Luận văn thạc sĩ Xây dựng Công trình thủy: Nghiên cứu giải pháp chống thấm và ổn định cho đập đất hồ chứa nước chống lũ Lộc An

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập- Tự do- Hạnh phúc

TP H6 Chí Minh, ngày thang năm 2018

BAN CAM KET

Tén hoc vién: Hoang Van Tuy

Tôi xin cam đoan dé tài luận văn của tôi hoàn toàn là do tôi lam Những kết qua

nghiên cứu không sao chép từ bat kỳ nguồn thông tin nào khác Những số liệu của các kết quả nghiên cứu đã có nếu sử dụng trong luận văn đều được trích dẫn theo đúng quy

Học viên

Hoàng Văn Tuy

Học viên: Hoàng Văn Tuy 1 GVHD: PGS.TS Nguyễn Cảnh Thái

LỜI CẢM ƠN

Luận văn được hoàn thành dựa trên sự cổ sự cố gắng của bản than, 8 giúp đỡ nhiệt tinh của giáo viên hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Cảnh Thái, từ lúc chọn đỀ ti, lập để cương cho đến khi kết thúc luận văn Tuy nhiên do trình độ và điều kiện còn nhiều hạn

chế, luận văn không tránh khỏi khiếm khuyẾt, sai sói, tác giả rất mong muốn nhậnđược sự chỉ bảo của các thầy cô giáo, sự đồng góp ý kiến của các đồng nghiệp để luậnvăn mang lại ÿ nghĩa thiết thực hơn

Nhân dip này te giả xin chân thành cảm ơn PGS.TS Nguyễn Cảnh Thái, các thầy

cô giáo trong trường Dai học Thủy Lợi, các bạn bè, đồng nghiệp đã giúp đờ nhiệt tinh

trong quả trình làm luận văn này

Tác giả xin cám ơn đến Lãnh đạo cơ quan Sở Nông nghiệp và PTNT tỉnh Đồng Nai, ơï tic giả đăng công tác đã cung cắp những tả liệu cần thiết cho luận văn cũng như

tao điều kiện và bổ tr thời gian để hoàn thành khóa học và luận văn

“Xin chân thảnh cảm on,

“Tác giả

Hoàng Văn Tuy

Hoe viên: Hoàng Văn Tuy ii GVHD: PGS.TS Nguyễn Cảnh Thái

2 Tinh cấp thiết của đề tài 1

3 Mục tiêu, đối tượng, phạm vi nghiên cứu.

3.1 Mục tiêu:

3.2 Déi tượng, phạm vi nghiên cứu:

4, Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu.

4.1, Cánh tiếp cận

4.2, Phương pháp nghiên cứu,

5 Kết quả dat được.

NỘI DỰNG LUẬN VĂN.

CHUONG 1: TONG QUAN VE KHU VUC NGHIÊN CỨU VA CÁC VAN ĐÈ CAN GIẢI QUYẾT 3 1.1 Tổng quan về thắm qua đập vật liệu dia phương ở trên th giới và nước r Ä

1.1.1 Ngoài nước 31.1.2 Trong nước 51.2 Cúc sự cổ về thim va ôn định ở Đập vit liệu địa phương (VLDP) 10

1.2.1 Sự cổ về thấm và nguyên nhân hình thành ( xói ngằm, mạnh đùn mạch xủi, đường bao hòa cao, tồi đất ) 10 1.2.2 Sự cố về ôn định và nguyên nhân hình thành (sat mái, trượt mái ) 12

1.3 Các giải pháp xử lý thắm và nâng cao ổn định dip vit iệu địa phương la

2.1.1 -Những khái niệm chung 32

2.1.2 Gradient thủy lực ban đầu của dong thấm trong mỗi trường đắt 3

2.1.3 Sự hình thành đồng thắm 35

2.1.4 Qui luật đồng thẩm trong môi trường hạt lớn 36

2.1.5 Các yêu ổ ảnh hưởng đến đặc tn thắm của đất 36

2.2 Cơ sở lý thuyét thim và các phương pháp tinh thắm 37 2.2.1 Cơ sở ý thuyết thủy động lực của ding thắm qua móng và vai đập 37 2.2.2 Các phương pháp tinh thắm 39 2.2.3 Giới thiệu Module SEEP/W thuộc bộ phần mém tinh thắm GEO-SLOPE 39

2.3 Các phương pháp tính ôn định 4g

2.3 Giới hiệu các phương pháp tính én định 43

2.32 Giới thiệu phần mềm Slope/W 30

2.4 Kết luận chương 2 sỉ CHUONG 3: PHAN TÍCH LỰA CHON GIẢI PHÁP CHÓNG THÁM PHÙ HỢP CHO HO CHỮA NƯỚC LỘC AN 52

3.1 Viti dia lý và điều kiện tự nhiên của khu vục nghiên cứu 323.11 Viti dia lý 323.12 Địa hình 323.1.3 Thổ nhường: 323.14 Khí tượng thủy văn, 323.2 Giới thiệu chung về công trình s4

3.2.1 Vị tí địa lý công trình _

3.2.2 Nhiệm vụ công trình 5

3.2.3 Quy mô công trình 56

3.24 Đánh gid chung về hỗ chứa nước Lộc An 37

3.3 Đánh giá thấm và ôn định công trình khi chưa có giải pháp chống thấm: 37

3.31 Thực trang vit liệu dip đập, địa chất long hỗ 37 3.3.2 Tính toán thắm với đập đồng chit khi chưa có giải pháp chống thắm: 59

333h toán én định mái đập: 65

3.34 Đề xuất giả pháp xử lý chống thim và năng cao én định cho hồ chúa nước Lộc

An 6

3.4 Tính toán thắm va én định với các giải pháp chống thắm khác nhau: 67 3.41 Tinh toán với giải pháp dùng ming HDPE chồng thắm 6 3.4.2 Tính toán với giải pháp tường hảo chống thắm Xi măng — Bentonite: T4 3.43 Tinh toán với giải pháp khoan phụt vật iệu chống thắm: 80 3.5 So sánh các giải pháp và dé xuất lựa chon phương án 88 3.5.1 sơ ánh kết qui tinh toán các giải pháp chống thắm, 88 3.5.2 Phân tích kết quả chọn ta giải pháp hợp lý 92 3.5 Lựa chon phương ân ti ưu và đề xuất áp dụng: 93

3.6 Kết luận chương 3 93

1 Những kết quả đạt được của luận văn: 9 2 Một số vẫn đ tổn tại của luận văn 94

3 Kiến nghị, hưởng tiếp tục nghiên cứu 95

TẢI LIỆU THAM KHAO 96

Hoe viên: Hoàng Van Tuy v GVHD: PGS.TS Nguyễn Cảnh Thái

Hình 1.6 : Tưởng hào ching thắm bằng Bentonite 16 Hình L7 : Thi công tường chống thắm bằng biện pháp dio hào trong dung dich bentonite hỗ Dâu Tiếng: Thi công trởng chống thắm Easup 18

Hình 1 8: Kết ấu đập đất chống thắm qua nền bing khoan phụt vữa xi mãng 19

Hình 1.9 : Công nghệ đơn pha 23

Hình 1.10: Công nghệ hai pha 4Hình 1.11 : Công nghệ ba pha +5

Hình 1.12: Mô ta quả trình thi công tạo tưởng chẳng thắm, 26

Hình 1.13 : Pham vi ng dung hiệu quả cia các loại công nghệ khoan phụt m

Hình 1.14 : Các giải pháp thoát nước, chống xói ngằm 29 Hình 1.15 Mặt cắt qua ting lọc ngược 29

Hình 2 1 Quy luật thắm đối với dit cát và dt sét kém chặt aM

Hình 2, 2 Sơ đồ tinh toán dn định mái đốc theo phương pháp mt trượt 45

Hình 3.1 Bình đồ tổng thé Hỗ Lộc An 3s

Hình 3 2 Sơ đồ tinh toán hiện tang mặt cắt vai phải (MC K0+300) ol

Hình 3 Mô hình chia lưới phần từ và điều kiện biên mặt ct vai phải 6

Hình 3 4 Sơ đỗ tính toán hiện trang mặt cắt lòng sông (MC K0+408) 62

Hình 3 5 Sơ đỗ tính toán hiện trang mặt cắt lòng sông (MC KD+408) “

Hình 3 6 Sơ đỗ tinh toán hiện trạng mặt cắt vai trấi (MC K0+510) oa

Hình 3 7 Mô hình chia lưới phần từ vi điều kiện biên mặt cắt ai tri (MC K0+510)63

