Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu ứng dụng màng HDPE để chống thấm cho đập đất đắp trên nền có tầng thấm dày và ứng dụng cho đập Chánh Hùng, tỉnh Bình Định

LƯƠNG VĂN HUYỆN

NGHIÊN CỨU UNG DỤNG MANG HDPE DE CHÓNG THÁM CHO DAP DAT DAP TREN NEN CO TANG THÁM DAY VÀ

UNG DUNG CHO DAP CHANH HUNG, TINH BÌNH ĐỊNH

LUẬN VAN THAC SĨ

HA NOI, NAM 2016

0 DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT ONG ĐẠI HỌC THUY LỢI

LƯƠNG VĂN HUYỆN

CHUYEN NGÀNH: KY THUẬT XÂY DỰNG CONG TRÌNH THUY

LỜI CAM ĐOAN

“Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của ban thân tác giả Các kết

quả nghiên cứu và các kết luận trong luận văn là trung thực, không sao chép tir bắt kỳ một nguồn nào và dưới bat kỳ hình thức nào.Việc tham khảo các nguồn tài igu (nếu có) đã được thực hiện trích dẫn và ghỉ nguồn tài liệu tham khảo đúngquy định

Ha Nội, tháng 7 năm 2016'Tác giả luận văn

Lương Văn Huyện

LỜI CÁM ƠN

“Trong suốt quả trinh học tập v làm luận văn, được sự nhiệt tinh ging dạy, giáp đỡ của

các thiy giáo, cô giáo trường Đại học Thủy lợi: bằng sự nỗ lực cổ gắng học tập, nghiên

cứu và tim tôi tích lũy kinh nghiệm thực tế của bản thân đến nay đề ti “ Nghiên cre ting dụng màng HDPE dé chéng thắm cho đập đất đắp trên nên có ting thắm dày và ứng dụng cho đập Chánh Hùng, tinh Bình Dink” đã được tác giả hoàn thành đúng

thời hạn quy định,

Trong khuôn khổ hạn chế của luận văn, tác giả mới chỉ mới đề xuất giải pháp ứng dụng

màng HDPE dé chống thắm cho dip dit dp trên n có ting thấm day ở khu vực Min

"Tác giả xin được bảy tỏ lòng biết ơn sdu sắc tới thy gis Chiến đã tận

tình hướng dẫn, chỉ bảo và cung cấp các thông tin khoa học cần thiết trong quá trình

thực hiện luận văn Tác giá xin chân thành cảm on các thiy giáo, cô giáo va cần bộ công

nhân viên Phòng Đảo tạo Dai học & Sau đại học, Khoa Công.inh, Trường Dai học

Thủy lợi đã giảng day lớp cao học CH22CLI-NT, đã tạo điều kiện giúp đỡ tác giả trong

uốt qué trình thực hiện luận văn

“Cuỗi cùng tác giả xin gửi lời cảm on chân thành đến các cơ quan, các công ty tư vẫn:

gia đình, bạn bé và đồng nghiệp đã động viên, tạo mọi liều kiện thuận lợi để tác giáhoàn thành luận văn đúng thời hạn.

Do hạn chế về thời gian, kiến thức khoa học và kinh nghiệm thực tế của bản thân tác giả côn ít nên luận văn không thé tránh khỏi những thiểu sốt Tác giả rit mong nhận được ¥

kiến đóng gốp và trao đổi chân thành giúp tắc giả hoàn thiện hơn để tải của luận van,Xin trân trọng cảm ơn!

Tae giả luận văn

Lương Văn Huyện

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: cud

4 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 2

5 Kết quả đạt được 3

CHUONG 1 TONG QUAN VE TINH HÌNH XÂY DUNG DAP DAT VÀ SỬ DỤNGVAT LIEU MỚI DE CHONG THÁM 41.1 Tổng quan về tinh hình xây đựng đập đắt ở các tinh Miền Trung 4

1.1.1 Tình hình xây dựng đập đắt ở Việt Nam 4 1.1.2 Tình hình xây dựng đập đắt ở miễn trung 3

1.1.3 Thực trang lim việ của các đập 71.1.4, Các hư hong thường gặp ở dip đắt 8

1.1.5 Một số sự cổ điễn hình và nguyên nhân hư hong đối với đập dit [13] 8

1.2 Các giải pháp chống thắm cho dip và nên 14

1.2.1 Giải pháp chống thắm bằng sân phủ kết hợp tưởng nghiễng 14 1.2.2 Giải pháp ching thắm bằng trồng răng kết hợp lõi giữa 16 1.2.3, Giải pháp chẳng thắm bing tường hảo Bentonite 7 1.2.4 Giải pháp chống thắm bằng khoan phat (11) 19 1.2.5 Giải pháp chống thắm bằng cọc xi ming - dit (XMB) [1] 20 1.3 Các nghiên cứu về ứng dụng vật liệu mới chống thắm cho đập và nén [3| 22 13.1 Kết 1g mảng địa kỹ thuật (Geomembrane) c2 132 hồng thắm bằng thảm bê tông (Concret Matt) — 1.3.3 Chống thắm bằng cừ bê tông cốt thép ứng suất trước - — dd 1.3.4 Tường chồng thắm bằng cit bản nhựa (Vinyl sheet piling) cone 1.35, Tường hào chồng thắm bằng ming dia kỹ thuật (Geolocl) 35

1.4 Giới hạn phạm vi nghiên cứu 361.5 Kết luận chương 1 27

CHUONG 2 NGHIÊN CỨU UNG DỤNG MANG HDPE ĐỀ CHONG THÂM CHODAP DAT TREN NEN CO TANG THÁM DAY 28

2.1 Mục dich và tiêu chỉ lựa chọn các thông số 28 2.1-1 Các đc điểm của mảng chống thẩm HDPE [12] 28 2.1.2 Mục dich bổ trí ming chẳng thắm HDPE ở dip dit 29

2.1.3 Tiêu chí lựa chọn chiều đài màng chống thắm HDPE 29

trí ming HDPE cho đập trên nỀn cổ ting thắm dày 30

2.2.1 Sơ đồ 1: Chống thẳm cho cả đập và nén 30 2.22 Sơ đồ 2: Chi chống thắm cho nên : oe 2.2.3, Phạm vi biển đổi ede thing số công tinh " oe 2.3 Phuong pháp tinh toán thắm qua đập và nén ° seed 2.4, Nghiên cứu xác định chiều dài sân phủ cho so đỏ 1 ¬ ° 36

2.4.2 Kết quả tính toán 402.4.3, Phân tích kết qua tính toán 42.5 Nghiên cứu xác định chiều di sản phủ cho sơ đồ 2 46

2.5.1, Trình tựính toán, 4625.2, Kết quả tinh toán 492.5.3, Phân tích kết qua tính toán s0

2.6, Phân tích so sánh chiều dai sân phủ (Ls) cho sơ đồ 1 và sơ đề 2 54

2.7 Kết luận chương 2 37

CHUONG 3 UNG DỰNG MANG HDPE BE CHONG THÁM CHO BAP CHÁNH

HUNG, TINH BINH BINH 58

3.1 Giới thiệu chung công trinh hỗ chứa nước Chánh Hing [10] 58 i điều kiện khống chế của bài toán 68 3.4 Thiết kế chống thắm theo sơ 8 A " nT)

3.3.1, Tinh toán xác định thông số bộ phận chồng thắm 70

3.3.2, Các cầu tạo chi tiết 73

3.4, Thiết kế chống thắm theo sơ đỏ B, 4

3.4.1, Tinh toán xác định thông số bộ phân chồng thắm 4

3.4.2, Các edu tao chỉ tiết T73.5 Tinh toán khối lượng và so sánh phương án 78

3.5.1 Khối lượng công trình theo hai phương án 78

3.5.2 Dy toán kinh phí 193.5.3 So sinh lựa chọn phương én 193.6, Kết luận chương 3 80

KET LUẬN, KIÊN NGHỊ 81 TÀI LIỆU THAM KHAO 83

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Tỷ lệ các loại hồ chứa thủy lợi ở Việt Nam thể hiện theo

Hình 1.2 Hồ chứa nước Hội Sơn - Binh Định Hình 1.3 Hồ chứa nước Phú Ninh ~ Quảng Nam.

Hình 1.4 Hồ chứa nước Sông Quao — Bình Thuận

Hình 1.5 Vỡ đập Khe Mơ ~ Hà Tinh vào ngày 16/10/2010 [14]

Hình 1.6 V6 đập Tây Nguyên (Đồng Tâm), Nghệ An vào ngây 11/9/2012 [15]Hình 1.7 Vỡ đập Thủy điện la krel 2, Gia Lai vào ngày 12/6/2013 [16]

Hình 1.8 Sơ đồ kết cấu c g tắm bằng tưởng nghiêng và sin phủ [9] Hình 1.9 Sơ đỗ kết cấu chống thắm bằng tường răng kết hợp lõi giữa [9]

Hình 1.10 Sơ dé kết cầu chống thắm bằng tường hảo Bentonite

Mình 1.11 Thi công tường chống thắm bằng dio hảo trong dung dịch bentonite

Hình 1.12 Sơ đồ kết cầu chống thắm bing khoan phụt vữa xi ming,

Hình 1.13 Sơ đổ tường cọc xi mang đất

Hình 1.14 Mô ta qué trình thi công tạo tường chống thắm Hình 1.15 Hỗ chứa nước chống thắm bing mảng địa kỹ thuật Hình 1.16 Ứng dụng thảm bê tông chống thắm đập hồ chứa

Hình 1.17 Thi công tường chống thấm bằng cit BTCT ứng suất trước

Hình 1.18 Cấu tạo đập có tường chồng thấm bằng cit BTCT ứng suất trước.

