Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Phân tích, đánh giá thấm qua đập vật liệu địa phương theo mô hình không gian

éu từ vật liệu địa phương, khả năng cơ giới hoá cao trong thi công dẫn đến da số trường hợp có giá thành hạ, mang li hiệu quả kinh t cao, nên đập đất loại đập được ứng dung rộng rải nhất

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

ĐÀO NGỌC TOÀN

PHAN TÍCH, ĐÁNH GIÁ THÁM QUA DAP VAT LIEU DIA

PHUONG THEO MO HINH KHONG GIAN

LUAN VAN THAC SI

NINH THUAN, NAM 2017

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ P1

TRUONG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

ĐÀO NGỌC TOAN

PHAN TÍCH, ĐÁNH GIÁ THÁM QUA DAP VAT LIEU DIA

PHƯƠNG THEO MÔ HÌNH KHÔNG GIAN

Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy

Mã số: 60580202

NGƯỜI HƯỚNG DAN: 1, PGS TS Nguyễn Quang Hùng

NINH THUẬN, NĂM 2018

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công tinh nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu trích dẫn, kết

‘qua nghiên cứu trong Luận văn là trung thực, chưa từng được người nào công bồ trong

bat kỳ công trình nào khác.

HỌC VIÊN

Đào Ngọc Toàn

LỜI CÁM ƠN

tập, nghiên cứu và tim tôi, tích lũy kinh nghiệm thực tế của bản thân đến nay đ

*Phân tích, đánh giá thắm qua đập vật liệu địa phương theo mô hình không gian” đã

được tác giả hoàn thành đúng thời bạn quy định.

“Trong khuôn khổ hạn chế của luận văn, tác giả mới chỉ làm rò được sự tổn tại

của môi trường thắm dị hướng, và ảnh hướng của thắm dị hướng đến an toàn,

của đập đất

Đặc biệt tic giả xin được bày tò lông biết ơn siu sắc tới thiy

Nguyễn Quang Hùng đã tận tỉnh hướng dẫn, chỉ bảo và cung cấp các thông tin khoa

học cần thiết trong quá trình thực hiện luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn các, thầy giáo, cỗ giáo và cán bộ công nhân viên Phỏng Đảo tạo Dai học & Sau đại học,

Khoa Công trình, Trường Đại học Thủy lợi đã giảng dạy, tạo điều kiện giúp đỡ tác gia

trong suốt quá trình thực hiện luận văn.

“Cuối cùng tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Viện đảo tạo & Khoa học

‘ing dụng miỄn Trung ~ nơi tác giả dang công tác; gia đình, bạn bê & đồng nghiệp đã động viên, tạo mọi điều kiện thuận lợi để tác giá hoàn thành luận văn đúng thời hạn.

Do bạn chế về thi gian, kiến (bức khoa học và kinh nghiệm thực tẾ của bản

than tic giả còn ít nên luận văn không th tránh khỏi những hig sót Tác gia ắt mongnhận được ý kiến đóng góp và trao đổi chân thành giúp tic giả hoàn thiện hơn dé tài

Xin trân trọng cảm on!

Ninh Thuận, thắng 11 năm 2017

HỌC VIÊN

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC HÌNH ANH

DANH MỤC BANG BIẾU,

DANH MỤC CÁC TU VIET TAT

MỞ ĐẦU

CHUONG | TONG QUAN VE DAP VAT LIEU BIA PHƯƠNG

1.1 Tỉnh hình xây dựng đập vat ligu địa phương ở Việt Nam

1.2 Tỉnh hình xây dựng đập vật liệu địa phương ở miền Tru

1.3 _ Các vấn dé kỹ thuật đối với đập vật liệu địa phương ở Miễn Trung

1.3.1 Hiện trang đập vật liệu địa phương ở miền Trung

13.2 Nguyễn nhân sự cổ mit an oàn đập

13.3 ˆ Giải pháp khốc phục sự cổ mắt an toin dip

14 Kếthuận chương

CHƯƠNG2 CƠ SỞ LÝ THUYET NGHIÊN CỨU THÁM

2.1 Cơsở lí thuyết thắm

2.1.1 Khái niệm chung

2.4.2 Nguyên nhân gây thắm

2.1.3 Các loại ding thdm,

2.14 Dinh luậtthấm cơ bản.

2.2 _ Các phương pháp tính toán tham

24 Cơ sởáp dung lý thuyết nhiệt phân tích thắm (13)

24:1 Giới thiệu phân ích nhiệt bằng ANSYS

24.2 Nguyên lý cơ bản của phân tích nhiệt

xi

30

35

37 37 38 39

4

4 46 5ã st

“ 55

2.43 Lý luận cơ bản công năng phân

56

nhiệt áp dung tinh toán thắm én định

2.4.4 Công năng phân tích nhiệt én định áp dụng cho phân tích thắm trong đập vật liệu địa phương,

33.2 Thiếtlập mô hình toán

3⁄4 Kết qua tinh toán

35.1 Tổng lưu lượng thắm qua đập

3⁄52.- Lưu lương mặt cắt lồng sông

36 Kếtluận

KET LUÂN, KIÊN NGHỊ

PHỤ LỤC.

61 61 62 63 65 65 66 60 69 n 78 8 70

83

sẻ 88

DANH MỤC CÁC HÌNH ANH.

Hình 1-1 Tỷ lệ các loại hồ chứa thủy lợi ở Việt Nam thể hiện theo biểu đồ 4

1-2 Đập hồ chứa nước Sông Quao ~ Bình Thuận 5

Hình 1-3 Đập hỗ chứa nước Sông Sắt ~ Ninh Thugn 5

1-4 Đập hỗ chứa Của Dat- Thanh Hồn 9

Hình 1-5 Sự cổ tri đập Hồ Hồ (4/10/2010), 10

Hình 1-6 Sự cổ sat lở mái sau lĩ 10

1-7 Vo dip Tây Nguyên (Đồng Tâm), Nghệ An vào ngày 11/9/2012 3] I

Hình 1-8 Ve dip Khe Mơ ~ Hà Tĩnh vào ngày 16/10/2010 4] " Hình 1-9 Vỡ đập Thủy điện Ia krel 2, Gia Lai vào ngày 12/6/2013 15] " Hình 1-10 Mặt cắt ngang đập có tường nghiêng chống thắm kết hợp sin phủ bằng đắt

cố hệ số thắm nhỏ 16

Hình 1-11 Mặt cắt ngang đập có tường nghiêng chống thắm bing vai địa kỹ thuật

(Bentomat) ~ Công trình Hồ chứa nước Sông Biều, Ninh Thuận IsHình 1-12 Mặt cắt ngàng đập có tường nghiêng chống thắm bằng tim bê tông ~ Côngtrình Hồ chữa suối nước ngọt, Ninh Thuận 19Hình 1-13 Giải pháp chẳng thắm bằng tường nghiêng, chân răng thượng lưa 19

Hình 1-14 Giải pháp tường cử kết hợp với tường nghiêng chân răng 21

1-15 Giải pháp tường cừ kết hợp với tưởng lõi + chân ring 2Hình 1-16 Thi công cừ BTCT ứng suất rước 2

Hình 1-17 Khoan phụt xử lý nền 23

1-18 Sơ grouting 4

Hình 1-19 Mặt cắt ngang đập nhiều khối, chẳng thắm bằng hào bentonite (Hồ chứa

nước la M'Láh, Gia Lai) 26

Hình 1-20 Thi công tường hào bentonite 2

2-1 Sơ đồ thắm không gian trong đập đất 3

h 2-2 Sơ độ thắm quanh bờ a Hiện tượng thắm quanh bờ một dip đất 35

Sơ đồ lưới sai phân 39

Hình 2-5 Sơ đồ phần từ hữu hạn 42-6 Sơ dé điều kiện biên tính toán thắm qua đập đất 45Tình 2-7 Phin tứ tam giác phẳng 46

Hình 2-8 Xử lý điều kiện biên st

Hình 2-9 Xử lý tự động "ép", "giãn” lưới phi tử, xác định đường bão hỏa 32

inh PL 3-1 LLT qua MC đập trưởng hop 1 - H=5m 89 Hình PL 3-2 LLT qua MC đập trường hợp 2 - H=7.5m 89 Hình PL 3-3 LLT qua MC đập trường hợp 3 - H=10m 89

Hình PL 3-4 LLT qua MC đập trường hợp 6 - H=30m 90 Hình PL 3-5 Cột nước tổng trường hợp | ~ H=5m 90

PL 3-6 Cột nước áp lực trường hợp 1 ~ H=Sm 90

Hình PL 3-7 Lưu lượng thắm qua MC đập trường hợp 1 = H=Sm 9

inh PL 3-8 Cột nước tổng trường hợp 2 = H=7.5 9Ị

Hình PL 3-9 Cột nước áp lực trường hợp 2 ~ H=7,5m oy Hình PL 3-10 Lưu lượng thắm qua MC đập trường hợp 2 ~ py

