Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình Thủy: Nghiên cứu, đánh giá khả năng mất ổn định thấm của thân và nền đê

“Trước thiên tai lũ lụt xá ra thường xuyên và tan khốc đó, người Việt từlâu đã biết sử dụng các biện pháp công trình và phi công trình để phòng chống,giảm thiệt hại, dẫn din hình thánh n

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

ĐOÀN MINH NGHĨA

NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG

MAT ON ĐỊNH THẤM CUA THÂN VA NEN DE

Người hướng dẫn khoa hoc: PGS.TS Nguyễn Cảnh Thái

Ha Nội 8/2013

Đoàn Minh Nghĩa LUẬN VĂN THAC SY

Luận van thạc sĩ kỹ thuật với dé tài “Nghiên cứu, đánh giá khả nang

mắt dn định thắm của thân và nên đê được hoàn thành với sự nỗ lực của bản

thân, sự giúp đờ nhiệt tinh của các thầy cô trong bộ môn Thủy công, Khoa Sam Dai học- Trường đại học Thuỷ lợi - Hà Nội, và bạn bè đồng nghiệp.

Tác giả xin bày t6 lòng biết ơn sâu sắc tdi Thây giáo - PGS.TS Nguyễn

Cảnh Thái đã trực tiếp tận tình hướng dẫn cũng như cung cấp các tài liệu thong tin khoa học cần thiết để tác giả hoàn thànhluận văn này.

Tác giả xin chân thành cảm ơn tới các thdy cô giáo bộ môn Thúy công khoa Saw đại học, Khoa Công trình, và các thây cö giáo trong trường Đại học Thủy lợi

da tận tình giúp đỡ và truyền đạt Kiến thúc trong suối thời gian học tập chương

trình cao học cũng như trong quá trình thực hiện luận văn.

Tác giả chân thành cám ơn tdi gia đình, ban bè, đồng nghiệp và những người di trước đã chỉ bảo, khích lệ, dong viên, ủng hộ nhiệt tình về mọi mat

trên con dường học hỏi nghiên cứu khoa hoe

Do trình độ có hạn và thời gian nghiên cứu ngắn, nên luận van không thể tránh khỏi những tôn tại, hạn chế tác gid mong nhận dược mọi § kiển đáng

góp và trao đổi chân thành của các thay cô giáo và các bạn đồng nghiệp Tác giá mong muốn những vấn để còn tổn tại sé được tác giả nghiên cứu sả hon

“để góp phần dua những kiến thức khoa học vào phục vụ sản xuất

Hà nội, tháng 08 năm 2013 Tác giả luận văn

DOAN MINH NGHĨA

oan Minh Nghia TUẬN VAN THẠC SẼ

Tén tôi là Đoàn Minh Nghĩa, học viên cao học lớp 18C21, chuyên ngành XXây dựng công trình thủy, khoá 2010-2013 Tôi xin cam đoan luận văn thạc

sĩ “Nghiên cứu, đánh giá khả năng mắt én định thắm của thân và nền đê"

là công trình nghiên cứu của riêng tôi, tô không sao chép và kết quả của luận

văn này chưa công bé trong bat kỳ công trình nghiên cứu khoa học nào

Hạc

Đoàn Minh Nghĩa

oan Minh Nghia TUẬN VAN THẠC SẼ

1.1 Thiệt hại do lũ, lụt gây ra

1.2 Ngập lụt do vỡ đê ở Bắc Bộ

1.3 Hệ thống các biện pháp công trình phòng, tránh lũ lụt ở Việt Nam 7

14 i pháp công trình

2 Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu

3 Phương pháp nghiên cứ ‹ececceseetrersree

4 Phạm vi nghiên cứu

Chương I TONG QUAN VE: TINH HÌNH NGHIÊN CỨU, PHAN TÍCH CACYEU TO DONG THÁMDOI VỚI THÂN VÀ NÊN DE: -121.1 Tổng quan hệ thống đê điều và sự cố đê điều

1.2 Sự cố đê và nguyên nhân

1.2.1 Sự cố dé ở vùng sông cổ

1.2.2 Sự đâm xuyên thủy lực qua tầng dat cứng

1.2.3 Sự nứt gay nền đê và mặt cắt ngang thân đê

1.2.4 Sự cố thấm ở chân mái hạ lưu

1.2.5 Khuyét tật trong thân đê

1.2.6 Sự cố đê trên nền đất yếu:

ip khi tôn cao 1.2.8 Sự cổ trong vùng có công trình qua đê

1.2.9 Xối lỡ chân đê «esseseeeresrrrrrrrrrrrraeoooeTỂ

1.3 Hiện tượng mạch din, mạch siti nền đê vào mùa lũ "1,1.4 Hiện tượng thắm qua nền đê và mang cống dưới đê, „201.5 Những nhân tố khác thúc dy quá trình hư hỏng đê 24

Boin Minh Nghĩa THẬN VAN THẠC SẼ

Chương 2 NỘI DUNG VA CƠ SỞ NGHIÊN CỨU CUA CÁC PHƯƠNGPHÁP TÍNH THÁM HIỆN NAY - ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG MÁT ÔNĐỊNH DO THẤM CHO THAN NEN DE BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHAN

TỬ HỮU HẠN 262.1 Một số phương pháp tính thấm áp dụng trong thiết kế hiện nay 27

—.

34 37 39

2.3 Đánh giá khả năng mắt én định thấm cho thân, nền đê bằng phương

2.1.1 Phương pháp cơ học chat lỏng

2.3.1.2 Mô hình hóa đắt bão hòa và không bão hòa

2.3.1.3 Định luật Darey cho đất không bão hòa

3.1.4 Phương trình vi phân co bản của bài toán thấm bài toán phiing 45

3156 ài oán thấm bằng phương pháp phần tử hữu han , Seep/w 452.3.2 Các điều kiện n định thắm đối với nền đê

2.3.2.1 Điều

1

Chương 3 PE

THAM DE TÂN CUONG

lên không xay ra đùn đất

không xảy ra xói ngầm

TÍCH ĐÈ XUẤT GIẢI PHÁP XỬ LÝ BIEN DANG

0

3.1 Giới thiệu tổng quan về tuyến đê Tân cương - Vĩnh tường - Vĩnh

phúc và tài liệu địa hình địa chất, địa chất thủy văn tuyến đê -80

3.1.1.Tài liệu địa hình 50

3.1.2 Tài liệu dja chat công trình -.s-

—-Boin Minh Nghĩa THẬN VAN THẠC SẼ

3.2.1 Cấu trúc nền „

3.2.2 Cơ sở phân chia

3.2.3 Các kiểu cầu trúc nền đê và đặc điểm của ching 156

3.3 Các giải pháp xử lý biến dang thắm ở nền đê

3.3.1 Dap sân phủ chống thắm ở ngoài đê

3.3.2.Đắp cơ phản áp tiêu nước ở trong đê

3.3.3 Xây dựng hệ thống giếng giảm Ap

3.3.4 Làm tầng lọc ngược tại vị trí đùn sii

3.6.1 Các tiêu chuẩn thiết kế áp dụng

3.6.2 Thiết kế khoan phụt vữa gia cố đề

.7 Tính toán én định thắm cho đê Tân cương sau khi đã khoan phụt xử:

lý thân và nền đê «eo 86

Boin Minh Nghĩa THẬN VAN THẠC SẼ

KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ

3 Kiến nghị

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHY LUC TÍNH TOÁN

oan Minh Nghia TUẬN VAN THẠC SẼ

1 Sự cố đê ở vùng sông cổ.

Sự đâm xuyên thủy lực qua ting đất cứng

Hình 1.2b - Công trình đê ở Pháp xảy ra sự cố ni

Hình 1.3 Sự nứt gay nền đê và mặt cắt ngang thân đê

Hình 1.4 Sự cổ thắm ở chân mái hạ lư

Hình 1.5 Khuyết tật trong thân dé

Hình 1.6 Sự cố đê trên nền đất yếu

Hình 1.7 Sự cố ở vùng nối tiếp khi tôn cao

Hình Xói ngằm trôi đất vùng tiếp g

Hình 1.8b Thắm từ thân qua đề vào cố «l7

nh 1.8e Nước dò từ thân công qua đê và MEN lB Hinh 1.9 Xói lở chân dé wooed B Hình 1.10 Mach din ở hạ lưu đê 9

Hình 1.11 Cát dưới nền bị day nổi quanh hố 19

Hình 1.15 Sut lún nghiêm trong tại chân đ

Hình 2.1 Sơ dé tính thấm theo phương pháp cơ học chất lỏng

Hình 2.2 Quan hệ giữa lưu lượng q và hàm dòng y.