Hình 1.19 Cấu tạo tưởng nghiêng mềm kết hợp với cử bản nhựa chẳng thắm.

Hình 1.20 Cấu tạo tường lõi mém kết hợp với cử ban nhựa

Hình 1.21 Cấu tạo cử bản nhựa

Hình 1.22 Cấu tạo tường hao chống thắm bằng mang địa kỹ thuật HDPE cho cả đập và nền HDPE cho né

Mình 2.1 Sơ đỗ cấu tạo ming chồng Hình 2.2 Sơ đồ ấu tạo ming chống

Mình 2.3 Mô hình tính toán đổi với trường hợp mảng chống thắm cho đập và nền

Hình 2.4 Sơ đỗ chia lưới phần tử tính toán thắmHình 2.5 Mô hình tính toán cho bộ số liệu ở bảng 2.2

3738

Hình 2.6 Sơ đỗ khai bảo vật liệu và chia lưới phần từ tính toán thắm Hình 2.7 Kết quả lưu lượng thắm (q), gradient (J) tương ứng với trị số Ls.

Hình 2.8 So đồ đường đẳng cột nước (số liệu đầu vào bảng 2.2) Hình 2.9 Biểu đồ quan hệ š~ nT (img với He 15m)

Hình 2.10 Biểu đồ quan hệ Š ~ tụ T (ứng với Hu"25m),Hình 2.11 Biểu d quan hệ & ~ n, T (ứng với He=35m),Hình 2.12 Biểu đồ quan hệ & ~ T, (img với

Hình 2.13 Bid lồ quan hệ ~ T, n (img với

Hình 2.14 Biểu đồ quan hệ & ~ T, (img với

Hình 2.15 Biểu đỗ quan hệ š ~ Ha, 9 (ing với

Hình 2.16 Biểu đỗ quan hệ &~ He, n (ứng với T= 11m).Hình 2.17 Biểu đồ quan hệ & ~ Hạ, (ứng với T= 14m).Hình 2.18 Mô hình tinh toán cho bộ số liệu ở bảng 2.6

Hình 2.19 Kết quả lưu lượng thắm (q), gradient () tương ứng với tí số Le

Hình 2.20 Sơlường đẳng cột nước (sốHình 2.21 Biểu đỗ quan hệ š ~ n, T (ứng với

Hình 2.22 Biểu đỗ quan hệ š~ n, T (ứng với

Hình 2.23 Biểu đỗ quan hệ & ~ n, T (ứng với H,

Hình 2.24 Biểu đồ quan hệ & ~ T, n (ứng với Hạ=15m).Hình 2.25 Biểu đỗ quan hệ & ~ T, n (ứng với Hạ=25m).Hình 2.26 Biểu đồ quan hệ š ~ T, n (ứng với Hạ=35m).

Hình 2.27 Biểu đồ quan hệ & ~ Ha, n (ing với

Hình 2.28 Biểu đồ quan hệ & ~ Hạ, (img với T= 1m).

Minh 2.29 Biểu đồ quan hệ ~ Hà, n (ing với T= 14m)

Hình 2.30 Biểu đồ quan hệ § ~T, Ka (img với He=15m)Hình 2.31 Biểu để quan hệ ~T, Ke (ứng với Hạ =25m)Hình 2.32 Biểu đổ quan hệ § ~T, Ka (ứng với Hạ =35m)Hình 3.1 Bản đồ vị tí hd chứa nước Chánh Hùng.

Hình 3.2 Địa chất công trình dọc tuyển đập hỗ cl lứa nước Chánh Hùng,

Hình 3.3 Địa chất công tình mặt cắt ngang chọn tính toán.

Hình 3.5 Sơ đỗ B: Sơ đồ chống thắm sin phủ bằng mảng HDPE Hình 3.6 KẾt quả tính toán thắm theo sơ đồ A, trườ lợp Ls=20m.

Hình 3.7 Kết quá tính toán thấm theo sơ đồ A, trường hợp L.

Hình 3.8 Kết quả tính toán thắm theo sơ đồ A, trường hợp Li=40m

Hình 3.9 Kết quả tính toán thắm theo sơ đồ A, trường hợp Le=5Om

Hình 3.10 Kết quả tính toán thắm theo sơ đồ A, trường hợp L.=60m

Hình 3.11 Kết quả tính toán thắm theo sơ đồ B, trường hợp L.=20m

Hình 3.12 ất qua tính toán thắm theo sơ đồ B, trường hợp L=10m

Hình 3.13 Kết quả tinh toán thắm theo sơ đỗ B, trường hợp L.=26m.

Hình 3.14 Kết quả tính toán thắm theo sơ đồ B, trường hợp Ls=30m.

DANH MỤC BANG BIEU

Bảng 1.1 Thông kế một số dip đắt ở khu vực miễn Trung [5]

Bảng 12 Hign trang các đập phân chia theo nguyên nhân sự cổ [Ấ]Bảng 2.1 Tổng hợp các trường hop tính toán thẳm, xác định Ls

Bảng 22 Số liệu đầu vào ứng với 1 trường hợp tinh tin Bang 2.3 Kết quả tính Ls cho He=15m Bảng 2.11 Kết quả tỉnh L, cho He=25m,

Bang 2.12 Kết quả tinh Ls cho Hạ =3Sm.

Bảng 3.1 Các chỉ tiêu cơ lý ác lớp nén và đất dip đập

Bảng 3.2 Chỉ iêu cơ lý tự nhiên của các bãi vit liệu đt đắp đập.

Bảng 3.3 Chỉ ti su đất dip đập

Bảng 3.4 Tổng hợp kết qua tính toán q vàJ theo sơ đổ A, với Ls thay đổicơ lý đầmbị của các bãi vật

Bảng 3.5 Tổng hợp kết qua tính toán q vi theo sơ đổ B, với Ls thay đổi Bảng 3.6 Khối lượng chính cho 02 phương án sửa chữa nâng cấp đập

Bảng 3.7 Dự toán kinh phí cho 02 phương án sửa chữa, ning cấp đập

DANH MỤC CÁC TỪ VIET TAT

4: Lưu lượng đơn vịJ: Gradient thủy lực

K: Hệ số thấm

'QCVN: Qui chuẩn Quốc gia

TCVN: Tiêu chuẩn Quốc gia

MNDBT: Mực nước dâng bình thường.

MNLNTK: Mực nước lớn nhất thiết kế

MNC: Mực nước chếtPA: Phường án

PTHH: Phần tử hữu han

MỞ DAU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Việt Nam có hệ thống công trình đập tạo hồ rắt đa dạng, phong phú, nhưng chủ yếu là

là đập đất đá hỗn hợp, còn lại 99% là đập đất,

đập vật liệt địa phương, trong đồ có 1%duge phân bé theo vùng, lãnh thổ,

Hau hết các hồ chứa trong khu vực có đập tạo hỗ chủ yếu là dùng vật liệu đất đắp trên ắm nước, nên vẫn để thắm qua công trình là không trắnh khỏi đặc bit li khi xây cdựng đập trên nền bồi tích ven biển có chiều dày cát, cuội, sỏi lớn, hệ số thắm cao và biện pháp chống thắm truyỄn thống như: tường nghiêng kết hợp sân phi bằng đất sét

không triệt để Do đó, qua thời gian sử dụng, do nhiều nguyên nhân khác nhau hoặc đôi

khi do tổng hợp các nguyên nhân đã có một số công trình xây ra sự cổ,

Riêng vùng duyên hai Nam Trung Bộ là một trong những nơi chịu ảnh hường thường,

xuyên từ thiên tai Thực tế hơn một thập ky gin đây đã cho thấy điều đó Mặc dù vay,

'Nam Trung Bộ cũng là khu vực được đánh giá là có tiềm năng kinh té lớn Để khai thác

được thé mạnh đó vấn đề then chốt là làm sao chú động giải quyết được vấn đẻ nước

dn sinh, kinh

cho yêu cầu phát a đỏ cũng chỉnh là trong trich của ngành thủy

lợi cũng sự phối hop hữu hiệu với các ngành kinh khác.

Một trong những nguyên nhân gây hư hong đập đắt chính là dòng thắm trong thân đập

và qua nỀn đập hoặc qua cúc vai đập Các hồ đập nhỏ trên khu vực phần lớn được xây

dựng từ những năm 80 của thé kỷ trước, lúc này do trình độ thiết kế, thi công cũng như ậtiệu chống thắm còn nhiễu hạn chế, nhiều đập sau một thỏi gian làm việc thường bộc:

lộ các hiện tượng thiếu dn định thắm như rd rỉ, mạch din, điển hình như Chánh Hùng.