Hình 3 8 Lưới phần từ và điều kiện biên mặt cất lòng sông 66

Hình 3 9 Lưới phần từ vi điễu kiện biên xử lý bằng ming HDPE mặt cắt long sông 69

Hình 3, 10 Lưới phần từ và ện biên xử lý bằng mảng HDPE mit ct lòng sông

Hình 3 11 Lưới phần tử và điều kiện biên xử lý bằng tường hào bentonite 15

Hình 3 12 Lưới phi từ và diHình 3 13 Lưới phần tử và đi

Mình 3 14 Lưới phần từ và điều kiện biên mặt cắt lòng s

kiện biên mặtlòng sông 7kiện biên xử lý bằng giải pháp khoan phut 81

ng 84

Hoe viên: Hoàng Van Tuy vii GVHD: PGS.TS Nguyễn Cảnh Thái

DANH MỤC BẰNG BIEU

Bảng | | Một số công trình xử lý chống thắm nền bằng khoan phụt vữa xi mãng 19Bảng 2 | Két quả nghiên cứu tính thẳm trong môi trường hat lớn 36

Bang 3 | Tống hợp các yếu tố khí hậu; 54

Bang 3.2 Thông số chỉ it của công tình, 37

Bảng 3 3 Tổng hợp chitgu các lớp dt 38

Bang 3 4 Tổng hợp chỉ tiêu đất bai vật liệu 59

‘Bang 3.5 Các trường hợp tinh tin 0

Bang 3 6 Tổng hợp kết quả kiểm tra hiện trạng thắm 64

Bảng 3 7 Tổng lượng nước thắm qua đập hing năm “Bảng 3 Các trường hợp tính toán 65

Bảng 3 9 Tổng hợp kết quả kiểm tra én định hiện trạng 66 Bảng 3, 10 Thông số ky thuật của mảng chống thắm SD-HDPE 68 Bang 3 11 Các trường hop tính toán về thắm 69

Bảng 3, 12 Kết quả tính toán xử lý thẳm bằng giải pháp mảng HDPE 10

Bang 3, 13 Các trường hợp tính toán về thắm, 10 Bảng 3 14 Tổng hợp kết quả kiểm tra ôn định sau khi xử lý thắm bằng ming HDPE7I

Bảng 3 15 Tỉnh năng kỹ thuật của tường hào Xi ming ~ Bentonite 1Bảng 3, 16 Các trường hợp tính toán v thắm, 15Bảng 3 17 Kết quả tinh toán xử lý thắm bằng giải pháp tường hào Bentoni 16

Bang 3 18 Các trường hợp tính toán T6

‘Bang 3.19 Kết quả kiểm tra dn định sau khi xử lý thim bằng tưởng hio bemtonit 77

Bang 3 20 Bang quan hệ giữa tỷ lệ D/N với lượng mắt nước đơn vị q 80

Bảng 3, 21 Các trường hợp tinh toán về thẩm 82

Bảng 3 22 Kết quả tinh toán xử lý thắm bằng giải pháp khoan phục 83

Bang 3.23 Các trường hop tính toán vẻ ổn định 8Bảng 3, 24 Kết quả kiểm tra ôn định sau khi xử lý thắm bằng khoan phụt M

Bang 3 25 Trường hợp tính toán mực nước dang bình thường 88

Bang 3.26 Trường hop mực nước dâng gia cường 88

Bang 3 27 Lượng mat nước hồ chứa trước và sau xử lý 90

hồ Lộc An 9Bảng 3 28 Bang tổng hợp dự toán hạng mục xử Ì

Hoe viên: Hoàng Văn Tuy viii GVHD: PGS.TS Nguyễn Cảnh Thái

MỞ DÀU

1 Tên đề tài:

Aghiên cứu giải pháp chẳng thắm và bn định cho dập đắt hồ chứa nước Lc An 3 Tính cấp thiết cũa đề tài

Xã Lộc An là xã thuộc diện nghèo của huyện Long Thành, có tổng điện tích tự nhiên.là 1.9157 ha, trong đó diện tích đất nông nghiệp toàn xã là 1.641,6 ha (chiếm 85%ign tích tự nhiên) Tổng dân số toàn xã có 4.058 nhân khẩu (976 hộ), mật độ dân số là

212 người km,

Kinh tế chủ yếu của xã dựa vào ngành sản xuất nông nghiệp là chính (thu hút 87% laođộng); ngành thương mại - dich vụ ở dạng buôn bán nhỏ, lẻ; ngành công nghiệp và

tiêu thu công nghiệp chưa phát iển Cơ sở vật chit hạ ting côn nghéo nin, kém phát triển, đời sống, sinh hoạt của nhân dân ở đây gặp nhiều khó khăn

Xã Lộc An nằm ở phía hạ lưu của suối Ong Qué, khu vực có địa hình đồi đốc, các suối ngắn và đốc nên khi hết mưa là khô hạn, hing năm vào mia mưa lũ, do dang suối hep, độ dốc lớn nên thường gây ngập úng cho nhân dân trong khu vực, làm ảnh hưởng lớn đến đời sống và sinh hoạt của nhân dân Hơn nữa, lũ của lưu vực suối Ông Qué chảy

về hạ lưu gây ngập ng thị rin Long Thành.

“Xuất phát từ tinh hình nêu trên, Sở Nông nghiệp và PTNT đã nghiên cứu lập dự ăn đầu

tư xây dựng công trình hỗ chứa nước Lộc An, với mục đích là cắt lũ cho hạ lưu của

suối Ông Qué gồm xã Lộc An — huyện Long Thanh và một phan thị trấn Long Thanh, đồng thời tạo nguồn tưới cho khoảng 300 ha cây tring cạn của xã.

Tuy nhiên trong quá trình thi công xây dựng hồ Lộc An, chủ đầu tư đã phát hiện ra datcic mẫu vật liệu

ấp đập không đảm bảo như trong thiết đập được lấy tại bãi

vật liệu có hệ số thắm lớn, không đảm bao chống thắm cho đập khi thi công và gây

đến mắt mắt n định cho đập, Nếu không có biện pháp chẳng thim cho đập đất sẽ

an toàn cho đập khi hồ chia xây dựng xong và đưa vào sử dụng Trước yêu cầu cấp thiết đó, chúng ta phải tinh toán, phân tích đưa ra một giải pháp tốt nhất để chống thấm và đảm bảo én định cho đập dit của hỒ chứa, đảm bảo an toàn cho hỗ chứa khi

công trình thi công xong và đưa vào sử dụng,

Hoe viên: Hoàng Văn Tuy 1 GVHD: PGS.TS Nguyễn Cảnh Thái

3 Mục iêu, đối tượng, phạm vi nghiên cứu

Sele Mặc tiêu:

‘Dua ra giải pháp thích hợp vé việc chống thấm, đảm bảo én định cho đập đất hồ chứa nước chống li Lộc An, huyện Long Thành tinh Đồng Nai

3.2, Đối tượng, phạm vi nghiên cứu:

Phạm vi nghiên cứu của dé tài giới hạn trong khu vực hé chứa nước Lộc An, xã Lộc

‘An, huyện Long Thanh, tinh Đồng Nai.

cận và phương pháp nghiên cứu

4.1 Cách tấp cận

Đối trong nghiên cứu thuộc loại đập vật liệu địa phương, nên cần thiết phải có hướng

tiếp cận đối tượng từ tổng thể và từng bước: từ phân tích đánh giá chỉ tiết về hiện

trang, sau đồ xác định các nguyên nhân gây thắm, mắt én định đập, từ đó để xuất và tinh toán fe gi phip chẳng thắm, to én định cho đập

KẾ thừa các kết qua nghiên cứu trước day về nguồn dữ liệu cơ bản như dia hình, địa

thủy văn của dự án phục vụ cho tính toán, kiểm định các mô hình toán.

“Tiếp cận từ việc sử dụng các loại vật liệu, công nghệ, phương pháp mới để đưa ra các

giải pháp hợp lý nhất

4.2 Phương pháp nghiên cứu

Khảo sắt thục địa, dé có được tổng quan về dối tượng nghiên cứu, những vấn đề cinxử lý hiện nay.

