Tổng quan về hệ thống quan trắc công trình thủy lợi

Khái niệm Quan trắc công tình có nghĩa là theo dõi qu tình làm vig, nắm bắt được

những thay đổi trong bản thân công tinh và nền của nó, cũng như những thay đổi của

môi trường xung quanh có ảnh hưởng đến công tình

“Quan trắc công tình thủy lợi à quá tình đo đạc các thông số bên ngoài và bên trong

công trình thủy lợi các hạng mục hang mục như: đo mưa, do mực nước, dòng chảy d

hồ, biến dang mái đốc ven bờ hỗ, đo áp lực thắm bên trong thân diứng suất trong

các công trình b tông, ứng suất nhiệt Quan trắc có thé thực hiện bằng mắt thường,

với các công cụ thủ công thông thường như thước đo, đây doi, cột thủy chi, máy tắc

đạc hay bằng các thiết bị đo tự động được đặt sẵn trong công trình như các thiết bị

nhiệt kể điện tử, đo ứng suất biển dạng, dp lực thắm

(Qué trình quan tắc công tình thường được thực hiện theo một quy tình cổ định khép

kín và tổng quất Tuy nhiên cũng tùy thuộc vào đặc thù loại hình quan trắc sẽ có.

những quy tình quan trắc khác nhau dé phù hợp cho đối tượng cần quan trắc

12.1 Trên thé giới

Ngay từ thuở sơ khai, việc theo đối quá trình làm việc của công trình thủy lợi đã được.

tinh đến với mục đích đảm bảo độ an toàn công tinh, Tuy nhiên vin để quan trắc công

trình thực sự được chú trọng sau những sự cổ gây mắt an toàn công trình: Thắm mạnhtrong công ình, vỡ đập

Gia đoạn đầu những năm 1990, Cục khai hoang của Mỹ đã chỉ ra rằng để đưa ra một chương trình quan trắc hợp lý cho đập, có chi phí hiệu quả, trước tiên cần xác định các mỗi de doa tiềm dn đối với đập, hoặc cơ chế hoạt động của các hiểm họa tiềm ấn, mà chương trình quan trắc được thiết kế để giải quyết Theo 16 chức nay việc thiết kế hệ thống quan trắc cho đập bao gồm 3 bước;

16

~ Xác địnhthức của các hiểm họa"mẫn (Các nguyên nhân dẫn đến đập cóthể bị hư hỏng).

= Đối với từng hiểm họa tiềm dn cần xác định chi tiêu then chốt có liên quan đến sự bất đầu hoặc quá tình phát triển của các hiểm họa tiềm dn đối với đập

= Dự kiến biên đội phạm vi của giá trị cẩn quan trắc phù hợp với điều kiện làm

việc của đập,

Giai đoạn những năm 2000, Uy ban Điều hành năng lượng của Mỹ (FERC) đã thông

«qua phương pháp “biéu thị của các tham số” cho các cô i trình ma họ quản lý, và.được gọi là quá trình "Phân tích hình thức hiểm họa tim ản- Potential Failure Mode

Analysis (PEMA)”, và sau này đã trở thành tên thường dùng được sử dụng cho quá

trình này Quá tình PEMA gắn kết công tác do đạc với các chế độ hư hỏng cụ thể Tuy nhiên, một số quan trắc có thé rơi vio hạng mục “quan trắc tổng quát”, không gắn với

một chế độ hư hỏng cụ thể Việc quan trắc luôn đổi hi tính hiệu quả cao, chỉ phí thấp,

tuy nhiên việc xác định tham số cần quan trắc cho sự an toàn tổng thé của đập luôn là

thách thức đối vớing tác thiết kế hệ thống quan trắc vì nó liên quan đến chi phí [4]‘Tai một số quốcia phát triển như: Mỹ, Nhật, Pháp, Canada, Hản việc theo dõi hệ

thống quan trắc trong đập, trong công trình thủy lợi luôn được chú trọng và hiện đại

hóa từng bước Người ta tiến hành hiện đại hóa công tác quan trắc công trình thủy lợi

"bằng cách thay thé bằng hệ thống quan trắc thủ công sang quan trắc tự động.