Hình 2.3 Sơ đồ tính thấm đập có thiết bị thoát nước kiểu lăng tru

Hình 2.4 Sơ đồ tính thấm đập có thiết bị thoát nước kiểu gi

Hình 2.5 Sơ đồ tính toán theo phương pháp thủy |

Hình 2.6 Sơ đồ tính theo phương pháp phân đoạn của N.N.Páp-lốp-sky 35

Boin Minh Nghĩa THẬN VAN THẠC SẼ

Hình 2.8 Sơ đồ tính theo phương pháp thay thé mái thượng lưu nghiêngbằng mái thượng lưu thẳng đứng.

Hình 2.9 liền thấm chia 6 theo phương pháp sai phân

Hình 2.10 Phần tử tam giác của phương pháp phần tử hữu hạn

Hình 2.11 Mô tả dong thấm bên trong thân đê, đập

Hình 2.12 Mô hình đất bão hòa và không bão hòa

at nước

giữa hệ số thấm và độ hút dính

‘Minh 2.13 Đường cong đặc trưng

Hình 2.14 Biểu điễn mối quan h

Hình 2.15 Dạng phần tử tam giác.

Hình 2.16 Dạng phẩn tử chữ nhật

Hình 3.1 Bản đồ khu vực xây dựng công trình

Hình 3.1a Mặt cắt đạc địa chất đoạn đê Tân cương từ K4 - K10

Hình3.2 Kiểu cí

Hình 3.3 Kiểu cấu trúc nền II tại mặt

nên I tại mặt cắt K8

fit K6+80\

Hình 3.4 Giải pháp đắp sân phủ chống thắm ở ngoài đê

Hình 3.5 Giải pháp đắp cơ phản áp ở trong đê

Hình 3.6 Giếng đào giả

Hình 3.7 Cấu tạo giếng đào giảm áp

Hình 3.8 Giếng khoan giảm áp

1g khoan giảm áp

Hình 3.10 : Giếng khoan giảm áp và kết quả tính toán hạ thấp cột nước

khi có giếng

Hình 3.11 Tầng lọc ngược kết hợp với vòng vây cọc ván

Hình 3.12 Khoan phyt tạo màn chống thắm

Hình 3.13 Xây tường chống tham

Boin Minh Nghĩa THẬN VAN THẠC SẼ

(chưa xử lý) 69Hình 3.15 Đường đẳng Gradien tại mặt cắt K4+550 (chưa xử lý) 70

Hình 3.16 Phân bố cột nước tông trong thân và nền tại mặt cắt K4+550'

70

(chưa xử lý

Hình 3.17 Sơ đồ chia phần tử thấm và điều kiện biên tại mặt cắt K6+390

(chưa xử lý) see TO

Hình 3.18 Đường ding Gradien tai mat cắt K6+390 (chưa xử lý) 71

Hình 3.19 Phân bố cột nước tổng trong thân và nền tại mặt cắt K6+390

(chưa xử lý 71

Hình 3.20 Sơ đồ chia phần tử thấm và điều kiện biên tai mặt cắt K8+S00

(chưa xử lý

Hình 3.21 Đường đẳng Gradien tại mặt cắt K8+500 (chưa xử lý)

'Hình 3.22 Phân bồ cột nước tổng trong thân và nền tại mặt cất K8+500

(chưa xử lý) soeHình 3.22a So đồ bồ trí khoan phụt 1 hàng „76

Hình 3.22b Sơ đồ bé trí khoan phụt 2 hàng so le 6Hình 3.23 Sơ đồ chia phần tử thấm và điều kiện biên tại mặt cắt K4+550

(đã xử lý).

Hình 3.24 Đường đẳng Gradien tại mặt cắt K4+550 (đã xứ lý)

Hình 3.25 Đường đẳng cột nước thấm và lưu lượng thắm

(đã xử lộ) 88Hình 3.30 Đường đẳng Gradien tại mặt cắt K8+500 (đã xử ý).

Hình 3.31 Đường đẳng cột nước thấm và lưu lượng thắm tại mặt cắt

K8+500 (đã xử lý)

chất cắt K4+85U (Chưa xử lý)Hình PL2 Đường đẳng áp lực trong thân và nền của đoạn đê K4+550

Hình PL7 Mặt cắt địa chất tại mặt cắt K6+390 (Chưa xử ly)

Hình PL8 Đường đẳng áp lực trong thân và nền của mặt cắt K6+390(Chưa xử lý).

Hình PL9 Véc tơ thấm trong thân và nền của mặt cắt K6+390 (Chưa xir

(Chưa xử lý

Hình PLISVec tơ thắm trong thân và nền của mặt cắt K8+500 (Chưa xử

Hình PL16 Biểu đồ gradien thấm phía đồng tại mặt cắt K8+500 (Chưa

xử lý) - 99 Hình PLI7 Đường dòng, K8+500 (Chưa xử lý) 99 + 100

Hình PL18 Đường đẳng thé và đường dong tại mặt cắt K8+500 (Chưa xử

WV 100

Hình PL19Mặt cắt địa chất tại mặt cắt K4+550 (Sau khi xử l 100

Hình PL20 Đường đẳng áp lực trong thân và nền của mặt cắt K44550

Hình PL29 Đường dòng mặt cắt K6+390 (Sau khi xử lý)

h 104Hình PL31 Mặt chat tại mặt cả

Hình PL34 Biểu đồ gradien thắm phía đồng tại m

Hình PL35 Đường dòng tại mặt cắt K8+500 (Sau kt

nh PL36 Đường đẳng thé và đường dong tại mặt ci

(Sau khi xử lý)

Boin Minh Nghĩa THẬN VAN THẠC SẼ

mưa lớn Trong những thập ky „ cùng với sự phát triển kinh

lũ lụt đã gây ra những thiệt hại rit nặng nề,

“Thiên tai lũ lụt ở Việt Nam đã từ lâu là một vấn đề nghiêm trọng tác

động rất xấu đến hoạt động phát triển kinh tế, xã hội và môi trường Lũ lụt cóthé xảy ra mọi lúc mọi nơi trên các lưu vực sông suối Hiện nay do biến đổi

Đông, trong khu vực nhiệt đới ẩm gió mùa, vừa chịu ảnh hưởng của khí hậu

‘ho các nước trên thể giới và nước ta

tiến

n 109021) kinh độ.