Sử dụng mô hình toán để tinh toán mô phòng các yếu tổ thủy động lực, ôn định của đập nhằm xác định tính hợp ý về giải pháp chống thắm, tạo dn định cho dip.

5 Kết quả dat được

Đề xuất được giải pháp chống thắm cho đập đất của hd chứa nước chồng lũ Lộc An

huyện Long Thành, tỉnh Đồng Nai.

NỘI DUNG LUẬN VAN

'CHƯƠNG 1: TONG QUAN VE KHU VỰC NGHIÊN CỨU VÀ CÁC VAN DE

CĂN GIẢI QUYẾT

1-1 Tổng quan về thắm qua đập vậtliệu địa phương ở trên thể giới và nước ta: “rong những thập ky gin đây, các dự án công trình thủy lợi phát triển rit mạnh mẽ

sóp phân rất quan trọng trong việc phòng chồng và giảm nhẹ thiên tai, xây dựng cơ sở

hạ ting tạo đã cho các ngành kính tế phát tiễn một cach bền vững gp phần ci tạo

môi trường sinh thái

“Trong dự án thủy lợi đập ngăn sông là hạng mục công trình chính Công tác thiết kế và

thi công hạng mục này bio đảm chất lượng kỹ thuật có vai trỏ rất quan trọng, đây

chính là điều kiện tiên quyết để cho dự án phát huy hiệu quả đầu tr và công tình hoạt

động hiệu quả sau khi đưa vào sử dựng

Đập bằng vật liệu địa phương là hình thức công trình chứa nước rat phố biến hiện nay

ở nước ta và trên thể giới vĩ giá thành thấp, vậ liệu sẵn có ti khu vực, đễ thi công mà

Vẫn đảm bảo yêu cầu cho công trình, Các công trình này là thường xuyên chịu áp lục nước lớn, có đông thắm trong thin và nén đập, kích thước mặt cắt ngang lớn, vật liga

có thể đồng nhất hoặc không đồng nhất

Tuy nhiên trong quá trình xây dựng cũng có một số công trình bị sự cổ rô rỉ thắm mắt nước gây ra mắt an toàn dẫn đến vỡ đập Những sự cổ thường xảy ra trong thời gian

thi công hay công trình vừa mới xây dựng xong đang trong giai đoạn tích nước,

Nguyên nhân sự cổ chủ yếu là do đồng thắm phá hoại qua các hạng mục công nh:

đầu mỗi như thắm qua nền và thân đập đất, thắm tiếp xúc giữa các hạng mục xây đúc

với hình cho sự cổ rò rỉ thắmén hay với thân đập Sau đầy xin nêu một số vĩ đụ

Đập đất Teton được xây dưng trên sông Teton, bang Idaho, tây bắc nước Mỹ Đập có chiều cao 93m, chiều dài ở đinh 940m, đáy rộng 520m, tạo hồ chứa có.

dung tích 289 triệu mã.

Đập được khởi công năm 1975 và hoàn thành sau hơn 1 năm Khi hé đầy nước, lũ lớn về và ngày 5/6/1976, đập bị vỡ 7h30 sáng hôm đó, dng thắm chảy trin trên phần dưới mái hạ lưu bên vai phải đập Xe máy được huy động đến dé khắc phục nhưng không thành công, Đập đã bị xói ngẫm rất mạnh và bị vỡ lúc 11830 Đến 20h cùng ngày, nước trong ho chảy hết Các thị tran Rexburg, Sugar City, Madison, đưới hạ lưu bị ngập nặng làm II người chết và thiệt hại khoảng 2 ty

USD,

1.1.1.2 Đập Liman

Bap Liman thuộc bang Aizona được xây dựng năm 1913 để trữ nước, đập cao khoảng

20m, đài 260 m, độ dốc mái thượng, hạ lưu là 1:2, đập đắp bing đất sét Trong đập có.

tường tâm bằng đắt hỗn hợp

Ngày 14/4/1915 lúc 22giờ 45 phút, tại vị trí lòng sông chỗ đáy đập xuất hiện một dòng nước mạnh do thắm qua đập, gây xói đập và vỡ mổ rộng tới 108m, Nguyễn nhân do

thấm qua đập dat gây ra.

1.12 Trong nước

“Theo thống ké của Tổng cục Thủy lợi đến hết năm 2015, ở Việt Nam hiện có 6.648 hỗ

chứa, trong đồ 96 chứa thủy lợi, phần lớn là các hỗ nhỏ, đập đất vữa và nhỏ ‘6 nguy cơ mat an toàn:

~ Các hồ hữu lớn (đụng tích trữ >3,0 triệu m3 hoặc đập cao >1m): Cổ 93 hd có đập

Đập cao hmax = 32,0 m, HỖ có dung tích 110 triệu mã

Cao trình đỉnh đập: + 50,20m + MNDBT : 44,2 (Cuối mùa lũ ; +46,20).

[Nam 1996 xây ra thắm qua thân đập tiên mái hạ lưu ở + 35,0 239,0m saw mùa lĩ khi hỗ tích ở mục nước trên MNDBT trong gin cả năm Trong mia lũ 1998 tiép tục thắm

lớn khi mực nước hd cao trên 44.20m.

Nguyên nhân chính: Dat dip thân đập từ + 35,0m trở lên chưa đạt độ chặt thiết kế, lại

bị nước tác động làm lão hoá giảm khả năng chẳng thắm.

Sửa chữa nâng cấp năm 1999 -2000 Làm tường nghiêng thượng lưu có chân khay

chống thắm bằng đất é ớt đặt đến + 35,0m, kết hợp khoan phụt chống thắm bằng vữa

Hoe viên: Hoàng Văn Tuy 5 GVHD: PGS.TS Nguyễn Cảnh Thái

xi măng- sét từ +35,00m trở xuống Bổ sung khối gia tải và lọc tiêu thoát nước hạ lưu,

“Cải tạo tran tự do thành trần có cửa van cung.

Hình 1 2: Hồ Núi Một (Ninh Thuân)

mạch si Mai thượng lưu có nhiều.

Nguyên nhân: Nền là đất tàn tích Granitee chưa được xử lý triệt đẻ Bat đắp thân đập

chưa đạt độ chặt cần thiết.

Sửa chữa nâng cấp: năm 2000 + 2001: Tường nghiêng thượng lưu có chân khay chống.

thắm đặt đến nền không thắm, bổ sung gia ải mái hạ lưu Cải go tần tự do thành trần có cửa, Lim cổng lấy nước mới thay cổng cũ.

Minh 1.3: Hỗ Hội Sơn (Bình Định)

1.1.2.3 Đập hỗ Suấi Trau ( Khánh Hoa)

“Xây dung tháng 4/1977+ 8/1977 Sự cố ấy a (1977, 1979 và 1982).Hoàn thành : 1983.

ap đất đồng chất Đập chính hous = 19,60m, dài 240m

"Đập phụ Faas = 7,60m, dải 191m Cao trình đình đập : +25,6m.

MMNDBT: 22,50, MNLLN : 23,86, MNC: 15.50, Dung tích hd: 9,81 triệu my’‘Vo đập lần 1 (thing 11/1977):

Hồ tích nước ir cuối thắng 8/1977 12h30 ngày 11/11/1977 c mưa lớn, khỉ mực nước

hỗ tăng nhanh từ 17,60m lên 21,0m, phát hiện 2 lỗ rò ở 2 mang cống lấy nước ở

T018 0m và đến 02h ngày 12/11/1971, sau 14 giờ cằm cự đập vỡ 2 bên mang cổng Nguyên nhân trực tip: Dit dip 2 mang cổng đầm nên km, do hỗ mồng chật hep và không có biện pháp thi công phủ hợp, chỉ tiêu về dung trọng khô thiết ké quy định sai (ye =1,50 Tim’ trong khi loại dat này có ‹ tự nhiên là 1,6 + 1,7 Tim’).