PL 3-11 Cot nước tổng trường hợp 4 ~ H=15m 93 Hình PL 3-12 Cột nước áp lực trường hợp 4 - H=15m 93

PL 3-13 Lưu lượng thắm qua MC đập trường hợp 4 ~ H=15m %

PL 3-14 Cột nước tổng trường hợp 5 H=20m % Hình PL 3-15 Cột nước áp lực trường hợp 5 ~ H=20m 95

PL 3-16 Lưu lượng thắm qua MC đập trường hợp Š 95 Hình PL 3-17 Cột nước tổng trường hợp 6 ~ H=30m % Hình PL 3-18 Cột nước áp lực trường hợp 6 ~ H=30m 9% Hình PL 3-19 Lưu lượng thắm qua MC đập trường hợp 6 = H=30m 9

PL 3-20 Cột nước tổng trường hợp 7 7 Hình PL 3-21 Cột nước áp lực trường hop 7 % Hình PL 3-22 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 7 %

PL 3-23 Lưu lượng thắm qua MCLS trường hợp 7 9%

Hình PL 3-24 Tổng lưu lượng thắm qua đập trường hợp 7 99

Hình PL 3-25 Cột nước tổng trường hợp 9 99 Hình PL 3-26 Cột nước áp lực trường hợp 9 100 Hình PL 3-27 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 9 100 Hình PL 3-28 Luu lượng thắm qua MCLS trường hợp 9 lôi

Hình PL 3-29 Tổng lưu lượng thắm qua đập trường hợp 9 101

"Hình PL 3-30 Cột nước áp lực trường hop 10 102 Hình PL 3-31 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 10 102

PL, 3-32 Lưu lượng thắm qua MCLS trường hợp 10 103 Hình PL 3-33 Tổng lưu lượng thắm qua đập trường hợp 10 103

inh PL 3-34 Cột nước tổng trường hợp 12 104 Hình PL 3-35 Cột nước áp lực trường hop 12 10

PL 3-36 Cột nước áp lực MCLS trưởng hợp 12 105 Hình PL 3-37 Lưu lượng thắm qua MCLS trường hợp 12 105 Hình PL 3-38 Tổng lưu lượng thắm qua đập trường hợp 12 106

PL 3-39 Cột nước tổng trường hợp 14 106 Hình PL 3-40 Cột nước áp lực trường hop 14 107

Hình PL 3-41 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 14 107 inh PL 3-42 Lưu lượng thắm qua MCLS trường hợp 14 108

Hình PL 3-43 Tổng lưu lượng thắm qua đập trường hợp 14 108

Hình PL 3-44 Cột nước tổng trường hợp 15

Hình PL 3-45 Cột nước áp lực trường hop 15

PL, 3-46 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 15

Hình PL 3-47 Lưu lượng thắm qua MCLS trường hợp 15

Hình PL 3-48 Tổng lưu lượng thấm qua đập trường hợp 15,

Hình PL 3-49 Cột nước tổng trường hợp 16

Hình PL 3-50 Cột nước áp lực trường hợp 16

PL, 3-51 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 16

Hình PL 3-52 Lưu lượng thắm qua MCLS trường hợp 16

PL 3-53 Tổng lưu lượng thắm qua dp trường hợp 16

PL 3-54 Cột nước tổng trường hợp 17

Hình PL 3-55 Cột nước áp lực trường hop 17

PL, 3-56 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 17

Hình PL 3-57 Luu lượng thắm qua MCLS trường hợp 17

Hình PL 3-58 Tổng lưu lượng thắm qua đập trường hợp 17

Hình PL 3-59 Cột nước tông trường hợp 18

PL 3-60 Cột nước áp lực trường hợp 18

Hình PL 3-61 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 18

Hình PL 3-62 Lưu lượng thắm qua MCLS trường hợp 18

PL 3-63 Tổng lưu lượng thắm qua đập trường hợp 18

Hình PL 3-64 Cột nước tổng trường hợp 20

Hình PL 3-65 Cột nước áp lực trường hợp 20

Hình PL 3-66 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 20

Hình PL 3-67 Lưu lượng thắm qua MCLS trường hợp 20

Hình PL 3-68 Ting lưu lượng thắm qua đập trường hợp 20

"Hình PL 3-69 Cột nước tổng trường hợp 22

Hinh PL 3-70 Cột nước áp lực trưởng hợp 22

Hình PL 3-71 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 22

PL, 3-72 Lưu lượng thắm qua MCLS trường hợp 22

Hình PL 3-73 Tổng lưu lượng thắm qua đập trường hợp 22

inh PL 3-74 Cột nước tổng trường hợp 23

Hình PL 3-75 Cột nước áp lực trường hợp 23

PL 3-16 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 23

Hình PL 3-77 Lưu lượng thắm qua MCLS trường hợp 23

Hình PL 3-78 Tổng lưu lượng thắm qua đập trường hợp 23

PL 3-79 Cột nước tổng trường hợp 25

Hình PL 3-80 Cột nước áp lực trường hợp 25

Hình PL 3-81 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 25

inh PL 3-82 Lưu lượng thắm qua MCLS trường hợp 25

Hình PL 3-83 Tổng lưu lượng thắm qua đập trường hợp 25

109 109 Ho

mt

" un H2 H2 Hả

Hà

ng H4 us us

H6

116 47 H7

us

118 9 nọ 120 120 li 121 122 12 123 123 124 124 125 125 126

126

127 127 128 128

Hình PL 3-84 Cột nước tổng trường hợp 26

Hình PL 3:85 Cột nước áp lực trường hợp 26

PL 3-86 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 26

Hình PL 3-87 Lưu lượng thắm qua MCLS trường hop 26

"Hình PL 3-88 Tổng lưu lượng thắm qua đập trường hợp 26

Hình PL 3-89 Cột nước tong trường hợp 27

Hình PL 3-90 Cột nước áp lực trưởng hợp 27

PL, 3-91 Cột nước dp lực MCLS trường hợp 27

Hình PL 3-92 Lưu lượng thắm qua MCLS trường hợp 27

PL 3-93 Tổng lưu lượng thắm qua đập trường hợp 27

PL 3-94 Cột nước tong trường hợp 28

Hình PL 3-95 Cột nước áp lực trưởng hợp 28

PL 3-96 Cột nước dp lực MCLS trường hợp 28

Hình PL 3-97 Lưu lượng thắm qua MCLS trường hợp 28

Hình PL 3-98 Tỏng lưu lượng thắm qua đập trường hợp 28

Hình PL 3-99 Cột nước tổng trường hợp 30

PL 3-100 Cột nước ấp lực trường hợp 30

Hình PL 3-101 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 30

Hình PL 3-102 Lưu lượng thắm qua MCLS trường hợp 30

PL, 3-103 Tông lưu lượng thẳm qua đập trường hợp 30

Hình PL 3-104 Cột nước ting trường hợp 31

Hình PL 3-105 Cột nước áp lực trường hợp 31

Hình PL 3-106 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 31

Hình PL 3-107 Lưu lượng thắm qua MCLS trường hợp 31

Hình PL 3-108 Tổng lưu lượng thắm qua đập trường hợp 31

Hình PL 3-109 Cột nước tong trường hợp 32.

Hình PL 3-110 Cột nước áp lực trường hợp 32

Hình PL 3-111 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 32

PL, 3-112 Lưu lượng thắm qua MCLS trường hợp 32

Hình PL 3-113 Tổng lưu lượng thắm qua đập trường hợp 32

Hình PL 3-114 Cột nước tổng trường hợp 35

Hình PL 3-115 Cột nước áp lực trường hợp 35

PL 3-116 Cột nước ấp lực MCLS trường hợp 35

Hình PL 3-117 Lưu lượng thắm qua MCLS trường hợp 35

Hình PL 3-118 Tổng lưu lượng thắm qua đập trường hợp 35

PL 3-119 Cột nước tổng trường hợp 38

Hình PL 3-120 Cột nước áp lực trường hợp 38

Hình PL 3-121 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 38

inh PL 3-122 Lưu lượng thắm qua MCLS trường hợp 38

Hình PL 3-123 Tổng lưu lượng thắm qua đập trường hợp 38

129 129 130 130 lãi BL 132 132 133

133

134 l4 135 135 136 136 137 137 138 138 139 139 140 140 141 MI 142 142 43 143 14 144 145 145 146

146

14

17 148 148

Hình PL 3-124 Cột nước ting trường hợp 39

Hình PL 3-125 Cột nước áp lực trường hợp 39

PL 3-126 Cột nước ấp lực MCLS trường hợp 39

Hình PL 3-127 Lưu lượng thim qua MCLS trường hợp 39

"Hình PL 3-128 Tổng lưu lượng thắm qua đập trường hợp 39

Hình PL 3-129 Cột nước tông trường hợp 40

Hình PL 3-130 Cột nước áp lực trường hợp 40

PL 3-131 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 40

Hình PL 3-132 Lưu lượng thắm qua MCLS trường hợp 40

PL 3-133 Tổng lưu lượng thấm qua đập trường hợp 40

PL 3-134 Cột nước tổng trường hợp 41

Hình PL 3-135 Cột nước áp lực trường hop 41

PL 3-136 Cột nước ấp lực MCLS trường hợp 41

Hình PL 3-137 Lưu lượng thắm qua MCLS trường hợp 41

Hình PL 3-138 Tổng lưu lượng thắm qua đập trường hợp 41

Hình PL 3-139 Cột nước tổng trường hợp 42.

PL 3-140 Cột nước p lực trường hợp 42

Hình PL 3-141 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 42

Hình PL 3-142 Lưu lượng thắm qua MCLS trường hợp 42

PL 3-143 Tổng lưu lượng thắm qua đập trường hợp 42

Hình PL 3-144 Cột nước tổng trường hợp 43

Hình PL 3-145 Cột nước áp lực trường hợp 43

Hình PL 3-146 Cột nước áp lực MCLS trường hop 43

Hình PL 3-147 Lưu lượng thắm qua MCLS trường hợp 43

Hình PL 3-148 Tổng lưu lượng thắm qua đập trường hợp đồ

Hình PL 3-149 Cột nước tông trường hợp 44.

Hình PL 3-150 Cột nước áp lực trường hợp 44

Hình PL 3-151 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 44

PL 3-152 Lưu lượng thắm qua MCLS trường hợp 44

Hình PL 3-153 Tổng lưu lượng thắm qua đập trường hợp 44

Hình PL 3-154 Cột nước tông trường hợp 45

Hình PL 3-155 Cột nước áp lực trường hợp 45

PL 3-156 Cột nước ấp lực MCLS trường hợp 45

Hình PL 3-157 Lưu lượng thắm qua MCLS trường hợp 45

Hình PL 3-158 Tổng lưu lượng thắm qua đập trường hợp 4Š

PL 3-159 Cột nước tổng trường hợp 48.

Hình PL 3-160 Cột nước áp lực trường hợp 48

Hình PL 3-161 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 48

inh PL 3-162 Lưu lượng thắm qua MCLS trường hợp 48

Hình PL 3-163 Tổng lưu lượng thắm qua đập trường hợp 48

149 149 150

150

Is Ist 152 152 153

153

15 154 155 155

156

156 137 157 158 158 159 159 160 160 lồi 16L 162 162 163 163 164 164 165 165 166

166

167 167 168 168

Hình PL 3-164 Cột nước ting trường hợp 49

Hình PL 3-165 Cột nước áp lực trường hop 49

PL 3-166 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 49

Hình PL 3-167 Lưu lượng thấm qua MCLS trường hợp 49

"Hình PL 3-168 Tổng lưu lượng thắm qua đập trường hợp 49

Hình PL 3-169 Cột nước tông trường hợp 5L

Hình PL 3-170 Cột nước áp lực trường hop $1

PL 3-171 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 51

Hình PL 3-172 Lưu lượng thắm qua MCLS trường hợp 51

PL 3-173 Tông lưu lượng thắm qua đập trường hợp S1

PL 3-174 Cột nước tông trường hợp 52

Hình PL 3-175 Cột nước áp lực trường hợp 52

PL 3-176 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 52

Hình PL 3-177 Lưu lượng thắm qua MCLS trường hợp 52

Hình PL 3-178 Tổng lưu lượng thắm qua đập trường hợp 52

Hình PL 3-179 Cột nước tổng trường hợp 53

PL 3-180 Cột nước p lực trường hợp 53

Hình PL 3-181 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 53

Hình PL 3-182 Lưu lượng thắm qua MCLS trường hợp 53

PL 3-183 Tổng lưu lượng thắm qua đập trường hợp 53

Hình PL 3-184 Cột nước tổng trường hợp 54.

Hình PL 3-185 Cột nước áp lực trường hợp 54

Hình PL 3-186 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 54

Hình PL 3-187 Lưu lượng thắm qua MCLS trường hợp 54

Hình PL 3-188 Tổng lưu lượng thắm qua đập trường hợp 54

169 169 170

170

m1 m 12 12 13

173

14 14 15 175

176

176 7 7 178 178 179 179 180 180

Is

DANH MỤC BANG BIEU

Bảng 1.1 Một số hồ đập lớn ở Việt Nam (Theo thứ tự chiều cao đập)

Bảng 1.2 Thống ké một số đập đắt ở khu vục miễn

Bảng 2.1 Tính tương đồng giữa trường thắm và trường nhiệt

Bảng 3.1 Trường hợp tính toán thắm

Bảng 3.2 Bang tng hợp kết quả tính thắm theo bài toán không gian

Bảng 3.3 Bảng tông Ï hợp kết quả tính TLLT qua đập theo bài toán phẳng.

Bảng 3.4 Bing số liệu quan hệ q-m, trường hợp H=l0m,

Bảng 3.5 Bang số liệu quan hệ q-m, trường hợp

Bảng 3.6 Bảng số liệu quan hệ q~mm, trường hợp

H-Bảng 3.7 Bang số liệu quan hệ q~mm, trường hợp H=30m

gì

DANH MỤC CÁC TỪ VIET TAT

LLDV Lưu lượng đơn vi

MCLS Mặt cit lồng sông

MCSD Mặt cắt sườn đồi

LLT Lưu lượng thấm

‘TH Trường hop

MỞ DAU

1 Tính cấp thiết của Để tài

Ngày nay, sự nghiệp công nghiệp hoá và hiện đại hoá dat nước đang đặt ra những yêu.

sầu cao cho sự nghiệp phát triển thay lợi Nhu cầu nước cho din sin, sản xuất công

nghiệp, nông nghiệp, các hoạt động dịch vụ, giao thông, giữ gìn và cải thiện môi

sinh đang không ngừng tăng lên Mức an toàn phải cao khi đối phó với lũ lụt, Nhiều

hệ thống thuỷ lợi, thuỷ điện với quy mô khác nhau đã và sẽ được xây dựng trên cả

sn môn hoá và đạt

nước, Nhiệm vụ của người thiết kế cũng đòi hỏi phải được chuy

được độ chính xác cao.

Trong các công trình thuỷ lợi, hồ chứa là một trong những công trình có từ lâu đời và

phố biển nhất hiện nay, tính đến nay chúng ta đã xây dưng được trên 6500 hi chiathủy lợi với tổng dung tích trữ nước khoảng 11 tỷ m` trong đỏ có 560 hổ chứa có dungtích trữ nước lớn hơn 3 triệu m` hoặc đập cao trên 15m, 1752 hồ có dung tích từ 0,2

nước M hồ đều có mục đích sử dụng khác nhau nhưng phần lớn đều được xây dựng

bing đắt đá trong đó một bộ phận đăng kể la đắt yéu được đắp trên nền dit yếu Khi

46 việc thiết kế đập, tinh ôn định, tính thắm gặp rất nhiều khó khăn.

“Trong thục tế, nhiều công tinh thuỷ lợi bị far hông từ nhẹ đến nặng, không còn sửdụng được nữa, làm thệt hại vỀ người và ôi sản của nhà nước, tà nguyên nhân chính

1a do thắm gây ra Theo tổng kết và phân tích nguyên nhân gây ra sự cổ công trình đất

lả do thấm.trên thể giới của Middle Brooks cho thấy, rên 60% các sự cổ công trình di

gây ra, khoảng 10% sự cổ có tác nhân kích thích từ thắm, 30 sự cố công trình do trân

nước qua mặt đập, trượt mái và các nguyên nhân khác

Ví dụ như hiện tượng sói ngằm khí dòng thắm đi qua như đập Attin và đập Bicxơ.

thâm chỉ bị vỡ đặp như dp Kim Sơn, dp Suỗi Hành, bay hiện tượng mắt ôn định gây

sal mái đường khi trời mưa Tắt cả các sự cổ trên, nguyên nhân chủ yéu có thể do sự

thiểu sốt trong công tác khảo sắt, thiết kế hay trong lúc thi công công trình

Nhờ sự phát triển của công nghệ thông tin và phương pháp giải số, việc mô hình hod

các hiện tượng tự nhiên bing mô hình toán ngày cảng gin đúng với thực tế hơn Tiêu

biểu nhất là tong lĩnh vục thiết kế, các phần mém tin học fi công cụ đắc lực để giải

các bai toán phức tạp cũng như tránh sự nhằm lẫn khi tính tay trước kia Đặc biệt, trong lĩnh vục thắm, hiện nay có rất nhiều phần mềm được đưa ra để giải các bài toán

thấm.

Phin mém Geo Slope và Ansys được xây dựng trên cơ sở của phương pháp số phần tir

hữu hạn, cho phép mô hoá sự chuyển động của nước dưới đất gần đúng với thực

tế hơn, như iệc thiết lập và đưa vào hàm hệ số thắm, hàm độ chứa nước th tích hayhim kích cờ hạt và giải được mô hình toán dòng thắm, với kết quả khá chính xác

“Các nghiên cứu phân tích đánh giá về thắm trước đây đã được nghiên cứu tương dối

kỹ lưỡng trong mô hình bài toán phẳng đổi với đập vật liệu địa phương ở Việt Nam.

‘Tuy nhiên đối với địa hình tự nhiên vùng xây dựng đập, nhất là những ving có lòng

sông đốc, sườn đồi khi g thoải thì bài toán thắm 2 chi c sặp nhiều han chế trong việc xác định các thông số cũng như tác dụng của dòng thấm.

"Xuất phát từ lý do đó, luận văn tiền hành nghiên cứu thắm qua đập vật liệu địa phươngtheo bài toán thắm không gian nhẳm đánh giá ảnh hưởng của địa hình đến thắm quađập và nền

2.Mue tiêu nghiên cứu

Đánh giá tinh hình thắm qua đập vật ligu địa phương theo mô hình không gian

Xây dụng các quan hệ về ảnh hưởng của địa hình tới dng thim trong thân đập

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu: Ảnh hưởng của độ ngang lòng dẫn (độ dốc dọc tim tuyển4p) đến đồng thắm qua đập và nén

Phạm vi nại đất ở miền Trung

4 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

“Cách tiếp cận

(© Thông qua các tải liệu: Giáo trình, tiêu chuẩn, quy chuẳn tính

© Thông qua các công trình thực tế,

—_ Phương pháp nghiên cứu

© Lý thyết

co Ứng dụng mô hình toán, sử dụng phần mềm

5 KẾt quả đạt được

Tông quan về các phương pháp tính thắm thường hay dung hiện nay;

Din gi hâm theo mô hình bài toán không gin;

inh giá được mức độ ảnh hưởng của điều kiện địa hình tới thắm đập vật liu địa

phương;

CHUONG 1 TONG QUAN VE DAP VAT LIEU DIA PHƯƠNG

1.1 Tình hình xây đựng đập vật liệu địa phương ở Việt Nam

Việt Nam là một nước có 14 lưu vực sông lớn với nguồn tải nguyên nước phong phú,

hằng năm có khoảng 845 tỷ m’ nước chuyển tai trên 2360 trên con sông lớn nhỏ Tuy

nhiên do lượng mưa phân bố không đều trong năm nên dòng chảy cũng thay đổi theo mùa Mùa khô kéo dai khoảng 6+7 tháng, lượng mưa chi chiếm 15+20% lượng mưa cả

năm, còn lại 80:85% lượng mưa trong 5z6 tháng mùa mưa VỀ địa hình nước ta có

nhiều đổi núi thuận lợi cho việc xây dựng các hồ chứa phục vụ phát triển các ngành.kinh tế và nhu cầu về nước cho dân sinh

Theo thống kê của Tổng cục Thủy lợi đến tháng 12/2013 [1], cả nước có khoảng 6.648.

hỗ chứa hủy lợi và 150 hồ chứa thủy điện, với tổng dung ích chứa trên 50 tỷ m nước

dung tích ti 3,0 đến

“Trong dé hồ thủy lợi có dung tích lớn hơn 10 triệu m’ có 103 hd

10 triệu m có 255 hỗ, từ 1,0 đến 30 triệu mỶ có 459 hd, từ 02 đến 1,0 triệu mẺ có1.752 hồ, và hd có dung tích nhỏ hơn 0.2 triệu mÌ có 4.079,0 hồ Theo chigu cao đập

có chiều cao không vượt quá 25m chiếm tới 87,18% Việc xây dựng những đập caohơn 25m dang bit đầu được quan tim đầu tư Hình thức kết cầu và ky thuật xây dựng

từng loại công trình ở hỗ chứa nước còn đơn điệu, ít có đổi mới, đa dạng hóa Việc áp

‘dung vật liệu mới, công nghệ mới hiện đang được quan tâm Tỷ lệ

thủy lợi ở Việt Nam thể hiện như biểu đổ hình 1.1

Trong số 63 tỉnh thành nước ta có 43 tinh và thành phố có

sé lượng các hỗ chứa nhiều là Nghệ An (249 hồ); Hà Tinh (166 hồ); Thanh Hóa (123

hồ); Phú Thọ (118 hồ); Đăk Lak (116 hồ); Bình Định (108 hở); Vĩnh Phúc (96 hd)

Hau hết các đập dâng của các hỗ chứa là đập đất

Hình 1-3 Dập hồ chứa nước Sông Sit ~ NinhThuận

Do những tinh năng wu việt như: cổ ấu tạo đơn giản, có thé phủ hợp với các điều kiện

ly dựng chủ

địa chất nén mã các loại đập khác không thể xây dựng được; đập được.

éu từ vật liệu địa phương, khả năng cơ giới hoá cao trong thi công dẫn đến da số

trường hợp có giá thành hạ, mang li hiệu quả kinh t cao, nên đập đất loại đập được

ứng dung rộng rải nhất tong hầu hết các nước Ngày nay, nhờ sự phát tiễn của nhiều

ngành khoa học như cơ học đất, đị chất công tình, dia chất thuỷ văn, thủy văn, lý

thuyết thắm, ứng suất biến dạng, vật liệu cũng như việc ứng dụng các biện pháp thicông tiên tiến sử dụng các thết bị hiện đại, ứng dụng rộng rãi cơ giới hoá trong thi

công cho nên dip đất cảng có xu hướng phát triển mạnh mẽ, có thể xây dựng được cả

trong những điều kiện địa chất phức tạp Kết ấu đập đất có thé gồm nhiễu khối

chỉ tiêu cơ lý khác nhau, dé tận dụng được các bãi vật liệu có sẵn tại địa phương.

Bảng 1.1 Một số hỗ đập lớn ở Việt Nam (Theo thứ tự chiều cao đập)

5 Nm [Năm

TT |Tênhồ Tỉnh Cot Pa vay [hein

Ta Bin Khinh Hea} 7930) 4250 | Hới | 1988

z †emsm Bic Ging | #5500 | Đ30 | H66 | 197

3 [XaHmmg | Vinh Phie | 1343 | 4H00) ĐỨP | TRE

| Ven Lip Quing Ninh | 178.10) 40,00 | T9f6 | 1980

5 [BMáNmh | QuingNam | 4140) 39.40) 1977 | 1986

6 [Ba Nhim Lim Ding 165.00 | 300 | 1960 | 1963

7 |KsGš Hài | 345.00 | 3750) 1976] 1979

® [Takeo Tang Son 1400 | 3500 | 1967 | 1972

9 | Song Mive | Thanh da) 32400 | ĐAU | ĐI | 1985

10 |Tiểnlang | Quing Binh | 1790 | 3520 T96 | I9

Tr [Tim | Lim Ding | 1060) 3300 | 1980] 1987

12 | Núi Một Binh Định 111,50 30,00 1978 1986.

18 [ۉmLy Quing Bini | 4200 7 3000 | H6 | H65

if [VWeTn | QuagBhh | 5380 | 200 7 H9 | T96

Tế HT Som Binh Dinh | 3050} 200 7 193 | 1985

16 | Ligt Son ‘Quang Nasi | 3860) 280 | TP | 198i

22 | Khe Chè Quảng Ninh 1150 T986 | T990

23 |YênMỹ “Thani Ha] 6620 is] 1980

24 | Thượng Tuy Ha Tĩnh 19,60 1961 1964

2 | Subi al Tis Ty 3650 TĐẾS | T63

26 [ Phú Xuân Phú Yên 1310 [ 2320 | 1994 | 1996

27 QuảngNam | 2030 | 2300 | 1977 | 1980

28 | Vue Trống Hà Tình lã000 Ô 228 | 1970 | T904

29 [QuảĐông | QuảngNhh | IHÀO | 236 | 1978 | 1983

30 | Khe Tân QuảngNam | 4350 | 224 | 1985 | 1989

31 | Ding Mô Hà Tây #450 | 2100 | 1970 | 1974

32 [Biển Hỗ Gia Lai 450 7 2100 | 1980 | T985

33 | Kinh Môn Quảng Trị 1610 | 2100 | 1985 | 1989

1.2 Tình hình xây dựng đập vật liệu dia phương ở miền Trung

Miền Trung hiện gồm 13 tinh thành có diện tích tự nhiên tiên 10 van kn? chiếm 30.47%

năng kinh tế xã hội diện ích cả nước, với dân số chiếm Khoảng 15% cả nước, có

to lớn 40 năm qua kể từ ngày đắt nước thông nhất, nhất à trên 20 năm đổi mới, hàng

loạtcông tình Thuỷ lợi ra đồi, góp phần giảm nhệ thiên tá, cải tạo môi tường sinh thái,

xo đói giảm nghèo, tạo cơ sở hạ ting kỹ thuật cho các ngành kinh tế phát triển Tiêu

biểu như các công trinh thủy lợi: Phú Ninh (Quảng Nam), Thạch Nham, Nước Trong Núi Ngang (Quảng Ngãi), Van Hội, Núi Một, Định Bình, Hóc Xeo, Chánh Hùng.

(Bình Định): Phú Xuân, Đồng Trn (Phủ Yên); Suỗi Hành, Đá Bản, Suỗi Du (Khánh,

mg Sit (Ninh Thuận), Sông Quao, Cà Giây, Cà Tót (Binh

Hòa),

“Thuận) Theo tÌ

ng Trâu,

1g kế của ngành thủy lợi, số hỗ chứa xây dựng ở vùng miễn Trung

chiếm khoảng 80% là đập vật liệu địa phương theo bảng thing ké một số đập đắt ở

khu vực miễn Trung [1]

Bảng 1.2 Thông kế một số dip đắt ở khu vục miễn Trung

: ¡ Năm hoàn

TT Tênhồ Tĩnh Loại đập | Has (m | Names

1 |Thượng Tuy [Ha Tinh Đặ | 2500 1964

2 |CảmL Quing Bình Dit | 3000 1965

3 | Vực Trong | Ha Tinh Đất | 2380 1974

4 [Tien Lang | Quing Bin Dặ | 5230 1978

5 |YênMỹ — Thanh Hoa Đất | 2500 1980

6 | Vinh Trinh | Quảng Nam Dat 23,00 1980

7_| Núi Một Binh Định Đất 32,50 1980

8 |Liệt Sơn Quảng Ngãi Dat 29,00 1981

9 [Phi Ninh | Quang Nam Đất | 4000 1982

10 | Sông Mực | Thanh Hos D | 3340 1983

11 | Hoà Trung — | Bi Ning Đất | 2600 1984

12 | Hội Sơn Binh Dinh ĐẤT 29,00 1985

13 | Vực Tròn — | Quảng Bình Đất | 2900 1986

14 [Ba Khánh Hoà Đất | 4250 1988

15 Kẻ Gỗ Hà Tỉnh Dặ | 3740 1988

16 | Khe Tin | Quiing Nam Đặt | 2540 1989

17 | Kinh Môn — | Quảng Trị Đất 21,00 1989

18 | Phi Xuân — |PhúYên pir 2370 1996

19 [Song Ric | Hi Tinh Dit | 2680 1996

20 | Thuận Ninh _ | Bình Định Đặc | 2920 1996

21 | Đồng Nghệ | Da Ning Đất 25,00 1996

22 | Sông Quao | Binh Thuận pir 4000 1997

23 |CaGiy | Ninh hun Dit | 3540 1999)

24 | Sông Hin — | Phú Yên Đặ | 5000 | 2000

25 |SôngSắt — jNinhthuận Đặ | 2900 | 2007

26 | Sing Sto — |NghệAn Đặ | 3000 | 200

27 | Hoa Son — |KhánhHòa Đặ | 2900 | 201

24 [Ta Trach — |TT.Huế pir | 5600 | 204

‘Theo thông kê bảng trên thì hơn một nửa trong tong số hồ ở khu vực đã được xây dựng.

và sử dụng từ 20 đến 30 năm, các hỗ chủ yêu là nhỏ và vừa, nhiều hỗ đã bị xuống cắp

1.3 Các vấn để kỹ thuật đối với đập vật liệu địa phương ở Miền Trung.

1.3.1 Hiện trang đập vật liệu địa phương ở miền Trung

Hầu hết các đập đã được xây dựng ở nước ta là đập đắt, Dat đắp đập được lấy tại chỗ

‘gm các loại đất: đắt pha tàn tích sườn đồi, đất Bazan, đắt ven biển miền Trung Phinlớn các đập đất được xây dựng theo hình thức đập đất đồng chất, mái thượng lưucược bảo vệ bằng đá xếp, mái họ lưu trồng cõ trong các 6 đỗ sồi

“Theo chiều cao đập có khoang 20% số đập là cấp ba, hơn 70% là đập cấp bốn và

sắp năm, cò li hoảng 10% là đập từ cắp ai trở lên

Các dip được xây dụng thôi ky trước 1960 khoảng 6%, từ 1960 đến 1975 khoảng

= Do thấm gây ra như thắm mạnh, sti: nước Sông Mũy-Dồng \

nơi tiếp giáp với tần hoặc cổng như đập Vĩnh Trình- Đà

‘Ninh Loại hư hong biểu hiện do thắm chiếm khoang 44,9%

—_ Hư hỏng thiết bị bảo vệ mái thượng lưu Khoảng 85% các đập đã xây dựng

được bảo vệ mái bằng đá lát hoặc đá xây còn lại là tắm bê tông lắp ghép hoặc

bê tông đỗ ti chỗ, Số đập cổ hư hỏng kết cầu bảo vệ mái chiếm 35,4

—_ Các hơ hong khác như sạt mái, lún không đều, nứt tổ mỗi chiếm khoảng

19.7% [2|

C6 thể nói đập là hạng mục công trình quan trong nhất ở công trình hd chứa, những

hư hỏng nặng ở đập dễ dẫn tới nguy cơ sự c vỡ đập

Cho đến nay nước ta chưa có tài liệu thống kế đầy đủ các sự cố vỡ đập Từ các

nguồn thông tin quản lý, thông tin qua các hội thảo khoa học, cũng như tài liệu

trích dẫn khác cho thấy nước ta chưa xảy ra các sự cố vỡ đập lớn nhưng đã xây ra vỡmột số đập nhỏ ở miễn Trung và Tây Nguyên như:

= Sự cổ đập đất hỗ chứa Suối Hành - huyện Cam Ranh, tinh Khánh Hoà

= Sự cỗ đập hồ Am Chứa- huyện Diên Khánh, tinh Khánh Hoà

inh Khánh Hoà

= Sure đập hỗ Suỗi Tru

~_ Sự cổ dip đắt hỗ Buôn Bông - thị xã Buôn Ma Thuột, tỉnh Dik Lik

Hình 1-5 Sự cổ trăn đập Hồ Hồ (4/10/2010)

Sat lỡ mái TL hỗ Cầu Câu (Nghệ An) Sat lờ mái TL hồ Giang Gié ( DakLak)

Hình 1-6 Sự cổ sat lở mái sau lũ

10

Hình 1-7 Va đập Tây Nguyên (Đông Tâm), Nghệ An vào ngày 11/92012 [3]

Hình 1-8 Vỡ đập Khe Mơ ~ Hà Tinh vào ngày 16/10/2010 4]

in

1.32 Nguyên nhân sự cẾ mắt an toàn đập

1.3.2.1 Nguyên nhân do yẫu 16 te nhiên

Do diều kiện tự nhiên, vị tí công trình chọn để xây dựng có dia chất phúc tp, vit liệudip đập không đảm bảo yêu cầu hoặc lựa chọn bai vật liệu thiên về kinh tế cũng là mộttrong các nguyên nhân Địa hình dạng chuyển iế tử núi cao xuống đồng bằng với độđốc sông subi tương đổi lớn, bên cạnh đó thâm thực vật hiện đã thay đổi rất nhiều,

rừng tự nhí bị tin phá thay vào đó là các vườn cây, hình thái thực vật thay đổi nên thời gian tập trung dong chảy mưa lũ về hỗ khác với thời điểm tính toán thiết kể Mặt

kK do biển đổi khí hậu toàn cầu nên mưa nắng có nhiễu bit thường, nỗ không tuân

theo các quy luật thường xuyên Nhiễu năm lượng mưa tăng so với trưng bình năm hay

số thời gian nắng quá nhiều đều có thể ảnh hưởng tới công trình

1.332 Nguyên nhân do vấutổ khảo sắc thik

—_ Nguyên nhân do yếu tổ khảo sắt

Do địa chất công trình có vị trí đặc quan trọng đổi với sự an toàn của đập, vì vậy.vige khảo sit, nghiên cứu cin thân dé đánh giá đúng tỉnh hình địa chất nền đập vả chất

lượng đắt đắp Việc không nghiên cứu kỹ tài iệu bản đồ địa chắt, không khảo sắt nền

đã dẫn đến đánh giá sai chất lượng nền, từ nÈn xu cần phải xử lý trở thành én tốt

không phải xử lý, Khảo sắt quá sơ sài và thi nghiệm không đầy đủ các chỉ tiêu cơ lý

việc cũng cắp si và không diy di các chỉ

le học của đất ding để dip đập,

tiêu, không nhận điện được các tính chit nguy hiểm của các loại đt đắp đập, dẫn đếnviệc đánh giá sai lim nghiêm trọng chất lượng đắp đập, từ chỗ dat rit xấu và nguyhiểm khi ding để đắp đập trở thành đất rất tắt, lưới khảo sit quá thưa, mẫu thí nghiệm

quá it dẫn đến việc đánh giá sai các dữ liệu chung cho toản tuyển công trình hoặc bãi

vat liệu, việc khảo sát chưa đảm bảo đúng trình tự, quy trình, khối lượng khảo sát itkhông đảm bảo số lượng và chất lượng Một rong những nguyễn nhân nữa đồ là cho

dã khảo sắt kỹ lưỡng đến đâu vẫn không thé phản ánh hoàn toàn chính xác tình hình

thực tế ngoài hiện trường dé là sự chủ quan không theo dõi địa chit và đánh giá lại

hiện trường trong quả trình thi công

= Nguyên nhân do yêu tổ thiết kế

12

Nguyén tắc chung thi các loại đất đều cỏ thé dip đập được và quan trong là người

thiết kế phải hiểu rõ nh chất và đặc điểm của chúng mới có th thiết kế dip đảm bảo

an toàn được do đó người thiết kế phải nghiên cứu kỹ kết quả khảo sát và các kết quá

thí nghiệm đất đắp đập từ đó dé ra các biện pháp xử lý đúng Tuy nhiên, một số đập,

lắt có chiều cao thip, dung ích hồ chứa nhỏ nên người thiết kế thường chủ quan hoặc

kế chưa nhiễu kinh nghiệm dẫn đến lựa chọn các thông số hay xử lý ác số

người thi

liệu từ khảo sát chưa tốt dẫn đến lựa chọn loại vật liệu dip không đảm bảo hoặc tính

toán sai về hình thức ống thắm, gia cố mái thượng nên không đủ sức chịu đựng sóng

cây ra, tính toán sai sơ đồ tinh én định, chon tổ hợp tải trọng không phủ hợp với thực

tế kết hợp với trưởng hợp nền đập xấu và không xử lý triệt để, nước hỗ rút đột ngộtngoài dự kiến thiết kế đều có thể gây ra trượt mai thượng lưu đập Đảnh gi si tỉnh

hình địa chất nền, để sót các lớp thắm mạnh hoặc không xử lý triệt để các ting thắm.

Biện pháp thiết kế xử lý nén không dim bảo chất lượng cỏ thể dẫn đến thắm mạnh

hoặc si nước ở nn phía ha lưu

“Hé

thiết kế bóc hét ting đắt phủ thảm thực vật ở 2 vai đập 6 thé dẫn đến thắm 2 bên vai

Ê không để ra biện pháp xử lý hoặc dé ra biện pháp xử lý không trigt để, không

đập.

Bản thân vật liệu dip có chất lượng không tt, hàm lượng dim sạn sối nhiều, him

lượng bụi sét ít, đất tan rã, bên cạnh đó khảo sát sai thực tế hay khối lượng khảo sắt,

phân

dung tong, biện pháp chống thắm thin và nén đập chưa dim bảo đây là các nguyên

thành phần các chỉ tiêu cơ lý không đủ từ đó đánh giá sai hoặc thiết kế sai

nhân thiết kế dẫn đến thắm mắt nước qua đập hay mắt ôn định do trượt Dit đắp đập

6 tính lần wt lớn hoặc tinh tan rã mạnh nhưng trong quá trình khảo sắt không phát

hiện ra hoặc có phát hiện nhưng thiết kế kết edu đập không hop lý, Tinh toán sai ti

trọng trong các trường hợp nước hi tăng cao hay rút nhanh đột ngột có thể dẫn đến nút

cdọc đập sau này,

1.3.2.3 Nguyên nhân do yéu tổ thi công

‘Thi công đắp đập không đạt độ chặt yê quy định và đầm thử tại hiện trường, số lẫn dim ít thiết bị dim không phủ hợp nên đất sau

do lớp rải quá diy, dây hơn thi

khi đầm „ không dat dung trọng khô tối thiểu và bi phân lớp, hình,

B

thành lớp đất yếu dọc, ngang thin đập Độ âm dit dip không đảm bảo độ âm tối ưu.

việc không chế, xử lý độ âm không tốt dẫn đến đắt có thể quá ớt hay quá khô nên

trong quá trình thi công đắt đắp Không chặt, không đồng đều ẫn đến thắm qua thin

đập

‘Thi công các mỗi nói tiếp giáp không tốt do phân đoạn trong thi công hoặc không dam

p giấp

Không tốt ác lớp tiếp giáp do vết xe chi vit liệu tạo thành b& mặt nhẫn hoặc tạo thành,

bảo độ xoài mái thấm qua thân đập tại vị tri này, hay việc xử lý

có thé dẫn các lớp bụi trong thi công đi ấm qua các lớp tiếp giáp này

‘Thi công lớp gia cổ mái kém chit lượng, ích thước viên đá hoặc tắm lt nhỏ hơn thiếtkế: Chất lượng đá lát hoặc tắm lát kém, viên đã đặt nằm và không chèn chặt có thédẫn đến trượt, sat mái

Thi công xử lý nổi tiếp bờ và nền kém: Không thi công xử lý tạo mái dé các vị trí nền

hay vai đập, không don sạch lớp thảm thực vật đất hữu cơ, việc xử lý nền như: Khoan phụt không đạt yêu ciu, không xử lý hết các lớp bồi tích, thi công chân khay, sin phủ

kém dẫn đến thủng lớp chống thắm gây ra thắm Không bóc hết ting phủ ở vai,công xử tip giáp, đầm đắt đoạn ip gip với ai khôn tốt din đến thắm qua vai

Xứ lý chống thắm qua mang các công tình xây đúc như mang cống hoặc trin khôngđảm bảo chất lượng, đắt đắp không được lựa chọn loại có hệ số thấm nhỏ, không don

vệ sinh sạch sẽ trước khi đắp và đắp không đảm bảo dung trọng thiết kế có thể gây ra

thắm qua mang công trình

ân hành 1.3.2.4 Nguyên nhân do yéu tổ quản ly,

Công tác duy tu bảo dưỡng không thường xuyên như không nạo vét kênh dẫn sau đồng

đã tiêu nước ( nếu có) dẫn đến tác bộ phận này và đường bão hòa đãng cao có thể thoát

nước ra mái hạ lưu dẫn đến trượt hay sạt mái Không thường xuyên trồng dặm cỏ mái

dap nên nước mưa tập trung, kết hợp với dòng thắm trong đập gây xối lở, trượt sat mái4p, không phát don thường xuyên dẫn đến cây cối phát triển lớn trên mái sau khi chặt

hạ thân và rễ cây bị mục hoặc bị mỗi xâm hại dẫn đến sat lở hoặc phát sinh dong

thấm.

4

Nói chung các hư hỏng do thiết kế hoặc thi công thì các hư hỏng phía bé mặt công.

trình có thể sửa chữa để dàng và thường không gây ra hậu quả nghiêm trọng Cúc hư

hỏng do thắm qua nền hay mái gây mắt ổn định công trình và gây mắt nước của hồ

chứa là một trong những nguyên do có thể hội tụ một vai hay tất cả nguyên nhân nói

trên, khiến nhiều công trink phát huy hiệu quả rất kém thậm chí hư hỏng không thể sử

dụng Qua phân tích kỹ vé điều kiện tự nhiên của tỉnh Bình Phước, thấy rằng hiện

tượng thắm mắt nước của dip đắt là điều khó tránh khỏi nếu các nhà xây dựng Không

«quan tâm đúng mức từ khâu đầu tiê là khảo sit đến khâu thiết kế cũng như thi công

và vận hành, duy tu bảo dưỡng công trình sau khi hoàn thành.

Qua những vấn đề đã được trình bày ở trên cho thấy rằng sự hư hỏng của đập không

chỉ do yếu tổ tự nhiên như điều kiện thời tế, thủy văn, thủy lực, địa chất ma con có

những yếu tổ do con người gây ra như công tác khảo sit, thiết kể, thi công, quản lý vậnhành công trình và thực tế cũng cho thấy ring, nhiều khí nguyễn nhân gây ra sự cổ

công tình là tổng hợp của tt cé các yêu tổ nói trên

Khi công tình bị sự cổ, tổn thất về mặt vật chất là đương nhiên và đôi khi là rắtnghiêm trong nếu xây ra tn thất về người Đồng thôi việ tu sửa, gia cổ hoặc phục hồicác công trình thủy lợi đã bj sự cổ nhiều khi rất phực tạp, tốn kém

13.3 Giải pháp khắc phục sự cỗ mét an toàn đập

Do đặc thù của đập đất là

của nén, tận dụng được vật liệu địa phương, giảm giá thành, thi công đơn giản nên

có thể xây dụng trên nhiề loại nền, dB thích ứng với độ lứn

ngày cing dược phổ biến rộng rãi ở nước ta cũng như rên thể giới Tuy nhiên cũng có

Không ít số lượng đập đất được xây dụng trên nén đắt yo, nén đất có ng thắm nước

ầy (yếu về cường độ hoặc khả năng chống thắm hoặc cả hai) và trong quá tình triển

khai xây dựng một số công trình đập đắt từ khâu khảo sát đến thiết kể, thi công và quản

lý vận hành, do nhiều nguyên nhân khác nhau mà không đánh giá đúng thực trạng địa

chất của n để xác định giải pháp kỹ thuật xử lý nền phù hợp dẫn đến các sự số dingtiếc cho công trình Các biện pháp xử lý được áp dụng hiện nay gồm: Tường nghiêngsin phù bằng đất sét, Thàm chống thắm mái thượng lưu bằng vải Bentomat GTL,

mảng chẳng thắm HDPE, lõi giữa bằng đất st, bảo chẳng thắm bentonite (xi măng ~

15

bentonite, đất ~ bentonite, dit- xi măng ~ bentonite), khoan phụt xi ming hoặc sét

(6)

1.3.3.1 Giải pháp chẳng thẩm bằng tường nghiéng sân phủ

Khi nền thắm nước mạnh chiễu diy ting thắm nude khá diy hoặc sâu vô hạn và vật

liệu làm thân đập có hệ số thắm lớn thì hình thức chống thắm hợp lý nhất thường là

tường nghiêng nối iếp với sân phủ

-# Chẳng thắm bằng twig nghiêng sản phi bằng đắt có hệ sd thắm nhỏ

vào các yêu cầu cầu tạo và gradien thủy lực cho phép của đất đắp tường BE day

đính tường không nên nhỏ hơn 3.0m và ting dẫn từ đỉnh xuống chân trởng

chan tường không nhỏ hơn HIS (H là cột nước tác dụng) nhưng không nhỏ hơn

3,0m Độ vượt cao của đỉnh tường nghiêng trên MNDBT ở thượng lưu tùy theo.

cắp công tình 5= 0,5-0,8m Đỉnh tường không được thấp hơn mực tĩnh gia

cường Trên mặt trờng nghiêng có phủ một lớp bảo vệ đủ dày (khoảng 1m) để

tránh mưa nắng, giữa tường nghiêng và lớp bảo vệ có bổ te tng lọc ngược Khi

xác định độ đốc mái tường nghiêng phi bảo đám lớp bảo vệ không bị trượt trên

tạ phải ôn định (khôi mặt tưởng, đồng thời lớp bảo vệ tường ngl

= _ Bễ day sân phủ tùy theo yêu cầu kỹ thuật và điều kiện thi công nhưng không nhỏ.hơn Sem đối với đập thấp và 1,00 đối với đập no

16

Ưu điểm

~_ Dễ thi công, sử dụng được các loại máy thi công thông thường như máy đào,

máy xúc, máy di, máy đầm sửa chữa giá thành rẻ

= Hạ thấp đường bão hòa nhanh làm cho dit đắp thân đập khô ráo lâm tang tinh

Ổn định cho mái hạ lưu.

~_ Kỹ thuật tỉ công đơn giản, phù hợp với trình độ và công nghệ thi công của các

đơn vị thi công tại địa phương.

-® Tường nghiêng bằng màng địa kỹ thuật (Vai Bentomat, HDPE )

Vai chẳng thắm (màng địa kỹ thuật) là những tắm vật liệu mỏng, rt dễ ubn, có hệ số

(10°:10°9em/s, Hiện nay nền công nghiệp hóa chất đã

thẩm rất nhỏ có thé đạt tới

phát triển, có thể chế tạo được nhiều loại polyme tông hợp có độ bền cơ học cao, có.

khả năng chống chọi với các diều kiện bt lợi của môi trường

Phương pháp sử dụng hình thức chống thắm kiểu tường nghiêng cho mái thượng lưu

kha năng chống thắm tốt (hệ số thấm ríbằng một lớp vai địa kỹ thuật, lớp vải

10” envs) hạn chế rất lớn lưu lượng thắm qua công trình Phương pháp này đã được ấp

dụng ở một số công trình cỡ vừa và nhỏ (H<20m), tuy nhiên số lượng cũng chưa

nhiều

1

Hình 1-11 Mặt cắt ngang đập có tường nghiêng chống thắm bằng vai địa kỹ thuật

(Bentomat)~ Công trình Ho chứa nước Sông Biểu, Ninh Thuận

4 Tường nghiêng bằng bê lông cất thắp

Phương pháp sử dụng hình thức chống thắm kiễu tường nghiêng cho mái thượng lưu

bằng một lớp bê tông cốt thép, hạn chế rất lớn lưu lượng thắm qua công trình Phương

pháp này đã được áp dụng cho các đập đá đỏ Tuy nhí ất chỉ mới áp dungvới đập một số công trình cỡ vita và nhỏ (H<20m) như hồ chứa suối nước ngọt ở Ninh Thuận,

sửa chữa đập Am Chúa.

18

= Cũng như tường nghiêng sân phủ bằng đất st, với các hỗ đập đang ích nước thi

Hình 1-12 Mặt cắt ngang đập có tường nghiêng chẳng thắm bằng tắm bê tông = Công

trình Hỗ chứa suổi nước ngot, Ninh Thuận

1.3.3.2 Giải pháp chẳng thẫm bằng tường nghiêng chân ring

“Trưởng hợp tường nghiêng trên nén có lớp thắm mạnh và ting không thắm nằm khôngsâu, người ta xây đựng một chân răng qua nén cắm sâu vào ting không thấm

"Độ cắm sâu của chân răng vào ting không thẩm 8 > 0.5=1,25m

Âm

ông thắm bằng tường nghiêng, chân răng thượng lưu

19

1.3.3.3 Giải pháp chẳng thẳm bằng trờng lõi mẫn Kết hop với chân răng

Vật liệu lâm tưởng lõi cũng tương tự như làm tưởng nghiêng, tưởng lõi có dạng thing

đứng nằm chính giữa hoặc gin giữa đập Theo cấu tạo bé day đỉnh tường không nhỏ

hơn 0,8m và chân tường không nhỏ hơn 1/10 cột nước nhưng phải đảm bảo >=2m.

Khi đập đất có lõi giữa xây đựng trên nên thấm nước và chiều diy ting thấm nước

Không lớn lắm thì biện pháp chống thắm cho nên thông thường là kéo dài lồi giữaxuống tận ng không thắm,

Uu điểm:

—_ Khả năng chống thẳm tốt

bị biến dạng nhi

—_ Ôn định trong trường hop i

~ Có khối lượng nhỏ hơn và dé thi công hon so với tường nghiêng

= Cả thể áp dung cho những đập tương đối cao

Nhược điểm:

—_ Với các công trình nỀn thắm nước có chiễu diy lớn vật liệu dip đập không cỏsin dit sắt ở khu vực duyên hải Miễn Trung, Tây Nguyên thì gii pháp này

không kinh tế,

~_ Kỹ thuật thi công phức tạp và chim hơn tường nghiêng

—_ Khó sửa chữa khi bị hư hỏng.

Phạm vi ứng dụng

= Phù hợp với đập nhiều khối vi được kết hợp với tưởng li chống thắm giữa đập

hữu hạn T<= Sm, đối với ting thẩm

Phù hợp với loại nén có chiều sâu tang thất

nước dây hơn sẽ không phủ hợp và kính tế

1.3.3.4 Giảipháp chẳng thắm bằng tường cit chống đấm

O những vị trí dip đập không có vật liệu chống thắm bằng đất sét, phải chuyên chở xaquá đắt, cần thiết phải xem xét tưởng chống thắm cứng như: cử gỗ, cit nhựa, cử bê

tông cốt thép, cừ thép

Ci được chế tạo sẵn và được đồng bing búa đồng cọc, mấy rung hoặc may ép, néu ein

thiết thi có sự hỗ try của hg thống bơm thủy lực áp lực cao để làm rời đắt kh hạ cử

20

“Các cit được iên kết với nhau bằng khớp nổi âm dương tạo thành một lién kết vững

chắc Để đảm bảo kin nước, giữa khớp nổi có cấu tao vật gu kín nước bằng nhựa tổng

hợp có độ bên cao.

Ưu điểm:

= Khả năng chồng thắm tốt

On định trong trường hop nên bị biển dạng nh

— Dễki n trả và quản lý chất lượng trong quá trình thi công

~_ Chiều sâu xử lý chống thắm khá sâu (2=22)m, nếu kết hợp với chân răng thìchiều sâu xử lý chống thắm sâu hơn

những nơi không có mỏ vật liệu chống thắm

Tuỷ theo tinh chất quan trong và địa chất nd mà lựa chọn loi cử cho phit hợp

48 giảm giá thành

gfe T— xe.