đại dương vừa chịu ảnh hưởng của khí hậu lục địa nên chịu tác động rất mạnh

của các loại thiên tai, trước hết là lũ lụt Việt Nam phần lớn là đồi, núi cao

hiểm tở, chia mạnh, đốc nên mạng lưới sông suối dày Việt Nam có 2360sông suối có chiều dai mỗi sông trên 10 km, phân bố đều ở các vùng Mật độ.lưới sông thường 0.5 - 1.0 km/kmẺ., ở ving núi Hoàng liên sơn, thượngnguồn sông Thu Bồn lên tới 1.5-2.0 km/km”, nhưng vùng núi đá vôi, chỉ dưới

0.5 km/kmẺ Các đồng bằng ven biển không lớn, tring thấp, dễ bị ngập lũhoặc ting lụt khi mưa lớn lớn, nhưng dân cư đông, chiếm trên 20% dân số cảnước, với nhiễu trung tâm kinh tế, chính trị, xã hội rét quan trọng và khá phát triển

Sông ngồi được nuôi dưỡng bằng nguồn nước mưa rất đỗi dio, nhưng.phân bố rit không đều trong năm Mùa mưa xảy ra không ding thời ở các

vùng và thường mưa tới 70-80% tông lượng mưa năm Mưa thường tập trung.

trong thời gian ngắn.

Doin Minh Nghia TUẬN VAN THẠC SẼ

lần so với độ sâu dong chảy trung bình toàn châu A, gấp hơn 3 lần độ sâu

nước ra biển lại kém nên vùng đồng bằng thường xuyên bị ngập lụt

Lich sử nước ta không ghỉ lại đầy đủ những số liệu về các trận lụt lớn

trong các thé kỷ trước, nhưng chúng ta cũng biết nhiều vé trận lụt dẫn đến nanchết đói hơn hai triệu người năm 1945 và trận lũ lịch sử năm 1971 gây vỡ đêlàm ngập lụt nghiêm trọng nhiều tỉnh ở đồng bằng Bắc Bộ Tại miền Trung, lũ

lụt nghiêm trọng trên diện rộng đã xây ra năm 1964 tại các tỉnh từ Quảng Bình vào Phú Yên; lũ lịch sử làm vỡ đê gây ngập lụt lớn trên sông Cả, La năm 1978,Gan đây, năm 1998, 1999, lũ lịch sử liên tếp trên các sông thuộc các tỉnh từQuảng Bình đến Khánh Hòa gây thiệt hại nghiêm trọng về người và tài sản

Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) hầu như cứ 3-4 năm lại lụt lớn; lụtnghiêm trọng, gây thiệt hại lớn về người và của trong năm 1961, 1966, 1996

“Từ 1971 đến 1998, thiệt hai do thiên tai gây ra ở nước ta, trong đó 10 lụt chiếmphần chủ yếu, lên tới hang tỷ đô la Mỹ, 12.000 người chết và mắt tích

“Trước thiên tai lũ lụt xá ra thường xuyên và tan khốc đó, người Việt từlâu đã biết sử dụng các biện pháp công trình và phi công trình để phòng chống,giảm thiệt hại, dẫn din hình thánh những sách lược, chiến lược khác nhau đểphòng tránh, giảm thiệt hại

Doin Minh Nghia TUẬN VAN THẠC SẼ

hại nghiêm trọng.

Dòng chảy sông phân phối không đều trong mùa lũ Thông thường,dong chảy các tháng lũ chính vụ thường lớn nhất, chiếm từ 20-30% dòng chảynăm Dòng chảy các tháng đầu mùa và cụ mùa thường chiếm khoảng 10-

15% dong chảy năm Dòng chảy lũ tập trung trong thời kỳ chính vụ Trong thé

ky XX, lũ thời kỳ chính vụ ( tháng VIL, VIII ) đã gây lụt lớn ở đồng bằng Bắc

Bộ trong các năm 1911, 1913, 1915, 1917,1924,1926, 1936, 1937, 1940, 1945,

1969, 1971 Cường suất lũ, biên độ lũ, đỉnh lũ trên các sông thường rat lớn, lũ

ác liệt, tập trung nhanh về đồng bằng nhỏ hẹp hạ lưu Cường suất lũ trên cácsông ở vùng núi có thể lên đến 2-5 m/giờ; ở đồng bằng hạ lưu các sông, có.thể 5-20 nưgiờ Biên độ lũ các sông miễn núi có thể 10-20m, có nơi trên 30m

(Lai Châu): ở vùng đồng bằng, thường từ 3-8, cao hơn các vùng trũng ven

xông khoảng 2-5m nên uy hiếp rất lớn vùng ven sông Thời gian duy ti lũ,

thời gian ngập lụt ở vùng đồng bằng hạ lưu các sông thường kéo dài một vàingày ở ven biển miền Trung Bộ, nhiều ngày ở Bắc Bộ

La lụt diễn biến càng phức tạp hơn, gây thiệt hại càng nghiêm trong

hơn khi kết hợp với bão, nước biển dâng, mưa lớn và triều cường TO hợp lũ

lụt, mưa, bão, nước dâng có thể xảy ra đồng thời ở vùng cửa sông ven biển nước ta.

Hoạt động khai thác, sử dụng đất, phát triển dân cư, kinh tế có ảnh

hưởi At lớn đến gia tăng l lụt cả về nhịp độ và độ lớn Do hoạt động kinh tế,

độ che phổ rừng trên lưu vực giảm từ 45% diện tích năm 1945 xuống Khoảng26% trong năm 1998; nhiều lưu vực rừng chỉ còn 5-10% diện tích; làm giatăng lũ quế, uy hiếp ving thung lũng sông, vũng đồng bing

Doin Minh Nghia TUẬN VAN THẠC SẼ

công trình phân I, chậm I ) đã và dang bảo vệ cho đồng bằng ngày một an

toàn hơn Trong khi hệ thống các biện pháp công trình hiện tại chưa đủ.

năng lực dé loại trừ một cách cơ bản hiém họa lũ lụt thì lũ lụt, ngập ding vẫn

uy hiếp nghiêm trọng sự an toàn của đồng bằng Bắc Bộ Khi lũ lớn trên sông.lại gặp triều cường hoặc bão mạnh như trong năm 1964, 1969, 1971, 1986,

1996 thì nguy cơ vỡ dé, ngập lụt điện rộng là rất khó tránh khỏi Những trận

lũ lịch sử đang nhắc nhở chúng ta phải cảnh giác đề phòng, đổi phó tích cựchơn với thiên tai lũ lụt ở Bắc Bộ

1.1 Thigt hại do lũ, lụt gây ra

“Thiệt hại vật chat, trong đó quan trọng nhất là các công trình, thông tin

liên lạc, nhà ở, ruộng vườn, phương tiện canh tác, sản xuất, cây trồng và các.tài sản khác Thiệt hại vật chất phụ thuộc nhiều vào loại lũ, tính chất 10, khu

vực và thời gian bị tác động.

“Thương vong và sức khỏe cộng đồng Lũ lụt với đồng chảy mạnh, ngập.

sâu thường gây chết người, động vật, gây bị thương, bị tác động tâm lý nhất

là đổi với trẻ em và người già yếu, bệnh tật Nhiễu loại bệnh dịch có thể phátsinh, ảnh hưởng tới sinh hoạt văn hóa, tỉnh thần, hoạt động kinh tế, xã hội

khác của dân cư vùng ngập

Lũ lụt xảy ra thì các nguồn nước mặt, các giếng hở, giếng cấp nước

ngằm thường bị 6 nhiễm Việc cấp nước sạch cho sinh hoạt bị gián đoạn, có thé trong một số ngày, nhưng cũng có khi kéo dài nhiều tháng như ở ĐBSCLMùa màng và sản xuất, cung cấp thực phẩm có thể bị lũ lụt phá hủy hoặc thất

thu một phan, cây cỏ cho gia súc, thức an chăn nuôi có thé hoàn toàn mắt di,dẫn tới thiếu lương thực, thực phẩm lâu dai, ảnh hưởng tới tình hình chính tri,

xã hội, an ninh lương thực trong vùng ngập cũng như cả quốc gia Ngập lụt, Doin Minh Nghia TUẬN VAN THẠC SẼ

Lũ lụt thưởng gây suy giảm nghiêm trọng môi trường sống, hủy hoại

cảnh quan, điềo kiện sống vốn tổn tại bén vũng trước đó, có thể gây 6 nhĩkhông chỉ môi trường nước, không khí, đắt mà nhiều khi tác động xấu tới cả

sinh quyên, phá hủy hệ sinh thái động thực vật vùng ngập mà phải mắt hang chục năm mới khôi phục lại được.

1.2 Ngập lụt do vỡ dé ở Bắc BO

"Đây là loại thiên tai nguy hiểm nhất, gây hậu quả nặng nỀ nhất Trận lụt

do vỡ đê tháng VIIL1913 ở ĐBBB khi lũ lớn gây vỡ đê La tại Hà Nội là 11,35m đã vỡ dé sông Hồng ở tinh Vĩnh Phúc tại Nhật Chiên, Cam Viên và Hải Bồi, Yên Hoa thuộc Phúc Yên, de Phu Chu thuộc Thái Bình;sau ngày

14/VIIL, khi lã Hà Nội xuống mức 10,69m vẫn vỡ dé Lương Cổ, Nghĩa Lộ,Quang Thừa, Lỗ Xá tỉnh Hà Nam; dé Phương Độ , Sơn Tây Ngập lụt gần hếttinh Vĩnh Phúc, một phần Ha Tây, Nam Định, Ha Nam, Thái Bình và Bic

Ninh Tổng diện tích lúa bj ngập là 307.670 ha, trong đó mắt trắng 118.640 ha

“Thiệt hại rất lớn về tài sản và nhà cửa, đường giao thông 1A, 2, 3, 10, 11A,

13A, 18; đường sắt Hà Nội — Hải Phòng Trận lụt do vỡ đê liên tiếp 42 chỗvới tổng chiều dai 4180m (từ 11+20/VII khi mực nước Hà nội dao động từ11,55 đến 11,64m) tháng VIII-1915 do lũ lớn, gây tổn thắt lớn Dinh lũ tại Hà

Nội là 12,92m Những nơi vỡ chính la: Xâm Duong, Xm Thị tỉnh Hà Đông; Lục Cảnh, Hoàng Xá, Trung Hà tỉnh Phúc Yên; Phi Liệt, Thủy Mao, Gia Quat,Gia Thượng, Phú Tong, Yên Viên, Đông Thụ, Danh Nam tinh Bắc Ninh; ME

‘Chan tỉnh Hưng Yên; và một số nơi khác trên sông Phó Day, Dudng và sông

Đáy, Ngập lụt toàn bộ các tinh Hà Nội, Hà Nam, Nam Định, Bắc NInh, mộtphần tỉnh Vĩnh Phúc và vùng Bắc Hưng Hải ở phía Bắc đường quốc lộ 5.Quốc lộ 1A, 2, 3, 5, 6, ITA và các đường liên tỉnh đều bị ngưng trẻ Diện ngập

Doin Minh Nghia TUẬN VAN THẠC SẼ

Ninh; vỡ dé sông Luge tại Hạ Lao, Văn Quán tính Thái Bình; vỡ dé sông.

Luge tại Bộ Dương tính Hải Dương Diện tích canh tác bị ngập là 100.000ha

“Trận lụt lịch sử do lũ lớn gây vỡ đề tháng VII/1945 với đỉnh lũ thực đo tại Hà

Nội 12.68m và hoàn nguyên là 14,05m, cao thứ 2 trong vòng gần 100 năm

‘qua Tổng cộng có 52 chỗ vỡ, gây ngập lụt 11 tỉnh, không kể các tỉnh trung du

và miễn núi Tổng diện tích đất canh tác bị ngập lụt là 312.000ha Hàng triệu

người dân bị ảnh hưởng trực tiếp của ngập lụt Tổn that rất nặng n mà cho tớinay chưa thể đánh giá hết Theo báo cáo của Chính phủ năm 1946, thiệt hại

tương đương với 14,3 triệu tấn théc, Trận lụt do vỡ đê tháng VIH/1971 domưa lớn dưới tổ hợp tác động của dai hội tụ nhiệt đới, rãnh thấp nóng phía tâykết hợp với cao áp Thái Binh Dương Mưa bình quan lưu vực sông Hồng là255mm ( Sin Hồ mưa 454mm, Sa Pa 381 mm, Lao Cai 386mm); Sông TháiBinh là 247mm; ở DBBB mưa 200mm, Lũ lịch sử trên sông Hồng, Thái Bình

(lớn nhất từ 1902 đến 1999), Binh lũ tại Hà Nội là 14,13m (5h/22), trên BĐ3

trong 8 ngày ( đỉnh lũ hoàn nguyên là 14,6m), tại Phả Lai là 7,21m (9h/22),

trên BDD3 trong 12 ngày ( không trùng kỳ triều cường) Tran, vỡ đê nhiều nơi

ở hạ lưu sông Lô, Đà và tả hữu ngạn sông Hồng, Day, Đuống, Luộc, Thái

Bình ; phải phân lũ vào sông Day; phá đê khu chậm lũ Tam Nông Ngập lụt rông lớn ở các tỉnh thuộc ĐBBB Tổng thiệt hại ( chỉ tính tài sản nhà nước) theo thời giá năm 1971 là 44.225.000đ Thiệt hại của nhân dân và các địa phương do bị ảnh hưởng lũ lụt, dịch bệnh, ngừng trí sản xuất không thé tính

hết được, mà đến nay còn lưu lại nỗi kinh hoàng trong nhân dân Trận lụt do

vỡ dé tháng IX/1985 do mưa 100+900mm trên lưu vực sông Hồng, Thái Bình.( Bắc Quang mưa 821mm), ĐBBB mưa 500mm gây lũ lớn ở hạ lưu sôngHong, Thái Bình; lũ cao trên sông Tích, Hoàng Long, sông Bưởi Đỉnh lũ tại

Doin Minh Nghia TUẬN VAN THẠC SẼ

năm qua lại cùng kỳ triều cường Tran, vỡ đề nhiều nơi làm ngập lụt, ing rêndiện rộng ơ ĐBBB và Thanh Hóa Quốc lộ 1 ngập sâu 1,5m Thiệt hại lớnnhất ở 3 tỉnh Hà Nam Ninh ( cũ), Hà Sơn Binh(cd) và Thanh Hóa: 34 ngườichết; 32 xã bị ngập lụt; 225.000 ha lúa bị ngập Các tỉnh Bắc Giang, Bắc Ninh,

th Phúc và Hà Nội cũng bị thiệt hại lớn, Hải Dương, Hưng Yên, Thái Bình,

với 93.100 ha lúa bị ngập nhiều dé kẻ bị sạt lở.

1.3 Hệ thống các biện pháp công trình phòng, tránh lũ lụt ở Việt Nam

Tir xa xưa, cha ông ta đã đắp dé để phòng ngừa lũ lụt Việc xây dựng đề

có lẽ chỉ thực sự bắt đầu từ khi vua Lý Thái Tỏ rời đô ra Thăng Long năm

1010 Những vua dau triều Lý đều chăm lo việc đắp đê điều và khuyến nông,phòng chống lũ lụt Nhà Trần đã nhận thức rằng, muốn bảo vệ được toàn cục,

toàn diện thì phải quy hoạch việc đắp dé theo quy mô từng dong sông, từng

ưu vực, huy do đó đã huy động toàn xã hội vào tu bổ dé điều, và đặt thành lệ

hang năm Dé biển cũng được quan tâm xây dựng, bồi trúc, nhất là thời nhà

Lê Nhà Hậu Lê duy trì tổ chức quản lý đê, quy định them chức trách cho.chính quyền các cấp, tiếp tục hoàn thiện tổ chức và luật lệ dé điều

Như vậy , cha ông ta đã biết quy hoạch chống lũ, tô chức tông động.viên nhân Ji, vật lực để đắp đê phòng lụt bảo vệ sản xuất, bảo vệ cuộc sốngyên lành cho nhân dân Ngoài việc đắp dé chống lũ là chính còn biết sử dung

các biện pháp tổng hợp khác như khơi sông tăng khả năng thoát lũ, phân lũ;nắn dòng thoát lũ; sử dụng biện pháp quản lý hành chính, luật pháp trong việcquản lý đê điều Song song với việc phòng ngừa là cơ bản còn đẩy mạnh biện

pháp hộ đê trong lũ Nhờ vậy, các hệ thống dé được bồi trúc thành nhữngtuyến đê khép kin từ đồng bằng ra đến biển, công cuộc dựng nước ngày càng

phát triển không ngừng

Doin Minh Nghia TUẬN VAN THẠC SẼ

vương triều Nguyễn trước đó: củng có, áp trúc đê hang năm và không tiến

hành biện pháp khai sông thoát lũ Năm 1896 một đường trần 18 cửa, mỗi cửa.rộng l0m, định trần thấp hơn mức nước lũ lịch sử ( của thời kỳ trước năm1896) 1 m, đóng mở bằng cửa van được xây dựng đồng thời với việc khai

‘them sông Đáy thoát lũ sông Hồng Đập tran Vĩnh Yên được bắt đầu sử dụngtrong mùa lũ năm 1899, nhưng do hiệu quả thấp, hậu quả phân lũ gây ngập lại

nghiêm trọng nên sau đó đập tran đã bị hoành trệt Liên tiếp lũ, lụt lớn, vỡ đê trong các năm 1904, 1905, 1910, 1911, 1913, 1915 ở ĐBBB buộc thực dân

Pháp phải nghiên cứu một kế hoạch đắp dé ở BB tương đối quy mô, trong đó

có xây dựng công trình phân lũ sông Bay ( hoàn thành ngày 21/3/1937),

Mới giảnh được chính quyền, mặc dù phải đối phó với thù trong, giặc.ngoài, Chính Phủ lâm thời do Chủ Tịch Hồ Chí Minh lãnh đạo đã đặc biệtquan tâm đến công việc hàn gắn dé điều Ngày 22/5/1946 Hỗ Chủ Tịch đã ky

văn bản kiện toàn (3 chức điều hành công tác chống lụt của Nhà nude Sắclệnh số 70/SL Thành lập Ủy ban trung ương hộ đê ~ Cơ quan tiền thân của

Ban Chi Đạo Phòng Chống Lut Bão Trung Ương ngày nay, để giúp Chính phủlãnh đạo, chỉ đạo công tác phòng, chống lũ lụt trên cả nước Hòa bình lập lạinăm 1954, công việc củng cố và phát triển đê điều được coi trọng và diymạnh, tạo ra một bước phát triển đáng kể Tại Hà nội đến năm 1961, khả năng.chống lũ của tuyến đê đã nâng lên mức +13m; tại Phả Lại trên triển sông Thái

Bình, đến năm 1961, khả năng chống lũ được nâng lên mức +6.3m Trongvòng 10 năm chiến tranh phá hoại ( 1965 ~ 1975), khối lượng dio dip để đạt trên 93 triệu m3 Nhân dan các địa phương đã tăng cường củng cổ dé vững

chắc, chống đỡ thắng lợi những trận lũ lịch sử liên tiếp xảy ra trong năm 1968,

1969, 1971 Sau vỡ dé năm 1971, Chính phủ đã để ra 6 biện pháp tổng hợp cơ

Doin Minh Nghia TUẬN VAN THẠC SẼ

tượng thời tiết, thủy văn cực đoan đã xuất hiện ở các nước trong khu vực cũng,

như ở nước ta Trước tinh hình đó, Chính Phủ đã đề ra chủ trương mới trong

chống lũ ở vùng ĐBBB thông qua Quy chế phân lũ, chậm lũ thuộc hệ thốngsông Hồng để bảo vệ an toàn cho Thủ đô Hà Nội kèm theo nghị định số62/1999/NĐ-CP ngày 31/7/1999 như sau:

Hộ dé là biện pháp cơ bản, quan trọng nhất trong hệ thống các biệnpháp, phải tổ chức hộ đê liên tục, bền bi với mức độ phan đấu cao nhất, bảo.đảm chống được lũ mức +13,40m tại Ha Nội và phần đầu chống được lũ với

mức nước cao hơn Dé bồi chỉ được giữ ở mức BĐ2, không được quá BĐ3, khi có lũ lớn xảy ra phải chủ động cho lũ tràn vào phía trong

Điều tiết hồ Hòa Bình và hồ Thác Bà cắt, giảm lũ cho hạ du.Việc cắt,

giảm lũ cho hạ du phải đảm bảo an toàn tuyệt đối cho bản thân công trình theo

cquy trình vận hành đã được duyệt

Bao động khẩn cắp về lũ lụt Khi mực nước tại Hà Nội ở 13,10m mà dự

Doin Minh Nghia TUẬN VAN THẠC SẼ

báo lũ còn tiếp tục lên nhanh thì phải trình Chính Phủ quyết định công bố lệnh.báo động khẩn cấp vẻ lũ lụt

Phân lũ vào sông Diy Khi hỗ Hòa Bình, Thác Bà đã sử dụng hết khả

năng cắt lũ ma mực nước sông tại Hà Nội iép tục lên nhanh de dọa an toàn của Hà Nội thì phân lũ vào sông Đáy; sử dụng các vùng chậm lũ: Vùng Tam

‘Thanh (tinh Phú Thọ), Lập Thạch ( tỉnh Vĩnh Phúc), Lương Phú, Quảng Oai ( tỉnh Hà Tây) Các vùng chậm lũ này chỉ được sử dụng khi đã phân lũ vào.

sông Day mà mực nước sông Hồng tại Hà Nội ở mức +13.40m và dự báo mực

nước lũ còn tiếp tục lên nhanh Căn cứ vào tình hình cụ thể diễn biến 1a để quyết định việc cham lũ vào từng vùng cho phù Ban Chỉ đạo Phòng chồng lụt

bão Trung ương quy định tình tự vận hành các công trình phòng chống lũ và

phân chậm lũ.

Hiện nay và mãi mãi về sau, đê vẫn là biện pháp chống lũ chủ yếu và

hiệu quả nhất Các hệ thống đê thuộc Bắc Bộ và khu 4 cũ có thé đảm bảo

chống được các mức nước lũ theo tiêu chuẩn thiết kế dé ra Nếu để sơ xuất và

không xử lý kịp thời các sự cổ thì có thể gây vỡ đê, có khi dẫn đến thám họaViệc tiếp tục nghiên cứu thực hiện chiến lược phòng chống lũ tổng thể, cũng

cổ độ tin cậy của hệ thống đê điều là công việc cần được tập trung đầu tư én

định

“Trong hệ thống đê điều thì hệ thong đê sông Hồng là cực kỳ quan trọng,

vì đây là sông lớn nhất miễn bắc, và lũ trên hệ thống sông hồng rit lớn Nên.vấn dé bảo đảm an toàn cho tuyến dé sông Hồng là rit cần thiết

1.4 Giải pháp công trình

Công trình đê điều : Dé khắc phục các khâu yếu của hệ thong dé cầnphải kiểm tra và đánh giá: mặt cắt đê tiêu chudn đổi với từng cấp để để có kếhoạch củng cổ đê đảm bảo an toàn chống lũ theo tiêu chuẩn thiết kế của từng

cấp để.

Doin Minh Nghia TUẬN VAN THẠC SẼ

'Công trình tràn sự số trên các tuyến đê các cấp để chủ động hạn chế khả.

vào các vùng tring đã dự kiến cho ngập, hạn

năng vỡ dé, chủ động điều ti

chế thiệt hại

'Tổng kiểm tra chất lượng công dưới đê

Giải pháp củng cổ hệ thống công trình phân lũ

Sử dụng hồ chứa điều tiết lũ

2 Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu.

Mục đích : Phân tích các sự có đê điều Vĩnh phúc, qua đó xác định

được các tỷ lệ của từng loại sự cổ đê, nguyên nhân sự cổ, nguyên nhân chủyếu do thắm

Nhiệm vụ : lựa chọn phương pháp và công cụ giải bài toán thấm phù

hop với hiện trạng của hệ thống dé sông Hồng thuộc Vinh phúc Phương pháp.phan tir hữu hạn, sử dụng phần mềm tính toán thắm Seep/W

Lựa chọn biện pháp xử lý sự cố dé do thắm của tuyển đê Tả Hồng K4 ~

K10 xã Tân Cương - Vĩnh Tường ~ Vinh Phúc Sử dụng phin mềm tính toán

thấm Seep/W.

3 Phương pháp nghiên cứu.

Quá trình nghiên cứu của luận văn sử dụng các phương pháp:

+ Nghiên cứu đánh giá thực địa

+ Tổng hợp phân tích lý thuyết

+ Ứng dụng tin học và công nghệ mới vào thực tế

4 Pha vi nghiên cứu

Nghiên cứu dòng thắm trong thân và nền dé sông Ấp dụng xử lý tuyển

đê Tả Hồng K4 ~ K10 xã Tân Cương - Vĩnh Tường ~ Vĩnh Phúc,

Doin Minh Nghia TUẬN VAN THẠC SẼ

Chương 1 TONG QUAN VE TINH HÌNH NGHIÊN CUU, PHAN, TICH CAC YEU TO DONG THÁM DOI VỚI THAN VA NEN DE

1.1 Tổng quan hệ thống đê điều và sự cố đê điều

Hệ thống đê sông ban đầu được hình thành từ các go đất ven sông.Những năm nước sông lớn, gờ đất không đủ sức ngăn lũ, nước trin qua gi

ngập vio đồng bằng Để giữ được nước nhân dân đã giữ những go đất làm cốt

và tôn cao din thành dé và hoàn chỉnh din bằng các công qua đê én định cảmùa khô lẫn mùa lũ Gặp những nam lũ lớn, những chỗ xung yếu bị tràn hoặc

bị vỡ đã được quai lại hoặc nhô ra phía sông hoặc lồi vào phía đồng Do diễnbiến đồng chảy và xu thé ding sông và những con lũ lớn làm cho bờ xói lở,nhân dân tim cách bảo vệ đê không bị sat lở Hệ thống dé kè từng bước đượchình thành Do sự biến đổi khí hậu, nên bão lũ thường xuyên xảy ra gây lũ lụt

lâm cho hệ thống dé thường xảy ra các sự cổ do nước lũ dng cao thắm qua

thân và nên gây ra hiện tượng mach din mạch sui, day dat pl

hong đề.

1.2 Sự cố đê và nguyên nhân

Xiie định những nguyên nhân gây hư hỏng dé chống lũ là rất khó vì rằng dé thường xuyên chịu tác dụng của nhiễu nhân tố riêng biệt Song xácđịnh những nguyên nhân chủ yếu gây ra sự cổ dé là rất can thiết để tạo cơ sởcho việc thiết kế sửa chữa cho những đoạn đê hư hỏng và tránh những sai Lim trong tương lai Trong nhiễu trường hợp quá trình hư hỏng xây ra ở sâu trong

thân đê hoặc trong nền đê và không có một dấu hiệu nào biểu hiện ra bênngoài Đó là điểm nổi bật của chúng, làm hạn chế sự nghiên cứu nguyên nhân

‘gay hư hỏng đẻ Thường gặp các sự cổ dé sau:

1.2.1 Sự cố đê ở vùng sông cổ

Doin Minh Nghia TUẬN VAN THẠC SẼ

G những tuyến đê cắt ngang qua lòng sông cũ (Hình 1.1) thường xảy rahiện tượng thấm lận mạnh, làm tràn nước cả một vùng rộng lớn sau đề.

tượng thắm lận này thường kèm theo hiện tượng xói ngằm cơ học và tồi đắt ở

nên đê vào hạ lưu, phá hoại kết sự lún sập đê trong mùa lũ

Hình 1.1 Sự cố

1.2.2 Sự đâm xuyên thủy lực qua ting dat cứng

Trong thực tế trong nền đê thường có đất rắn chắc, có hệ số thắm rất

nhỏ ở chân đê (Hình 1.2 ) Tang dat này không liên tục phía sông, ngược lại

nó khá liên tục phía đồng Trong mùa lũ áp lực thấm dưới nén tác dụng lên.ting đất này rất lớn, dẫn đến sự đâm xuyên thủy lực qua ting sát chân dé, phá

vỡ kết cấu nên dé

Doin Minh Nghia TUẬN VAN THẠC SẼ

Hình I.2b - Công trình đê ở Pháp xảy ra sự cổ này

1.2.3 Sự nứt gẫy nền đê và mặt cắt ngang thân đê

Sự nứt gẫy thân đê ( Hình 1.3) thường xảy ra ở ranh giới vùng đất nền.rắn chắc và vùng đất nền yếu Ở đó có sự lún không đều gây nên hiện tượng

nứt dọc dé và nền Nit thân đê sẽ gây trượt mái khi có dong thấm đi qua, hoặc.

mưa lớn ngắm sâu vào trong thân đi

Doin Mink Nghĩa THẬN VAN THẠC SẼ

Hình 1.3 Sự nứt gay nén dé va mặt cắt ngang thân đê

1.2.4 Sự cố thắm ở chân mái hạ lưu

Dòng thắm khi chảy ra ở mái hạ lưu có khả nang mang theo dat từ thân

đê ra ngoài Hiện tượng thắm qua thân đê sẽ dẫn đến sự sụt mái vùng cửa ra

và trượt mái hạ lưu đê, ( Hình 1.4)

đắp dé Đó là sự đắp theo ting, khuyết tật trong thân đê còn là kết quả sự hoạt

th sống trong thân dé Trong quá trình khai thác,

động của sinh vật, động vật

ệc của dé cũng có thể hình thành những khuyết tật, đó là kết quả của

Doin Mink Nghĩa THẬN VAN THẠC SẼ

hiện tượng xói ngằm cơ học Dòng thắm trong thân đê sẽ chảy rất nhanh, rất

in khuyết tật với nhau dẫn đến vỡ dé

mạnh theo hướng nối

ig

Hình 1.5 Khuyết tật trong thân đê

1.2.6 Sự cố đê trên nền đất yếu

“Trên nền đất yếu, đê thường bị trượt mái thượng lưu va cả hạ lưu trong

thời gian thi công khi trọng lượng bản thân của dé chịu tải trọng quá sức của

đất nên thì đê trượt cá hai mặt trong thời gian lũ đê sẽ bị trượt mái hạ lưu khidong thắm dang cao đến giới hạn nguy hiểm, ngược lại mái thượng lưu sẽ bịtrượt trong quá trình lũ xuống Trượt mái đê trên nền đất yếu thường kéo theo

cả phan nền cùng trượt,

Hình 1.6 Sự cố đê trên nền dat yếu

1.2.7 Sự cố ở vùng nối tiếp khi tôn cao

Khi tôn cao đắp day dé, vùng nối tiếp giữu phần đê mới đắp và dé cũ thi

thắm rất dé chảy qua, tạo thành đường thắm mạnh theo khe nối tiếp Hiện

tượng này sẽ dẫn đến hiện tượng trượt toàn khối mới đắp về phía hạ lưu

Doin Mink Nghĩa THẬN VAN THẠC SẼ

Hình 1.7 Sự cổ ở vùng nỗ

1.2.8 Sự cố trong vùng có công trình qua đê

Công trình qua đê ( cổng lấy nước, cống tiêu ) như một vật lạ trong.thân đê Vì vậy vùng tiếp giáp giữa chúng nếu xử lý không tốt thường bị xóingầm cho đất ( Hình 1.8a)

Hoặc xảy ra hiện tượng thắm từ thân đê vào trong cống ( hình 1.8b),

tir trong cổng ra ngoài thân dé và nền dé ( Hình 1.8) Những hiện tượng.thắm mạch như vậy thường kéo theo hiện tượng xói ngầm ngày càng mạnh dé

Jai những khuyết tật quanh cống,

Hiện tượng này thường dẫn đến lún sập dé và gãy cống

WBiB7///(mmmmmmm

Hình L.8b Thắm từ thân qua dé vào cổng

Doin Mink Nghĩa THẬN VAN THẠC SẼ

lở và nhiều trường hợp làm sập mái thượng lưu (Hình 1.9)

Hình 1.9 Xói lở chân đê

1.3 Hiện tượng mạch đùn, mạch sii nền đê vào mùa lũ

Mạch thắm ri xuất hiện rải rác ở thân đê hay nền đê, nước thắm ra vớitốc độ va lưu lượng nhỏ và hau như không mang theo các hạt khoáng Sự xuấthiện của mạch thắm rỉ ít gây nguy hiểm cho nền đê nhưng có ảnh hưởng ding

kể đến sự ồn định của nền đê như gây sat lở mái dé, cơ dé, là tiền đề cho mạch

phun, mạch sii phát triển

‘Mach đùn thường xuất hiện ở nơi mà tang chứa nước (cát) có chiều day

lớn, nhưng tang phủ phía trên (đất thịt) có độ bên ( cơ học, thắm) tương đốicao, Khi nước sông cao, những nơi có chiều day lớp phủ nhỏ ( thùng triing, ao

Doin Mink Nghĩa THẬN VAN THẠC SẼ

hồ, ) dé bi bục tầng phủ, nước thoát ra với tốc độ lớn qua các khe nứt, hanghốc rất nguy hiểm đối với ôn định của đê (Hình 1.10 và 1.11).

Doin Mink Nghĩa THẬN VAN THẠC SẼ

Mach sii thường xuất hiện ở những nơi ma ting chứa nước nằm nông,phân bố ở gần chân đê hạ lưu, cách chân dé từ 0220m cá biệt có nơi từ

100+200m Kích thước mặt sii quan sát được từ vài cm tới hàng chục em,

trung bình từ 10-20em Nước thoát ra từ mach siti có tốc độ và lưu lượng tùy'thuộc vào kích thước miệng thoát và gradient áp lực thắm Vật liệu mang theo

thường là các cát hạt nhỏ, mịn lẫn nhiều bụi Mực nước sông dâng càng cao

thì các mạch sùi xuất hiện càng nhiều và thường tập trung ở các vị trí xung.yếu thành tập đoàn mạch sủi hay bãi sủi

Khi biển dạng thấm phát triển mạnh, nước từ đưới din lên với tốc độ vàlưu lượng lớn mang theo nhiễu hạt cát làm rng nền đề, dẫn đến mat đất bị sụt

xuống và nén dé có thé bị phá vỡ một cách nhanh chóng gây nên vỡ đô Mức

độ và quy mô phát triển các biến dạng thắm rất khác nhau, lưu lượng nướcchảy ra có thể lôi cuốn tới hàng chục, hàng trăm mét khối cát

Như vậy sự xuất hiện và mức độ nghiêm trọng của biến dạng thắm ởnên dé không chỉ phy thuộc vào mực nước lũ mà còn có quan hệ chặt chẽ với

đặc điểm cấu trúc nền đê Trong đó,sự có mặt của các lớp trim tích hạt rời,chiều sâu, chiều day và phạm vi phân bồ của tng chứa nước và ting phủ phía

trên là những yếu tố ảnh hưởng đến sự phát sinh, phát triển biến dang thấm ở.nên đê Vì vậy, đánh giá mức độ xung yếu của một đoạn đê phải gắn với việcphân loại nền dé theo quan điểm về biến dạng thắm

1.4 Hiện tượng thắm qua nền đê và mang cống dưới đề

trên các tuyến đề,

Cống dưới đê là một hang mục quan trong đặc bi

nhiễu sự cổ gây vỡ 48 do cổng bị thắm Tuy nhiên do đặc điểm của kết cầucông trình và tinh chất của đồng thấm qua cổng dưới đê khác với thấm qua

nên đê Vi vậy, công nghệ chống thắm, xử lý din sii qua cong dưới đê khácvới công nghệ xử lý thắm qua nén đê

Doin Minh Nghia TUẬN VAN THẠC SẼ

Kết quả điều tra 855 cống dưới đề trong Dé tài độc lập cấp Nha nước

“Nghién cứu giải pháp KHCN để sửa chữa nâng cấp cống dưới dé” năm 2005

cho thấy hệ thống sông Hồng và sông Thái bình có 132 cổng bị hư hỏng cần

sửa chữa, trong đó có 20 cống bị thắm chiếm 15 %

1 1g kê các sự cố vỡ đê thi da phần đều ở vị trí cống, ví dụ Cong

“Thôn (1986), cng Nội Doi (1995) v v Một loạt các cổng xây dựng gần đây

bị sự cổ thấm như : Cong D10 (xây xong năm 1998), Mai Trang (2001), Nhân.Hiền (2011), Tắc Giang (2012) Cho thấy vấn dé này cần phải được tiếp tục

tìm hiểu và phân tích một cách sâu sắc hơn Nhưng ta có thể rút ra một số

nhận định sau

'ác công đều xây dựng trên nên cát chảy

~ Các cống đều xử lý đóng cọc bê tông cốt thép, một số công còn đóng.cit chống thắm

~ Quan sát hiện trang các cống sự cố cho thấy dòng thắm mang theomột lượng cát nền trôi xuống hạ lưu í dụ : Cống Nhân Hiền (150m), cống

Tắc Giang (600m?) , có những cổng nền rỗng trên 3m, cổng hầu như đứng

trên các đầu cọc,

Gan đây nhất đã xảy ra sự cố din sui, sụt lún ở cống và âu thuyén TắcGiang (Hình 1.12) thuộc tiểu dự án Hệ thống thủy lợi Tắc Giang ~ Phủ lý

Công trình được xây dựng tại vị trí K129 +530 trên dé Hữu Hồng tỉnh Hà

Nam Cụm đầu mối cống và âu thuyền là công trình cấp 1, đặt trên nền đắt là.sát và gia cố bằng cọc bê tông cốt thép

Ngày 01/08/2012 phát hiện din sai mạnh ở tường bờ trái cống Thời

điểm sự cổ chênh lệch mực nước thượng và hạ lưu là 2.4m Sau 6 tiếng đồng

hồ toàn bộ gian đặt tủ điện vận hành bị rơi hoàn toàn xuống hồ xoi Nguyênnhân ban đâu xác định là do xói ngầm trong nền và mang cống

Doin Minh Nghia TUẬN VAN THẠC SẼ

Qua đấy cho thấy việc chống thắm cho cống dưới dé, đặc biệt là cáccống nằm trên nền địa chất phức tạp là đòi hỏi phải xử lý ngay.

Một số hình ảnh sự cổ ở cổng Tắc Giang - Phủ Lý do sự cổ thắm quanền và mang cổng

Doin Minh Nghia TUẬN VAN THẠC SẼ

Doin Mink Nghĩa THẬN VAN THẠC SẼ

1.5 Những nhân tố khác thúc đẩy quá trình hư hỏng đê

Ngoài những hiện tượng đã i trên cũng phải kế đến những nhân

tổ tuy không phải là những nguyên nỉ p gây ra sự cố đê nhưng đã

thúc day quá trình hư hong đó

Một trong những nhân tố quan trọng loại này là sự không đủ lớn củakích thước mặt cắt ngang đê như sự quá nhỏ chiều rộng mặt đê, độ dốc mái

quá lớn, v.v Nó làm cho quá trình thắm xảy ra nhanh làm sự xói lở them

trim trong dẫn đến sự mắt én định mái Một nhân tổ khác không kém phần

‘quan trong là sự khai thác dong dẫn không hợp lý cản trở sự thoát lũ làm vượtmức lũ dâng cao gây áp lực lớn của nước vào thân dé.

'Việc khai thác đất trồng trot sau đê không hợp lý có thé din đến sự phá

vỡ tang dat rắn chắc chân dé, thúc đẩy quá trình mach sii, mach din vùng hạ

lưu

'Việc sử dụng đa dạng các loại đất có tính chất cơ lý khác nhau để dip

đê ảnh hưởng đến quá trình hư hỏng đê

'Việc lần chiếm hành lang an toàn của đề nhất là mái phía sông làm tăng

tải trọng của dé sinh ra trượt mái đê phía sông,

Một nhân tổ nữa cần đặc biệt chú ý trong đê điều là các hoạt động củasinh động vật phát triển trong thân đê Sự xuyên sâu của rễ cây sẽ làm giảm.các khả năng chống sự xuyên thủng thủy lực của các ting chống thắm thân đê

Sự hoạt động của các loại động vật như mối, chuột v.v đã để lại những khuyết tật lớn trong thân đ và nền dé, làm giảm nhỏ tiết diện đê, thúc day quá trình thắm và làm mắt én định đề.

1.6 Ảnh hưởng của dong thấm đến nền đê

Biến dạng thắm nền dé là do tác dụng của dong thắm làm di chuyển cáchat đất trong các lớp đất đá, các hạt nhỏ bị moi cuốn, vận chuyển ra khỏi kế

hở của hạt lớn làm độ lỗ rỗng của đất tăng din lên, nền đắt dần mắt ôn định

Doin Minh Nghia TUẬN VAN THẠC SẼ

Trong trường hợp ding thấm có vận tốc thắm đủ lớn, trong đắt hình thánh ứngsuất cắt, khi ứng suất cắt này vượt quá độ bền kháng cắt của đất sẽ xảy ra đùn.đất hoặc cát chảy Như vậy, dưới tác dụng của dòng thắm, nền dé có thé bịmat ôn định do độ rỗng tăng lên hoặc do lực tác dụng của dòng thắm vượt quá.

độ bền của đất

'Vào mùa lũ, mực nước song dâng cao làm cho áp lực đưới đắt tác dung

lên lớp phủ thấm nước yếu ở nền đê tăng lên, quá trình vận động của nướcduới dat diễn ra không ngừng, dòng thắm luôn tác động tới nền đất nên có thể

moi cuốn các hạt vật liệu nhỏ theo các vị trí bat kỳ và thoát ra ngoài dưới dang

mach din mạch sui Sự moi cuỗn nay ban đầu ít gây ra nguy hiểm cho nênđất nhưng nó là tiền dé cho mạch din, mạch siti phát triển mạnh và quá trình.biến dang xảy ra trong môi trường tram tích nền dé ngày càng cao Quá trìnhbiến dạng thắm phát triển gây lún sập nền đất, nứt thân đê và dẫn đến vỡ đê là.kết quả tất yếu

1.7 Kết luận

Do chênh lệch mực nước thượng hạ lưu trong mùa lũ lớn và đặc điểm.

cấu tạo nên đê tạo nên áp lực dưới nẻn dé gây ra : bùng nền, mach din, mach

siti, chảy cát

Hiện tượng mach din, mach sii gây biến dạng thắm nền đê Xử lýmach din mạch sii trong mùa lũ là vấn đề hết sức khó khăn, phức tạp Nghiên

cứu áp dụng công nghệ để chống mạch din mạch sii nhằm đảm bảo an toàn

cho dé là vấn để có tính khoa học và thực tiễn

Doin Minh Nghia TUẬN VAN THẠC SẼ

Chương 2 NOI DUNG VA CO SỞ NGHIÊN CỨU CUA CAC PHƯƠNG PHAP TÍNH THÁM HIEN NAY - ĐÁNH GIÁ KHẢ NANG MAT ON ĐỊNH DO THÁM CHO THÂN NEN DE

BANG PHUONG PHAP PHAN TU HUU HAN

“Trong mia lũ dé thường xuyên chịu tác dụng của áp lực nước tĩnh động,

áp lực thẩm, lực động dat, áp lực kẽ hong xuất hiện trong quá trình cố kết.Qua phân tích sự làm việc và tổng kết quá trình xây dung, khai thác đã thừanhận rằng đê là công trình có nhiều vấn dé phức tạp hơn cả Sự có mặt của.dong thấm trong thân đê và trong mùa lũ

tăng kích thước mặt cắt ngang của chúng, cũng như đòi hồi trong quá trình tôn

cao áp trúc nghiêm ngặt, cho nên giá thảnh công trình cao hơn rat nhiều so vớicác công trình dat không chịu tác dụng của dòng thấm Để hạn chế đến mứctối thiểu nl it các tác hại do dong thấm gây ra mà vẫn đảm bảo tính kinh tế kythuật nhất thiết phải xác định được sự vận động của dòng thắm qua thân vànền công trình Sự ra đời và phát triển của lý thuyết thắm đã đáp ứng đầy đủ

cầu đo thực tiễn sản xuất đôi hỏi

VỀ lý thuyết thắm của nước trong đất và qui luật vận động của dongthắm qua công trình có nhiễu tác giả đã nghiên cứu và giải quyết song songvới việc hoàn thiện các lý thuyết tính toán thiết kế công trình Bên cạnh các

mô hình toán học kết hợp với phương pháp tinh toán, phương pháp giải các

bài toán trên mô hình vật lý và thực nghiệm cũng giữ vai trò quan trọng Đến

nay sự kết hợp giữa các phương pháp đã cho phép giải quyết được các bài

toán thực tế đại ra, đưa đến cách nhìn nhận đánh giá điều kiện én định của

công trình tin cậy hơn

Doin Minh Nghia TUẬN VAN THẠC SẼ

Để đánh giá điều kiện ôn định của công trình trước hết phải giải quyếtbài toán lý thuyết thắm trong môi trường xốp tao bởi kết cấu công trình và nền.Trên cơ sở kết quả của lời giải vận dụng các điều kiện ôn định thấm của vậtliệu và các tiêu chuẩn an toàn để đánh giá điều kiện ôn định thắm chung cho.toàn bộ công trình Giải quyết bài toán lý thuyết thắm đã có nhiều phương.

pháp giải Dưới đây sẽ trình bày nội dung và tồn tại vị h thắm của các phương pháp đó,

2.1 Một sé phương pháp tính thấm áp dụng trong thiết kế hiện nay