Sửa chữa: Bố sung 3 tường ngăn bao ngoài thân cống cắm vào 2 bên thân đập dé giảm gradient thấm dọ thân ng, ấp lại đoạn vỡ sau khi bạt mãi lỗ vỡ với m = 1:1,50 và dip đất với you = 1,70 Tím”, Công tác sửa chữa hoàn thành cuối tháng 8/1978,

Vo đập lần 2 (Thing 11/1978):

Đầu thing 11/1978, đập đắp đủ mit cit thiết kể, Mưa lớn, mực nước hỗ ting từ 322/76

lên 24,40m trong 4 giờ ngày 04/11/1978, phát hiện 1 lỗ r6 lớn chảy mạnh nước đục raHoc viên: Hoàng Van Tay 7 GVHD: PGS.TS Nguyễn Cảnh Thái

mi hạ lưu ở 222,0 m, cách tim cổng khoảng 21m về bên trái 7h30! thêm 1 lỗ rò nữa, thượng lưu hình thành xoáy nước 12h30 thêm 1 lỗ rỏ gin thấp cống Đến 04h15" ngày hôm sau (05/11) sau 24 giờ cằm cự quyết liệt, đập đã vờ hoàn toàn sau 1 tiếng nỗ lớn và cắt đập thành 2 đoạn

Nguyên nhân chủ yếu: Thi công kém chất lượng phần đất đắp từ cao trình +22,0m trở lên, do chủ đầu tư, đơn vị thi công và cả thiết kế quan niệm phần đập cao không

thường xuyên giữ nước, nên không quan trong Kiểm tra có 86% mẫu không đạt ýL7 Tim trong đó có 32% mẫu đạt dưới 1,5 Tím”.

Sửa chữa : Phá dỡ đập cũ, đấp lại theo đồ án mới do Đoàn KSTKTL Trung Trung bộ (nay là Xí nghiệp TKTVXDTL 3, thuộc Công ty TVXDTLI) thiết

Không đồng chit, có li chống thắm với y= 1,75 Tin, có khối gia tải hạ ưu, Đỗ án

thiết kế yêu cầu thi công trong 2 mùa khô 1979 và 1980, nhưng do yêu cầu tưới nên

địa phương thi công trong 1 mùa khô năm 1979, do thủ tục chậm nên đến 10/8/1979

mới bắt dầu đấp đập, từ đó đã dẫn đến sự cổ lẫn 3 Sự cố lần 3:

Xây ra ngây 19/11/1979 khi đập mới dip đến +22,0m, mục nước hỗ tăng từ +16.50m ấm ở phía hữu cổng giáp đồi vai phải Sự cỗ này là do đất dip

ving tiếp giáp giữa đầm thủ công và đ cơ giới không đạt you „ nước thắm đã tạo 1 "hang ngằm đi zic — zac từ thượng lưu về hạ lưu Đập không bị vỡ nhờ mực nước hỗ hạ thấp qua trăn tạm dẫn dng thi công và rồi hết mưa

Xây ra tại đập phụ vào mùa li năm 1982, do đất đắp km theo đồ án thết kế cũ nim

1977 với you =1,5 Tím),

Qua 3 lần sự cổ ở đập chính chủ yéu đều do chất lượng đắt đắp mà không kiểm tr lại việc thiết kế va thi công đập phụ, là một sai sót lớn của các đơn vị hữu quan,

Công tình hoàn thiện cuối năm 1983, đến nay đã làm việc an toàn

Hình 1.4 Hồ Suối Tru (Khánh Hòa)

1.1.24 Đập hồ Am Chia (Khánh Hòa)

“Xây dimg:1988-1992 Sự cổ 10/1992 Sữa chữa khôi phục nâng cấp cuối 2001.

ap đất đồng chất ( khi sự cổ) „ luax = 24,5m, dài =330m Hồ có dung tích : 4690triệu m’,

MNC :23,90m Cao tình đình đập : +37,00m Tường CS : +38,0m,

Sau khi chặn dòng (tháng 2/1989) đã có các hiện tượng rò rỉ thắm lậu qua đất đắp thân

đập 2 sự cổ lớn thắng 10/1989 và thang 10/1992 Xin tôm tắt sự cổ thing 10/1992

Mura từ 23-25/10/1992, mực nước hd từ +28,0m tăng vot lên 34.40m vào tối ngày 25/10 ( tốc độ tăng 6m trong ngày 25/10/1992 và khoảng Im/giờ vào tối ngày đó),

Sáng 27/10 phát biện 2 lỗ sti ở mái hạ lưu tại cao trình + 26,00m, cách vai tà đập,

khoảng 70 =80m, còn có nhiều lỗ sii trên mặt bằng +26,00m, có 5 lỗ sii phát triển nhanh, thoát ra nh iy có lỗ1 ngách ở hạ lưu Vào 6h00 sing hôm sau (28/10/1992),xoáy nước ở thượng lưu, các vật nỗi và có 1 cây xoài bị hút mạnh vio xoáy nước kéo

trôi xuống hạ lưu Chie Au 28/10 mực nước hồ xuống dưới +29,00m, từ hạ lưu nhìn thầy lỗ rõ thủng lên bầu tời của hỗ chứa, miệng rộng 45m, tạo thành hang thẳng gốc với

trục đập, bên trong phát triển ra 3,4 ngách Có người chụp được ảnh qua hang thingnày Ngảy hôm sau, đập ở đoạn sự cổ bi sập on xuống thấp tiên Im, không còn nhìn

«qua bang rõ nữa, Khi mục nước hỗ hạ xuống +27,00m thi không cồn nước rồ ra hạ

Hoe viên: Hoàng Văn Tuy 9 GVHD: PGS.TS Nguyễn Cảnh Thái

Nguyên nhân chủ yếu: Thiết ké và thi công chưa có các biện pháp kỹ thuật phù hợp.

với các đặc trưng nguy hiểm của đất đắp đập ving này là tinh eo ngột, an rã và tính

lún ướt - những đặc trưng của đắt hoàng thé, và thiếu biện pháp xử lý đúng đắn các mặt bằng, mặt dim giữa các khỗi dip, các lin ngừng thi công kéo dải, Kết cắu đập li thiếu các bộ phân tiêu lọc thoát nước phủ hợp để khắc phục đồng thắm dị thường gây phá hoại đập.

Ngoài ra còn có những nguyên nhân khác vỀ công tie quản lý đầu tr và xây đựng:

“Công trình đập cắp II, lai đo Huyện làm chủ đầu tư.

Hình 1.5 : Sự cổ vỡ đập Am Chúa (Khánh Hòa - 1992)

1.2 Các sự cổ về thắm và ôn định ở Đập vit liệu dia phương (VLĐP)

wr cổ về thắm và nguyên nhân hình thành ( xối ngằm, mạnh dion mạch xii, đường bão hòa cao, tréi đắt.

Những sự cổ về thấm thường gặp trong đập dit a thm mạnh hoặc si nước ở nền đập,

thân đập, vai đập và hai bên mang công tri, Các sự cổ trên nếu không giải quyết kịp

thời có thể ảnh hưởng lớn và dẫn đến có thể phá vỡ công tinh

Mới nhìn có thể ngộ nhận do các yếu tổ khách quan như điều kiện địa hình, khí tượng thủy văn, địa chất công trình, vật liệu dip đập Nhưng xét đến cùng, chủ yếu là nguyên nhân chủ quan, thể hiện ở khâu có liên quan đến sự ôn định của đập đất

1.2.1.1 Thắm mạnh hoặc sử nước ở nén đập

Do các nguyên nhân sau đây gây r

~ Đánh giá sai tinh hình địa chất nền, để sót lớp thấm mạnh không được xử lý Biện pháp thiết kể xử lý nền không đảm bảo chất lượng,

~ Chit lượng xử lý nền kém: Khoan phụt không đạt yêu cầu: ht không sạch lớp bồi tích; thi công chân khay, sân phủ kém dẫn đến thủng lớp cách nước.

Xir lý tp giáp nén và thân đập không tốt do thiết kế không để ra biện pháp xử lý hoặc do khi thi công không thực hiện tốt biện pháp xử lý.

1.2.1.2 Tham mạnh hoặc sii nước ở vai đập

Do các nguyên nhân sau đây gây ra

“Thiết kể không đề ra biện pháp xử lý hoặc do biện pháp xử lý để ra không tốt

~ ˆ Không bóc hết lớp ting phủ ở các vai đập.

= Dim dt trén đoạn tiếp giấp ở các vai đập không tốt

‘Thi công biện pháp xử lý tiếp giáp không tốt

1.2.1.3 Thắm mạnh hoặc sii nước ở mang công tinkDo các nguyên nhân sau đây gây r

~ _ Thiết kế Không đề ra biện pháp xử lý hoặc do biện pháp xử lý đề ra không tốt.

ip đắt ở mang công trình không dim bao chất lượng: Chất lượng dit đắp khôngdue lựa chọn kỹ, không don vệ sinh sạch sẽ để vứt bỏ cúc tạp chit trước khi ip, đầmngn không kỹ.