Hình 1-14 Giai pháp tường cử kết hợp với tường nghiêng chân răng,

PERSON NSLS NS SNOT

Hình 1-15 Giải pháp tường cir kết hợp với tường lỗi + chân răng

Hình 1-16 Thi công cừ BTCT ứng suất trước

1.3.4.5 Giải pháp chẳng thắm bằng khoan phut (khoan phụt truyền thẳng)

Khoan phụt truyền thống còn được gọi là khoan phạt có nút bịt (một nút, 2 nit);

(ximăng, đất sét, hoá chất, vào.trong đất dui một áp lực phủ hợp (thưởng từ vài at đến vài chục at tủy thuộc đốitượng xử lý, loại đất và thiết bị công nghệ) Nút bịt có tác dụng bịt không cho dung.dịch trio lên miệng hồ khoan

nguyên lý của nó là bơm dung dich chất kết

‘Diu tiên, khoan phụt truyền thống là dé lắp bit các kế nứt trong nén đá, sau đó đã có

“những cõi tiễn để khoan phụt cho đập đất, Để khoan phụt được trong nén đắt, người ta

44 có những cải tiến về nút bịt và điều chỉnh tăng áp suất: sử dụng nút bịt kép (ống

‘ming-sét, công nghệ tuần hoàn ngược) Với các ting cuội sỏi cũng đã đùng bằng cách

bổ sung thêm công đoạn bai trồng,

2

sứ vào mức độ nứt nề cũa nỀn âu về chất lượng của ming chống thắmP.

và áp lục thắm dy kiẾn tác động để có thé thiết kể số lượng các hỗ khoan phụt cũng

như chiều sâu của chúng và cách thức bé tri các hồ khoan trên phạm vi cần xử lý

* Ưu điểm: Thich hợp với chống thắm nền dé nứt nẻ thiết bị thi công đơn giản, yêucầu kỹ thuật đơn giản, máy móc phỏ biển, gon nhẹ, tính cơ động cao; vật liệu đem xử

lý dễ mua, dễ kiểm trên thị trường,

Hình 1-17 Khoan phụt xử lý nền

Nhược điểm:

= Kho kiểm soát mức độ lip diy của vita trong lỗ rỗng; không áp dụng tốt đổi với

nên cuội s6i, nén cát và nền đắt có mực nước ngằm; hiệu quả thi công không cao

trong điều kiện ngập nước; dễ bị x6, dồn ép cốt liệu khi nỀn rồi và cổ kết cầumềm yếu: chi ứng dụng được cho chiều sâu xử lý dưới 20m, môi trường xử lý

không bị bão hòa nước và có dong thắm đi qua; bán kính ảnh hưởng nhỏ đo áp

lực phụtbị hạn chế

= Qua thực tế cho thấy, nhiều đập đất cũ bị thắm đã tiền hảnh khoan phụt xi xét, nhưng kết quả không đồng đều nhau Một số đập cho kết quả lâu dài, nhưng

mãng-cũng có đập bi thắm trở lai Nguyên nhân cần phải tiép tục nghiên cứu,

1.3.3.6 Giải pháp chẳng thẩm bằng công nghệ khoan phut cao áp

Khoan phụt cao áp (Jet-grouting) còn gọi là ing nghệ khoan phụt kiểu tia, phương

pháp này dựa vào nguyên lý cắt nham thạch bằng đồng nước áp lực

“Công nghệ khoan phụt áp lực cao tạo ra cột đắt gia cổ từ vữa phụt và đắt nn, Nhờ ta

nước và vữa phun ra với dp sud cao (từ 200 ~ 400 atm), van tố lớn (>100mMS), các

phần từ đắt xung quanh lỗ khoan bị x6i toi ra và hoà trộn với vữa phụt, sau khỉ đông

cứng tạo thành một khối đồng nhất gọi la cọc xi măng đất Coe bê tông đất vừa có tác

‘dung chịu lực vừa có tác dụng chống thấm

"Hình 1-18 Sơ đồ nguyên lý Công nghệ Jet-grouting

"Để chống thấm cho các công trinh đê, đập, lim các cọc XMĐ liên tiếp thành dang

tường, Cường độ chịu nền của cọc XM 50+100 Kg/em* Hệ số thấm của tường coc

xi ming đắt đạt được từ 105 + 105 cm tuỳ thuộc vào cấp phối vật liệu lam vita phụt

“Thành phần chính của vữa phụt là ximăng, ngoài ra còn có bentonite, tro bay, phụ giatăng nhanh tốc độ ninh kết

Ưu điểm

—_ Có thể chồng thắm cho nền lề cát s6i rời đến đắt bùn sét; có thé xuyên qua cáclớp đắt cứng, lớp đá hoặc bê tông

= Khả năng xử lý sâu, thi công được trong điều kiện chật hẹp khó khăn, công trình

bị ngập nước xử lý được phần nên nằm dưới bản đầy

= Pham vi ứng dụng cho đất nền cát sỏi hạt rồi đến đắt bùn sét, kích thước hạt từ

10 mm đến 0,002 mm Không áp dụng cho nền đá, đá nút né có đã lăn, đá tảng,

"Nhược diém:

—_ Thiết bị thi công phức tạp đòi hỏi người vận hành phải có nhiều kinh nghiệm,

cọc để bị nút gây;

= Điều kiện pha trên ảnh hưởng lớn đến tinh chất của khi xỉ măng đắt và khảnăng chống thắm của tường

= _ Xi măng bị han chế quá trình thủy hóa khi nên đắt có tính kiểm (đất phen)

= Coe xi ming đất có hệ số thắm lớn (k= +: 10'(emis)) phụ thuộc vào địa chất

công trình cụ thể, đây là nhược điểm lớn của công nghệ này.

Pham vi ứng dụng

= Phù hợp với các loại nền bùn sét, cát, & cát hoặc nền sạn si nhỏ có độ nước.thấm lớn

1.3.3.7 Giải pháp chẳng thẩm bằng tường hào Bentonite

“Tường hào chẳng thắm là loại tường chéng thắm được thi công bằng biện pháp chung

là đảo hào trong dung dịch Betonite rước, sau đồ sử dụng hỗn hợp các loại vật lệu

dung địch ximang + bentonite hoặc ximäng + bentonite + đất sét tại chỗ nghiền mịn

có thé bổ sung thêm phụ gia hóa học để tang độ ôn định và chống thắm) có tính chẳngthắm cao, sau th gian nhất định đông cứng lạ tạo thành tưởng chống thắm cho thân

và nến dip Hào được thi công trong dung dich Bentonite - gọi tt là hảo Bentonite là

hỗ mỏng có mái đốc đứng, hẹp, sâu được thi công trong digu kiện luôn có dung dichBentonite Hảo thường có chiều rộng 0,5 + 0,9m, có chiều sâu 5+ 120m,

Để có thé đào hào rat sâu và duy trì mái dốc thẳng đứng, trong quá trình thi công phải

cduy trì liên tục hỗn hợp nước và & Bentonite diy trong hào giữ cho vách hảo luôn được én định

Hệ số thắm của tường hào có thể dat từ 10" ems đến 10” emis tủy thuộc nhiều vàosông nghệ vật liệu edu thành và trinh độ thi công của nhà thầu La công nghệ mớiđược áp dụng trong vài năm gần day, số lượng trên dưới 10 cái; rất thích hợp với cácđập có nền thắm nước diy (rên 10m) khi mà xét thấy việc bóc bỏ để làm chân dan

bằng đất tốt là khó khăn và tn kém.

“Các hình thức áp dụng đối với tường hào Bentonite:

—_ Giải pháp tường hảo Bentonite kết hợp tường nghiêng chân răng thượng lưu

chống thắm: như sơ đồ hình 2-7 thay cờ chống thắm bằng hảo bentonite;

= Giải pháp tường hio Bentonite kết hợp tung tim chống thắm: như sơ đồ hình2.8 thay cử chống thắm bằng hảo bentonite:

ối, chống thắm bằng hào bentonite (Hỗ chứa

nước la M’L&h, Gia Lai) Hình 1-19 Mii

Uu điểm của công nghệ này là có độ tin cậy cao, chủ động kiểm soát chất lượng; vậtliệu chống thắm để mua trên hj trường

"Nhược điểm là thiết bị thi công công kénh, phải chuyển bằng thiết bị siêu trường- siêutrong (xe cổ ti trọng >401), không thích hợp với các đập vũng sâu ving xa; mặt bằng

thi công yêu cầu tối thiểu rộng 10m; không thi công được trong nước, hoặc nén lẫn đá

lin, đ tang vi giu đào hoạt động theo cơ ché ự trong: hồi gian thi công dài: giá thànhcông trình tương đối cao

Pham vi ứng dụng.

Phù hợp với các loại nỀn đt et, sỏi sạn có hệ số thắm nước lớn Ap dụng trong côngtác sửa chữa nâng cắp chống thắm đập đất

%6