(1985), Thạch Khê (1987), Núi Một (1998).

Do vậy, việc nghiên cứu các giải pháp chống thắm cho dip đất dip trên nén cổ ting thắm dây là rất cần thiết nhằm đem lại hiệu quả kinh tế, kỹ thuật cao, với mục tiêu là

phải đảm bảo các tiêu chuẩn về ồn định thắm va x6i ngằm, hạn chế lưu lượng thắm mắtnước,

Nội dung luận văn sẽ tp trung “Nghiên cứu ứng dung ming HDPE để chống thắm cho dập dit dip trên nén có ting thắm diy và ứng dụng cho dip Chánh Hùng, tinh Bình

2, Mục đích của dé tài

€ sở khoa học và thực tiễn của các giải pháp chống thắm cho đập đất trên nền thắm.

mạnh, wu nhược điểm và phạm vi ứng dụng từng giái pháp:

Nghiên cứu cơ sở khoa học để lựa chọn kích thước màng HDPE hợp lý để chống thắm.

cho các loi dip đắt đắp trên nền thẳm đây nhằm đem lại hiệu quả kinh tế, kỹ thuật cao,

với mục tiêu là phải đảm bảo các tiêu chuẩn về hạn chế lưu lượng thắm, đảm bảo ôn

định về thấm,

Nghiên cứu giải pháp chống thắm bằng HDPE cho đập Chánh Hing, tinh Bình Định 3 Đổi tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu: Các giải pháp chẳng thắm cho dip đất dip trên nén thắm diy

(đập xây cg mới, sta chữa, nâng cắp)

Phạm ví nghiên cứu: Vũng duyên hải Nam Trung Bộ

4 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu.

4.1 Cách tp cận Tiếp cận có kế thừa

“Tiếp cận bằng thực tiễn và xuất phát từ thực tí

Tiếp cận trên cơ sở hiệu quả kinh tế kỹ thuật4.2 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp điều tra thủ thập i liệuPhương pháp phân tích lý luận.

Phương pháp mô hình oán: dùng các phần mễm tính toán bùi toán Thắm của đập

ˆhi lựa chọn giải pháp chống thắm tương ứng.

5, Kết qui đạt được

“Các điều kiện và sơ đồ bổ tỉ ứng dụng ming HDPE để chống thắm cho đập đt trên nỀn có ting thắm day.

Lập được các các biểu dé tổng quát xác định chiều dài mảng HDPE theo các thông số.

khác nhau: chiều cao đập, hệ số thắm của nên, chiều day ting thắm

Vain dụng kết quả nghiên cứu để thiết kế giả pháp chống thắm cho nền trong dụ ân sửa

chữa đập Chánh Hùng, tinh Bình Binh,

CHUONG 1 TONG QUAN VE TINH HÌNH XÂY DỰNG DAP DAT VA SỬ DUNG VAT LIEU MOI DE CHÓNG THÁM.

1.1 Tổng quan về tình hình xây dựng đập đắt ở các tỉnh Miễn Trung

LLL Tình hình xây đựng đập đắt ở Việt Nam

Hồ chứa nước ở Việt Nam là pháp công trình chủ yéudé chống lũ cho các vùng hạdu; cấp nước tưới ruộng, công nghiệp, sinh hoạt, phát điện, phát triển du lịch, cải tạo

môi trường nuôi trồng thuỷ sản, phát triển giao thông, thé thao, văn hoá,

“Theo thời gian, trước năm 1964 việc xây dựng hỗ chứa diễn ra chậm, có ít hỗ chứa được

xây dựng trong giai đoạn này Sau năm 1964, đặc biệt từ khi nước nhà thống nhất thì việc xây dưng hỗ phát triển mạnh Từ 1976 đến nay số hỗ chứa xây dựng mới chiếm

67%, Không những tốc độ phát triển nhanh, mà cả về quy mô công tình cũng lớn lên

Không ngừng Hiện nay, đ bất đầu xây dựng hỗ lớn, dip cao ở cả ở những nơi đi kiện

tự nhiên phức tạp,

Theo thống kê của Tổng cục Thủy lợi đến tháng 12/2013 [11], cả nước có khoảng 6.648 hồ chứa thủy lợi và 150 hỗ chứa thủy điện, với tổng dung tích chia trên 50 tym? nước.

Trong đó hè thủy lợi có dung tích lớn hơn 10 triệu m` có 103 hd, dung tích từ 3,0 đến.

, từ 1,0 đến 3,0 triệu m` có 459 ho, từ 0,2

10 triệu m’ có 255 1,0 triệu mồ có 1.752hồ, và hỗ có dung tích nhỏ hơn 0,2 triệu mỸ có 4.0790 hỗ, Theo chiễu cao đập có chiều

sao không vượt quá 25m chiếm tới 87,18% Việc xây dựng những dip cao hơn 25mdang bắt đầu được quan tâm đầu tr Hình thức kết cấu và kỹ thuật xây đựng từng loi

công trình ở hồ chứa nước còn đơn điệu, ít có đổi mới, da dạng hóa Việc áp dụng vật liệu mới, công nghệ mới hiện dang được quan tim Tỷ lệ các loi hồ chứa thủy lợi ở

Việt Nam thể hiện như biểu đồ hình 1.1

tien 2 Bee mộ

1.1 Tỷ

1.1.2, Tình hình xây dung đập đắt ở miền trung

Miền Trung hiện gồm 13 tỉnh thành có diện tích tự nhiên trên 10 van kn? chiếm 30,47% diện tích cả nước, với dan số chiểm khoảng 15% cả nước, có tiềm năng kinh tế xã hội to lớn 40 năm qua kể từ ngày đắt nước thông nhất, nhất là trên 20 năm đổi mới, hãng

loạtcông trinh Thuỷ lợi ra đồi, gop phần giảm nhẹ thiên tai, cải tạo mỗi tường sinh thi,

xoổ đối giảm nghéo, tạo cơ sở hạ ting kỹ thuật cho các ngành kinh tế phát tiễn, Tiêu

biểu như các công trình thủy lợi: Phú Ninh (Quảng Nam),Thạch Nham, Nước Trong,'Núi Ngang (Quảng Ngai), Vạn Hội, Núi Một, Dinh Binh, Hóc Xeo, Chánh Hùng (BinhĐỉnh); Phú Xuân, Đồng Tròn (Phú Yên); Suối Hành, Đá Ban, Suối Dẫn (Khánh Hồn),

Sông Trâu, Sông Sắt (Ninh Thuận), Sông Quao, Ca Giây, Ca Tot (Bình Thuận) Theo thing kế của ngành thủy lợi, số hd chứa xây dựng ở vùng miỄn Trung chiếm khoảng 30% là đập vậtliệu địa phương theo bang thông kê một số đập đắt ở khu vue miễn Trung Nguồn: từ "Chương tình hội thảo dim bảo An toàn h

giải pháp của Bộ NN&PTNT”) [11]

ip thực trạng, thách thức và

Bang 11 Thông kế một số dip đất ở khu vue min Trang [5]

TT Tênhồ Tinh Loại đập | Haws (my | Nấm hàmthành

1 Thuong Tuy Ha Tinh Đắt 2500 1964

2 Cam Ly Quang Binh Dat 1965 3 | Vue Trdng | Hi Tinh Dit 1974

4 [TiênLang | Quing Binh Dit 1978

5 | YénMy ‘Thanh Hoá Đất 1980

6 | Vinh Trinh | Quang Nam Dit 1980

7 Nii Mot Binh Dinh Dit 1980

& | Ligt Son | Quang Neti Dit 1981

9 |PhiNinh — Quing Nam Dit 1982

10 | Song Mye Thanh Hoa Dit 1983

1l Hoa Trung Da Ning Dat 1984 12 Héi Son Binh Định Dat 1985 13 | Vue Tron | Quing Binh Dit 1986 14 Da Ban Khanh Hoa Đất 1988

TT Tênhồ Tỉnh Loại đập | Hs (m | VNhàn 1S KÈGS —— Ha Tinh Dit 37.40 1988 l6 | Khe Tan Quang Nam Đắt 2340 1989

17 Kinh Môn Quảng Trị Dat 21,00 1989

18 | Phi Xuin Phi Yen Đắt 2370 1996

19 Sông Rac Ha Tinh Dat 26,80 1996

20 Thufn Ninh Bình Dinh Đất 29,20 1996,

21 | Dong Nehé ĐàNãng bit 25,00 1996

22 Sông Quao | Bình Thuận Dit 40,00 1997 23 CàGiy Ninh thuan Dit 3540 1999 24 SôngHỉnh Phi Yen Dit 3000 2000 25 Séng Sit Ninh thudn at 29,00 2007 26 Sông Sio Nghệ An Dat 30,00 2008 27 HoaSmn — KhinhHòa it 2900 | 201 28 Tả Trạch TT Huế Dat 56,00 2014 Theo thông kê bảng trên thì hơn một nữa trong tổng số hồ ở khu vục đã được xây dựng và sử dụng từ 20 đến 30 năm, các hd chủ yếu là nhỏ và vừa, nhiều hồ đã bị xuống cấp Một số hình ảnh về hỗ chia ở khu vc Miễn Trung như hình L2, L., La

Hình 1.4 Hồ chứa nước Sông Quao ~ Bình Thuận

Đến nay các công trình tiên vẫn vận hành hiệu qua và phát huy tác dụng tốt, tuy nhiên

«qué trình khai thác sử dụng đã bộc lộ nhiều sự cổ cần xử lý khắc phục, Điễn hình là các

hiện tượng thắm qua thân đập, thắm qua vai đập, thắm qua nỀn và thẳm tại lớp tiẾp xúc

giữa nén và đập, thắm với lưu lượng lớn quá mức cho phép.