“Thực hiện biện pháp xử ý không đảm bảo chất lượng ~ Hong khớp nỗi công trình

“Cổng bị thủng

1.2.1.4 Tham mạnh hoặc sii nước ở thân đậpDo các nguyên nhân sau đây gây ra:

~ Ban thân đất dip đập có chất lượng không tốc: Ham lượng cát, bụi, dim sạn nhiều,

"hàm lượng sét it, dat bị tan rã mạnh.

Hoe viên: Hoàng Văn Tuy " GVHD: PGS.TS Nguyễn Cảnh Thái

= Két quả khảo sắt sai với thực tế, khối lượng khảo sắt không đủ, không thí nghiệm

diy đủ các chỉ tiêu cơ ý lực học cn thiết, từ đó đánh giá sai chất lượng đắt dip.

~ Chon dung trọng khô thiết kế quá thấp, nên đắt sau khi dim vẫn tơi xốp, bở rời ~ ˆ Không c6 biện pháp thích hợp để xử lý độ âm, do 46 độ dm của đắt không đều, chỗ khô chỗ âm, làm cho đắt sau khi dip có chỗ chặt có chỗ vẫn còn rời rạc, tơi xốp.

~_ Đắt được đầm ngn không đảm bảo độ chặt yêu cầu do: Lớp đất rải dây quá quy

định sau khiin đầm ít, nên có độ chặt không đồng đều, phân lớp, trên mặt

thì chặt phía dưới vẫn còn tơi xốp không đạt độ chặt quy định, hình thành từng lớp đắt yêu nằm ngang trong suốt bề mặt dim.

~_ Thiết kế và thi công không có biện pháp xử lý khớp nối thi công do phân đoạn để

<p trong quá trình thi công

= Thiết bị tiêu nước bị tắc.

1.3.2 Sự cổ về in định và nguyên nhân hình thành (sạt mái, trượt mdi.)

1.2.2.1 Sat mái thượng hưu đậpDo các nguyên nhân sau đây gây ra

= Tinh sai cấp bão.

~ _ Biện pháp thiết kế gia cổ mái không đủ sức chịu đựng sông do bão gay ra

~ Thi công lớp gia cổ kém chất lượng: kích thước đá lat hoặc tắm bêtông nhỏ hơn

thế + Chất lượng đã hoặc bêtöng kém; Dã lá đặt nằm, không chèn chặt các hồn đá

~ Bait mái đập thượng lưu đầm không chặt hoặc không xén mái.

1.2.2.2 Trượi sâu mái đập thượng lưuDo các nguyên nhân sau đây gây ra:

= Bio lớn song to kéo dải, diu tiên phá hỏng lớp gia cố, iếp 46 phá khối đất thượng

ima thân đập

~_ Nước hỗ chứa rút đột ngột ngoài dự kiến thiết kế

~ Sire bền của đắt dp đập không đảm bảo các yêu cầu củathit kế~ _ Thiết kế chọn tổ hợp tải trọng không phủ hợp với thực tế

+ Thiết kế chọn sai sơ đồ tính toán ổn định.

~ ˆ Chấtlượng thi công không đảm bảo yêu cầu thiết kế.

~ _ Địa chất nền đập xấu không được xử lý

1.2.2.3 Trượi sâu mái đập hạ lewDo các nguyên nhân sau đây gây ra

Địa chất nền đập x hơn dự kiến của thiết kế do khảo sắt đánh giá không ding với

~_ Thiết kế chọn si tổ hop tôi trong,

“hiểt kể chọn sai sơ đồ hoặc phương php tính ton,

= Chấtlượng th công không đảm bảo

~ _ Thiếtbị Liều nước bị tắc kim ding cao đường bão hoà

“Tiêu thoát nước mưa trên mặt hạ lưu không tốt, khi mưa kéo dai toàn thân đập bị

bão hoà nước ngoài dự kiến của thiết kế

1.3 Các giải pháp xử lý thắm và nâng cao én định đập vật liệu địa phương

1.31 Các giải pháp xử lý thắm và phạm vi ứng dụng:

1.3.1.1 Các giải pháp làm giảm thắm

4 Gili pháp chống thắm bằng tường nghiêng và sản phủ

Khi xây dựng đập đất trên nền thắm nước mạnh mà chiều dày ting nền thắm nude

mỏng và vật liệu làm thân đập có hệ số thấm lớn thì hình thức chống thắm hợp lý nhất thường là tưởng nghiêng nối tiếp với sin phủ Người đầu iên đặt cơ sử tinh thắm qua

loại đập này là viện sĩ N.N, Pavlovxki và về sau giáo sư E.A.Zamarin bỗ sung Khi

tinh thắm theo phương pháp nay xem tường nghiêng và sân phủ là hoàn toàn không

thắm cho nên cho kết quả chỉ là gần đúng

Lựa chọn các thông số cơ bản của tưởng,

* Chiều đây san trước; Chiều diy sẵn trước phải đủ để loại rữ hiện tượng xói ngầm do

sradien thắm qua sân trước gây ra:

Hoe viên: Hoàng Văn Tuy B GVHD: PGS.TS Nguyễn Cảnh Thái

je Zhan (3)

ĐI HỊ

Trong đó:

~ Z: Độ chênh cột nước giữa hai mặt trên và mặt dưới sân trước.

hi: Cột nước trước đập (cột nước trên tường nghiêng)

~ h Cột nước mặt đưới của tường nghiêng (cột nước này thay đổi theo từng mặt cắt

của tường nghiêng).

~ []: Gradien thấm cho phép và lấy bing: 8,0 đổi với đất a sét

12,0 đối với đất sét,

Theo điều kiện thi công, chiều dẫy sin trước Không bé quá 0,Šm đổi với đập thấp và

đối với đập cao không bé quá Im,

* Cao trình đỉnh tường nghiêng: Chọn không thấp hơn MNDGC ở thượng lưu.

* Chiều đài sin phủ (Ls): Trị số hợp lý của Ls xác định theo điều kiện khống chế lưu lượng thắm qua đập và nền và điều kiện không cho phép phát sinh biển dạng thắm

nguy hiểm của đất nền Sơ bộ có thé ấy Ls = (325011, rong đó H là cột nước lớn nhất.

* Ưu điểm:

~ Vật liệu chống thắm chủ yếu bằng đất sét nên rất sẵn có, giá thành xây dựng thấp, thiết bị tỉ công thông dụng như máy đào, máy luumủy ủi vậy phương phip này cho hiệu quả kinh tế cao.

Thi công trên nén cắt cuội sôi có hệ số thấm nhỏ.

* Nhược điểm:

~ Chống thấm theo phương pháp này không rệt để được do khi tinh thắm xem tường

nghiêng và sân phi là hoàn toàn không thắm cho nên cho kế quả chỉ là gin đứng~ Chỉ thi công ở nơi có địa hình xây dựng rộng.

~ Không th sông được khi nén 1 đã lăn, đ ng.

* Phạm vi ứng dụng

~ Chống thẳm cho các đập đất có nÊn thắm nước rắt sâu hoặc vô hạn b Giải pháp chống thắm bằng tường răng kết hợp li giữa

Khi đập đất có lõi giữa xây dựng trên nền thắm nước va chiều dày ting thắm nước không lớn lắm thi biện pháp chống thắm cho nền thông thường là kéo di lõi giữa uống tận thng không thắm.

ĐỂ tính thắm qua loại đập này có thé chia đập ra làm ba phân đoạn Đoạn II gồm lõi

giữa và tưởng ring, còn hai đoạn I và III là phần đập và nên tương ứng nằm bên trái và

bbén phải nó,

* Ưu điểm:

~ Vật liệu chéng thấm chủ yếu bằng đất sét nên rất sẵn có, giá thành xây dựng thấp,

thiết bị thi công thông dụng như máy dio, mấy luumáy đi vĩ vây phương pháp này cho hiệu qua kinh té cao.

~ Thi công trên nén cát cuội sỏi có hệ số thấm nhỏ

Chống thắm theo phương pháp này cho hiệu quả tương đối cao.

* Nhược điểm:

~ Chống thắm theo phương pháp này phải thi công các loại đắt giữa phn lõi và n có tin

‘chat trong tự tránh phân lớp giữa tường lỏi và đất nền gây thắm do phân lớp.

