Luận án thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu nguyên nhân và đề xuất giải pháp xử lý xói lở nền cống và vai cống - sau sự cố cống Tắc Giang

Tinh cấp thiết của Để tài

Cổng qua dé là một hạng mục qua trong trên hệ thống đê, hiện nay có 1102 công

lớn nhỏ nằm trên các tuyến dé [3] Lịch sử xây dymg công qua đê gắn liền với quá

h nâng cấp dé phục vụ phát triển và bảo vệ sản xuất, tính mạng tải sản của nhanước và nhân dân Các công được xây dựng ở nhiễu thời kỳ khắc nhau nên két cấu

khác nhau, khẩu độ khác nhau Đặc điểm làm việc của cống qua dé là: C

Ê độ

triều, nền và vai cổng thường li loại đt y

những dn khuyết tại nền cổng và hai bên vai cống thường khó phát hiện; khi thicông cổng phải đào hỗ móng lâm mái nghiễng sau đó dip đất bù hai bên vai cổngcông tác thấp, năng sau cổng thường phức tạp đặc biệt là cổng vinglạ, thắm nước; hạ lưu cổng dễ bị x6 lớ

nên chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất thường không đồng đều; công tác quan trắc, kiểm.

tra đánh giá trong quá trình vận hành cổng chưa được quan tâm thường xuyên Do

đó khi cng làm việc nhất là trong mùa lũ cột nước công tác biển động nhỉ 1 dongthắm từ thượng lưu về hạ lưu có thể gây ra các sự cố ở cổng như: Giảm lưu lượng,nước qua cổng: gây áp lục thắm lâm mắt n định cổng; gây xi ngằm, trôi dắt nền

và vai công; gây ngập ting ở hạ lưu cổng Từ thực tế của sự cố cụm công trình đầu.

mối cổng Tắc Giang Hà Nam ngày 01/08/2012 xảy ra hiện trong nước thắm qua

thân đê, nền cổng và hai bên vai cổng, gây sụt lún nhiều vùng phía chân đê, hạ lưu.

công đã cổ niu vị tí có cát di sủi vớ khối lượng khả lớn, nhà lắp đặt tù điện vậnhành cổng bị sụt hoàn toàn xuống hồ xéi Như vậy việc đảm bảo cổng làm việc bình

thường nhất là cổng qua để tong mùa lũ là hết site cần thi, Vì vậy để tài *NGHIÊN CUU NGUYÊN NHÂN VÀ ĐÈ XUẤT GIẢI PHÁP XỬ LÝ XÓI LO

NEN CONG VA VAI CONG-SAU SỰ CÓ CONG TÁC GIANGvới mục tiêu

phân tich xác định nguyên nhân và đề xuất một số giải pháp khắc xử lý sự cổ của

cổng qua để nói chung, nhằm giảm tối da thiệt hại do sự cổ xối lở nền và vai cổng là

hết sức quan trọng, cố ý nghĩa kinh t, Khoa học và thực tiễn trong quản lý, vậnhành công trình thủy lợi thường gặp.

- Xe định nguyên nhân xảy ra sự cổ x6 6 nên và vai cổng:

và lâu dai sự 66 xói lở nén và vai

ất giải pháp kỹ thuật khắc phục khẩn

- Kiến nghị rong quá trinh khảo sắt, thỉ công, quản lý vận hành đảm bảo an toàncho cổng nhất là cổng qua đề

HH Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

"Nghiên cứu công qua dé nói chung và nghiên cứu cụ thể cổng Tắc Giang-Ha Nam.IV Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

= Cách tiếp cận

+ Tìm hiểu thông tin qua các tải liệu, giáo trinh chuyên ngành đã được nghiên cứu.và ứng dụng:

+ Nghiên cứu hỗ sơ khảo sit thiết kể, thi công, quy trình vận hành và yêu cầu quản

lý cụm công trình đầu mồi công Tắc Giang,

++ Nghiên cứu ti liệu khảo sit, đo đạc thực trang cổng Tắc Giang khi xây ra ự cổ,

~ Phương pháp nghiên cứu.

+ Thủ thập các tà lệu liên quan đến cổng, phân tích để tim ra nguyên nhân thường

gặp khi xây ra hiện tượng xôi lỡ nền và vai cổng;

+ Khảo sát, đo đạc, đánh giá hn trạng công Tắc Giang;

+ Phân tích lý luận: Lý thuyết tính toán thắm theo phương pháp giải tích và phương

pháp phần tử hữu hạn

CHƯƠNG 1 TONG QUAN CHUNG VE CONG QUA bE1 Nhiệm vụ, phan loại, cfu tạo và đặc điểm làm việc của cổng

LH. iim vụ và phân loại cổng

LILI Nhiệm vụ của cổng

Cổng là công trình thủy lợi được xây dựng đưới đập, dé, trên các hệ thống tưới,tiêu, phân lũ, ngăn tiểu, để khống chế mực nước và điều tiết lưu lượng với nhiệm

vụ như: Lay nước, tiêu nước, phân lũ, giao thông, điều ti, tháo cát

11.1.2 Phân loại cing

1 Theo vị trí và mục dich sử dụng

nước từ sông, kênh hoặc từ hỗ chứa phục vụ các yêu cầu lấy~ Cổng điều tu Xây dựng trên sông, kênh để ding cao mực nước, đảm bảo yêu cầulấy nước và giao thông thủy ở thượng lưu; chống ting cho hạ lưu bằng cách đồngmột phần hoặc hoàn toàn cửa van

~ Cổng tiêu: Tháo nước, chống ang cho một vùng nhất định trên một hệ thống;- Cổng phân lũ: Tháo một phần lưu lượng vỀ mùa lũ của một con sông sang hướngkhác, hoặc vào một vùng nhất định dé hạ thấp đỉnh lũ ở sông chính;

- Cổng ngăn triều: Xây dựng ở vũng ven bign, chịu ảnh hưởng trực iẾp của thủy

triều Ở một thời kỳ nhất định, khi thủy tidu dâng cổng mở để lấy nước ngọt vào

đồng khi tiểu rút vio mia lã, lợi dụng chân triều thắp cống mở thảo nước từ đồngra thay đổi nước trong đồng để thau chua rửa mặn; vào mùa khô cổng đóng để ngĩn

tiểu giữ ngọt:

- Cổng tháo cát: Để xối rửa bùn cit king dong phía trước các công tình dng và

đitiết nước;

1g đa chức năng: Cổng kết hợp nhiễu mục dich sĩ dụng khác nhau nh: Tới,

tiêu, ngân mặn, giao thông thùy

2 Phân loại theo két cầu

- Cổng lộ thiên ( cổng hở, cổng đồng bằng): Là loại cổng phía trên hở không dipdit, được xây dựng trên, đầu hoặc cuối kênh, sông;

nước, lấy nước tưới, tiêu nước, phục vụ giao thông thủy, hình thức cổng hở.

- Cổng ngằm ( cống kiểu kin): Là loại cống được xây dựng trong thân đập hoặc thân.

đê; công ngắm thường xây dựng ở những nơi không có yêu cầu vẻ giao thông thủy.

Hình 1.2 Cổng Tắc Giang-Phủ Lý-Hà Nam, xây tại Km 129+530 dé Hữu Hồng,

cống có nhiệm vụ: Lay nước, phục vụ giao thông thủy, hình thức công ngằm.

1.12, Cấu tạo của cống

Hình 1.3 Cổng tưới trạm bơm Hữu Bị: xã Mỹ Phúc- huyện Mỹ Lộc- tỉnh Nam

Cổng gồm ba bộ phận: Bộ phận néi iếp thượng lưu, bộ phận thân ng và bộ phận

nỗi tiếp hạ lưu11.2.1 6p

+ Tác dụng: Hướng ding chảy vio cống thuận dòng và ổn định: giảm tổn thất cộtin nỗi tiếp thượng lưu:

nước, chẳng thắm, chống xói

bộ phận chính: Tường cánh thượng lu (5) Có ình thức kết

sun, tưởng trong lực, tường hộp, tug neo vật liễu bằng gach xây,

it thd như. ất thịt, đất

sét, thm bê tông cốt thp ết cấu iễn khi hoặc tích rồi bản dy cổng Có thể có

kênh dẫn thượng lưu: Day kênh (1), mái kênh (2).

1.1.2.2 Bộ phận thân cống

tông, bê tông cốt thép Sản trước (3, 4): Làm bằng vật

~ Tác dụng: Điều tế, khống chế lưu lượng và mực nước, liên kết thân cổng với bờ

hoặc các công trình khác bên cạnh, giữ én định cống, chống thắm, chống xói cho.