1.1.3 Thực trạng lầm việc của các đập đắt

Phin lớn các công trình dip đắt được xây dụng trước những năm 1990, thời kỳ đất nước còn nhiều khó khăn, trình độ kinh tế xã hội nói chung còn thấp, các nhu cầu dùng nước chưa cao, tiêu chuẩn thiết kế côn hạn chế, các nguồn vẫn đầu tư cho thủy li côn eo hep.

năng lực khảo sát thiết kể thi công, quản lý còn nhiều bat cập, chưa có kinh nghiệm, nên.

công trình đã thiết & và xây đựng không tránh khỏi các nhược điểm: chưa đồng bộ, ch

lượng thấp, thiểu mỹ quan, chưa hiện đại, hiệu quả đầu tư chưa cao, chưa thật an toàn.

7

Trải qua thôi gian đài kha thác, ông trình đều có hư hỏng, xuống cắp hoặc s sự cố Các công tỉnh xây dụng sau năm 1990 và các năm gin đây có nhiều tiễn bộ hơn, độ an toàn và bên vũng cao hơn, nhưng vẫn có công trình bị sự cỗ, do cc bài học kinh nghiệm về tồn tại của các công tình chưa được tng kết kịp thời đ rút kính nghiệm,

lây năm 1998,

như công trình đập Am Chúa sự cổ năm 1992, Cả

1.1.4, Các hue hing thường gặp ở đập đắt

Từ thực tế thiết kế, thi công, sử dụng và khắc phục sự cổ, có thể thấy sự cố đập đất

thường có các dạng sau: Sự cổ mắt én định về thắm phát tiễn ong nén và thân dip gây

ỡ đập, sat mái thượng lưu, sat mái hạ lưu, tran nước qua định dip và vỡ đập bắt nguồn

từ sự cố các công trình khác được thống kê như bảng 1.2

Bảng 1.2 Hiện trang các đập phân chia theo nguyên nhân sự cổ [4]

77] Lai ip word] S nã han [inh ip ie | mâm sọ

(Qua bảng 1.2 xét về phân loại sự cổ thống kế cho thấy hiện tượng thắm xay ra với loi

đập lớn là lớn nhất (31,11%), hiện tượng sạt mái loại đập vừa bị sự cố là lớn nhất

(47.0%), hiện tượng i trần qua đình thì loại đập loại nhỏ là 99,tỷ lệ cao nhất (19,

1.1.5 Một số sự cổ dién hình và nguyên nhân luc hỏng đối với đập đất [13]

1.1.5.1 Về đập Suấi Hành ở Khánh Hỏa

"Đập Suối Hành có một số thông số cơ bản sau: dung ích hồ: 7.9 triệu m? nước; chiều cao đập: 24m; chiều dài đập: 440m Đập được khởi công từ tháng 10/1984, hoàn công

thắng 9 năm 1986 và bị vỡ vào 3h15 phút đêm 03/12/1986.

Thiệt hai do vỡ đập: Trên 100 ha cây lương thực bị phá hỏng; 20 ha đắt trồng trot bị cát

sỏi vùi lấp: 20 ngôi nhà bị cuốn tồi: 4 người bị nước cuỗn chết

"Nguyên nhân:

Khi thi nghiệm vật iệu đt đã bô sót không thí nghiệm 3 chi su rt quan trọng là độ

tan rã, độ lún ướt và độ trương nở, do đó đã không nhận diện được tính hoàng thé rit

"nguy hiểm của các ãi tử đó đánh gid sai lâm chit lượng dất dip đập Công ác khảo sét

địa chất quá kém, các số liệu thí nghiệm vẻ dat bị sai rit nhiều so với kết quả kiểm tra

“của các cơ quan chuyên môn của Nhà nước,

Vat liệu đất có tính chất phức tạp, không đồng đều, khác biệt rắt nhiều, ngay trong một

bai vat liệu các tính chất cơ lý lực học cũng đã khác nhau nhưng không được mô ta và

thể hiện đầy đủ trên các tài liệu

“Thiết ké chọn chí tiêu trung bình của nhiễu loại đất để sử dụng chỉ tiêu đó thi

toàn bộ thân dip là một sai lầm lớn Tưởng rằng dit ding chit nhưng thực tẾ là không.

Thiết kể yy = 1,7 (T/m*) với độ chặt là k =

khác có yy = 1,7 (T/m”) nhưng độ chặt chỉ mới đạt ke =

1,97 nhưng thực tế nhiều nơi có loại đắt

Do việc đất trong thân đập không đồng nhất, độ chat không đều cho nên sinh ra việc Kin

không đều, những chỗ bị xóp đất bị tan rã khi gặp nước gây nên sự lún sụt trong thân

<p, dòng thắm nhanh chống gây nên luỗng nước xói xuyên qua dp làm vỡ dip.

Không có biện pháp xử lý độ âm thích hợp cho đất dip đập vi có nhi loại đất khác

nhau có độ âm khác nhau, bản thân độ ẩm lại thay đổi theo thời tiết nên néu người thiế kế không đưa ra giải pháp xử lý độ ẳm thích hợp sẽ ảnh hưởng rit lớn đến hiệu quả đằm

én và dung trong của dit, Điều này dẫn đến kết quả trong thin đập tồn tạ nhiều yy khác nhau Lựa chọn kết cầu đập không hợp lý Khi đã có nhiễu loại đắt khác nhau thì

su khối việc xem đập đất là đồng chất à một sailằm, lễ ra phải phân mặt cit dip ra

số các chỉ tiêu cơ lý lực học khác nhau để tinh toán an toàn én định cho toàn mặt cắtng chất cũng là mộtđập Khi đã có nhiều loi đắt khác nhau mà tính toán như đập

nguyên nhân quan trọng din đến sự cổ vỡ dip.

“rong thi công cũng có nhiề si sốt như bóc ớp đất thảo mộc không h chiều diy ri

lớp đất dim quá dày trong khi thiết bị đằm nén lúc bẫy giờ chưa được trang bị đến mức cẩn thiết và đạt yêu cầu, biện pháp xử lý độ dm không đảm bảo yêu cầu chất lượng, xử

nối tiếp giữa đập đắt và các mặt bê tông cũng như những vách đá của vai đập khôngkỹ cho nên thân đập là tổ hợp của các loại đất có các chỉ tiêu cơ lý lực học không đồng

đều, đưới tác dụng của áp lực nước sinh ra biến dạng không đều trong thân đập, phát

sinh ra những kế nứt din din chuyển thành những dòng x6i phá hoại toàn bộ thân đập,

1.1.5.2 Vỡ đập Suối Trần ở Khánh Hoa

Dip S

năm 1978 (vỡ đập chính lần 2); lần 3 năm 1980 (xuất hiện lỗ rò qua đập chính); lần 4

Te ở Khánh Hoà bị sự cổ 4 ầm: lẫn Ì năm 1977 (vỡ đập chính lẫn D; lẫn 2 năm 1983 (sụt mái thượng lưu nhiều chỗ, xuất hiện lỗ rõ ở đuôi cổng)

“Các thông số kỹ thuật chủ yêu của Đập Suối Trầu: dung tích 9,3triu m nước; chiều cao đập cao nhất: 19,6m; chiều dai thân đập: 240m.

Nguyên nhân của sự cố:

"Về thiết kế: xác định sai dung trọng thiết ké, Trong khí dung trọng khô đất cin dat yy =

1/84 (T/m®) thi chọn dung trọng khô thiết kế y= 1.5 (T/m”) cho nên Không cần

dim, chi cin đỗ dit cho xe ti di qua đã có thé đạt dung trong yêu cầu, kết quả là đập hoàn toàn bị tơi xốp.

\Vé thi công: dio hỗ móng cổng qué hẹp không còn chỗ dé người đầm đứng dim đắt ở mang công Dat đắp không được chọn lọc, nhiễu nơi chỉ đạt dung trọng khô thiết kế yy =

1⁄4(T/m”), đổ dit các lớp quá day nên phần đáy mỗi lớp không được dim chặt

Về quản lý chất lượng: Không thẩm định thiết kế, Giám sat thi công không chặt chế,

nhất là những chỗ quan trọng như mang cổng, các phần tiếp giáp giữa đất và bê tổng,

Không kiểm tra dung trong đầy đủ Số lượng lấy mẫu thí nghiệm dung trong it hon quy

định của tiêu chuẩn, thường chỉ đạt 10% Không đánh dấu vị lấy mẫu

¡ Trầu đều do.

"Như vậy, sự cổ vở đập S in thiết kế, thi công và quản lý1.1.5.3 Vo đập Am Chúa ở Khinh Hoa

Đập Am Chúa ở Khánh Hoà cũng có quy mô tương tự như bai đập đã nồi trên đây Đập

được hoàn thành năm 1986, sau khi chun bị khánh thnh th ã về lâm nước hỗ ding

10

cao, xuất hiệ lỗ rò từ đưới mực nước ding bình thường rồi từ lỗ rồ 46 chia ra làm 6

nhánh như những vôi của con bach te xối qua thân dp làm cho dip vỡ hoàn toàn chỉ

trong 6 tiếng đồng hd, Nguyên nhân cũng giống như các đập nói trên.

Khảo sit xác định sai chỉ tiêu của đắt đắp đập, không xác định được tính chất tan rã, lún ớt và trương nở của đất nên không cung cấp đủ các ti liệu cho người thiết kế để có

biện pháp xứ lý.

Thiết kế không nghiên cứu kỹ sự không đồng nhất của các bãi vật liệu nên vẫn cho rằng

đây là đập đất đồng chất đŠ rồi khi ding nước các bộ phận của đập lâm việc không đều

gây nên nứt nể, sụt lần, tan rã, hình thành các vết nứt và các 18 x8,

‘Thi công không đảm bảo chất lượng, đầm đắt không đạt dung trọng yêu cầu nên khi ho lầu chứa nước, đất không được c &t chat, gap nước thi tan rã

Một số đập có quy mô nhỏ hơn như đập Họ Võ (Hà Tinh), đập Du Đủ (Binh Thuận).

cũng bị vỡ mà nguyên nhân chính là do tả iệu khảo st sai Bap Cả Giấy ở Bình Thuận

4a th công gin đến định đập, nước trong hỗ đã dng lên gin đến cao trình thiết kế thi xuất hiện nhiều lỗ rò xuyên qua thân đập phá hoại toàn bộ thiết bị tiêu nước trong thân dập làm đập bị sụt xuống suýt vỡ Côn rt nhiều sự cổ trong những năm qua ma chưa có một tổng kết day đủ, song thường là ở những công trình vừa và nhỏ, công tác quản lý

chất lượng không được quan tâm một cách đầy đủ.

1.1.5.4 Một số hình ảnh sự có vỡ đập đắt

Hình 1.6 Vỡ đập Tây Nguyên (Đồng Tâm), Nghệ An vào ngày 11/9/2012 [15]

Hình 1.7 Vỡ đập Thủy điện fa krel 2, Gia Lai vào ngày 12/6/2013 [16]

1.1.8.5 Nguyên nhân sự cổ mắt am toàn đập

(Qua một số sự cổ điển hình trên đây có th rất ra một số nguyên nhân chủ yêu sa đây:

3) Nguyễn nhân khách quan:

“Toàn bộ hồ cha, cụm công tình đầu mỗi cũng như mỗi hang mục đều chịu te động

trực tiếp của tự nhiên Đặc điểm dja lý, địa hình, địa chất, địa chất thuỷ văn, khí tượng, thuỷ van duge con người tinh đến trong dầu tu xây dụng hỗ chứa Những sự quan

tâm đó mới ở mức độ nhất định Hơn nữa tự nhiên lại thay đổi ngẫu nhiên Do vậy hồ.

chứa có 1 hu ảnh hưởng có hạ, bit thường của tự nhign, không lường hết được đó

là: đồng chảy đặc biệt lớn, bão to, động dit, lờ núi, sạt mái, hoạt động địa chấn vv

Ngoài ra còn một số nguyên nhân như: thiết bị tiêu nước bị tắc làm dâng cao đường bão hòa; địa chất nên đập xu, không xử lý được: cổng bi thủng; cửa đập tràn bi ket hong khớp nổi của công trình v.v.

b) Nguyên nhân chủ quan:

“Công tác khảo sát địa chất không tt, không đánh giá hếttính phức tạp của đất đắp đập.

Nhiều đơn vị khảo sát tính chuyên nghiệp kém, thiểu cán bộ có kinh nghiệm dẫn đến nhiều si sót trong đánh giá bản chất của đắc đánh giá ai tinh hình địa chất nb, đ sốt lớp thắm mạnh không được xử lý, kết quả khảo sắt sai với thực té, cung cắp sai các chỉ

tiêu cơ lý, do khảo sắt sơ sai, khối lượng khảo sắt thực hiện it, không thi nghiệm day đủ

kiện kinh tế xã hội chưa.đầy đủ tính toán thay văn ai: mưa gây ra lũ nh nhỏ, lưu lượng định lũ nhỏ; tổng lượng,

lai nhỏ hơn thực tế; các dang lũ thiết kế không phải lả bat lợi thiếu khu vực; tính sai cắp bã thiết kế chon tổ hợp tải trong không phủ hợp với thực tế, chọn sai sơ đồ ính toán ổn định; chưa hiểu được tim quan trọng của việc xác định dung trong đáp đập dẫn đến ắc định si các chỉ số này, chọn dung trong khô thiết kể quả thấp nên đất sau khi đầm, đất vẫn chưa đảm bảo độ chặt din đến hệ số thim cao hơn hệ số thắm cho phép của thiết

Xác định

tinh chất của ác loại đắt rong thân đập dẫn dến đập làm việc không đúng với sức chịu siu đập không đúng, nhiều lúc rap khuôn máy móc, không phủ hợp với

của từng khỏi đất

“Công tác thi công: chưa tuân thủ đúng các tiêu chuẩn kỹ thuật, nhiều đơn vj thi công

không chuyên nghiệp, không hiểu rõ được tim quan trong của tùng chỉ số được quy định

in đến những ai sot rt nghiêm trọng nhưng ại không hé biết như

Dinh đập đắp thấp hơn cao tình thiết kế: đắt mái đập thượng lưu đầm nên không chất chiều day lớp dip lớn hơn so với thiết kế, số lẫn đằm ít hơn thiết kế; phần tiếp giáp giữa các lớp đắp, các khối dip và phần mang cổng thường thi công không dm bio, độ chặt kếm; hốt không sạch lớp bồi tích; thi công chân khay, sin phủ kém dẫn đến thủng lớp, cách nước; không bóc hết lớp thảo mộc ở các vai đập vx.

“Công tác sử dụng và quản lý: thiếu quan trắc, nghiên cứu thực địa; không thực hiện đúng chế độ duy tu bảo dưỡng; không kip thời sửa chữa, bảo vệ những hư hỏng nhỏ; nhân

xiên không thực hiện theo quy trình; quản lý sử dụng không có quy trình hoặc quy trình

không đúng đều ảnh hưởng đến an toàn công trình; thiếu các cán bộ chuyên môn có kinh.

nghiệm, tính chuyên nghiệp trong công tác quản lý, khi lựa chon các nhà thầu chỉ thưởng

nghiêng về giá bỏ thầu nên không chọn được các nha thầu có đủ va đúng năng lực,

Đã có nhiều cude hội thảo, các nghiên cứu để tim ra các nguyên nhân xây ra các sự

cổ và các biện pháp nhằm giảm thiểu và giải quyết những vấn đề tn tại nay.

Qua kết quá nghiên cứu về các sự cổ xảy ra đối với đập đất ở miền Trung người ta thấy

tầng đất đắp đập vùng miễn Trung có các tính chất cơ lý mà ving khác không có hoặc

có nhưng ánh hướng tới điều kiện an toàn của đập ở mức độ thấp đó là: tinh trương nd,

tính lún ướt và co ngót và tỉnh tan rã

1.2 Các giải pháp chống thấm cho đập và nền.

Do đặc thủ của đập đất làö thể xiy đụng trên nhi loi nn, đễứng với độ lúncủa nền, tận dụng được vật liệu địa phương, giảm giá thành, thi công đơn giản nên

ngày cảng được phổ biến rộng ri ở nước ta cũng như trên thể giới Tuy nhiên cũng có không ít số lượng đập đất được xây dựng trên nên dit yếu, nền đất có tằng thắm nước day (yếu về cường độ hoặc khả năng chống thắm hoặc cả hai) và trong quá trình triển ir khâu khảo sát đến hit kể, ti công và quản khai xây đựng một số công tình độ

ý vận hành, do nhiều nguyên nhân khác nhau mã không đánh giá đúng thực trang địa

chất của nền để xác định giải pháp kỹ thuật xử lý nén phù hợp dẫn đến các sự số đáng tiếc cho công tình Những giải pháp xử lý chống thắm cho nền và thân đập

Chống thắm bằng sân phú kết hợp tường nghiêng; Chống thắm bằng tưởng rng kết hợp li giữa:

Tường hào Bentonite;Khoan phụt vita xỉ ming:

Tưởng cọc dat — Bentonite.

1.2.1 Giải pháp chẳng thắm bằng sân phủ kết hợp trồng nghiêng

Khi xây dựng đập dit trên nén thắm nước mạnh mà chiều diy ting nén thắm nude khả “đây và vật liệu làm thân đập có hệ số thắm lớn thi hình thức chống thấm thưởng dùng tưởng nghiêng ni tip với sân phủ Người đầu iên đặt cơ sở thắm qua loại đập này

là viên sĩ NIN, Pavlôvxhi và về sau giáo sư E.A.Zamarin bổ sung Khi tính thắm theo

vl ân phi là hoàn toàn không thắm cho nên cho

phương pháp này xem tưởng ng

kết qua chỉ là gần đúng [S] Sơ đồ tính toán thắm thể hiện trên hình 1.8

Hình 1.8 Sơ đồ kétcéu chống thắm bằng tường nghiêng và sân phủ [Ø]

Lựa chọn các thông số cơ bản của tưởng:

- Chiều day sân trước: Chiều day sân trước phải đủ để loại trừ hiện tượng xói ngằm do

gradient thấm qua sân trước gây ra, chọn theo điều kiện sau:

5, bối (4)

“Chiều day tường nghiêng:

628 (55)“Trong đó;

+ Z¿ Độ chênh lệch cột nước giữa hai mặt trên và mặt dưới sẵn trước,+ hy: Cột nước trước đập (cột nước trên tường nghiêng),

+h: Cột nước tại mặt sau của tường nghiêng (cột nước nảy thay đồi theo từng mặt cắt

cia tường nghiêng, với phần tường nghiêng nằm dưới độ su h thi h = b (hình 1.8) + [J]: Gradient thẩm cho phép, lấy bằng: 8.0 đối với đắt set; 12.0 đối với đắt sốt

(Theo điều kiện thi công, chiều dày sân trước không bé quá 0,5m đối với đập thấp và

i đập cao không bé qua Im).

~ Cao trình định tường nghiêng: Chon không thắp hon MNDGC ở thượng lưu.

~ Chiễu dai sin phủ (Ls): Tri số hợp lý của Ls xác định theo điều kiện không chế hi lượng thắm qua đập và nén và điều kiện không cho phép phát sinh biển dang thắm nguy

hiểm của đt nền Sơ bộ có thể thấy Ls = (3 + 5)H, trong đó H là cột nước lớn nhất

Uu điểm: Giải pháp này dễ thi công, giá thành rẻ,

"Nhược điểm: Nhiề ấm nước có chicông trình nd day lớn lại không có.

thì giải pháp này không kinh tế, Đồng thời, với các hỗ đập đang tích nước thi giải phápnày thường không được chọn vi phải tháo cạn hỗ để thi công.

Điều kiện và phạm vi áp dụng: Sản chống thắm là biện pháp công tình thích hợp khi tổng thắm đây hoặc địa chất nén không cho phép đóng cử; đối với các hồ đập xây dựng mới hoặc khi có điều kiện tháo cạn hồ Kết và kích thước sân trước phải thỏa mãn

các yêu cầu cơ bản sau: ít thắm nước, có tính mềm,dễ thích ứng với biển hình của nên,

ding một loại vật liệu.

1.2.2 Giải pháp ching thấm bằng tường răng kết hợp lõi giữa.

Khi đập đất có lõi giữa xây dựng tr nước và chiều dy ting thắm nước không

lớn lắm thi biện pháp chống thấm cho nền thông thường là kéo đài lõi giữa x tng không thắm hình 1.9

us h

Hinh 1.9 Sơ đỗ kết cấu chồng thắm bằng tường răng kết hợp lõi git (9) Lựa chon các thông số cơ bản cia tường răng kết hop lõi giữa:

~ Chiều day tường lõi: trên định, thường chon 5 > 0,8m; dưới diy, thường &

“Trong đó

+ H là cột nước chênh lệch trước và sau tường lõi:

+ [J]: Gradithấm cho phép của vật liệu làm tường lỗi.

~ Cao trình đình tường lõi: chọn không thấp hơn MNLNTK ở thượng lưu.

~ Chiều day chân ring: chọn như đáy tường lõi Ngoài ra còn đảm bảo điều kiện nỗi tiếp đều đặn (không có đột biển) giữa trồng lõi vớ in răng,

Uu điểm: Vật liệu chống thắm chủ yếu bằng đắt sét nên giá thành xây dựng thấp, thíbị thi công thông dụng như máy dio, máy dim, may ai Vi vậy, phương pháp này cho

hiệu quả kinh tế cao.

"Nhược điểm: Chống thắm theo phương pháp này phat thi công các loại đt giãn phần lõi và nén có tính chất tương tự, tránh phân lớp giữa tường lõi và đắt nỀn gây thắm do

phân lớp; Không thi công được khi nén là đá lin, đá tảng; không phủ hợp với công trình

sửa chữa.

Điều kiện và phạm vi áp dụng: Hệ số thắm của tường lõi không được lớn hơn 10 em (thường nhỏ hơn 100 lần thấm của đất đắp đập) thì mới phát huy hiệu quả Do đó,

những nơi không có sẵn đất sét thì giải pháp này không kinh tế Một số công tinh làm.

tường lồi bằng bê tông cốt thép; thích hợp với nền có ting thắm nước không sâu lắm (chiều đây ting thắm nhỏ hơn Sm),

1.2.3 Giải pháp chẳng thắm bằng tường hào Bentonite

“Tường hảo chống thim là loại tường được thi công bằng biện pháp đảo hào trong dưng

dich Betonite trước, sau đó sử dụng hỗn hợp các loại vật liệu: Xi măng + Bentonite +

Phụ gia sau thời gian nhất định đông cứng lại tạo thành tường chống thấm cho thân và

nền đập,

Hao được thi công trong dung dich Bentonite, gọi tắt là hảo Bentonite là hồ móng có

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

thường có chiều rộng 0,6 + 1,2m, có chiều sâu lên đến 50m [6]

">—_ tơ

mà 550m

bằng tường bảo Bentonite

Hình 1.11 Thi công tường chồng thắm bằng dao hảo trong dung địch bentonite

"Để có thé dio hào rất sâu và duy tì mái dốc thẳng đứng, trong quá tình thi công phải

duy trì liên tục hỗn hợp nước và sét Bentonite đầy trong hảo giữ cho vách hào luôn được.

n định Sau khử hảo được thi công sẽ bơm hỗn hợp vật iệu ximãng + Bentonite + phụ

gia tạo nên tường chống thắm Một số loại tường hào bentonite như sau:

1.2.3.1 Tường hảo xi măng — bentonite (7)

‘Dac điểm: bề rộng 60 + 80 cm; thi công theo từng panel; Tường hào phải cắm vào nền 44 tố thiểu 0.5m: Mực nước dung dich trong hảo cần cao hơn mực nước ngằm Thành

phần cho Im? vữa gồm: Nước 917 lit; Xi măng: 200 + 300kg và Bentonite: 35 + 45kg.

ƯA điểm: Tốc độ thi công nhanh, giữ dn định vách hào tốt.

"Nhược điểm; Hệ số thắm cao (10m3), vật liệu không tương thích với đắt xung quanh

và giá thành cao

Điều kiện áp dung: Sửa chữa công trình cũ, hoặc chống thẩm nền đập xây mới.

1.2.3.2 Tường hào đất - xi măng ~ bentonite [7]

Đặc điểm: bé rộng 60-120 em; đ tục, Thành phần cho THỂ vữa gồm: Xi măng; 100 + 200kg và Bentonite: 50 = 70kg Mức dung dich

lỗ vữa vào để ding, thi công hảo

trong hảo cin cao hon mục nước ngằm

Uu điểm: Hệ số thắm nhỏ, vật liệu mềm, dẻo, tốc độ thi công nhanh, giữ ổn định vách.

hảo tương thích với mỗi trường xung quanh, Giả thành rẻ.

Nhược điểm; Cin mặt mặt bằi thi công rộng

Điều kiện áp dụng: Sữa chữa công trình cũ.

1.2.4, Giải pháp e

“Trường hợp đất nên là lớp bi tích đây, phía dưới la đá phong hóa nút nẻ mạnh, hoặc trong lớp bồi ích có lẫn đá lăn, đá ting lớn Để xử lý thắm qua nền đập, hiện nay thường

‘ding biện pháp khoan phụt vữa ximäng tạo màng chống thắm kết hợp với mang lưới

các hỗ khoan tiêu nước dục thin đập

Hình 1.12 Sơ đồ kết cấu chống thắm bằng khoan phụt vữa xi măng

Thành phin cho Im vữa gồm: Nước 918 lit; Xi măng 310+330kg và Bentonite

‘Cin cứ vào mức độ nứt nẻ của nền đập, yêu cầu về chất lượng của mảng chống thắm và áp lực thầm dự ign tie động để có thể hết kế số lượng các hd khoan phụt, cũng nhơ

chiều sâu của chúng và cách thức bổ trí các hỗ khoan trên phạm vi edn xử lý Công tác

thiết kế và thi công như trình tự khoan phụt va dp lực phụt vữa và nông độ vữa phụt hiện nay đã được tiêu chuẩn hóa theo TCVN 8645:2011 [Công trình thủy lợi - Yêu cầu kỹ thuật khoan phyt xi măng vào nén đả],

‘Uu điểm: Thiết bị thì công đơn giản, cầu kỹ thuật đơn giản, máy móc phổ biển, gon

nhọ tính cơ động cao; Vit liệu thì công sẵn có trên thị trường

"Nhược điểm: Khó kiểm soát vữa có dién đầy đủ lỗ rỗng hay chưa; Hiệu quả chưa cao

với nén cát cuội sỏi và nên đất có mực nước ngim; Một số đập khoan phụt chống

thắm, sau một thời gian vận hành bị thắm trở lại; Không thi công được trong nước và dé bị xô, dồn ép cốt liệu khi nền rời và có kết cầu mém yếu.

Phạm vi ứng dụng: Thich hợp với nén đá phong hóa nút nẻ; Chỉ ứng dụng cho nn thắm,

vừa phải thường dưới 20m, môi trường xử lý không bị bảo hỏa nước và đồng thắm đi «qua và bán ánh ảnh hưởng nhỏ do áp lực phụt bị hạ chế.

1.2.8 Giải pháp chẳng thắm bằng cọc xi măng - đt (XMB) [1]

Coe xi măng - đất (XMD là một trong những giải pháp xử lý nỀn đất yếu với khả năng

ứng dụng tương đối rộng rãi Thực hiện bằng công nghệ khoan phụt áp lực cao

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

triển công nghệ này trong cái tạo nên móng xây dung công trình ngằm,

Nguyên lý thực hiện: Công nghệ khoan phụt áp lực cao tạo ra cột đắt gia cổ ừ vita phụt

và đất nền, Nhờ ta nước và vữa phun ra với áp suất cao (từ 200 + 400 atm), vận tốc

lớn (100m), các phần tử đất xung quanh lỗ khoan bị xổi toi ra và hoà trộn với vữa

phụt, sau khi đông cứng tạo thành một khối đồng nhất gọi là cột XMĐ Cục xi măng đất

ic dụng chịu lực vừa có tác dụng chéng thấm.

Vat liệu sử dụng tạo cọc XMĐ bao gồm: Chất kết dinh, nước và phụ gia để ngăn ngừa.

khôi bị quá chảy hoặc làm chậm ninh kết.

20

Dé chống thắm cho các công nh để, đập, lim các cọc XMD liên tiếp hình dạng tường (hình 1.13), Cường độ chịu nền của cọc XMB 50=100 (KG/em), Hệ số thắm của tường cọc xi măng đất đạt được từ 10% = 10 (ems) tuy thuộc vào cấp phối vật liệu lâm vữa phụt Thành phan chính của vữa phụt là ximăng, ngoài ra còn có bentonite, tro bay, phụ

gia tăng nhanh tốc độ ninh kết,

$n trong sơ đồ hình 1.14 Quy trình thi công cọc ximang đất thể

+ Bước 1: Máy khoan khoan tạo lỗ xuống tới cao trình thiết kế.

+ Bước 2+ Tiễn hành khoan phụt vữa Vira được bơm tir máy bơm cao áp qua hộ thẳng

đường ống áp lực để máy khoan và phụta theo phương ngang tại đầu cin khoan Trong suốt quá trình phụt vữa, cần khoan luôn luôn xoay và rút lên Vita phụt vừa phá vỡ kết sấu vữa trộn với đất xung quanh cần khoan tạo thành cột XMD.

Hình 1.14 Mô tả quả trình thi công tạo tưởng chẳng thắm

Ưu điểm: Có thể chống thắm cho nbn là cát si rời đến đắt bùn st; có thể xuyên qua các

lớp đắt cứng, hoặc các tim bê tông: khả năng xử lý sâu, thỉ công được trong điều kiện

khó khan chật hẹp, công trình bị ngập nước, xử lý được phần nén nằm dưới bản đầy: giá thành rẻ.

[huge điểm: Thiết bi thi công phức tạp đồi hỏi người vận hành phải có nhiều kinh

nghiệm, cọc dễ bị đứt gây; điều kiện pha trộn ảnh hưởng lớn đến tính chất của khối

XMĐ và khả năng chống thi

công trong nén đắt có kiểm (đất phen).

của tưởng; Xi mang bị hạn chế quá nh thủy hóa khỉ thi

2

Điều kiện áp dụng: ứng dung cho đt nên c „ kích thước hạt

tir 10mm đến 0005mm, Không áp dung cho nén đá, đã nút nẻ có đ lấn, đá ting, 1.3 Các nghiên cứu vỀ ứng dụng vật liệu mới chống thắm cho đập và nền [3]

1.31 Kết edu ching thắm đập đắt bằng mang địa kỹ thuật (Geomembrane)

Geomembrane được gọi là mang chống thắm địa kỹ thuật, có nhiều loại nhưng phổ biển nhất là các loi: HDPE (High Density Polyethylene); PVC (Poly Vinyl Choloride) và

CPE (Cholorinated Poly Ethylene).

Hình 1.15 Hồ chứa nước chống thắm bằng màng địa ky thuật

Ming chẳng thắm địa kỹ thuật (Geomembranc) cỏ khả năng chẳng thắm rat cao (hệ số thấm nhỏ từ 5x10'! emis ~5x10"TM emis), chigu diy từ 0.5mm=20mm, tổi thọ của vật liệu trung bình 20+25 năm Màng địa kỹ thuật thường sử dụng làm tường nghiêng và. sin phủ chống thắm cho dip dit thay vt liệu đất sét truyền thống.

13.2 Kết cu chống thắm bằng thâm bê tông (Concret Matts)

‘Céng nghệ và vật liệu thảm bê tông được phat minh tir năm 1965 của nhóm các chuyêngia Công ty Losiger ~ Thụy Sĩ và sau đó được hoàn thiện và ứng dung rộng rãi ở cácnước Mỹ, Nhật Bản, Hà Lan, Hain Quốc.

Ưu điểm cơ bản của thảm bê t1g: Biện pháp thi công đơn giản, thời gian thi công nhanh

chóng; Khả năng chống thấtcao; Thâm bê tông có thé thi công tong điều kiện ngập

nước, nơi thường xuyên có đồng chảy mà không cin cúc biện pháp xử lý dip để quai

hoặc tháo nước làm khô hồ chứa: Vật iệu định dang thảm bê tông bằng sợi tổng hợp có.

2

độ bệ

nơi có địa hình phức tạp.

cao, trọng lượng nhẹ nên thuận lợi khí vận chuyể: và thi công, die biệt ở những

Hinh 1.16 Ứng đụng thảm bê tông chống thắm đập hồ chứa

13.3 Chẳng thắm bằng cit bê tông cốt thép ứng suất trước

Trường hợp chiều cao đập và nền cằn xử lý chống thắm không quá lớn (hạ + hạ <

20m), lớp bi tích không có đá lăn, đá tảng có thé làm tường chồng thắm bằng cừ bản.

tông cốt thép ứng suất trước,

Hình 1.17 Thi công tường chống thắm bằng ett BTCT ứng suất trước

Cir bản bê ông cốt thép ứng suất trước được liên kết với nhan qua khớp nổi am dương

tạo thành một liên kết vững chắc Để đảm bảo kin nước, giữa khớp nổi có cấu tạo vật

nhựa tổng hợp độ bền cao.

liệu kin nước bằng

Đặc tính cơ bản của cit bản bê tông cốt thép ứng suất trước: Tiết kiệm vật liệu bê tông do kích thước mặt cất nhỏ nhưng khả năng chẳng thẳm cao Độ bn cao: Cue độ bê

tông Rv=725kG/em? (gấp 2 đến 3 lẫn so với bê tông thường), Moment chống uốn lớn

2B

"hồ chứa ven biển; Thời

M=15:500NH; Chống xâm thực tt: Dặc biệt phủ hợp với í

gian thí sông nhanh, giảm 40 ~ 60% thi gian so với công nghệ thi công tường bê tổng

cốt thép đúc tại chỗ

„ mon =a,

và el |e id sim

Hình 1.18 Câu tạo đập 6 tường chẳng thắm bằng cừ BTCT ứng suit trước

1.34 Tường chẳng thắm bing cir bin nhu (Vinyl sheet piling)

6 vi tri dip đập dit nền mềm yếu, chiều sâu nén < 10m ở ving nước mặn ven biển, có

POC IO ON? IN PON

Hình 1.20 Cấu tạo tường lõi mm kết hợp với ci bản nhựa

”

C6 thể kết hợp tường nghiêng mém kết hợp với cử bản nhựa chống thẩm như hình 1.19 "hoặc kết hợp tường lõi mềm kết hợp với cit bản nhựa chéng thắm như hình 1.20.

Cir bản nhựa được chế tạo từ PVC (Poly vinyl choloride) và các phụ gia đặc biệt, do vậy cử bản nhựa có độ bén cao, cử bản nhựa do Mỹ Hà Lan chế tạo có độ bổn khoảng 50

năm Dé tăng khả năng chịu lực, cử bản nhựa được cấu tạo gan dạng dim chữ I, các bản

nhựa liên kết với nhau qua khớp nổi am dương gắn vừa khit với nhau Cir bản nhựa có

nhiễu loại: Chiễu day bản nhựa từ Smm + 125mm; Chiều rộng từ 250mm + 330mm; “Chiều dai từ Sm + 10m như hình 1.21 Tay theo yêu cầu cụ thé của từng công trình để

tính toán lựa chọn loại cir có kích thước phủ hợp.

Hình 1.21 Cấu tạo cử bản nhựa 1.3.5, Tường hào ching thắm bằng mang địa kỹ thuật (Geolock)

"ĐỂ nâng cao khả năng chống thắm của các công trình xây dựng, từ những năm 1980, ở

một số nước phát triển như: Anh, Đức, Hà Lan đã nghiên cứu và áp dụng phổ biến

công nghệ mới tường hào chống thắm bằng mang địa kỳ thuật (Geolock),

“Tương tự như công nghệ tường hào chồng thấm Bentonite + xi mang, hảo được thi công

trong dung dich Bentonite, chiều rộng hào từ 0,5m* 0,6m và chiều sâu hảo từ Sm: 30m,

nhưng vật liệu chống thắm li màng địa kỹ thuật (Geomenbrane) thường la loại HDPE

có khả năng chồng thấm rất cao (K=1x10" + 1x10" m/s), Có sơ đồ cấu tạo như hình

“Các tắm màng địa kỹ thuật có chiều day 0,Smm= 20mm, chiều rộng từ 2m*6m, Sau khi thi công hào Bentonite đến chiều sâu thiết kể, các tắm màng địa kỹ thuật HDPE sẽ được

25

Đặc tinh chính của ming HDPE: Có hệ số thắm rit nhỏ, cường độ chịu kéo tối 0N/mm,

độ giãn dai >700%, độ bên kháng chọc thing tới S3ON, khả năng chống lão hoa cực tốt

đạt độ bền đến S0 nim, Trơ bên với các hóa chất thâm chí với các loại axit manh, Không bị tác động bởi nắm, vi khuẩn, mối Có khả năng chống lão hóa bởi các tác động của thời tiết, khí hậu.

“Các ứng dụng về ming chống thắm HDPE: Với các đặc tính trên, hiện nay ming chống thắm HDPE đã được ứng dụng rộng rãi ở một số dự án: làm lớp lót đáy chống thấm cho các nhà may thải x, bãi chôn lắp rác, nhả máy hoá chất, phân bón, ngăn các loại hoá

thấu làm 6 nhiễm nguồn nước ngầm (Bãi thải xi nhiệt điện Mông

Hà Nội Khu

xử lý chit thai rắn Phước Hiệp, Củ Chỉ, TP Hỗ Chi Minh; Bai rác h xử lý nước thải Đà chất độc hại thar

Dương 2, Quảng Ninh; Bai rác Lương Hòa, Nha Trang; Bai rác Sơn Taj

Ning); Lov đầy và mái hồ môi thủy sản, chống thầm hỗ cảnh quan, hồ sân Gof hồ chứa nước khu công nghiệp (Hồ mới lôm Phú Vang, Thừa Thiên Huế: Hỗ nuôi tôm a Thanh

Hóa: Hồ nuôi tôm Cát Hải, Bình Định; Hỗ sin Golf, hd cảnh quan Vinpeal Phú Quốc;

CCông tinh hồ bản đỏ - Nhà máy Alumin Nhân Cơ, Bake Nong; Nhà máy Nhit điện

Nông Sơn - Quảng Nam): lâm mang phi nỗ him Biogas (Hỗ Biogas Sóc Trăng).

1

lá.hạn phạm vi nghiên cứu

Trong luận văn này tác giả chỉ tập trung n

ming HDPE để chống thắm cho đập hỗ chứa thay thé các vật liệu truyền thống và áp dụng để chồng thắm cho hỗ Chánh Hùng, tỉnh Bình Định

iên cứu ứng dụng công nghệ và vật liệu

1.5, Kết luận chương 1

Với đặc thù của khu vục duyên hãi Nam Trung Bộ, là nơi cổ điều kiện dia chất, điều

kiện khí tượng thủy văn phúc tạp, thảm thực vật thay đổi, rùng tự nhiễn bị tần phá lâm

ảnh hướng rit lớn đến đồng chảy sông ngòi và ảnh hưởng đến công trinh rất nghiêm trọng Qua những sự cổ đối với đập trong những năm vừa qua trong khu vực có thể nhận thấy ring các nguyên nhân gây hư hỏng đập đất có rit nhiều, trong đó đóng vai trò quan trong là các nguyên nhân liên quan đến thắm qua đập và nền Sự mắt ôn định thắm kéo

theo sự mat nước hồ chứa, sự xói ngằm, đùn đắt ở hạ lưu và hậu quả là

định và phá hoại đập.

“Có nhiều giải pháp chồng thắm cho đập và nền khác nhau; giải pháp hợp lý được chon

theo điều kiện dia chất nén, vật liệu đắp đập và yêu cẫu chẳng thắm, Với đập xây dựng trên nền có ting thắm diy thi giải pháp chống thim cho nỀn bằng sin phủ thượng lưu i

"phù hợp thi cần xem xét

hop lý Khi gần vj trí xây dựng không có loại đất chống t

sử dung các loại vậtliệu kỹ thuật, rong đồ cổ mang chống thấm HDPE.

Liin văn này chọn hướng nghiên cứu sử dụng mảng HDPE làm sân phủ chống thắm

cho dip đắp trên nên có lớp thẳm mạnh với chiễu đây lớn, nhằm xác định chiễu dai hop Ui của sản phủ phụ thuộc vào các yếu tổ khác nhau như chiều cao đập, chiều day ting thấm, hệ số thắm của nên.

mm

HUONG 2 NGHIÊN CỨU UNG DỤNG MÀNG HDPE DE CHONG THAM CHO DAP DAT TREN NEN CO TANG THÁM DAY

"Như đã giới thiệu ở Chương 1, vit liệu chống thắm trong đập đắt có nhi loi, phong

phú và đa dang; việc lựa chọn các giải pháp xử lý chống thắm và vật liệu phủ hợp phải

thông qua tính toán các chỉ tiêu kinh tế — kỹ thuật cụ thể, Phạm vi nghiên cứu của luận.

văn này là bổ tr vàtính toán thiết kế mảng HDPE để chống thắm cho dip đắt dip trên tầng thấm day.

2.1 Mục đích và tiêu chí lựa chon các thông số

-3LI Cúc đặc điễm của màng chẳng tha HDPE [12]

Ming chống thắm HDPE là ming polyme tổng hợp ở dang cuộn hoặc tim, móng, để uốn, có hệ số thấm rất thấp, được sử dụng để chồng thấm cho công nh,

“Thành phần cu tạo ming chống thắm HDPE (High Density Poly) có thành phẳn cơ bản

gdm: 95% + 97% polyme; 20% + 2,7% bột than; còn lại là chất chống tia cực tím,

chit chống ôxy hoá và chất ôn định nhiệt

Màng chồng thắm HDPE có những đặc tính chủ yếu sau: Hệ số thấm rất thấp Ky = 10712 + 10-)%m/s

Mềm dẻo, độ din dài lớn, dễ lắp đặt trong các địa hinh phức tạp.

Có khả năng chịu kéo và sức khng xuyên thing tốtKhông bị t

các loại chất thải khác.

c động bởi các loại hoá chất và sinh vật, có tính tro với ki 1 dâu và

Không gây tác hại môi trường, có thể lót chống thấm cho hỗ chứa nước uống.

Sản phẩm được thi công theo phương pháp hin nhiệt mỗi hin kếp, hoặc hin din

thí công kỹ thuật phần ống xuyên,

XVậtliệu được sin xuất ừ hạt nhựa HDPE nguyên sinh có phụ gia chống lo hỏa, chống ta cực tim, kháng hoá chất, có tuổi thọ thiết kế khoảng 50 năm,

28

Có khả năng kháng tia tử ngoại (UV), chịu được hóa chất

Ứng dụng: làm lớp lót dai dưới day các bãi chôn lắp chat thải rắn, có tác dụng ngăn không cho nước rác ngắm ra môi trường bên ngoài; Chống thắm cho các ao, hỗ tự nhiên; (Ching thắm dip thủy lợi, kênh dn dong; Chống thắm cho các ao môi tng thủy sin, “Chống thấm cho các bai thải xi của các nhà máy nhiệt điện, các khu vực khai thác khoáng sản: Chống thẳm cho các bồn chứa, bé chứa xăng dẫu

2.1.2 Mục dich bổ tri màng chẳng thẩm HDPE ở đập đắt

wu lượng thấm của

ig thấm HDPE ở đập đắt với mục đích: Hạn cl

Sir dụng mảng c

<p; Giảm áp lục thắm dưới ban đấy để tang ôn định cho công trình; Giảm gradient thi 6 cửa ra để tránh các biến hình thắm cho đắt nền.

21,3 Tiêu chi lựa chọn chiều dài màng chẳng thắm HDPE

Với mỗi phương án tính toán, trị dài ming HDPE (chiều dai sin rước) Ls được.xác định theo các giới hạn sau:

Khổng chế lưu lượng thắm qua mặt cắt đập theo công thức sau:

“Trị số Ls lấy theo trị số lớn tinh theo 2 điều kiện trên.

“Trong phạm vi luận văn nay, tác giả chọn các trị số qep và Jp với trường hợp điễn hình lồ chứa nước Chinh Hùng để so sinh lựa chọn các thông số ming chống thắm

”