Chi thi công ở noi có địa hình xây dựng rộng.

~ Không thì công được khi nề là đá ăn, đ ting

* Phạm vi ứng dụng

Chống thắm cho các đập đt có nén thắm nước rắt nông e Giải pháp chống thắm bằng tường hao Bentonite

Tung chống thắm thi công bằng biện pháp đào hảo rong dung dich bentie là giải pháp kết cấu tốt và giải quyết được cơ bản bài toán thắm đối với nền cát, cát cuội soi, nin đất có chiều sâu tối 60m mã cúc giải pháp khác không th thực hiện được Kết

này được áp dụng lần đều tiên ở Việt Nam (năm 1999), nhà thầu thự hiệ là Công ty

âu Tiếng - tỉnh Tây Ninh),

Bachysoletanche (tại đập chính

Hoe viên: Hoàng Văn Tuy 15 GVHD: PGS.TS Nguyễn Cảnh Thái

* Nguyên lý công nghệ:

Tường hào chống thắm là loại trờng được th công bằng biện pháp chung là do hàotrong dung dịch Betonite trước, sau đó sử dụng hin hợp các loại vật liệu: Xi măng +

Bentonite + Phụ gia, sau thi gian nhất định đông cứng lại tạo thành tường chống thắm

‘cho thân và nền đập.

Hào được thi công trong dung dich Bentonite - gọi tắt là hảo Bentonite là hố móng có.

mái đốc đứng, hẹp, sâu được thi công trong điều kiện luôn có dung dich Bentonite.

chigu sâu $+ 120m,

t6 nệm Tên lo đếm bến

Hào thường có chiễ

hp ing eh năm + Ben th đc

Hinh 1.6: Tường hào chống thắm bằng Bentonite.

Dé có thể đào hào rit sâu và duy tri mái de thẳng đứng trong quả tinh thi công phải dy tử iên tục hỗn hợp nước và sết Bentonite diy trong hào git cho vách hào luôn được én định Sau khi hào được thi công sẽ bơm hỗn hợp vật liệu ximăng + Bentonite

+ phụ gia tạo nên tường chống thắm Yêu cầu khả năng chống thắm của trởng K=10-sms kết cấu mm phủ hop với biển dang của đập

“hành phin vật liệ làm tung chống thẩm (tinh cho Im’ via) bao gửi

Tinh chất của Bentonite:

- Độ mịn: trên sảng hạt D=75im 6+7%.

Độ nhớt: 28 + 30s.Độ trương nỡ: I0mlg.

Tĩnh chất của phụ gia chim đông cứng Sika:

~ Thời gian kết thúc ngưng kết 12a

Chiều đài ưởng chống thắm: 510m

- Chiều cao 38+40m

- Chiều đầy 60em Kt quả đo đạc sau khi xây đựng tường hảo chống thẩm:

0 emis- Hệ số thắm tăng: K =

~ Lưu lượng thắm qua dip giảm: 35 + 50 % so với khi chưa xửlý thắm

* Ưu điểm:

Chống thắm đạt hiệu quả cao (hệ số thấm K= 105 + 107 emis)

~ Dung địch xi ming Bentonite được trộn theo đây chuyển công nghệ theo tiêu chuẩn

thống nhất Nên thuận lợi trong thiết kế, thi công, vận chuyển và kiểm soát chất lượng ~ Thi công trên nén cát cuội sỏi có hệ số thắm lớn, ting thắm nằm sâu.

Khi địa hình xây đựng chật hẹp vẫn áp dụng được công nghệ thi công này.* Nhược điểm:

May móc thi công qui công kềnh, phúc tạp

~ Không thi công được khi nề là đá lăn, đ ting~ Giá thành công trình cao,

* Pham vi ứng dụng

~ Chủ yéu sử dung công nghệ nảy để sửa chữa chống thẩm cho các dip đắt

Hoe viên: Hoàng Văn Tuy 0 GVHD: PGS.TS Nguyễn Cảnh Thái

~ Sử đụng khi địa hình chật hẹp, yêu cầu chống thắm cao, ting thắm nuớc sâu và hệ số

thấm lớn

* Các công trình đã ứng dụng trong thực tế:

“Công nghệ tường hào chống thắm Bentonite đã được phổ biến, ứng dụng ở các công trình hồ Am Chúa (Khánh Hòa), hỗ Dương Đông (Phú Quốc) và Dau Tiếng ở Tây

Hình 1.7 : Thi công tường chồng thắm bằng biện pháp đào hảo trong dung dichbentonite bồ Dau Tiếng; Thi công tường chồng thắm Easup.

4 Giải pháp chẳng thắm bằng khoan phyt vữa xi mang - Bentonite

* Nguyên lý công nghệ:

Trường hợp đắt nên là lớp bai tích diy, phía đưới là đá phong hóa nứt né mạnh, hoặc

trong lớp bởi tích có lẫn đá lăn, đá táng lớn Để xử lý thấm qua nền đập, hiện nay thường ding biện pháp khoan phụt vữa ximing tạo mảng chống thắm kết hợp với mạng lưới các hỗ khoan tiêu nước dọc than đập.

= Mn poh

Tham

Hình 1 8 : Kết cấu đập đất chống thấm qua nén bằng khoan phụt vita xi măng Thành phần vữa chồng thắm (tinh cho 1 mẺ)

Môi số công trình trong những năm gin đây đã được sử dụng biện pháp xử lý này,được nêu trong bảng 1.1

Bảng 1 1 Một số công trình xử lý chống thắm nén bằng khoan phụt vữa xi ming Giá trị bit, n

F Mị si hop thực hiện

phụt (106 6)ầu - thành

khoan phụt công Khoan phục xử lý Bàn sinh thủy: digo nền, chiều sâu khoan

1 ĐaMI Ai khối [7706 |1997 |2000 |Quản lýa Mi < 30m, với khổi Nha:Lâm Đồng) | Iuwong 10.426m

2 aGiiy thắm thân đập, chiều | 660 | 1998 |2000 b

i ật iu khoan < 25 m DATL

Binh Thuận) _ | sô! s2 415

Khoan phụt to

Hồ chứa nước màng chống thấm, Bạn

3 flan Giang gia cổ & khoan tiêu |os | 1999 | 2000 | Quản lý

than) | BUGE nến ip: DATL.

Ninh Thun) Í khoan qua đá cấp 7- 41s

#8 với chiều sâu

Hoe viên: Hoàng Văn Tuy "9 GVHD: PGS.TS Nguyễn Cảnh Thái

Khoan < 30m.

Khoan phut chống

HỒ chứa nước bám, giá cố nên ae 4 ong Lang Song] đạp, khoan qua di |586 |2009 |2003 | Quin lý

Bình Thuận) _ | chiều sâu hỗ khoan An

Hồ chứa nướdnền dip chính; a

6 |PASouPThượng Khoan qua dit, đá |s897 | 2001 | 2003 | nF

Đắk Lik) ip 4-6; chiều sâu ib

hồ khoan < 20m

Khoan phục xử lý Ban

Hồ chứa nước nền đập: khoan qua x

7 Buôn Joong dit, đá cấp 46 2002 }2003 |Đ

(Dik Lik) | chiều sâu hỗ khoan pate

<20m °Khoan phụt xử lý

“ong trình Ba thắm đập chỉnh;

pik Lắk) — [cấp 46; chiều sâukhoan < 20m

Khoan phụt chống

ông th thấm & gia cổ nền Ban

9 Mua ập; khoan qua đá|3005 |2005 |2006 | quản lý

ie Quảng bị 7.8; chiều sâu DATD2

11 HỒ chứa nướổ khoan tiêu nước nền tân lý

ĐinhBinh đập, khoan qua đá 13.091 |2005 | 2006 ¥

TIÊN DATL

(Binh Định) | edp 7-8 chiều sâu mùkhoan < 30m

Cn cứ vào mức độ nứt né của nền đập, yêu cầu về chất lượng của ming chống thắm

và áp lực thắm dự kiến tác động để có th thiết kế số lượng các hd khoan phụt, cũng

hư chiều sâu của chúng và cảch thức bổ tí các hỗ khoan rên phạm vĩ in xử lý,Công tức thiết kế và thí công như: Trinh tự khoan phạt và áp lục phụt vữa và nding độ

vữa phụt hiện nay đã được tiêu chuẩn hóa theo “Tiêu chuẩn kỹ thuật khoan phụt xỉ

măng vio nén đá "~ L‡ TEN 82 - 1995, Công tác khoan phụ tại một số công tinh lớn

sau này như công trinh Tân Giang (Ninh Thuận), Hàm Thuận - Đa Mi (Lim Đồng),

đã được sử dụng những công nghệ tién tiền, có khả năng kiểm soát được áp lực phụt,khối lượng và nồng độ của vữa đã được phụt vào nbn công trnh.