“Các hang mục quan trắc chính: Quan tric khí tượng thủy văn trên lưu vie hd chứ:

quan trắc mực nước hi, hệ thống giám sắt độ mở cửa trần, độ mớ cửa cổng, quan trắc

thắm thân đập, quan trắc áp lục thắm nén, quan trắc áp lục nước lỗ rỗng, quan trắc khe

nức, ứng suất

“Công tác quan rắc được thực hiện bài bản với sự phối hợp chặt chẽ giữa các bên: Chủ ắc còn cho lầu tư, đơn vị tư vn thiết kể và dom vỉ thì công Đồng thời qu tình quan t

sổ liêu làm cơ sở để đánh giá an toàn công trình, và phục vụ cho các bài toán nghiên

ctu chuyên sâu

”

Hình 1 8 Phòng điều khiển, hệ thống quan trắc tự động đầu mỗi Công trình lẫy nước.

tên sông tại Nhật Bán

“Hình 1 9 Hệ thống giám sát hình ảnh một công trình đập ở Nhật Bản [5]

18

1.2.2 Mật số vẫn đề trong công tắc quan tắc tại Vigt Nam 'Ở Việt Nam, việc nhận thức về

đơn giản Việc nhận thức về sự quan trắc của công trình ở nước ta diễn ra theo xu hướng tiếp cận công trình với quan điểm: Các công trình đập dat thường có kết cấu

đơn giản, đễ xử lý và các công trình đập bê tông thường có tuổi thọ cao (vĩnh cửu) và

tất ít hư hong do trong quá trình thiết ké thi công đã tính đến các hệ số an toàn Chỉ có ng tác quan trắc công tình đã có nhưng vẫn còn khá

ft cdc công tình lớn, công trình trọng điềm là có sự quan tâm sit sao về vẫn để

quan trắc công trình.

Việ thiết kế th công thiết bị quan trắc cũng đã được triển Khai, tùy thuộc vào quy mô và sự quan trọng cia công trình sẽ có các hạng mục quan trắc khắc nhau Nhưng da số sắc thết bị quan trắc vẫn là quan trắc thủ công, chưa áp dụng được nhiễu các phương pháp quan trắc hiện đại, ự đầu tr hiện đại hóa côn chưa tương ứng.

19

Hình 1 11 Mắc quan trắc thắm Đập Ayun Hạ

Công tác quan tric sông tình ở Việt Nam có một số những vẫn đề đang tồn tại như

4 Trong công tác tide kế

“Các đơn vị thiết kế thường chưa có bộ phận chuyên môn về nghiên cứu ứng dụng, lắp

đặt và sử dụng các thiết bị quan rắc, đặc biệt là ác thiết bị hiện đại, làm việc tr động nên chất lượng tư vẫn về quan tc công tinh thủy lợi chưa cao Nguồn nhân lực chất lượng cao được dio tạo đúng ngành nghé vừa có chuyên môn về công tinh thủy lợi, vữa có chuyên môn vé tự động hóa và công nghệ thông tin còn rất hạn chế, Các tài liệu, quy trình, quy phạm trong lĩnh vực quan trắc công trình thủy lợi vẫn còn ít và chưa cụ thé cho nhiễu công tình dạng đặc thù

“Trong công tác thiết kế công trình đang có một số vẫn đề:

- Các sor thết kế chủ yếu là mô tả về nguyên lý bổ ti và định hướng lắp đặt thiết bị quan tắc, chưa có chỉ dẫn kỹ thuật: chưa đưa ra phân định thết bị quan trắc trong quá trình thi công và thiết bị trong quản lý vận hành; chưa đưa ra thời hạn quan tc, các chỉ số giới hạn đối với từng yêu tổ quan trie để có thể so sánh, đánh giá trang thái làm việc của công trình; thiểu quy định cụ thể về tin

20

suất quan tric, mẫu biểu ghỉ chép, lưu trữ cũng như phương pháp xử lý kết quả

«quan ắc khi có hiện tượng bắt thường

~ _ Giải pháp công nghệ ghi đo và tru Su chưa được lựa chọn

hiệu truyền từ các trạm do về mấy tính trung tâm thường bằng cấp nên dễ bị suy giảm độ chính xác theo thời gian hoặc hư hỏng do tác động của môi trường, va

đập cơ học trong quá trình thi céng Tinh năng kỹ thuật của một số thiết bị

được lựa chọn chưa thực sự phù hợp (như đãi đo, nguyên lý đo, vị tr lắp đặt,

cách thức truyền dẫn tin hiệu ); thiết kế bản vẽ thi công, lập biện pháp thi

công chưa đầy đủ thông tin phục vụ cho công tác mua sắm thiết bị, thi công và

gm sit quá trình lắp đặt

5 Quá trình thi công, lip dat hệ thắng quan trắc công trình

Hiện nay ở nước ta, các nhà thầu có năng lực cao trong thi công hệ thống quan rắc sông tình thủy lợi cồn rt, Phần lớn các nhà thầu cung cấp, thi công lắp dat hệ thống thiết bị quan trắc chưa có nhiều kinh nghiệm dẫn đến có nhiều sai sót trong quá trình.

thi công,

Hầu hết thiết bi quan tric tự động (các đầu do, đường truyền tín hiệu, bộ xử lý tín hiệu và phần mềm vận hành) được ngoại nhập, việc chuyển giao công nghệ hoàn toàn phụ.

thuộc vào chuyên gia của hãng thông qua tà lig, email: một số thiết bị có thé áp dụng

‘cho nhiều đối tượng quan trắc nên không có tài liệu hướng dẫn riêng áp dụng cho công

trình thủy lợi

¢ Công tác sử dung, khai thác hệ thống quan trắc

“Tắt cả các hệ thống quan trắc công trình thủy li đều cẩn có công tác bảo dưỡng, bảo hành định kỹ theo chỉ dẫn kỹ thuật của từng loại thết bị quan tắc Tuy nhiên dang có một số những tôn tại sau rong quá tình khai thác sử đụng hệ thống quan trắc

= Vige chuyển giao kỹ (huật về thu thập, theo đối và xử lý số liệu quan trắc cho công nhân vận hành chưa kỹ, chưa đầy đủ; nhiễu trường hợp công tác chuyển.

giao còn mang tính thủ tục, ngay sau khi chuyển giao người nhận chuyển giao.

chưa thực hiện được; cũng có trường hợp đơn vị quản lý cử người tiếp nhận có

chuyên môn và kỹ năng thực hành chưa đáp ứng được yêu cầu.

2

~ _ Công tác bảo dưỡng định ky hằng năm chưa được chú trọng, thường khi có sự

hỏng hóc thiết bị thi đơn vi chủ quản mới có ý kiến và tiến hành kiểm tra sửa

chữa hoặc thay t

- Các liệu quan tric trong quá trình thi công chưa được tư vấn thiết kế sử dụng để kiểm tra lại kết quả tính toán thiết kế nhằm đưa ra khuyến nghị hay lưu ý

trong quá tình kha thác s dụng

= Chủ đầu tư, chủ quản lý công tinh chưa có nhiều kỉnh nghiệm hoặc đổi khỉ

chưa thấy được vai tr của công tác quan trắc nên việc quan tric chủ yếu mớiđừng ở việc ghi chép các số liệu, chưa sử dụng các số liệu này để phân tích,ánh giá tinh trang lầm việc của các công tình, việc tổ chức thực hiện công tác

bảo tri định kỹ hệ thống quan trắc chưa theo đúng quy định và hướng dẫn của

nhà sản xuất

1.3 Quan trắc thấm và một số tồn tại của quan trắc thắm trong đập đắt

trong đập đất

Nhu đã nêu ở trên, trong số các nguyên nhân gây ra hiện tượng mắt an toàn cho đập

đất, vin đề mắt an toàn về thắm tong công trinh đặp đất la phổ biễn nhất Nhằm kip thời phát hiện các hữ hỏng liền quan đến vấn đề về thắm, người tiền hành xây dựng hệ thống quan tri thắm trong đập đất

(Công tác quan tắc thẩm cần được tiến hành thường xuyên trong đồ bao gồm các nhiệm vụ: Quan trắc giá trị cột nước trước và sau công trình, Quan trắc áp lực thấm.

trong đập: Quan trắc đường bão hòa thân đập: Quan tr lưu lượng thắm qua thân đập;Quan tric các tính chất của đồng thắm đi ra khỏi công tình Thông thưởng, với các

sông tinh đập dit khi xây đụng hệ thống quan trắc thắm sẽ được quan trắc đồng bộ

đầy đủ các hạng mục,

‘Tir các dữ liệu quan trắc thắm người ta có thé tiến hành đánh giá được sự làm việc của

công trình Chẳng hạn như sau:

~ Khi quan trắc áp lực thấm: Tại mỗi vị trí áp ống đo áp lực, người ta có thể tiến "hành theo quan trắc theo kiểu thủ công (dùng thước dây) hoặc kiều hiện đại (lip

đặt hệ thống quan tắc tự động) Khi có số liệu quan trắc người ta sẽ tién hành.

so sánh với giá trị lý thuyết đã được tinh toán mô phỏng từ trước để đánh giá về

2

chiều cao cột nữ ip lực thắm có nằm trong phạm vi cho phép hay nằm ngoài

phạm vi Trường hợp nếu nằm ngoài phạm vi cho phép thì sẽ tiến hành tìm

nguyên nhân và có biện pháp xử lý: Có thé lả do quá trình đo đạc, do đập dang

bị quan tắc có vấn để

~ _ Khi quan trắc tính chất đồng thắm qua thân đập: Từ độ đục của dòng thẩm, có thể đánh giá sơ bộ được sự làm việc của các thếtbị thoát nước như lãng trụ

thoát nước ngoài ra khi xét nghiệm mẫu nước có thể phân tích được sự phân

‘i vật liệu trong thân đập.

Như vậy có thể thấy rằng, hệ thống quan trắc thắm trong đập đắt rt quan trong, nó

cho phép người quản lý có cơ sở để đánh giá được sự làm việc của công trình liên

quan đến vẫn để về thấm,

vấn đỀ của quan trắc thắm trong đập đắt

1.3.2, Một

Hiện nay trên thể giới cũng như ở Việt Nam, hệ thống quan trắc thắm trong đập đắt có

một số vẫn để tổn tại như sau

Đối với các công trình đập lớn trọng điểm: Đây là những công trình thường xuyên

“được đầu tư nâng cấp, sửa chữa, có đơn vi quản lý và thưởng trực tại công tình Hệ thắng quan trắc thắm thường bài bản và có đầy đã nhật ký ghỉ chép số liệu

6 những công trình đập vừa và nhỏ do địa phương quan lý, công tác quan trắc thắm

thường ít được đầu tư và có một số vấn đề tồn tại như sau:

~ _ Hệ thống quan tắc thường vẫn là quan trắc theo phương pháp thủ công, rắt tốn nhân lực và số iệu phụ thuộc nhiễu vào chi quan của người đo đạc à ghỉ

= Công tác quan trắc thường Không liên tụ, không đúng theo yêu cầu cũn thi ke, đặc biệt trong mia mưa bão, việc quan tric và ghỉ chép là ắt khó khăn ~ _ Nhiều công trình các ống quan trắc thường không có thiết bị nắp bảo vệ dẫn đến

giếng quan tắc bị tắc, hong dẫn đến không thể đo đạc

= Thậm chí nhiều công trình nhỏ do cấp xã quản lý còn không được thiết kế hệ thông quan trắc thắm (vì công trình được xây dụng từ lâu đồi)

~ _ Hầu như các công trình không có hệ thống quan trắc lưu lượng thắm qua than

23

~ Chi phí tư xây dựng bệ thống quan tric thắm trong dip đất theo phương

pháp tự động vẫn ở mức cao so với mặt bằng chung của nước ta nên sự đầu tư

mỡ rộng cho các công tình còn hạn el

- Tàiu tham khảo, các nghiên cứu, đánh giá về hệ thông quan trắc thắm còn.tương đối ít

Đặc bi việc sử dụng xổ lều quan trắc thắm a phục vụ các mục dich: Đánh gi an

toàn công trình, đánh giá sự làm việc của công tình và cho các bồi toán nghiên cứu

vẫn rất hạn chế Nhiễu công trinh tuy đã được lip đặt hệ thống quan tắc tự động,

nhưng số liệu đầu ra dùng dé làm gì và khai thác các số liệu như thế nào cho hiệu quả

vẫn là một sự băn khoăn cho ngay cả chủ đầu tư, đơn vị thết kể và đặc biệt là đơ vị

‘quan lý công trình

Lá Kếtuận chương

"Đập đất là một loại công trình thủy lợi đã có lịch sử xây đựng tir lâu đời Công nghệ

thiết kế và thi công đập đất đã đạt được nhiều thành tựu to lớn trên thé giới cũng như &

Việt Nam Tuy nhí

trang cảnh báo mỗi khi mùa mưa lũ đến

xắn đề an toàn v8 thắm, an toàn ạt trượt uỗn đặt trong tình

theo đối sự lầm việc của công trinh, kịp thời phát hiện các hư hỏng, cũng như kiểmtra sự làm vicủa công trình thủy lợi nói chung và đập dit nói riêng, người ta sử

dụng các thiết bị quan trắc Trên thể giới, việc sử dụng hệ thống quan trắc công trình thủy lợi đã được hiện đại hóa và tiển khai ở nhiễu quốc gia có nén kính tế p dt triển

như: Mỹ, Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc Ở Việt Nam, đã có những phận thức về

«quan tắc công tỉnh, tuy nhiên da số các hạng mục quan trắc vẫn là quan trắc thủ công Chi có một số ít những công tinh được đầu tr xây dựng hệ thống quan tắc tr động

tiên tiến

Với hệ thing quan trắc thắm, đây là một hạng mục rất quan trong đối với công trình đập đắc Việc đánh gid, tổng quát hóa các vẫn để liên quan đến quan trắc thẳm và việc

sử đụng sổ liệu quan trắc phục vụ các bài toán đảnh giá sự làm việc của công tình vànghiên cứu là một hướng di edn phải thực hiện.

24

'CHƯƠNG 2 HÌNH THỨC QUAN TRAC VÀ CÁC THIẾT BỊ

QUAN TRAC THÁM TRONG DAP DAT 2.1 Corsi lý thuyết bổ ệ thống quan trắc trong đập đất

Cong tác quan trắc là một nhiệm vụ không thể thiếu trong quá trình xây dựi

Kha thác công tình thủy lợi Dé tiến hành thiết kể, bổ tr hệ théng quan trắc cần xác định rõ rằng được mục đích chính của quan tic Hệ thông quan trắc trong công tinh thủy lợi nói chung và trong đập dat nói riêng có mục đích như sau:

= Phuc vụ điều tết vận hành hồ chứa nước; Các công tình thủy lợi đưa vào khai

thác đều phải có quy trình vận hành tương ứng Tuy nhiên do biển động của

đồng chảy, cia nhu cầu ding nước và sự thay đổi của bản thân công trình nên

quy trình vận hành phải thường xuyên được điều chỉnh để phù hợp với thực tf

~ _ Kiểm soát an toàn công trình: Trong thiết kể, công trình đã được tính toán dim,bảo an toàn theo các tiêu chuẩn kỹ thuật Tuy nhiên trong thực tế làm việc có

thể xây ra các tình huồng bắt thường ngoài tính toán Các tình huồng này có thé

do các nguyên nhân chủ quan hay khách quan, nhưng đều có thé gây nguy

hiểm, mắt an toàn cho công trình Thông qua kết quả quan trắc có thể đánh giá

được tinh trang sức khỏe của công trình, từ đó đánh giá được công trình có.dang làm việc an toàn hay không

~ Kiểm định các kết quả tính toán thiết kế: Công tình thủy lợi thường có đi

kiến địa hình, địa chất đa đạn, ình loại phong phú nên trong tính tn thường

hải áp dụng các giá thiế đơn giản hóa, dẫn đến kết quả tính toán thiết kế có sử

Khác so với thực tế khách quan Vì vậy sau khi công tình được xây dựng các số liệu quan trắc sẽ cho phép người thiết kế kiểm tra lại kết quả tính toán, đưa ào các hệ số hiệu chính cin thiết và khái quát hóa, rút kinh nghiệm đ thiết kế

cho các công hình tương tự

= Phu vụ sông tắc nghiên cứu công trình: Các kết quả quan trắc nhiễu năm được

phân ích, xử lý một cách có hệ thống sẽ cho biết quy luật điển biển của các đại

lượng bên trong công trình như quá trình cổ kế thẳm, sự phát triển hang thắm

tập trung, sự suy thoái của vật liệu xây dựng công trình Đây là những thi liệu

35

tất quan trong để phục vụ nạicứu công trình, phát hiện những quy luật mới

48 đồng g6p cho khoa học và thực tiễn

Sau khi xác định được mục dich quan trắc, việc thứ hai là giải quyết bài toán kính tế kỹ thuật Ở nước ta, các công trình dap đất đa số được xây dựng từ lâu đời, nên không

phải công trình nào cũng có đầy đủ các tải liệu cần thiết để thiết kế chỉ tiết hệ thống

đất nề

quan trắc Đồng thời có những thiết bị quan chính vì vậy tương ứng,với tằm quan trọng của công trình sẽ lựa chọn phương án quan trắc phù hợp Hiện nay

việc bổ trí thiết bị quan trắc được quy định trong một số văn bản và He

~_ Luật Thủy lợi số 08/2017/QHI4 ngày 19/06/2017 [6]: Điều 18 quy định: Khi

đầu tư xây dưng đập, hỗ chứa nước phải lắp đặt hệ thing giám sát vận hành, thiết bi thông tin, cảnh báo an toin đập và vùng hạ du đập, thiết bị quan trắc KTVT chuyên dùng trên lưu vực hồ chứa nước; Điều 20: Nội dung quản lý khai thác công trình thủy lợi gém 2) đo đạc, quan trắc, giám sắt kiểm tra, kiểm định,

đánh giá an toàn công tinh thủy li: Quin ý, tổ chức thực hiệ bio tr, đầu tr

nâng cấp xây dựng mới hiện đại hóa xử lý khắc phục sự cỗ công trình, maymóc, thiết bị: cắm mốc chỉ giới phạm vi bảo vệ công tinh thủy lợi; Điều 45: Tổ

chức cá nhân khai thác đập hỗ chứa nước phải có trách nhiệm quan trắc đập, KTVT, lưu trữ hỗ sơ theo quy định

= Trong thiết kế xây đựng: Quy chun qu gia QCVN 04-05:2012 [7] quy định

phải xây dựng hệ thống quanloại công trình ông trình bắt bu,

Việc thiết kế cụ thể thực hiện theo TCVN 8215-2009 ~ Công trình thủy lợi- Các

“quy định chủ yếu về thiết kế bổ tr thiết bị quan trắc cụm công trình đầu mỗi [8] Nhằm dim bảo chất lượng quan trắc phục vụ cho các mục đích nêu rên, việc bổ tr hệ thống quan trie trong công trinh dp đất cần đảm bảo tính thống nhất giữa các yêu tổ liên quan và cằn tuân thủ một số nguyên tắc như sau:

= Quan tie đồng thời các yêu tổ ị tổ bên ngoài và bên trong

hg mật thiết với nhau theo quy luật cơ học hoặc

quan: Các yế

sông tình đập đ

hóa học, Trong điều kiện công trình làm việc bình thường không có nhiễu sự

thay đổi so với sơ đồ thết kế thìmỗi quan hệ này đã được làm sáng tö mộtphần trong tính toán thết kể, Ngược hi, nế trong công tình đã có những biến

26

đối ất thường, không còn phù hop với sơ đồ thiết kế thì giá trị của các đại

lượng bên trong (đường bão hòa thắm, dp lực nước lỗ rỗng ) cũng thay đổi, và

việc quan tric toàn diện giúp lim sáng tô được thực chất những

biến đỗi này Ví dụ như quan trắc đường bão hòa thân đập tì cin phải đồng thời quan trắc mực nước thượng hạ lưu hỗ chứa.

= Quan trắc song hành các yêu tố: Mỗi yếu tổ bên trong công tình có thể được

quan trắc bằng các phương pháp và thiết bị khác nhau Mỗi phương pháp đều

số những ưu nhược điễu và điều kiện áp dụng nhất định Vì vậy với những yêu

16 quan trắc cần có độ tin cậy cao thì nên được quan trắc bằng các phương pháp

va thiết bị khác nhau

- _ Tân số quan tắc: Căn cứ vào quy luật biển thiên của từng yéu tổ để định ra rin

số quan trắc phù hợp nhằm nắm bắt được các đặc trưng thay đối của nó Chẳng.

hạn việc quan trắc đường bão hòa thân dip, ap lực thắm nền cần được gia tăngvào mùa mưa lũ,

Như vậy, việc bổ tí hệ thống quan trắc trong đập đắt thục chất Ia việc xác định mục dich quan tri, các loại hình quan trắc và mỗi ign hệ giữa các loại hình quan trắc Tir đó tương ứng với mỗi cắp công tinh khác nhau sẽ bổ trí hệ thống quan trắc Khác

+ “Quan trie nhiệt độ

3 Quan wimg suất ==

| Quan tắc dp lục dit len kết

ciuBT nằm ưongđập | + | +

‘Quan tắc biến dạng của các bộ

L2 | nhân be tong có thếp năm

trong đập + +

”

2.2 Một số yêu cầu về quan trắc thắm trong đập đất fe nội dung quan tic thắm

- Quan trắc độ cao mực nước thượng lưu của đập hồ chứa và công trình chắnnước bằng vật liệu có tính thấm; trước sau mặt cất bố trí thiết bị do; trước saucông trình xa, cổng Ấy nước, v.v

- Quan tắc đường bão hoà,

Cao độ mực nước trước và sau công trình là một nhiệm vụ cin được thực hiện thường xuyên đối với công tình Việc quan trắc này không chỉ phục vụ cho các bài ton liên

quan đến vẫn để thấm mà còn phục vụ nhiều các bài toán liên quan đến: Dự báo lũ,tính toán dòng chảy đến hd, và bài toán vận hành Tuy nhiềviệc phục vụ cho bồi

toán lên quan đến thắm cũng hết sức quan trọng Mực nước trước và sau công tình

chính là hai điều kiện biên không thé thiếu trong việc mô phỏng bài toán thắm trong lý.

Hiện nay có nhiều cách để quan trắc mực nước trước và sau công trình, nhưng thông, 2 tiễn hành quan trắc tự động hoặc xây dựng các cột thủy cht có vạch

thưởng người tado,