~ Các bộ phận chính:

++ Bản diy (6): Tắc dụng truyền và phân bổ lực các bộ phận thân cổng lên nền đồngthời tạo lực ma sit với nén; giữ én định thân cổng; chống thắm và chẳng x6i cho

+ Trụ ping mỗ giữa) Œ), trụ bên ( tường bên, mồ bên), trần cổng (cồnngim);

khe van (9), cửa van, khe phai (10), cầu công te (11), cầu th phai Chu giao thông

(cổng lộ thiên); tưởng ngục để giảm chiỄu cao cửa van, tng én định ngang cho cácnb:

+ Khi ng có nhiều đoạn hoặc bản diy cổng với sân trước, sin sau tich rồi, cần

phải bổ trí khớp nổi ngang ( 13) để liên kết các đoạn thân cổng với nhau hoặc liên

kết bản đầy với sân trước, sân sau đồng thời làm nhiệm vụ chống thắm và tránh hiện

tượng nút khi nền cổng lún không đều Khi thân cổng với tường cánh thượng lưuhoặc tường cánh hạ lưu tách rời, cn bổ trí khớp nổi đứng (14) để liên kết thân công.với tưởng cảnh thượng lưu hoặc tường cánh đồng thời làm nhiệm vụ chống thắm và

tránh hiện tượng nứt khi nền cổng lún không đề

+ Hàng cir ở mép thượng lưu bản diy 12): Để giảm áp lục thắm tac đụng lên bản

day cổng Còn để giảm gradien thấm tại cửa ra thường đóng hàng cử không sâu ở

trước cửa ra, tuy nhiên cần lưu ý cử này sẽ làm tăng áp lực thắm tác dụng lên bản

đầy cổng Để chống thắm vòng quanh bở và tăng én định cho thân cổng có thể bố

trí tường chống thắm ở thượng lưu, hạ lưu hoặc giữa thân cổng cắm vào thân dé, tuy

nhiên cin lưu ý tường hạ lưu có tác dụng giảm gradien thấm tại cửa ra nhưng lim

tăng cột nước thắm sau lưng tường bên cổng.

Hình 1 Tường chống thắm vòng quanh bờ, ni tiếp tường bên cổng và để1.1.2.3 Bộ phận nỗi tấp hạ lew

- Tác dụng: Tiêu năng phòng xôi, nối iếp và phân bổ đều dng chảy ra khỏi côn

- Các bộ phận: Tường cánh hạ lưu (16): Hình thức, kết cấu tương tự như tường cánh.

thượng lưu Thiết bị tiêu năng: BE tiêu năng (15), tường tiêu năng; các thiết bị tiêunăng phụ, thiết bị hướng ding ( mỗ, ngưỡng, dim Phía đưới sân tiêu năngthường bổ trí lỗ thoát nước, ting lọc ngược để giảm áp lực thấm tác dụng lên bản.đây và giảm gradien thắm tạ cửa ra để đảm bảo không phát sinh x6i ngằm Sân sau

thứ hai (17) để tiêu hao năng lượng thừa côn lại và chống xói cho kênh dn hạ lưu;

hỗ phòng xéi (có thể có hoặc không) Có thể có kênh dẫn hạ lưu: Bay kênh (18),

~ Bề rộng cổng thường nhỏ hơn nhiều so với bể rộng kênh nên tạo ra phân bố dong

chảy ngoằn ngoèo hình thành xody cuộn phía hạ lưu;

= Phin lớn công cổng qua dé ở vùng ding bing sông Hồng thường nằm trên nênthắm mạnh, do đồ đễ mắt ôn định thắm:

- Với cổng qua đề còn có những đặc điểm riêng [3

+ Cấp của cổng thường theo cấp của dé: Cấp của cống được xác định theo cấp côngtrình tri, têu và cắp của đê theo tiêu chun phân cắp dé hiện hành Nên chọn cấp

cơng trình cơng trình bằng hoặc cao hon một cấp để dim bảo an ton cơng trình.Đổi với các tuyển đểđã phân cắp, ấp của cống là cấp để,

+ Việc khảo sit, thi cơng phải đám bảo an tộn dé nhất là trong mùa lũ Thi cơng

cổng cần tuân thủ đầy đủ các kỹ thuật của thiết kế đề ra và chấp hành nghiêm chỉnh.

pháp lệnh về dé điều do Nhà nước ban hành Cần tổ chức thi cơng cống trong mùa.

khơ, nếu khơng xong trong một mùa cần cổ giải phip đảm bảo anton trong mia lũThi cơng phần đất tận dụng tối đa thi cơng bằng cơ giới Căn cứ vào tài liệu địa

chất, thủy văn cơng trình để tính tốn đẻ tính tốn và bổ trí hệ thống tiêu nước hỗ.

mơng,chú ý thiết kế biện pháp tiêu nước hồ mĩng hợp lý khi xây dựng ở vingcất hay;

++ Do thân cổng đặt sâu dưới hân đề nên vẫn đề ổn định trượt của cổng thường đảmbảo nhưng nêu cơng hư hỏng việc sữa chữa khĩ khăn hơn cơng hở Hệ số ổn định.cho phép của cổng lấy bằng hệ số én định cho phép của để cĩ cắp tương đương (nếu cắp của để cao hơn cấp cơng trnh tưổi tiêu) Trị số én định tinh tốn khơngđược vượt quá hệ số dn định cho phép 20%;

+ Việc quan lý vận hành cổng qua đề phải tuân thủ chat chẽ các quy định về phịngchống bảo lụt vả phải kịp thời xử lý khi cĩ sự cổ khẩn cấp;

+ Đối với ống qua để cho khu vục Bắc bộ thời đoạn thi cơng cổng từ 15 thing 10

năm trước đến 30 thing 4 năm sau năm sau, nếu quá thời hạn trên phải được Bộ

nơng nghiệp và Phát triển nơng thơn cho phép.

1.2 Các sự cổ thường gặp và nguyên nhân chủ yếu của từng sự cố ở cống qua.ae

Cổng là một hang mục quan trọng trên hệ thống đẻ, những năm qua do hệ thơng đềAuge tơn cao, dip diy nên nhiều cổng phải nỗ dải, ải trong tác dụng lên cổng cũng

lớn hơn nhiều so với thiết kế, Một số cổng xây dựng mới, tuy chất lượng được nàng

cao hơn trước songkhớp,

lý vận hành cống chưa thường xuyên, khi xảy ra hư hỏng khơng sữa chữa kịp thời,

và thi cơng đã bộc lộ khơng ít tồn tại về xử lý nền,

ửa van, bể tiêu năng, dip đất trên và xung quanh cống Cơng tic quản

bởi vậy kh gặp lũ lớn gây ra sự cỗ bắt ngờ Sự cổ ở cổng cĩ thể xay ra trong quá

trình thi cơng như: Sat lở ở cống Hiệp Hịa ở hệ thống thủy nơng Đơ Lương ở tinh

Neh An; xây ra trong quả tình quản lý, vận hành như: Sự cổ cổng Mai Lâm trên

Để tả sông Dudng, cổng bị sự có thắm qua vai cổng năm 1957 gây vỡ dé; cổng

Kênh Khê trên Dé tả sông Hồng, cổng bị đùn sti, trin dé gây vỡ dé khu vực hai bên.

cổng năm 1915 Kết quả điều tra 855 cổng qua dé trong ĐỀ tai độc lập cấp Nhà

nước “ Nghiên cửu giải pháp Khoa học Công nghệ dé sữa chữa nâng cấp các công.dưới dé thuộc sông Hồng và sông Thấi Binh” năm 2006 cho thấy, trên hệ thống

sông Hồng và sông Thái Bình có 132 cổng bị hư hong cần sữa chữa, số liệu thông

kê một số sự cổ ở công qua dé trong bảng 1.1 [3] Nguyên nhân chung gây ra sự cổ.

ở cổng là do khảo sit, thiết kể, thi công, quản lý vận hành và một số nguyên nhân

khác như: Nước lũ vượt quá mức thiết kế, thay đổi điều kiện sử dụng Tuy nhiên với.từng sự cổ lại do những nguyễn nhân cụ thể như sau:

Bang 1.1 Thống kê một số sự cổ xảy ra ở cổng [3]

1 | Lain, nức chuyển v tường thân trần công 57/132 (43.18) | 57/240 (23.75)2 | Lin, nứt, chuyển vị tường cảnh thượng, | 40/132 (30,3) | 40/240 (16,66)

hạ lưu

3 Đội bề sau tiêu năng 41/132 (31,06) | 41/240 (17,08)

4 | Thim qua nên, vai công, [30132 23,73) | 30/240 02,5)

5 [ Hồng ca van 24/132 (8,18) | 24/240 (12,66)

6 | Sat mai bio vệ thượng, hạ lưu 23/132 (17.42) | 23/240 (3,58)

7_| Cổng ngắn cần nỗi đài 14/132 (10,6) _| 14/240 (5.83)8 | Hong khớp nối 117132 (833) _ | 11/240 (4.56)

1.2.1 Lin, nút, chuyển vị trừng, thân trần cống

- Hiện tượng: Xuất hiện các vất nứt trên thân cổng, cao trình định cống không dim

bảo theo thiết kế, xuất hiện dong thắm rò rỉ qua thân cổng;

Mat cất ngàng cống thiết ke Mặt cất ngang cống do lún, chuyển vị

Hình 1.5 Lin, chuyển vị tường, thân, trin cống

- Nguyên nhân: Do bê tông co ngói, cường độ chịu kéo kém, đề được tôn cao kim

tăng sức chu ti của cổng, phân đoạn cổng không hợp lý nên khi nén lún không đềulàm nứt thân cổng Khi cổng bị chuyén vị vượt giới hạn cho phép sẽ gây ra nứt, vết

nứt mở rộng lim nước rô rỉ qua thân cống

1 2 Lần, mt, chuyển vị trờng cảnh thượng, hạ lưu

- Hiện tượng: Xuất hiện các vết mit ở tường cánh, trong mùa lũ tường bị chuyền vi,

thường gặp ở công có tường bằng đá xây hoặc bê tông thưởng, móng xử lý bằng cọc

tre hoặc không;

- Nguyên nhân: Do lục dy phía sau tưởng cánh lớn hơn tính toán, thi công tường

cánh và đất dip phía sau lưng tường không đảm bảo chất lượng.

1.2.3, Hạ lưu cống bị x6i sâu

- Hiện tượng: Quan sát thấy dòng chảy không êm thuận, thường có dòng xoáy quản

hoặc cuộn thính thoảng còn nghe tiếng ro Hồ xối sâu vàrộng có th sập cả tường

Hình 1.6 Hạ lưu cống bị xôi sâu

~ Nguyễn nhân: Hạ lưu cổng không cỏ thiết bị gu năng, hoặc cỏ nhưng không đảmbảo yêu cầu chống xôi: nh toán sai chế độ thủy lực sau cổng, nước nhảy phát sinhngoài sân tiêu năng làm hạ lưu sin tiêu năng bị x6i rit sâu; đồng mở cổng không

đúng quy trình

1.24 Dang thắm qua nền, vai cổng

Từ + quả thông kế ở bảng 1.1 ta thấy trong 132 cổng bj hư hỏng cần sữa chữa, sự

cổ thắm có 30 cổng chiếm tỷ lệ khá lớn (22,73%) [3] Một số các cổng mới xây

ố thắm như cổng D10 ( 2002), công Mai Trang ( 2001), cổng

Tắc Giang (2012) Hign tượng về thắm cần phải tiếp tục được nghiên cứu Tuy

dụng gần đây bị sự

với các cổng xây dựng qua đề ving đồng bing sông Hỗng, có thé đưa ra một

thận định như sau:

- Các xây dựng rên nên cát chảy, đặc trưng địa chất nền nhạy cảm

ý Hà Nam và Nam Định I4:

~ Các công đều xử lý đóng cọc bê tông cốt thép, một số cổng có đóng cit chồng.

u như đứng trên đầu cọc [4];

Hiện tượng trong mùa là của cổng đồng nhưng ở sin tiêunăng hay ở đoạn kênh nồi tiếp sau sân tiêu năng phát sinh hiện tượng mạnh sii, lỗ.

Vinh L7 Thim qua nên cổng

“Thắm qua vai cổng: Hiện tượng Khi mực nước sông ding cao, quan sắt ở vai cổng

phía đồng thấy nước rin ra mái để chỗ tiếp giáp giữa đê và cổng, có khi nước chảy

ra thành vôi:

Hình 1.8 Thắm qua vai cổngNeguyén nhân:

~ Do kháo st: Tài liệu khảo sắt không đầy đủ; khi khảo sit địa chit

chat chế các quy định Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 8477:2010 *Công trình thủy lợi

~ yêu cầu về thành phan khối lượng khảo sát địa chất trong giai đoạn lập dự án thiết

không tuân thủ

kế, hoặc khảo sát theo quy định nhưng do địa chất nền khu vực xây dựng phức tap,

qui không phân ảnh một cách toàn diện và chính xác tn hình thực ế của

nền Việc bảo quản và vận chuyển mẫu không đảm bảo nguyễn dạng Đối với đắt

cát, cát pha khi vận chuyển thường bị phá vỡ kết cấu và mắt nước nên thí nghiệm.

mẫu không cho kết quả tỉ cây:

~ Do thiết+ Do khi thiết kế chưa chọn chính xác các chỉ tiêu cơ lý phản ánh đúngđiều kiện địa chất thực tế của công trình Thiết kế không đảm bảo chiều dai chống

thắm, không có eit, tường răng chống thắm; kết cầu chống thắm không phủ hợp với

điều kiện địa chất,~ Do thi công

+ Thi công đất đắp vai công không đảm bảo yêu cầu chống thấm: Không tuân thủ

chat chẽ quy định tai điều 11.5 của Tiêu chuẩn quốc gia Việt Nam TCVN 82972009; dit dip vai cổng không đạt yêu cÌu như quy định wi đều 8.2.5 Tiêu chuẩnquốc gia Việt Nam TCVN 8216:2009: Thiết kể dip đắt dim nén;

+ Thi công thiết bị chống thắm không đạt yêu cầu chống thắm: Không đảm bảo độkhít nước giữa các cử chống thắm; thi công khớp nói không đảm bảo chất lượng;+ Khi thi công làm xáo trộn hoặc phi hoại kết cfu của đất nền nguyên dạng gây mắt6n định thấm;

+ Khi thi công không tuân thử iy đủ các yêu cầu kỹ thuật của t thay

đổi biện pháp tiêu nước hỗ móng nhưng căn cứ vào tài liệu địa chất, thủy văn công

trình để ánh toin kiểm tra xói ngim đất nén trong thi công nhất là khỉ cổng xâydimg ở vùng cất cháy, mực nước ngằm cao;

~ Đo quản lý và vận hành:

+ Quản lý vận hành không tuân thủ chặt chẽ Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 8418:

2010- Công trình thủy lợi- quy trình quản lý vận hành duy tu bảo dưỡng công;

++ Không bổ tri thit bị quan trắc thắm hoặc có nhưng kết quả quan trắc được công

không được phân tich để kiểm tra đối chiếu với kết quả thiết kể Khi phát hiện

những hư hỏng nhỏ cục bộ không kịp thời sữa chữa hoặc báo cáo để có giái pháp xit

lý lâu dài din đến sự cổ công trình;

+ Hiện nay công tác quản lý vận hành mới chú trong hig của cống, còn Xem

nhẹ việc quan trắc ( thắm, mục nước, lún, chuyển vi) và kiểm ta thường xuyên đặc

biệt là với các công nhỏ;

đến ứng suất hiệu quả trong đắt nén ting lên mồng sinh ra lún bổ sung Néu mực

nước ngầm hạ xuống không dẫu din hoặc đột ngột sẽ lầm cho công trình nghiêng

nút, thậm chí hư hồng

15 Cánh cửa van bị kênh; nước rò rỉ qua cửa van, khe van

- Hiện tượng: Cống đã déng nhưng nước vẫn chảy nhiều qua hẻm, đỉnh và ngường

cống: nước rò rỉ qua cửa van, khe văn;~ Nguyên nhân

++ Cảnh cửa cổng bi kênh: Do hẻm cửa hoặc sin trước cổng bi chèn, cân vướng bởicác vật cứng như gạch, đá, sắt vụn, cảnh cây, bản lẻ, cửa cổng bị môn, bị hỏng;

kỹ thuê

cong vénh, zoang cao su bị hỏng;

gia công cánh cửa cống không đảm bảo thiết kế, không đủ độ cứng nên bị

+ Nước rò rỉ qua cửa van, khe van: Do cánh cửa không khít với hém cửa; vật chắn.

nước bị hỏng: khe van bị sit més thi công không chính xác.

1.26 Cánh cửa cổng hay tắm phai bị sẫy

- Hiện tượng: Trong mùa lũ khi quan sit thấy nước trong cổng chảy ra phía đồng

nhst và mạnh trên mặt trước ở phía trước cổng xuất hiện nước xoáy hút mạnh vào

đã xây ra sự gy ri tắm phai hoặc thing một bộ phận cửa

và bé trí khớp nỗi không hợp lý.

LẠ - Giảipháp xữlý sự cỗ ở cổng qua đề

1.3.1 Giải pháp xử

1.3.1.1 Hạ lưu cắng bị xối sâu

- Nếu hồ xói chưa nghiêm trong thi dùng bao tải đựng cất đóng cát khoảng 2/3 bao,

khẩn cấp sự cổ cổng qua để trong mùa lũ

khâu miệng lai), thả xuống hồ xói từ 2-3 lớp, sau đó thả đá hộc nhỏ và đến đá hộc.lớn để tip diy hồ xóï:

~ Nếu công nhỏ, hạ lưu bị xói sâu thì dùng đá hộc nhỏ thả trước đá hộc to thả sau,thi cho đến gin bằng mặthỗ xối thi dũng, sau đó thả một lớp ro thép đựng đá

cao trình mặt sân sau khí chưa bị xối

Hình 1.9 Xử lý hạ lưu cổng bị xói sâu1.3.1.2 Dong thắm qua nén, vai cống.

1 Thẩm qua nên, vai cổng nhưng chưa sinh ra mạch súi, 16phụt ở hạ lưu.

ấp bit phía sông: Khi nước chảy thành vai ở chỗ tiếp giáp giữa dé và thân cổng

¢hi phải tìm lỗ rò ở thượng lưu bằng cách: Dùng mộtvài kích thước (50x50)em,quấn chặt 2 mép vào hai thanh tre, ri sit vào mái đê phia sông theo từng hàng nếu

kiểm tra để

thấy nước hút chặt miếng vải m lỗ rõ Dùng bao lãi cát, bộ rơm,phủ một lớp bạt chắn sóng hoặc nỉ lông lên miệng lỗ rd, ding đất ốt hay bao tả đắtđắp áp trúc lượn tường cánh ga và cao hơn mực nước hiện tại khoảng 0,5-1,0m;

- Lâm ting lọc ngược ở mái hạ lưu, bắc máng dẫn nước ra xa ngoài chân đề, thả bao

tải cát hoặc đá ở xuống khu vực sat lở để giữ chân đề.

2 Đông thắm gây mach si, 16 phụt ở trong lồng cổng hoặc ở lạ lưu cổng

= Nếu nước trong cổng và trên kênh không sâu thì làm ting lọc ngược trực tiếp tại

mạch sti, lỗ phụt dé dẫn nước ra ngoài,

nước trong cống và rên kênh sâu không thé làm ting lọc ngược trực tiếp nơilỗ phụt thi nang cao mực nước hạ lưu để giảm áp lực thắm bằng cách:mạch

‘+ Nếu trên kênh phía đồng cổ công trình điều tiết ở gin cổng thi cho đồng ngay cửacống điều tiết để nâng cao mực nước;

‘+ Nếu không có công trình điều ti thì đắp một đập ding nước ngang kênh phía

đồng, Vị trí đập dâng cách xa sân sau và xa nơi có mach sii, lỗ phụt khoảng 50m ở

trên kênh, để đề phòng phát sinh mạch siti mới ngay ở hạ lưu đập dang Nếu bởikênh từ cống đến đập dâng còn thấp thi phải tôn cao bằng đỉnh đập Cao trình đỉnh.đập dâng phải cao hơn mực nước cần dâng từ 0,5-0,8m;

- Khi mạch sủi chỉ ở trong lồng cổng thi chỉ cần dng bớt số tắm phai phia đồng

Nếu thấy mạch sii còn mạnh thi cho đóng cửa đập điều tết hay làm đập dâng trên

h phia đồng như trường hợp trên

Mãi kênh ap dang

Hình 1.10 Xử lý mạch sii ở hạ lưu cống

hoành triệt công ngay bằng,= Nếu dong thắm mạnh có thể gây sập cổng phải cắp tổ

bao tải đất, đất ro đã hoặc dp để qua phía thượng lưu để chan ding thắm, đồng

thời cho đóng cửa điều tiết hoặc làm đập dâng phía hạ lưu để hỗ trợ cho công tác

hoành tiệt cổng

"nước rò ri qua cửa van, khe van1.3.1.3 Cánh cửa van bị kênh:

1 Cánh của van bị kênh đồng không kin van

- Nếlà loại cửa van phẳng thì quay ty van hoặc tìm cách kích, nâng cửa lên

khoảng 10-20em đễ nước chảy trôi vật cứng sau đó hạ của đồng kin hại Nếu loại

cửa van tự động, thì dùng tời hỗ trợ, sảo tre để bảy cửa ra phía ngoài để nước chảylàm ti vật cổng, néu thấy không nguy hiểm có thể dũng thợ lặn xuống nhất đi vật

cản Sau đó buông tời, sio dé cửa tự động đóng lại:

lêu các giải pháp trên không thực hiện được thì đồng thời tiến hành hai việc sau:++ Đứng trên tường đầu cổng hay giàn công tác, dùng bai sào ở hai đầu để đưa cácbó rơm xuống khe hớ, nước sẽ hút din vào, Thả một số bao tải đất sát cửa công phía

thượng lưu dé bit đồng chảy:

+ Đồng phai phía đồng (không đóng kín phai để tránh hiện tượng tức hơi) để nâng

cao mực nước trong cổng, làm giim chênh lệch mực nước trước vi san cửa cổng có

tác dụng hỗ tg thi công, tăng ôn định cho khối bao ti lắp bịt đồng chảy trước cổng,

gidm lượng nước thắm, chảy vào trong cổng.

2 Nước rô ri qua cửa van, Khe van

Nếu có hing phai dự phòng và mực nước thấp hơn đỉnh phai cổng thi thả các.

phai dự trữ để bịt kín nước;

- Nếu không có hang phai dự phòng hoặc có nhưng mực nước đã ngập quá định

ết bịt lại

bịt quá khó khăn thì cho đóng hàng phai cuối cổng hay cửa đập điều tiết hoặc Lim

rãnh phai thì cho thợ lặn dũng gié rách, rom, bao tải gai nl het

đập ding trên kênh phía ding để ning cao mye nước trong cổng làm giảm lưu

lượng nước chảy qua cửa van, khe van để cho việc nhét bit cửa thuận tiện hon,

Hình 1.11 Xứ lý cánh cửa van bị kênh, nước rò rỉ qua cửa van, khe van.

1.3.14 Cánh cửu cổng hay tắm phi bị gấp

= Nếu phía sông có rãnh phai và mực nước chưa ngập đình rãnh phai thi cho đóng.

phai và đưa đất hay bao tải đất vào giữa hai hàng phai bit

st cống nhỏ, không cổ rãnh phai sửa chữa, cửa cng ngập si, thi buộc bó rơmvào đầu cây tre đò tìm lỗ hông, khi tìm được thi dùng sào đưa các bó rơm, ra xuống.để nút miệng lỗ hing sau đó thả bao tai đất đễ kip bit, Nên đóng phai phía đồng để

siảm chênh lệch mực nước và lượng nước chảy qua lỗ hổng ( không đóng kín phai

46 tránh hiện tượng tức hơi):

~ Nếu cổng không cỏ rãnh phai hoặc toàn bộ cánh cửa thép hoặc gỗ bị gly trôi thì

Đồng bớt phai cubi cổng hoặc cửa cổng điều tết (nếu có) hay Kim đập dâng phíađồng, đồng thời dũng các cây sỗ dựa vio định cổng hoặc ding thép trờn hin thànhKhung lao xuống trước của cổng, thả các bồ rơm đường kính 04-016 m xuống, tiếptheo là tha các bao ti dit lip bịt din đồng chày Sau đồ dip đắt hoành tiệt cửacống, đắt dip cao hơn tường đầu ít nhất 2m, mái m = 2, ộng 3-5 m, đắp ra xa phíatường cánh gà mỗi bên 4-5m.

Hình 1.12 Xử lý tắm phai bj ey Minh 1.13, Hoành triệt cổng khi cánh cửa

- Bổ tri phi thượng lưu tiếp giáp với bản đấy, đ giảm lưu lượng thắm, giảm áp lực

thắm lên bản đáy công trình; chỗ tiếp giáp giữa sin trước và bản đáy cần đảm bảo.

chống thắm tốt: trên mặt sân trước làm bằng vật liệu déo cần rải một lip cát sồi diy(10-15) em để bảo vệ chống nứt nẻ sân va chống xói:

~ Vật liệu: đất sét, đất pha sét, vải chéng thẩm, bê tông át phan, bê tông thường, bê.

tông cốt thp, bí tum Kích thước cia sân rước được chọn theo yêu cầu chống

thắm, thi công, cấu tạo và kinh tế;

Hình 1.14 Sân trước bằng đắt sét

ốt, hoặc địa chit

nn không cho phép đồng cứ: trường hợp nền có hệ số thẳm lớn (đất cát cát pha,

- Giải pháp này chỉ thích hợp cho các công mới, nền tương đố

), chidu dày ting thắm lớn thì không có higu quả; ít áp dụng khi sửa chữa cổng cũ

vi pha lâm khô hỗ mồng.

2 Làm cử chẳng thắm tmyằn thing

Hiện nay có thể sử dụng nhiều loại cir chống thắm như: Cir thép, cừ bê tông cốt

thép, cử nhựa, cit

~ Cir thép: Có ưu điểm chiều đi lớn, độ kín nước cao, thích hop với nén không phải

là di Nhược điễm là thi công phúc tap, giá thành cao nên chỉ dùng với các côngtrình lớn, khó sử dụng các loại cờ khác;

~ Cử be tông cốt thép: Thích hợp với nén không phá là đá: nhược điểm là khả năng

kín nước kém, hạ cử khó khăn nên it được ding trong sữa chữa cổng qua đề;

- Cừ nhựa PVC: Có ưu điễ dai lớn, độ kín nước cao; giá thành rẻ hơn cử

thép, Tuy nhiên khó đồng cit vào đt sé, cát trùng và cát thô; cử nhựa dễ bị cong,

vénh do vận chuyển và nhiệt độ;

- Cử gỗ: Hiện nay ít dùng do kém bền

~ Vị trí cừ và chiều dải tuyển cử: Vị trí cử tốt nhất là ở chân khay thượng lưu tiếp

giáp với bản đầy nhưng chỉ thích hợp với cổng mới; với cổng cũ làm như vậy sẽ phá

vỡ kết cầu bản đây và tường cánh bằng bé tông cốt thép, do đó có thé đồng cử nim

sit sin tiêu năng, chiều đài vượt qua mép tường cánh mỗi bên (I-2)m, kéo dài lênmái đê hết mực nước tính tod ; cử nay có tác dụng giảm gradien ra nhưng lại tang

áp lực thắm dưới bản đáy nên chigu sâu cử cần luận chứng thông qua tính toán;

-Ch st sâu đông cử: Cừ thường được đồng cử sâu vào ting không thắm hoặc có hệ

thắm nhỏ từ (0,5-1) m, nếu nền có kẹp lớp đắt thắm mạnh thì chiều sâu đóng cir

hải tính toán sao cho đảm bảo ôn định thắm:

- Giải pháp làm cừ truyền thống có tu điểm: Công nghệ phổ thông, đã có nhiều

kinh nghiệm thiết kế và thi công, tuy nhiên chỉ thích hợp với cổng làm mới, ting

Hình 1.15 B6 tr er chống thắm dui bản đáy cổng

3, Làm trồng chỗng thẳm ving quanh bờ

“Tường thượng lưu cắm vào bờ có tác dụng tiêu hao cột nước thấm để chống thấmvòng quanh bar tường hạ lưu cắm sâu vào bở có tác dụng giảm eridie thắm ti cửa

ra nhưng cần chi ý vì khi d6 cột nước thấm sau lưng tường sẽ ting lên Tùy theo

nhiệm vụ của cống có thể bổ trí tưởng chống phía thượng lưu, hạ lưu, hay thân

cổng Với cổng làm việc hai chiều do đổ để đảm bảo an toàn ta bổ trí tường cả

thượng và hạ lưu để để phỏng cổng mắt dn định về thắm khi làm việc theo chiều

ngược lại

Hình 1.16, Làm tường chống thắm vòng quanh bờ

4 Các giải pháp chẳng biển hình thắm

- Lam lỗ thoát nước va ting lọc ngược tại nơi cố dng thắm thoát ra có tác dụng

chống xói ngằm; ting lọc ngược được tạo thảnh từ một số vật liệu không đính ( cát,đã dim, cuội sò), chiều diy mỗi lớp khoảng (15-30)em: các hat tong mỗi lớp

không được di động, các hat đất được bảo vệ không lọt vào ting lọc ngược, ting lọc

ngược không bị tắc

Hình 1.17, Lim lỗ thoát nước và ting lọc ngược ở cửa ra

- Lâm ting gia trọng tại nơi có dòng thắm thoát ra để chẳng đẩy tr5 Khoan phat truyền thing

- Khoan phụt dung dich sét, xi mang, theo phương áp truyền thông (côn gọi là

khoan phụt áp lực thấp ) lắp đầy những khoảng trồng, khe nút dé chống thắm và

tăng độ chặt cho đất vai và nén cổng:

- Phạm vi ứng dụng: Ap dụng khoan phụt nén đi nứt né, quy tình thi công và kiểm

tra đã khá hoàn chỉnh Tuy nhiên với dat cát mịn hoặc đắt bùn yếu, mực nước ngẫm.

cao hoặc nước cổ áp thì không kiểm soát được dang vữa sẽ di theo hướng nào.

1.3.2.2 Giải pháp xử lý chẳng thẫm bằng công nghệ Jeterouting [3]

Công nghệ Jet-groutng (công nghệ tron ust) là công nghệ mới được phát minh năm

1980 ở Nhật đến nay nhiều nước đã sử dụng và phát tiển công nghệ này để xử lýchống thắm;

- Nguyên lý công nghệ: Công nghệ này được gọi là công nghệ khoan phụt vữa kiểu

tia, Khi thi công, trước hét dùng máy khoan để đưa ông bơm có vòi phun bằng hợp.

kim vào tới độ sâu phải gia cổ (qước xi ming ) với áp lục > 20 Mpa từ vôi phun xã

phá vỡ ting đắt trộn lin dung dich vữa Sau khi vữa cứng lại sẽ thành cột xi

mãng-đất, Nếu thi công tắn lên nhau có th tạo hành một tường hào xi măng mãng-đất, đườngN

kính cật xi măng-đất phụ thuộc vào loại đắt, áp lực phun, ốc độ xoay và rút cần, tùythuộc vào thiết bị; với những thiết bị lớn nhất hiện nay có thể tạo ra cột đường kính.

đến 3m;

~ Ưu điểm: Khả năng xử lý sâu, thi công trong điều kiện ngập nước, xử lý được.phần nền nằm sâu dưới bản đáy, giá thành rẻ:

+ Nhược điểm: Thi công đồi hỏi người có kinh nghiệm để tạo hệ cọc liên tục từ trên

xuống đưới nhằm tránh tạo khe hở để thim nước qua, điều kiện pha trộn ảnh hưởnglớn đến tinh chất của khối xi mãng-đắt và khả năng chống thắm của tưởng, xỉ mănghan chế quá trình thủy hóa khi thi công trong nén dat có kiểm (dat phèn);

lều loại nền từ cát sỏi hạt rời đến đất

Long An, cổng Mai Trang- Hà Nội [3]

+ Cổng Tiêu DIO: Xây dựng năm 2002;mùa lũ năm 2002 xảy ra sự cổ mach si

phía đồng, sau bể tiêu năng;

Hình 1.18, Xử lý công Tiêu DI0- Phủ Lý- Hà Nam

+ Nguyên nhân gây mach sti: Do lớp đất 4 là lớp cất bụi, lớp này bắt

trình -4,48m Thiết kế đã đóng cọc tre đến cao trình -4,0m, tức là gần như xuyên hết.

ối tốt Do chênh I

lớp 3 có khả năng chống thẳm tương hme nước khi lĩ ngoàisông cao, tạo ra đồng chảy ngầm trong lớp 4, ớp cit bụi này rt dé bị xói ngằm, cáchạt nhỏ theo dòng thắm đi về họ lưu và to ra mạch dim phía đồng;

+ Phương án sữa chữa: Sir dụng công nghệ letgroutng tạo một tường hào chống

thắm cắt qua lớp 4 là lớp cát bụi, cắm vào lớp 5 là lớp sét nhẹ màu nâu xám Qua

theo đối đợt fim năm 2005 và ác tận lồ nh cho thấy không côn hiện tượng din

sii như trước, việc sửa chữa đã thành công;

Hình 1.19, Tường chẳng thắm trên cắt dọc và chính điện thượng lưu cổng Tiêu DIO+ Cổng Cầu Bing thuộc huyện Diễn Châu-tinh Nghệ An: Nhiệm vụ: Cấp nước,tiêu nước phục vụ nuôi trồng thủy sản, ngăn mặn và giữ ngọt;

+ Sự cố: Cổng bị thấm dưới nền, hai bên vaicống và đoạn dé tiếp giáp với công, ảnh hưởngđến khả năng làm việc của cổng và gây mắt an

toàn cho công tình;

Hình 1.20 Hiện trạng công Cau Bing trước khi sữa chữa

+ Phương án sữa chữa: Thi công tường chống thắm bing cọc xi ming-dit theo côngnghệ Jet-grouting đưới đáy, hai bên vai cổng và đoạn để bị thắm;

+ KẾt qua đạt được: Sau khi thi công xong.

_— không còn hiện tượng thắm từ thượng lưu về

"hạ lưu nữa, công Lim việc bình thường;

Hình L21 Cổng Cầu Bang sau khi sta chữa

+ Cổng vùng triều: Cổng.cầu kết hợp, cổngzim 2 cửa mỗi cửa rồng Em; chống thắm bằngcir thép, Do thi công không tốt nên cir bị hở,dong thấm qua đáy cửa rất mạnh Cống hau

như không ngăn mặn vả giữ nước được nữa;

Hình 1.22 Xử lý chống thắm cổng Cui-Châu Thành-Long An

—— + Phương án sa chữa: Sử dụng công nghệ Jet-grouting,

aqua lớp nước ấm, xuống tiếp 10m nữa và bắt đầu phụtđể bịtlỗ rò Khi mũi khoan lên gần mặt đáy thi pha phụ

gia đông rin nhanh vào vữa để trình hiện tượng đồng

thấm phá vỡ xi mãng-đất trước khi nó đông kết:Hình 1.23 Khoan phụt theo công nghệ Jet grouting cổng Sông Cui

+ KẾt quả đạt được: Khi làm xong phía thượng lưu thì đã chim dit được rõ nước13.23. Giải pháp xử ý chống thắm bing công nghệ khoan phut hóa chat [4]Công nghệ mới có ác dụng ngăn bịt ding thắm, ding chiy có lưu lượng lớn tongđắt đá, lãng sức chu ti cho nên, có thể ứng dụng để sữa chữa cổng qua để, Tuynhiền hiện nay ở nước ta việc nghiền cứu và ứng đụng công nghệ này còn hạ chế,mặt khác so với công nghệ Jet-grouting thì khoan phụt hóa chất có giá thành cao.

1.4 - Kết quả nghiên cứu trong nước v dn định thắm1.41 Các kết quả nghiên cứu về én định thắm

14.1.1, Năm 2003-2006, Viện Khoa học Thuỷ lợi chủ tri đỀ tải nghiên cứu khoa

học độc lập cap Nhà nước “Nghiên cứu các giải pháp khoa học công nghệ để nâng.

sửa chữa cống duéi dé thuộc sông Hang và sông Thái Bình” [3]: Ap dụng công.

nghệ Jet-grouting để sữa chữa chống thắm thành công 2 cổng qua đề: Cổng tiêu

it: Đập Đá Bạc-HàTĩnh, và đặc biệt áp dụng thử nghiệm ở đê quai nhà máy thủy điện Sơn La

1.4.1.2 Luận án Tiền sĩ của Tô Xuân Vu năm 2002 tại trường Đại học Mo-Dia chất

Nghiên cứu đặc tinh biển dạng thắm của nền để sông Hồng” [I0]DIO, công Cầu Bing; I cống vùng triều: công Sông Cui: | đập

Tác giả kiến nghị sử dụng tường chồng thám bằng xi mang-dat để giám áp lực thắm.hạ lưu Kết quả nghiên cứu của Luận án: Gradien cho phép xôi ngẫm với nén cát

mịn nhạy cảm với thắm: (J]= 0,38.

1.4.1.3 Luận án Tiến sĩ của Bai Xuân Trưởng năm 2009 tại trường Đại học Mỏ-Địa

chit * Nghiên cứu biển dang thắm nền hạ du sông Hồng địa phận tỉnh Thái Bình vàcđánh giá thực nghiệm một số giải pháp xử lý” [8]

- Kết quả nghiên cứu của Luận án cho giá trị giới hạn như sau:

+ Giới hạn xói ngầm: [J] = 0,476~0,433 ( cát hat bụi )

[J] =0,51-0,453 ( cát hat nhỏ )

+ Giới hạn cắt chảy: [J] = 0,735~0,742 ( cát hạt bụi )

[J] =0.27-0,709 ( cát hạt nhỏ )

142 Kế luận

= Giải pháp công nghệ Jet-grouting có hiệu quả trong việc sữa chữa nén, chống thắm

cho cổng qua đê Tuy nhiên đây là công nghệ mới ở nước ta, các kết quả đạt được.

mới chỉ là bước đầu, chưa có phỏng thi ng!

cọc xi mãng-đất Hiện nay mới chỉ có Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 9403:2012 " gi

cố nên đất yêu-phương pháp trụ đất xi măng” do đó việc áp dung công nghệ nayvào điều kiện thục tế cần phải được tếp tục nghiên cứu và hoàn thiện

~ Kết quả nghiên cứu về ôn định thắm nén dé và công qua đê của các Tác giá cho.thấy mỗi giải nhấp chẳng thim đều có ww, nhược điểm, phạm vĩ ứng dụng khác

nhau nên việc lựa chọn giải pháp chống thắm phù hợp với điều kiện cụ thể của từng

công trình là

15 Kếtluận chương

~ Nguyên nhân gây ra sự cổ ở cổng có thể do khảo sit, thiết kể, thi công, quản lý và

site quan trong,

vân hình công tinh, Tuy nhiễn vớ từng sự cổ công tinh cụ thé ta cần phân tích,

anh giá chính xác nguyên nhân để có giải pháp xử lý hợp lý;

quả nghiên cứu trong nước đã cổ nhiều giải pháp xử lý chống thắm như: Làm

sin trước, đồng ett, khoan phụt truyền thống, khoa phụt theo phương pháp

Jet-grouting, lam ting lọc ở cửa ra, làm hệ thống tiêu nước sau lưng tường nhưng do

cấu trú địa chit nén cổng rit phúc tạp nên vin để lựa chọn giải pháp xử lý chốngthấm hợp lý với từng điều kiện địa chất và sự cố công trình cụ thé vẫn edn phải tiếp

tực nghiên cứu,

'CHƯƠNG 2 NGHIÊN CỨU NGUYÊN NHÂN XÂY RA SỰ CÓ CONG TACGIANG

24 Giới gu chung về cổng Tắc Giang

2.1.1 Giới thiệu chung về hệ thống thiy lợi Tắc Giang-Phủ lý [2]

2.1.1.1 Hệ thẳng thuy lợi Tắc Giang-Phủ lý: Bao gồm toàn bộ đắt dai của tỉnh Hà

Nam và 3 xã cia huyện Phú Xuyên thuộc tỉnh Hà Tây Diện ích tự nhiên 86 030hatrong đó có 46.159ha đắt canh tác nông nghiệp Vùng dự án được giới han bởi:- Phía Bắc giáp tinh Ha tây;

Phía Đông giáp sông Hồng,

- Phía Nam giáp sông Đào Nam Định;

+ Phía Tây giáp tình Hà Tây và Ninh Bình

24.1.2 Hệ thẳng sông: Vùng Dy án nằm trong lưu vực sông Châu, lưu vực sông

Châu là lưu vực hở chịu ảnh hưởng của các sông lớn là sông Day và sông Hồng Hệ

sông được đưa vào nghiên cứu gồm có.

~ Sông Châu Giang (hay còn gọi là sông Châu): La con sông nội đồng khá lớn chảy,

qua khu vực trung tâm tinh Hà Nam, có bai nhánh:

+ Nhánh từ đập Quang Trung chảy về phía Đông đến trạm bơm Hữu Bị thuộc hệthống 6 trạm bơm lớn Bắc Nam Hà;

+ Nhánh từ Tắc Giang qua công Điệp Sơn chảy vẻ phía Tây qua cống Phủ Lý đỗ

vào sông Bay (côn gọi sông Châu cul);

Sông Duy Tiên: La sông nội đồng tach ra từ sông Nhuệ, chây qua huyện Duy Tiên

gap sông Châu tại Bay Cửa;

+ Sông Nhu: Li một phân lưu của sông Hồng, diy là con sông chỉnh của hệ thốngthuỷ nông Sông Nhuệ nhận nước ngọt trực tiếp từ sông Hồng vào hệ thống quacổng Liên Mạc Sau khi qua lưu vực sông Nhu, sông d vào sông Đây ti Phi Lý;

+ Sông Đáy: Là một phân lưu lớn củu sông Hồng, từ Đập Day ra cửa Đây với chiềudai tổng cộng hon 200 Km Sông chảy qua khu vực phía Tây tỉnh Hi Nam và là trụcxông cấp nước, tiêu nước quan trọng cho khu vực phía Tây tỉnh Hà Nam và một số

địa phương khác thuộc hai tỉnh Nam Dinh và Ninh Bình;

~ Sông Dio Nam Định: Là con sông nỗi giữa sông Hồng và sông Đây nằm ở phía"Nam tinh Hà Nam Gap sông Day ở Độc Bộ, sông Đảo hing năm chuyển một lượng

nước lớn từ sông Hồng sang sông Day nhưng chỉ có tác dụng cung cấp nước cho 2

tinh Nam Định va Ninh Binh ở vùng ha du sông Đá)

~ Sông Hoàng Long là một nhập lưu của sông Day, nhập vào sông Day tại GiánKhẩu:

~ Sông Sắt: Là sông nội đồng thuộc khu vực 6 trạm bơm lớn Bắc Nam Hà, sông tách

từ sông Châu Giang, qua cổng An Bai cháy qua huyện Bình Lục, gặp sông Diy tại

2.1.2.1 Vj trí: Công Tắc Giang được xây dựng tại vị trí Km129+530 trên đê Hữu

sông Hồng tại xã Chuyên Ngoại xã Nguyên Lý giữa hai huyện Duy Tiên và huyệnLý Nhân, tỉnh Hà Nam.

km 1294530

Hinh 2.2 Vị trí công Tắc Giang

2.1.2.2 Nhiệm vụ

- Ly nước ngọt mùa kiệt từ sông Hồng vào sông Châu Giang tạo nguồn tưới cho

diện tích canh tác 18.868 ha của các xã thuộc huyện Duy Tiên, Lý nhân, Bình Luc

‘Thanh Liêm và thị xã Phủ Lý với Qy = 36,0m'/s;

iy nước ngọt trước và sau mùa lũ (tháng IV,V,VI và X, XI) từ sông Hồng vào

sông Châu Giang tưới tự chảy cho 5.672 ha khu vực sông Nhuệ huyện Duy Tiên,

tạo nguồn nước phù sa để cải thiện chất lượng nước tưới cải tạo đất cho 36.198 havới lưu lượng Qmax = 69.61m's;

- Lấy nước các tháng mùa lũ từ sông Hồng (mye nước báo động II) vào sông Châu.Giang để cải tạo môi trường sinh thai và chất lượng nước phục vụ dân sinh với Q =3442 mvs

kết hợp giao thông thuỷ cho tâu thayén cổ tải trong < 200 tấn và mốn nước < 2mtừ sông Hồng qua sông Châu Giang và sông Day (va ngược lại), cải thiện môi.

trường, thúc day du lich và địch vụ phát iển

Các thông số kỹ thuật cơ bản và đi

-11 Quy mô công trình

iện địa chất công trình [2]Cụm công trình đầu mối gồm:

~ Cổng hộp bê tông cốt thép bổ trí 3 tầng cửa và 2 lớp cửa dé có thể lấy nước ở các.

mức khác nhau trong mùa kiệt và mùa lồ:

~ Âu thuyỂn có chiều rộng thông thuyền: B = Sm;

= Khoảng cách giữa tìm cổng va tìm âu thuyén là 42m;

- Khoảng cách mép 1à 25.4m;ống và mép âu thuyề

- Cao trình thiết kế dé Hữu Hồng +9,5m;

bổ tí trong phạm vi cổng đưới bản đây cổng, cử- Chống thẳm; Cử chống tt

thượng lưu dài 10m, cit hạ lưu dij 3m Bản đấy cổng liên kết với sản trước và sin

&t với tường bêntiêu năng bằng khóp nối ngang; tường cảnh thượng hạ lưu liên

công bằng khóp nối đứng ( hình 2.4) Phin tiếp giáp hai bên cổng với âu thuyền vàđê phía thượng hạ lưu có tường bê tông bản chắn, hai bên thân cổng bỗ trí tường.

răng để chống thắm ving quanh bở ( hình 2.3),ớt kế.12 Cấp công trình và các ch teu

- Tân su thiết kế tiêu: p= 104:

rit thiết kế lũ sông: 10%;

- Tân suất thiết kế chống lũ của cổng qua để: p= 0,15%:

Theo quyết định số 2310 QĐ/BNN-XD ngày 24/10/2006 của Bộ nông nghiệp và

- Cổng qua đ

- Tần s

hít tiển nông thôn các mực nước dùng trong thiết kể như sau

+ Mực nước; BDI = +5,5m ; BDI = +6,3m ; BĐIM = +7,lm;

4+ Mực nước thiết kế đ sông Hồng: 1821m:

++ Mặc nước lũ hit kế trên sông Châu Giang: +4 5m

+ Mực nước lịch sử thượng lưu công Tắc Giang tại sông Hồng ( ngày 22/08/1971):

+ Mực nước lich sử hạ lưu cổng Tắc Giang tai sông Châu ( ngày 22/08/1971): +ám;++ Mực nước thiết kế đăng nước tưới phủ sa tai cổng điề tiết đập Phúc: +3,6m:

+ Me nước trung bình nhiều năm: +2.18m.

Bảng 2.1 Tổng hợp các mực nước ding trong thiết kể [2]

TT | Trường hợp, Mục nước sông ¡ Mựcnước | ChênhlệchHồng (m) | sông Châu (m) | mục nước (m)

1 | Mực nước thiết kế +407 y +035 +362

Mực nước lũ lịch sử

2 | ngày 22/08/1971 48,83 +40 +483

3 | Mực nước BIHI +1 #218 +92

2.1.33 Điều hiện dja chất công trình [2]1 Khối lượng địa chất ate hiện

= Giai đoạn dự án đủ 5, chiều sâu hồ khoan 30m;fue: Khoan máy 8

- Giai đoạn thiất kếThuật và bản vẽ th công

+ Khoan máy: Khoan 16 hồ, độ sâu 20-35m/ hồ, tổng độ sâu 480m;

+ Khoan tay: Tuyển kênh và sông Châu Giang ( khảo sắt đầu mối công Tắc Giang)

9 hỗ, độ sâu 10-20mhồ, tổng độ sâu 130m,

++ Đào hồ vậLliệu xây dựng đắt 12 hổ, độ sâu 27-4,2m hổ, tổng độ sâu 40,6m;

Bảng 22.tghiệm trong phòng giai đoạn thiết kế kỹ thuật va bản vẽ thi công.

Mẫu đất nguyên dang ( đất nên) 64 mẫuMẫu cát nến 05 mẫuMẫu nguyên dang VLXD (3 chi tiêu) Of mẫu

iim Proctor 08 mẫuMẫu dit chế bị ( VLXD) 21 mẫu

Thi nghiệm mẫu nước ăn mòn bê tông 03 mẫu

2 Phân bổ địa chất cing Tắc Giang

‘Theo tai liệu khảo sát địa chat đã thực hiện năm 2006 thi dja ting dưới đáy khu vựccông Tắc Giang phân bổ từ trên xuống cổ các lớp như sau:

QotstmiesofzLaA) Condy th 2)

Hình 2.5, Mat cắt địa chất đọc tuyển công

Bảng 2.3 phân bé từ trên xuống dia chất công Tắc Giang

Mặt cat địa chat ngang Tinh chất Hệ số thâm.

Lớp 2: Dat á sét nặng-á sét trung mau nj

nâu, đôi chỗ xen kẹp thổ cất mông; thấm

Lap 3: cát cát bụi mau xâm nâu, xấm

tro; thắm nước mạnh

Tap 4: Cat hạt nhỏ, õ chỗ là cát hạt bụimâu xim nâu, xim ro, nâu nhạt Đôi

chỗ lẫn vô sở, hến, thẳm nước mạnh:Lap Š: A cất màu nâu xăm, xâm to, lẫn

hữu cơ mẫu xảm đen lớp 5 thường nằm

dưới lớp 4 phân bổ không liên tục; thắm

nước mạnh

màu xám tro, xám nâu, lẫn hữu cơ miu

xắm đen, các thé cát xen kẹp khôngđều, có chỗ lẫn võ s6 hến

Các chỉ tiêu cơ lý của đắt nên va đất dip để (phụ lục 1).2.1.34 Dit dip [2]

- Lớp 2: Bat á sét nặng-á sết trung xen kẹp các thé cát mỏng mau nâu xám, nâu

hồng nâu gụ các thé cát phân bổ không đều; trạng thải déo cứng- dẻo mễm, kết

Sm; nguồn gốc bồi ích (aQ)s hệcầu chất vừa; chiều đây khai thie tử 2.

k= 5.10° (en/e) = k= 5.10 (ms;

Bang 2.4 Chỉ tiêu cơ lý của đất đắp vai công.

TT Chi te Bon vi Lap?

T_ | Thành phần hạc

Hạt sót % 216Hat bụi % 384Hạt cát % 400

Dung trong ướt (7) Tim 187

Dung trong khô (ý,) Tim* 144

= Đắt dip cổ chất lượng đạt yêu cầu, uy nhiên trong lớp 2 cổ xen kẹp cúc thứ cát

mỏng, phân bổ không đều do đó khi khai thác gặp chỗ có nhiều thứ cát không nên

sử dụng ở những nơi có yêu cầu chống thắm;

2.1.3.5 Địa chất thiy văn [2]

= Nước mặt Theo kết quả thí nghiệm mẫu nước sông Châu Giang là nướcBicacbonat Natri Canxi Theo tiêu chuẩn QTXD-59-73 các dau hiệu va tiêu chuẩn

ăn môn của nước môi trường đối với kết cầu bê tông và bêa cốt thép, nước mật

không ăn môn cúc loại bể tông;

+ Nước ngằm: Nước dưới đắt tồn tại trong lớp 4 (cát hạt nhỏ), lớp 3, lớp 5 và lớp 7

(á cat), nước thuộc loại nước có áp Mực nước dưới đất trong thời gian khảo sát

cách mat đất từ 0,70-2,20m:

~ Nước ngằm có quan hệ trực tiếp với nước sông vì vậy khithỉ công trong mùa lũ và

ân hành công trình cin đề phòng bục nén khi mực nước sông lên cao;

~ Nước mặt và nước ngằm đều không ăn mòn đối với các loại xi măng nên thuận lợicho việc sử dụng các loại xi măng dé xây dựng công trình.

2.1.3.6, Đánh giá điều kiện dja chất công trình [2]

~ Đánh giá tinh xói ngằm của lớp 4 theo "Hướng dẫn tính toán man chống thắm vả

độ do Trung tim NCUDCN-Công ty TVXD thủy lif

biên dich thing 1-2006 cho thấy lớp 4 không có tinh x6i ngằm Tuy nhiên cần lưu ý

lớp 6, lớp này chịu tải kém, Vì vậy cạc gia cổ nỀn chủ yếu nằm trong lớp 4;

- Đây kênh dẫn nước vio cổng và âu thuyền đặt vào lớp 4 (cát bạt nhỏ), kênh dẫn

nước sau cổng và âu thuyền đặt vào lớp 3 á cát et bụi) vì vậy phẫn tiếp giáp của

kênh với cng và âu thuyén cần có biện pháp ngăn ngừa hiện trọng xôi ngằm;

- Đây mồng cổng và âu thuyền theo dự kiến phải đào khá sâu (70.7,5m) qua các

lớp đất có khả năng chống trượt khác nhau, vì vậy cần mở mái phù hợp tránh sạt lỡ;

- Lớp 4 có tinh thấm nước rất mạnh vi vậy khi thi công cả có biện pháp tháo khôhỗ móng và ngăn nước mặt chảy vào hỗ móng khi đảo kênh;

= Nước ngằm có quan hệ với nước sông khi mở móng vào lớp 4, lớp 3 cần xem xét

khả năng bục nén khi nước sông lên cao Cin cólên pháp chống xói ngằm ở chân

mái đốc hỗ móng vả mái đốc kênh;

2.1.3.7 Thiết kế xử lý nén cổng

1 On định trượt, lún [2]

Cum đầu mối công Tắc Giang được thiết kế nằm trên hệ thống cọc bé tông cối thép

đài 8m, Để

M300, chi đãi cọc ti thân cổng đài im, tưởng cánh cổng cọc có

đảm bảo dn định của công và dé thi biện pháp thi công cọc tường cánh thượng lưu.

Hiệp cặc:

16x12 = 192 cọckíc 1,5x1,5m

Kích thước cọc

TớP 4 Í 9.3x0,3x8m

Hình 26 Sơ đồ bổ tí ọc ại thận cổng2 On định thắm [7]

- Tại thân cổng Tắc Giang: Xúc định trong trường hợp giả thiết khớp nổi thượng hạhw hông, mục nước thượng lưu bằng +7,m, mực nước hạ lưu bằng 32,8m, chênhlệch mực nước thượng hạ lưu cổng bằng +4,92m, cổng làm việc với chiều đàiđường viền thấm là L = 24,3m để đảm bảo không xây ra xói ngằm ở hạ lưu công

trí cử thép hàng thượng lưu dài 10m, hạ lưu chiều dai cử là 3m [7];

¬ we

24,5013.7 ©

35+ Thiết bị do mực nước thượng, hạ lưu công:

- Thiết bị quan te lún

2.14 Quá trình thi công công trình

24.1 Các giải đoạn thi công móng công trình- trình tự thi công của Nhà thầu

xây lip- biện pháp thi công của Tie vẫn thit kế lập [7]

Bảng 2.5 Các giai đoạn thi cống móng và trình tự thi công

Cie gii đoạn th công móng công tình | Trình tự thi công | Biện pháp thi công

của Nhà thầu xây | của Tự vấn thiết kếlấp lập

Giai đoạn Is Mùa là từ 92007—510/2007, thời gian tiêu nước 1 thing

Giai đoạn 2: Mùa khô tir 11/2007 Thi cong cing [Thi công xong

4/2008, thời gian tiêu nước 6 thẳng cống

Giải đoạn 3: Mùa lũ từ 5/200 Thì công công, | Thi công các hạng

—s10/2008, thời gian tiêu nước 6 thắng | ngày 22/7/2008 | mục tên cao

đã dap vai cổng

Giai đoạn 4 Mùa Khổ từ 11/2008) Thi cong xong âu [Thi cổng xong âu

—s4/2009, thời gian tiêu nước 6 thắng —_ thuyển thuyển

Giai đoạn 5: Mùa lũ từ 5/2009, thời

giantiêu nước | thing

2.1A2 Biện pháp tiêu mrốc hỗ ming

1 Biện pháp tiêu nước hồ ming của Tie vin thiết tế lập- của Nhà thâu xây lắp [7]

TT TTTTT TTTTT

Hình 2.9 Mặt bằng bổ triều nước hồ móng

1: Móng cổng 2: Ranh tiêu nước; 3: Giống tập trung nước phi hạ kn:4: Dê thượng lưu phía sông Hồng 5: Để hạ lưu phía sông Châu

Bảng 2.6, Biện pháp tiêu nước hồ móng

Biện pháp lim khô nước hỗ móng của Tư | Biện pháp tiêu nước hỗ móng của Nhà.

vấn thie kế lập thầu xây lắp

Để giữ nền On định trong quả tình thi Do yêu cầu về tiến độ nhà thầu xây

công, don vị tư vấn thiết kế hệ thống cit | đựng được phép thi công trong mùa.thi công wy quanh hỗ móng sau khi mưa lũ Theo công văn số 750/BQL

đào đến cao trình thiết kế dùng rãnh tiêu | thi nhà thầu xây lắp không đóng cir

nước lộ thiên bing phên rơm, cọc tr, để | thi công vây hỗ móng mà dũng hệ

tiêu nước mưa, nước tÌ và nước tí thống rãnh lộ thiên và ding mây bơm;

‘Svein món thiết kế

6 Leptin én hộ

đát co ne số thầm nbd

Hình 2.10, Bồ trí tiêu nước hồ móng của | Hinh 2.11 Bố tr tiêu nước hồ móng.

Tư vấn thiết ké lập của Nhà thầu xây lắp

6: Cừ vây quanh hồ mồng; 8: Cọc tre; 9: Phên rơm, lớp lọc.

7: Phên rơm, cọc tre

2 Một số di biễn rong quá tình hi công [7]

Võ đề quai hạ lưu: Vào lúc 20h30 phút ngày 06/11/2008 để quai hạ lưu bị vỡ, mực

nước thượng lưu dé quai là +4,5m, chỗ vị vỡ sâu 7.5m tức là cao trình đáy chỗ vỡ là

“3.0m (số liệu do Nhà thầu xây lip bảo cio ngày 07/11/2008) Sau khi dip li để

quai hạ lưu phải bơm nước và dạn vệ sinh hồ mồng.

2.1.43 Những vẫn đề kj thuật thay đổi ki thi công

- Thi công cổng trong mùa lũ: Do yêu cầu về tiến độ nha thầu xây dựng được phépthi công trong mùa mưa lũ:

- Thay đội biện pháp tiêu nước hỗ móng: Theo công văn số 750/BQL thi nhà thầuxây lắp không déng cử thi công vây hỗ móng ma dùng hệ thống rảnh lộ thiên vả

đàng mấy bơm:

- Không bé trí thiết bị quan trắc thắm.

hành [7]

“Theo ti liệu quan trắc mực nước kể từ khi công tỉnh dua vào vận hình ( năm

2009) đến thời điểm xảy ra sự cố ( tháng 8/ 2012) của Công ty trách nhiệm hữu hạn.một thành viên kha thác Nam Hà Nam tì chênh lệch mục nước lớn nhất thượng hạlưu cống Tắc Giang là tổ hợp mực nước: Mực nước thượng lưu: +5,0m, mực nước.

hạ lưu: +2,6m, chênh lệch mực nước: AH:Am.

2.2 Sự cỗ cổng Tắc Giang và ứng xử kh2.2.1, Thời gian và diễn biển sự cổ

~ Vào lúc Sh30 ngày 01/8/1012 tại vị trí đầu mỗi cng Tắc Giang phát hiện phía hạ.

lưu tường ngoặt sau bé tiêu năng của1g có hiện tượng din sii mạnh, nước đục,

gian nhà đặt ti điện để vận hành cống bị lún nghiêng, đến 10h cũng ngày toàn bộ

gian nhà bị sụt xuống hỗ xối, xuấ nứt chay dải dọc mép mặt để, chân để

phía hạ lưu sụt lún nghiêm trọng;

- Thời điểm xảy m sự cố cửa van cổng và âu thuyền đóng, chênh lệch mực nước

thượng hạ lưu cổng là 2.4m ( mực nước thượng lưu +5,0m; mực nước hạ lưu

- Sau ba năm đưa vào sử dung từ năm 2009 đến ngày 01/8/2012 xảy ra sự cổ thắm.từ thượng lưu về hạ lưu gây xói nén và làm sụt lúa đắt ở vai cổng vả mái hạ lưu bêntrái, ảnh hưởng đến an toàn của cổng;

Hỗ xôi ở mép tường cánh bên trái phia Sụt lún tại chân đề phía hạ lưu bên trai

~ MG cửa âu thuyền để giảm áp lực nước, hạn chế tối đa mức độ khoết sâu của dòng,

“chảy vào chân công trình;

- Dang đất đá, rọ đá thả xuống hai bên vai cổng khu vực sụt đất Lam biến báo cắm,

đường không cho người, phương tiện giao thông vio khu vực xảy ra sự cố:

im và khoanh khu vực xối:

~ Khảo sit ôi ngằm bằng ra đa

~ Ding vải HDPE trải khu vực thượng lưu cổng đồng thời thả đá, rọ đá, bao tải đất,bạo tai cát chèn vải;

- Đông cọc cừ lassen III và cọc xỉ măng dit tai khu vực xây ra xói ngằm;

= Tiếp tục dip đề quai thượng lưu đến cao trình +8m; rộng 1Im; để đảm bảo chốngHìũ báo động cấp 3, đồng thời xử lý hồ xói và sụt lún thân để;

- Đồng cửa âu thuyển phục vụ công tác ri bạt chẳng thắm.

ip đập tam phía thượng lưu cổng ap đập tam phía thượng lưu cổng trước

trước cầu Chuyên Ngoại cầu Chuyên Ngoại

Diing 19 đá để gia cổ chân để Dùng bao ti đt đã để hỗ rợ chống

thắm qua thân đềkhỉ xiy sự có

Hình 2.13 Ứng xử khẩn c

song Em Pacing

mn wa

Th TTri „

~ Khảo sit hiện trạng dé sơ bộ đánh giá nguyên nhân gây ra sự cổ;

~ Khảo sát địa chất nền và hai bên vai cống để tinh toán thắm, đánh giá tỉnh xóingầm của đất nền hiện ti;

= Khảo sắt các hạng mục công trình liên quan sau sự cổ.

2.3.2 Khảo sit hiện g cổng khi xay ra sự cổ [7]

+ Theo kết quả quan trắc lún thì nhà để phai giữa cổng và âu thuyển ( khu vue bắtđầu xây ra hiện tượng x6i) chuyển vị rit íc Hai gốc nhà phía thượng lưu: AS =

04mm; hai góc nhà phía hạ lưu: AS = 0,077mm Như vậy dòng thắm không đi qua

Khu vực này:

+ Theo kết quả khoan thâm đồ khu vực tưởng cảnh thượng hạ lưu cng, bản đây

cổng có kết quả như sau

++ Hồ xối bắt đầu từ tường cảnh bế: phải thượng lưu