~ Khó kiểm soát vữa có điền đầy đủ lỗ rỗng hay chưa.

- Hiệu quả chưa cao đối với nin cát cud sôi và nén đắt có mực nước ng,

~ Một số dip khoan phyt chống thắm, sau một thời gian vận hành bị thắm tr lại

Hoe viên: Hoàng Văn Tuy 21 GVHD: PGS.TS Nguyễn Cảnh Thái

~ Không thi công được trong nước.

= Dễ bị xô, đồn ép cốt liệu khi nền rồi và có kết cầu mềm yếu.

* Phạm vì ứng dung

~ Chỉ ứng đụng cho nén thẳm vừa phải thường dưới 20m, môi trường xử lý không bị

bảo hòa nước và đồng thắm di qua

~ Bán kính ảnh hưởng nhỏ do áp lực phụt bị hạn chế.

e Giải pháp chống thắm bằng cọc xi măng — vữa bentonite

Công nghệ trộn xi măng — vữa bentonite với đất tại chỗ - dưới sâu tạo ra cọc XMD

dđược gọi la công nghệ trộn sâu (Deep Mixing-DM), công nghệ khoan phụt áp lực cao

Jet - Grouting được phát minh năm 1970 ở Nhật, đến nay nhiều nước đã sử dụng và

phát riển công nghệ này trong cải tạo nén mông xây dựng công trinh ngằm như

‘Trung Quốc, My, Đức, Nhật

nay phổ biến hai công nghệ thi công cọc XMP là: Công nghệ trộn khô (Dry

Mixing) và Công nghệ trộn ướt (Wet Mixing),

+ Công nghệ trộn khô (Dry Mixing): Công nghệ này sử dụng edn khoan có gắn các cánh sắt đắt, chúng cắt đắt sau đ trộn đất với vữa XM ~ vữa bentonite bơm theo trực khoan,

* Uu điểm của công nghệ trộn khô: Thiết bị thi công đơn giản; Ham lượng XM sử dụngíthơn; Quy trình kiểm soát chất lượng đơn giản hơn công nghệ rộn ướt.

* Nhược điểm của công nghệ trộn khô: Do cắt đất bằng các cánh cắt nên gặp hạn chế én qua các lớp đắt cứng hay tim bê

trong đất có rie, đất st, cuội đá, hoặc khi cn xu

tông: Chiều sâu xử lý hạn chế khoảng 25m, đường kính cọc đến Im; chất lượng cọc

không đu.

+ Công nghệ trộn ướt (hay còn gọi là le-groutins): Phương pháp này dya vào nguyên

lý cắt nham thạch bằng dòng nước áp lực Khi thi công, trước hết dùng máy khoan để

đưa ống bom có vôi phun bằng hợp kim vào tới độ sâu phải gia cổ (nước + XM) với

áp lực khoảng 20 MPa tử vòi bơm phun xà phá vỡ ting đất, Với lực xung kích của

đông phun và lực li tâm, trọng lực sẽ trộn lẫn dung dịch vừa, rồi sẽ được sắp xép lại

theo một ti If có qui luật giữa đất va vữa theo khỗi lượng hat Sau khi vữa cứng lại sẽ

thành cột XMD.

Hiện nay công nghệ khoan phụt áp lực cao được thực hiện với ba công nghệ là côngnghệ đơn pha, công nghệ hai pha và mới nhất là công nghệ ba pha,

* Công nghệ đơn pha - xi măng đất (hình 1.9)

vera 4 5 Dòng trao ngược.

Hình 1.9: Công nghệ đơn pha

“Công nghệ này vữa phun ra với vận tốc 100mys, vừa cất đất vừa trộn vữa với đất một cách đồng thời, tạo ra cột xi măng — vữa bentonite đất đồng đẻu Công nghệ đơn pha đăng cho các cột chống thắm có đường kinh vừa và nhỏ từ 0,2m,

ing nghệ hai pha - xi măng — vữa bentonite (hình 1.10)

Hoe viên: Hoàng Văn Tuy 2B GVHD: PGS.TS Nguyễn Cảnh Thái

Khí Dòng trao ngược:

Khí bao quanh ta vữa

Hình 1.10: Công nghệ hai pha

Đây là hệ thống phụt vữa kết hợp với không khi Hỗn hợp vữa xi mãng- vữa

bentonite được bơm ở áp suất cao, tốc độ 100mis và được bao bọc bởi một tia khí nén

Dang i

{go ra cột ~ xi ming vữa bentonite đất có đường kính lớn Tuy nhiê

sẽ lim giảm ma sắt và cho phép vữa xâm nhập sâu vào trong đất, do vậy

* Công nghệ ba pha - xi mang ~ vữa bentonite (hình 1.11)

Hoe viên: Hoàng Van Tuy z4 GVHD: PGS.TS Nguyễn Cảnh Thái

Khí bao quanh ta nước

Hình 1.11 : Công nghệ ba pha

Qua trình phut có cả vita, không khi và nước Không giống như phụt đơn pha và hai

pha, ban đầu nước được bơm vào với áp suất cao kết hợp với dòng khí nén bao xung.

cquanh đồng nước dé đây khí ra khỏi đc Sau đó vữa được bơm qua một vòi riêng biệt

nằm dưới vòi khí - nước để lắp đầy khoảng trống của khí Phụt ba pha là phương pháp.

thay th it mi không làm xáo trộn đất

“Công nghệ xi ming đất ba pha sử dụng để làm các cọc, các tưởng ngăn chống thim,xử lý trượt mái có thể tạo ra cột xi ming — vữa bentonite có đương kính lên tới 2m.

* Các thiết bị chính bao gồm:

+ Thiết bị khoan : Máy khoan YBN+ Máy bơm vita : SG-MKIL

+ Máy trộn vữa : YGM-1

* Quy trình thi công cọc ximăng dit thể hiện trong hình 1.3.7 sau diy:

+ Bước I: May khoan khoan tạo lỗ xuống tối cao trình thiết kế.

Hoc viên: Hoàng Van Tay 25 GVHD: PGS.TS Nguyễn Cảnh Thái

Hình 1.12: Mô tả quá trình thi công tạo tưởng chồng thắm, * Ưu điểm.

- Cả thể chống thắm cho nan là cát sời rồi đn đất bản st

~ Có thể xuyên qua các lớp đất cứng, hoặc các tắm bê tông.

- Khả năng xử lý sthí công được trong điều kiện khó khăn chật hẹp, công trình bị

ngập nước, xử lý được phần nền nằm dưới bản đáy.

~ Xi măng bị hạn chế quá trình thủy hóa khi thi công trong nén đắt có kiểm (đất phèn).

Hoc iêu: Hoàng Van Tuy 26 GVHD: PGS.TS Nguyễn Cảnh Thái

* Điều kiện áp dụng.

‘Céng nghệ Jet - Grouting có khả năng ứng dụng rộng rai hơn các công nghệ xử lý kiểu

khoan phụt khác đã có Nó cho phép ứng dụng có hiệu quả để xử lý từ loại đất sỏi nhỏ

~ cát bun - bùn sét ( hình 2.10)

Hình 1.13 : Pham vi ứng dụng hiệu quả của các loại công nghệ khoan phụt

* Các công trình thực tế đã ứng dụng.

Dy là công nghệ mới, các tài liệu có liên quan đến việc đánh giá chất lượng cọc XMD hiện nay eit phong phú, tuy nhiên việc áp dụng công nghệ vio các điều kiện cụ thể cần phải được tiếp tue nghiên cứu hoàn thiện Ở nước ta việc sử dung công nghệ này để xử lý thắm cho một số công trình: Công Trai - Nghệ An, Đập Lê Chân (Thanh Sơn, Kim Bing,

Hà Nam),

Chống thắm bằng mảng chống thắm HDPE

~ Nguyên lý công nghệ:

Ap đụng hình thức chẳng thấm kiểu tường nghiêng cho mái thượng lưu bằng một lớp vải địa kỹ thuật (mảng HDPE), lớp vai có khả năng chống thắm tốt (hệ số thẩm rit nhỏ, khoảng 10' cm/s) hạn chế rất lớn lưu lượng thắm qua công trình Để bảo vệ lớp ải địa kỹ thuật không bị oxy hóa va lão hóa do ánh sáng mặt trời và biến đổi của nhiệt độ thi cin phải phủ lên lớp vải 1 lớp bao vệ có thé bằng đất dày tối thiểu Im, Đồng thời để đảm bảo sự làm việc ổn định của vải trên dốc nghiêng cần phải bổ trí neo giữ

Hoc vgn: Hoàng Văn Tuy 2 GVHD: PGS.TS Nguyễn Cánh Thái

vit liệu Công nghệ này chủ yếu ứng dụng cho đập vừa và nhỏ, mặt bằng công trình

1 phẳng có thé làm sân phù hoặc trồng nghiêng để kéo dai đường viền thắm Một

số công trình áp dụng biện pháp vai chống thấm có hiệu quả khá tốt như: Hồ Dau Tiếng hd Sóc Sơn ~ Hà Nội, hồ Nhà Đường ~ Hà Tĩnh Sơ

phương pháp tường nghiêng và sân phủ.

inh toán tung tự với

~ Pham vi ứng dung: Dùng chồng thấm cho các công trình hồ đập mà vật liệu làm

thân đập có hệ số thấm lớn.

= Ưu điểm:

+ Khả năng chống thấm tốt

+6 bên cơ học cao, nhẹ, dé vận chuyển.+ Thí công và sửa chữa đễ đàng

+ BỀ mặt vải trom nên lớp vật liệu phủ lên trên để bị xô, trượt Đặc biệt trong trường

hợp trời mưa thi dễ xảy ra khả năng trượt giữa lớp vật iệu phụ với bễ mặt vi

~ _ Điều kiện và phạm vi ép dung: Giải pháp này đã được áp dụng ở một s công tỉnh)

sỡ vừa và nhỏ (H<20m), tuy nhiên số lượng vẫn chưa nhiễu Vi dụ: Dip phụ Dẫu “Tiếng: Khi sửa chữa đã chọn giải pháp kéo dai sin phủ bằng màng HDPE diy | Smm;

"Đập Da Bạc, đập Nhà Đường (Hà Tĩnh): sử dụng HDPE phủ lên mái thượng lưu.

Hình 1.14 : Các giải pháp thoát nước, cl

+ Giải pháp dũng ting lọc ngược:

+ Tằng lọc ngược li một loạ thiết bị lọc cổ edu tạo gồm hai đến ba lớp vật liga không đính (cát, sỏi) có kích thước hạt tăng dan theo chiều dòng thắm Thường dùng để giữ

các hạt min của đất trong thân đập hoặc đưới nén công trình, không cho dòng nước.

thấm qua đưa ra ngoài Dùng để chống x6i ngằm cơ học.

Hình 1 15 : Mat cắt qua ting lọc ngược.

tạo ting lạc ngược: Trong mọi trường hợp khi tiết kế ting lọc ngược thì tinh thấm nước (hệ số thắm) của ting lọc ngược phải lớn hơn tinh thắm của đất đá được

bảo vệ khi điều kiện này được thỏa man ting lọc ngược sẽ dim bảo được Khả năng

thoát nước của nó va giảm thiểu được nguy cơ đồng thắm không đi qua ting lọc ngược

mà đi doe theo gianh giới giữa các lớp Các loại vật ligu được dòng để thị công ting

Hoc viên: Hoàng Van Tay 29 GVHD: PGS.TS Nguyễn Cảnh Thái

lọc ngược là các vật liệu rời như cát, cuội, sỏi Đây là các loại vật liệu

nước cao và thường thỏa man được yêu cầu vé tinh thắm của tang lọc ngược.

Hệ số thắm của lớp lọc đầu tiên được tinh theo công thứcKime (2tn"9)k:“Trong đó:

ki"? là hệ số thắm nhỏ nhất có th được của tang lọc ngược

"là hệ số bắt đồng nhất của đất được bảo vệ

ki là hệ số thấm của đất được bảo vệ

VỀ thành phần hạt, đây là yếu tổ quan trọng nhất khi thiết kế, thi công ting lọc ngược.

Khi lựa chọn vật liệu thí công ting lọc ngược thành phn hạt của vật liệu phải đảm bảo

các điều kiện: Ting lọc không cho các hạt nhỏ của đắt được bảo vệ lọt qua các khe

rng của lớp lọc Các lớp tip theo của ng lọc phải có độ hạt hợp lý để có thể giữ ổn

định được lớp trước đó Độ hạt của các lớp này phải phủ hợp để độ lễ hồng đủ nhỏ để

giữ ôn định vật liệu của lớp lọc trước đó.

CChigu day của ting lọc cin phải đủ để hình thành một lớp lọc và phi hợp với điều kiện

thi công,

1.3.2 Các giải pháp nâng cao dn định:

~ Sử dụng vật liệu hợp lý để đắp đập là những yếu tổ quan trọng hàng đầu trong việc chống thấm, tăng độ ôn định công tình Do đó cin nghiền cứu, lựa chọn vật Higa dip

~ Trong công tác vận hành, khai thác công trình hồ đập phải tuân thủ đầy đủ các

"nguyên tắc vé an toàn vận hành hỗ đập

1.4 Tổng kết chương 1:

~ Đập đất có cu tạo đơn gián, vũng chic, có khả năng cơ giới hoa cao khi thi công, do đó đập đất là loại đập được ứng dụng rộng rãi trong hau hết các nước trên thé giới;

- Bên cạnh những lợi ích mang lại cho con người, theo thời gian khai thác, các công,

ống cắp và hư hỏng, nêu không phát hiện và xử lý kịp thời sẽ gây ra nhiều

“Các sự cổ về công trình đập ở Việt Nam thường gặp do lũ tràn qua đỉnh đập; sat máiđập thượng lưu; thắm mạnh hoặc si nước ở nén đập, thân đập, vai đập, mang côngnh; nứt dọc, ngang đập: nứt nề sâu mặt hoặc mái đập và trượt mãi đập thượng và

hạ lưu

Do la đập vật liệu địa phương do đó đôi khi vật liệu ding đấp đập không đáp ứng được các chi tiêu về chống thắm, do đó để đảm bảo an toàn công trình edn phải có

các biện pháp xử lý phù hợp với từng điều kiện khác nhau

Hoe viên: Hoàng Văn Tuy 31 GVHD: PGS.TS Nguyễn Cảnh Thái

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC VE LÝ THUYET THÁM VÀ ÔN ĐỊNH.

2.1 Đặc trưng của dòng thấm.

211shimg khái niệm chung

Sự chuyển động của chất lòng trong môi trường đt, đá nứt nẻ hoặc trong môi trường

xếp nói chung, gọi là thắm Khi xây dựng công trình thủy lợi thường xuất hiện hiện tượng thắm trong đất như thắm dưới đây, thắm vòng quanh công trình: thắm dén các hỗ móng thi công cho nên tính thắm có tim quan trọng đặc biệt và là một khâu

Không thể thiếu được trong thiết ké công trình thủy lợi

Nhiệm vụ việc tinh thắm thường nhằm xác định những đặc trưng chung hoặc cục bộ

sửa đông thẳm:

+ Xác định áp lực và cột nước thắm tại mọi vị trí khác nhau trong ving thắm;

= Xác định tị số Gradient và vận tốc của dng thắm trong công trình bằng đất, néncông trình và những đoạn nỗi tp giữa công trình với bồ:

~ Xác định vị tí đường bảo hòa (đối với thẳm không áp);

~ Xác định ưu lượng thắm;

Tir những số liệu về đặc trưng dòng thắm nổi trên mà giải quyết những vẫn đ của thiết ké như

+ Kiểm tr độ bền của công trình và nền dưới tác dung của đồng thắm (xôi ngm):

~ Ki ta độ ôn định về trượt của công trình

~ Kiểm tr biến dang cục bộ ở bạ lưu công trình:

= Xác định kich thước hợp lý của các bộ phận chống thấm vả thoát nước; ~ Đánh giá vẻ tổn thất nước do thẳm gây ra;

+ Dinh luật thắm Darcy:

Quy luật cơ bản về sự chuyển động của ding thắm được biểu thị bằng định luật Darey

v=kJLưu lượng thắm xác định theo công thức

“Trong đó: