Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu lựa chọn phương pháp hợp lý tôn cao đập đất để đáp ứng yêu cầu và nhiệm vụ mới, áp dụng cho đập Thành Sơn tỉnh Ninh Thuận

LỜI CAM DOAN

“Tôi xin cam đoạn luận văn thạc sĩ vớitài “Nghiên cấu lựa chọn phương pháp hợp

lý tổn cao đập đất để dp ứng yêu cầu và nhiệm vụ mới, áp dung cho đập Thành Sơntinh Ninh Thuận” là công tình nghiên cứu của bản than tôi Các nội dung và kết quả

trình bày trong luận văn li trung thực và chưa được ai công bé trong bắt ky công trìnhkhoa học nào côn các thông tin tài liệu, bảng biểu ấy từ các nguồn khác đều đượcdẫn nguồn diy di theo quy định Nếu nội dung luận văn không ding với cam kết tôi‘xin hoàn toàn chịu trách nhiệm.

Ninh Thuận, ngày tháng năm 2017

“Tác giả

Nguyễn Thị Sang

LỜI CẢM ON

Trong quá trình nghiên cứu và thực hiện luận văn với dé tai “Nghiên cứu lựa chon

phương pháp hợp lý tôn cao đập đất để đáp ứng các yêu cầu và nhiệm vụ mới, ápdụng cho đập Thành Sơn tỉnh Ninh Thuận” tác giả đã nhận được rit nhiều sự giúp

đỡ từ thầy cô, ban bè và gia đình.

Trước hit tác giả xin bày 16 long biết om sâu sắc tới thấy giáo GS.TS Nguyễn Chiến đãtận tinh hưởng dẫn cũng như cung cấp thi liệu và thông tin cin thiết để tác giả hoàn

thành luận văn này.

“Tác giả cũng xin chân thành cảm ơn các thay giáo phòng Đảo tạo Đại học va Sau Đại

học, Khoa công tình - Trường Đại học Thủy lợi cùng toàn thể các anh chị em trong'Viện Dao tạo và Khoa học ứng dụng Miễn Trung đã giúp đờ trong quá trinh thực hiệnluận văn,

Cuối cùng để hoàn thành luận văn tắc giả còn được sự cỗ vũ động viên khích lệ từ phía

Mặc dù đã rắt cố gắng trong quá tình làm luận văn, nhưng do thời gian và kiến thúc

còn hạn chế nên không tránh được sai sót tác giá rắt mong nhận được sự góp ý chỉ bảo.

của các thấy cô, bạn be vi đồng nghiệp.

"Ninh Thuận, ngảy tháng năm 2017.

Tác giả

Nguyễn Thị Sang.

LL Tinh hình xây đựng dip dito khu vực miễn Trung

12 Cúc vẫn đề thiết k, thì công, quan lý đập hiện tri

1.3 Nhu cầu cải tạo và tôn cao dip1.3.1 Yêu cầu ải thiện chất lượng đập.1.3.2 Sự gia tăng nhu cầu dùng nước.

1.3.3 Sự gia tăng lưu lượng và tổng lượng lũ.

1.4 Các nghiên cứu đã có về cải tạo va tôn cao đập đất,

1.5 Giới hạn phạm vi nghiên cứu.

1.6 Kết luận chương 1

'CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP DE TON CAO DAP DAT

2.1 Các tiêu chí và yêu cầu để chọn giải pháp cải tạo đập hợp lý2.11 Yêu cầu về kỹ thuật

2.12 Yêu cầu về kinh tế2.13 Yên cầu về thi công

2.1.4 Yêu cầu về quản lý sử dụng.

2.15 Yeu cầu về cảnh quan, môi trường2.2 Các giải pháp kỹ thuật để tôn cao đập đắt

2.2.1 Nghiên cứu gi pháp xây dựng tường chin sóng trên đnh đập

2.2.2 Nghiên cứu giải pháp dip áp trúc để tôn cao đình đập

2.2.3 Nghiên cứu giải pháp kết hop đắp áp trúc và lâm tưởng chấn sóng

2.3 Phan tích và nhược điểm của mỗi gi php trên cơ sở kỹ thuật, kinh t và khả

3.3.1 Giải pháp xây đựng tường chin sóng trên dinh đập

3.3.2 Giải pháp dip áp trúc thin đập.

2.4 Kết luận chương 2

CHUONG 3: NGHIÊN CỨU LỰA CHON GIẢI PHÁP TON CAO DAP THÀNHSƠN TINH NINH THUẬN

3.1 Giới thiệu tổng quan vềchứa nước Thành Sơn3.1.1 Vị tí và nhiệm vụ của công trình

3.1.2 Các đặc trưng thiết kế

3.2 Các thông số kỹ thuật của hỗ Thành Sơn được cái tạo.3.2.1 Nhu cầu cải tạo tôn cao đập Thành Son

3.2.2 Xúc định cấp của công trình được cải tạo

3.2.3 Tinh toán xác định các mực nước của hỗ Thành Sơn được cải tạo.

3.2.4 Các thông số kỹ thuật của tần xá lũ khi đập được tôn cao.3.2.4.1 Phương dn cải tạo đường tràn

3.2.4.2 Tinh toán điều tết lũ

3.3 Tính toán cao trình định đập đáp ứng nhiệm vụ mới.

3.4 Để xuất và phân tích lựa chọn giải pháp tôn cao3.4.1 Dé xuất các giải pháp tôn cao.

3.4.2 Phân tích lựa chọn phương án tôn cao đập,3.5 Tính toán thắm và ôn định cho đập được tôn cao.

3.5.1 Phạm vi tính toán

3.5.2 Các trường hợp tính toán3.5.3 Phương pháp tính toán

3.5.4 Kết quả tinh toán

3.5.5 Nhận xét kết quả tinh toán.

3.5.6 Phân tích kết qua, lựa chọn phương án3.6 Két luận chương 3

KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ.TÀI LIỆU THAM KHAO.

7ï79

DANH MỤC HÌNH ANH

1-1 Hiện tượng nước lũ trân qua định đập Bing Đáng (Thanh Hóa) và dip vỡ gi

vi công lay nước dip Z20 (Hà Tinh) 9

Hình 1-2 Hiện tượng thắm gây mạch đùn mach sti đập Am Chúa - Diên Khánh (Khánh Hòa), °

ih 1-3 Hỗ Maka ( Hương Giang ~ Hà Tinh) bị sạt lở do thân đập y

Hình 1-4 Thắm bùng nhùng ngang thân đập tại vị tí số 2 của hd Núi Cốc (Thái

Nguyên) 10

‘Hinh 1-5 Biểu đỏ thé hiện tần xuất lũ tăng ở Accra trong suốt 40 năm qua 12"Hình 1-6 Biểu đỏ thé hiện tần xuất lũ tăng ở Việt Nam từ năm 1990 đến năm 2010 13

Hình 1.7 Công trình đầu mỗi bồ chứa nước Thọ Sơn 1s

Hình 1.8 Vị tí kênh tip nước từ kênh chính 1, hỗ Lanh Ra cho khu tưới 16

Trạm bơm Phước Thiện 16

Tình 2.1 Các dang mặt cắt ngang của tường chin sóng 2

Hình 2.2 Sơ đồ tính ôn định mái thượng lưu đập có tường chắn sóng, trường hợp mục.ước hồ rút nhanh 26

Hình 2.3 Sơ đồ đập với khối áp trúc không kết hợp chống thắm cho nền 28Hình 24 Sơ đồ đập với khối áp trúc có ết hợp chống thắm cho nén bằng chân răng

Hình 2.5 Sơ đồ đập với khối áp trúc hạ lưu có thiết bị thoát nước liễu áp míi 29

Hình 2.6, Sơ đồ đập với khối áp trúc có thiết bị thoát nước kiễu áp mái và gối phẳng,

Hình 3.3 Mat cắt điển hình C40 đại điện ở lòng sông 54

Hình 3.4 : Mô hình tính toán mặt cat lòng sông C40, PAL $7

Hình 3.6: Kết quả tính ôn định trượt mặt cắt ng sông C40, PAI, THỊnh 3.7 : Kết qua tính thắm mặt cắt lòng sông C40, PAI, TH2

Hình 3.8 : Kết qua tinh ôn định trượt mặt cắt lòng sông C40, PAL, TH2.Hình 3.9 : Kết quả tính thắm mặt cắt lòng sông C40, PAI, TH3,

Hình 3.10 : Kết qua tính dn định trượt mặt cắt lòng sông C40, PAL, TH3Hình 3.11: Mô hình tính toán mặt cắt sườn đồi C18, PAL,

Hình 3.12 : Kết qua tính thắm mat cắt sườn đồi C18,PA1

Hình 3.13 : Kết qua tính én định mặt cắt sườn đồi C18,PAI, THỊHình 3.14 : Kết quả tính thắm mặt cắt sườn đổi C18, PAI, TH2

Hình 3.15 : Kết qua tính ổn định trượt mặt cắt sườn đồi CI8,PAI, TH2

Hình 3.16 : Kết quả tính thắm mặt cắt sườn đội C18,PAL, THB.

Hình 3.17 : Kết quả tính ôn định trượt mặt cắt sườn đồi C18.PA1, THẬ

Hình 3.18: Mô hình tính toán mặt cắt lòng sông C40, PA2

Hình 3.19: Kết qui tính thắm mặt ct lòng sông C40, PA2, THỊ

Hình 3.20 : Kết quả tính ôn định trượt mặt ct lòng sông C40,PA2, THỊHình 321 : Ké quả tính thấm mặt ct lòng sông C40, PA2, TH2

Hình 3.22 : Kết quả tí ôn định trượt mặt cất long sông C40,PA2, TH2Hình 323 Kết qua tính thắm mặt cắt lòng sông C40,PA2, THả

Hình 3.24 : Kết quả inh én định trượt mặt cắt lòng sông C40,PA2, THSHình 3.25: Mô hình tính toán mặt cắt sườn đồi C18, PA2, THỊ

inh 3.26 Kết quả inh thắm trường hợp mặt cắt sờn đồi C18, PA2, THỊHình 3.27: Kết quả tính dn định trượt mặt cắt sườn đổi C18, PA2, THỊHình 3.28 : Kết quả tính thắm mặt cắt sườn đồi C18, PA2, TH2.

Hình 3.29 : Kết quả tinh én định trượt mặt cắt sườn đồi C18, PA2, TH2.Hình 3.30 : Kết qué thấm mặt cất sườn đồi C18, PA2, TH3

Hình 3.31 : Kết qua tinh ôn định trượt mặt cắt sườn đồi C18, PA2, THả.

DANH MỤC BANG BIEU

Bang 1, 1; Thống kê một số đập đắt ở Miễn Trung 5Bảng 1.2: Bảng thống kê các hồ chứa cỉ sửa chữa nâng cắp trên địa bàn tỉnh Ninh

Thuận „

Bang 3.1: Các thông số cơ bản của hé nước Thành Sơn hiện tại ALBảng 3.2: Đặc trưng dòng chảy TBNN 45Bảng 3.3: Dòng chảy năm thết kế 45Bảng 3.5: Tài ligu về tổn thất do thắm và bốc hơi 45Bảng 3.6: Quan hệ Z-F-W 46

Bảng 3.7: Tổng lượng nước yêu cầu của đầu mỗi Thành Son (J 46

Bảng 38 Cân bằng nước hỗ Thành Sơn 41

Bang 3.9 Lưu lượng định i thiết kế 47

Bang 3.10 Đường quá trình lũ thiết kế 48

Bảng 3.11 Bảng tính vận ốc gi thiết ké theo 8 hướng chính 49Bảng 3.12 Kết qua tính toán điều tit lũ 49

Bảng 3.13 Tinh toi cao trình đình dp méi si

Bảng 3.14 Chi tgu cơ ý các lớp đất sỉBảng 3 15: Kết qua tính toán Gradient thim mặt cắt C40 60

Bảng 3.16: Kết quả tinh toán dn định trượt mat cắt C40 60

Bảng 3.17: Kết quả tinh toán Gradient thắm mặt cắt C18 64Bảng 3.18: Kết quả inh toán ổn định trượt mái hạ lưu TH mặt cắt C18 65Bảng 3.19: Kết quả tinh toán Gradient thắm mặt cắt C40 69Bang 3.20: Kết quả tính toán ôn định trượt mặt cắt C40 69Bảng 3.21: Kết quả tính toán Gradient thắm mat cắt C18 73Bảng 3.22: Kết quả tính toán dn định trượt mặt cắt C18, 4Bang 3.23: Bảng tính toán kinh phí cho dự én theo phương ấn 1 (tôn cao đập bằnghình thức đấp áp trúc mái thượng lưu) 1

Bảng 324: Bảng tính toán kinh phi che dự án theo phương án 2 (ồn cao đập bằng

MỞ DAU

‘Tinh cấp thiết của để tài

Đập đất có wu điểm là tin dụng được nguồn vật liệu tại chỗ, công nghệ thi côngđược cơ giới hóa tối đa nên đấy nhanh được tiến độ thi công, giá thành và có théxây dựng trên mọi loại nền Nhờ những lợi thé nảy mà đập đắt trở nên phổ biển &Việt Nam mặc dù nó được ứng dụng tương đối muộn hơn so với các nước khácnhư An Độ, Trung Quốc, Mỹ Theo thống kê của Hội đập cao thé giới (ICOLD),tính tới năm 2000 Việt Nam có khoảng 10.000 đập lớn nhỏ các loại Với chiễu caonhỏ hơn 60m thì đập vật liệu địa phương chiếm 80% Trong đó khu vục Miễn‘Trung chiếm một lượng không nhỏ đập vật liều địa phương một số dip điễn hìnhnhư: Sông Mực (Thanh Hóa), Vực Miu (Nghệ An), Kẻ Gỗ (Ha Tinh), Vực Tròn(Quảng Bình), Trúc Kinh (Quảng Trị, Tả Trạch (Thừa Thiên Huế), Phú Ninh

(Quảng Nam), Liệt Sơn (Quảng Ngãi), Hội Sơn (Bình Định), Phú Xuân (Phú Yên)

Suối Dầu (Khánh Hòa), Sông Sắt (Ninh Thuận), Sông Quao (Bình Thuận) Vớiđịa hình ở khu vực này thường ngắn dỗ

điều hòa dong chảy cực kỹ khó khăn

điều kiến khí hậu khắc nghiệt, bắt lợi nên

Do có nhiều tổn tại trong quá tinh khảo sát, thiết kế, tỉ công và quản lý khá tháclàm cho nhiễu đập bị xuống cấp trim trọng và không thể phát huy năng lực nhưKhả năng điều tết đồng chiy, giảm nhọ thiên tai Điễn hình trong đợt hạn hắn kếodải năm 2014 tới giữa thing 6/2015 đã chúng minh cho khả ning cắp nước ở cáchồ đập của các tinh Miễn Trung, trong khi lượng nước đỗ ra biển hing năm là rất

lớn thì nhân dân các tinh miễn rung lạ thiếu nước cho sinh hoạt và sản xu

giải quyết vin để trên một số địa phương đã chủ động tôn cao đập để tăng thêm

dung tích chứa, đáp ứng nhu cầu của người dân Giải pháp tôn cao đập mang lại

hiệu quả cao nbu nỗ được tính toán đựa trên cơ sử khoa hoe và ngược ại nó cũng

thật sự nguy hiểm vì có thé gây mắt ôn định đập và vỡ đập Do vậy, đẻ tài “ Nghiên

cửu lựa chọn phương php hợp lý tôn cao dip dit để đáp ứng các yêu cầu và nhiệm

vụ mới, áp dụng cho đập Thành Sơn tinh Ninh Thuận” ra đồi art cần tiếc

2 Mục tiêu của đề tài

- Đề uất và phân tích wu, nhược điểm đi kiện áp dụng của các giải pháp tôn

cao đập đất dé dip ứng các yêu chu và nhiệm vụ mới

~ Ap dụng dé tính toán, lựa chọn giải pháp tôn cao hợp lý cho đập Thành Sơn tinh

Ninh Thuận.

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối trợng nghiên cứu; là các giải pháp tôn cao đập đất

= Pham vi nghiên cứu: áp dụng cụ thể cho công tình hỗ chứa nước Thành Sơn

tỉnh Ninh Thuận

4 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu.

4.1 Cách tiếp cận :

= Tiếp cận lý thuyết, tim hiểu các tai liệu lê

= _ Tiếp cận bền vũng với yêu cầu dim bảo điều kiện và bên ving của đập được

quan tới việc tôn cao đập đất

tôn cao.

= _ Tiếp cận thực tin với việc lựa chọn các giải pháp phù hợp, khả thi trong điềukiện Việt Nam mà trước hết là ở khu vực min Trung Việt \

= _ Thông qua các công tình thực

4.2 Phương pháp nghiên cứu

Két hợp giữa nghiên cứu lý thuy: và nghiên cứu thựctẾ tên các công tình đã

xây dựng để nghiên cứu tổng quan.

+ Sir dụng các mô hình tinh toán để đánh giá én định của đập.= Ấp dung cho công tình thực tẾ

5 Kết qua đạt được

Lý giải được các nhủ cầu v cãi tạo, tn cao đập đất phục vụ cho ngành thủy lợi

của nước ta hiện nay.

= Đề xuất các sơ đồ cấu khi áp trúc đập, phân tích ưu nhược điểm và đi

kiện áp dụng cho từng sơ đồ

= Ap đụng tính toán cho hỗ Thành Son tinh Ninh Thuận: tính các mực nước hồtheo như cầu mới, để xuất mặt cắt đập tôn cao, tinh toán kiém tra thẩm én định.

độ bền của đập được tôn cao theo các phương án, ừ đồ lựa chọn được giải pháp

CHƯƠNG 1: TONG QUAN VE XÂY DUNG DAP DAT VÀ VAN ĐÈ:

CAL TẠO, TON CAO DAP

1.1 Tình h xây dựng đập đất ở khu vực miền Trung.

Qua thống kê của Ban quản lý Trung ương các dự án Thủy lợi (CPO) hiện nay nước ta

đã xây dựng 6648 hồ chứa với tổng dung tích khoảng trên 11 tỷ mÌ[1], trong đồ số hồchứa ở các tinh miễn Trung chiếm 53% tổng số hỗ chứa trên cả nước [2]

đây đập bing vật liệu địa phương trong &6 có đập đất dang phát triểnvới tbe độ nhanh chóng va hiện đang có xu hướng phát iển mạnh về số lượng cũngnhư quy mô công trình là do nhiều ngụnhân trong đó những nguyên nhân cơ bảnvẫn là, nhữ có những wu điểm như sử dụng vật liệ tại chỗ, ết kiệm được các vậ liệu

quý như sắt, thép, xi ming, công tác chuẩn bị trước khi xây dựng không tốn nhiền

công sức như các loại đập khác, cấu tạo đập dit đơn giản giá thành hạ, bén và chẳngchin động tốt, đễ quản lý tôn cao dip dày thêm, yêu cầu v8 nền Không cao nên phạmvi sử dung rộng ri, ngoài ra thể giới đã tích ly được nhiều kink nghiệm về thiết kế,thi côt à quản lý đập [3] nên đập đất có xu thé phát triển mạnh về số lượng cũngnhư quy mô trên cả nước Điển hình như ở khu vực mid “Trung qua 40 năm (1975-

3015) từ sau ngày thống nhất đắt nước, miễn Trung có những bước chuyển biển to lớnvề kinh tS xã bội, đời sống nhân dân được cải thiện, thiên tử lũ lụt giảm thiểu vànhiều tải nguyên thiên nhiên được quản lý tốt đồ là nhờ: hàng loạt công trình Thủy lợi

lớn nhỏ được xây dựng khắp nơi Tiêu biểu các công tinh thủy lợi như: Phú Ninh(Quảng Nam), Thạch Nham, Nước Trong, Núi Ngang (Quảng Ngai), Vạn Hội, Ni

Một (Bình Dinh), Phú Xuân (Phú Yên), Suối Hành, Đá Bản, Suối Dầu (Khánh Hòa),Sông Trâu, Sông Sắt (Ninh Thuận), Sông Quao, Cà Giây (Bình Thuận) [4]

Bang 1, 1: Thống kê một số đập đất ở Miễn Trung [8]

TT) Tênhồ Tỉnh Lojiđập | Hạ„(m) | NhànT |ThượgTuy | Ha Tinh Đã 2500 1961

3 | Vue Ting | Ha Tinh Dit 2.80 19744 [TiênLang | Quang Bin Dit 32.30 1978

5 | ¥en My Thanh Hoí Dit 2500 1980

6 | Vinh Trinh | QuảngNam Đã 2300 i980

7] Nai Mr Binh Dinh Dit 35ã0 1980Š [Liệ@Sơn | Quine Nati Dit 2900 i95

9 | Phi Ninh | Quảng Nam Dat 4000 1982

10 [Sông Mục — | Thanh Hod Đã 3340 i983

TT [Hoa Trung | Da Ning Dit 26,00 198412 | Hội Son Bình Định Dit 2900 1985

15 | Biến Hỗ Gia Lai Đã 2100 198514 | Núi Một Binh Dinh Đất 30,00 1986

15 | we Tron | Quang Binh Dit 200 1986

16 |Tuyển[âm | Lim Dong Dit 32,00 1987

17 [Ba Bin Khánh Hoà Dit 250 1988

18 | Ke Gỗ Hà Tinh Đất 31.40 198819 Khe Tin | Quang Nam Bit 2340 198920 |KihMôn | QuảngTi Dit 2100 19892L | Phú Xuân Phú Yên Đã 2410 199625 | Sông Rae Ti Tinh Đã 2680 1996

2ã [Thain Ninh | Binh Dinh Dit 20 199624 [Ding Nehé | DaNing Dit 2500 1996

25 [Sông Quao | Bình Thuận Dit 4000 199726 | Ca Gidy Bình Thuận Dit 3540 1999

27 | Ayun Hạ Gia Lai Đất 36,00 1999

: ¡ Năm hoàn

TT ‘Ten hồ Tỉnh Loại đập Hoax (m) thanh28 [SôngHinh | PhiYén | Dat 5000 72000

29 | Easoupe Dak Lắc Đất 2700 2005thượng

30 |SôngS& | NHhiuận Dit 2m7 3007

31 |SingSio Ì Neh@An | Bẩ | 30,00) 2008

32 (Cima | ThanhHón a dd 185 | 20033 [Hoa Son | Khinh Ha Dit 2900 | 201134 | Tà Trach TT Huế Dit 3600) “3m

35 | lame Dak Lik Dit 32,00 | Bane xiydựng

1.2 Các vấn đề thiết kế, thi công, quản lý đập hiện tại

Hiện nay, việc xây dựng nhiều hỗ chứa đã góp phần không nhỏ vào sự phát triển sảnxuất, nông nghiệp, phát điện, phòng chống lũ, cấp nước sinh hoạt và bảo vệ môitrường trên cả nước nói chung và miỄn Trung nói riêng Tuy nhiên, trong điều kiện khíhậu biển đổi phúc tạp như hiện nay và nhu cầu ding nước cho môi trường, tưới sinhhoạt hing ngày cảng tăng thì các hồ chứa đã xây dựng còn bộc lộ nhiễu hạn chế vàchưa thể đáp ứng được thỏa đáng các chức năng đa mye tiêu như:nước, giảm lũ,túng, hạn Trong điều kiện biển đổi khí bậu, miễn Trung là vùng chịu ảnh hưởng nặng

né do có đặc điểm biến động thời tiết khá cao Là vùng khô hạn, nắng gid có cường 46

mạnh, nay lại chịu ảnh hưởng biến ôi khí hw nên làm cho nhiệt độ tăng, điền nàycũng đồng nghĩa với việc quá trình bốc hơi nhanh (tăng 7,7% tới 8,9%) dẫn tới yêucầu dùng nước cho mỗi trường tưới, sinh hoạt cũng tăng

V8 khía cạnh đầu tư, các hồ đã xây dựng trong điều kiện kinh tế chưa phát tiễn nên

mức đầu tư chưa thỏa đáng, thường phải giảm thiểu quy mô (đặc biệt ở mức dam bảo.

an toàn cho công trình) và do tiết kiệm đầu tư nên chưa tận dụng hết nguồn sinh thủy.

È các tài liệu về khí tượng thủy văn, địa.hình công như các phương pháp tinh toán dẫn tới việc các hd sơ thiết kể không sắt

6

thực tế, chưa sử dụng hế nguồn sinh thủy, giải pháp kỹ thuật công nghệ xây dựng

công trình còn hạn chế nên chưa mạnh dan xây dựng những đập cao để sử dụng hết

nguồn nước Việc xác định nhiệm vụ công trình, nhiều hỗ chứa chưa để cập tới phụcvụ đa mục tiêu mà đơn thuần cho tưới hoặc phát điện nên hiệu quả đầu tư thắp

VỀ khía cạnh thi công, do thiết bj thi công thigu, kỹ thuật thi công lại lạc hậu, các hỗđập nhỏ được thi công bing thũ công dẫn ới chất lượng công trinh không đảm bảo

“Tình trạng đập xuống cấp xảy ra khá phổ biến, vì vậy việc đảm bảo nhiệm vụ đặt ra

hd chứa gặp nhiều khó khăn

Vi khía cạnh quản lý, mặc dù các cơ chế chính sách về an toàn đã tạo được khung

sách” và thiếu bên vũng (nhất là chính sách tà chính còn hạn hẹp ~ không có kinh phí

cđể mua vật liệu, vật tư dự phòng mua sắm trang thiết bị cho quản lý không đủ vốn đầutự cho vận hành, duy tụ bảo dưỡng, sữa chữa lớn) Khi có sự cổ thì việc xử lý còn hing

ting (wường hợp hồ Kim Sơn ~ Hà Tĩnh) Ngoài ra, năng lực quản lý chuyên môn ởmột số địa phương cỏn hạn chế, thiếu kinh nghiệm.

Tình hình trên cho thấy vẫn đề thiết kể, thi công và quản lý hỗ chứa rong thời gianqua chưa thật sự tốt Vì vậy nhiều hồ chứa trên cá nước nói chung và miễn Trung nóiriéng bị xuống cắp trim trọng không thể đáp ứng được ¡ cầu và nhiệm vụ mới Dovậy bên cạnh xây dựn 4c hb đập mới th giải hp cải tạo, ning cp hỖ đập dang làmột giải pháp cắp bách và hiệu qua trong tình hình hiện nay.

1.3 Nhu cầu về cải tạo và tôn cao đập

Mae dù chiếm tới 53% v số lượng hồ chứa trên cả nước nhưng theo đánh gi của cácnhà chuyên môn thì miễn Trung mới hi khai thác khoảng 15-20% lượng nước tựnhiên Miễn Trung lại có đặc điểm địa hình dốc, hẹp lượng mua tập trung 80% về mùa.lũ còn mùa khô thì lại thiểu nước.im trong Để giải quyết vấn để này thìc cải tạo

1.3.1 Yêu cầu cãi hiện chất lượng đập

Do da số các đập được xây dựng trong điều kiện kinh tế còn nhiều khó khăn nên mức

đầu tư côn hạn chế và thường giảm nhỏ quy mô Mặt khác, việc khảo sác tính toán

đánh giá tình hình tự nhiên chưa sát thực nên chưa sử dụng được hết nguồn sinh thủy,

giải pháp kỹ thuật công nghệ vẫn còn nhiễu hạn chế nên chưa mạnh dạn xây dưngđược những dip cao để sir dụng hết nguồn nước Việc xác định nhiệm vụ của côngtình chưa đề cập đến phục vụ đa mục tiêu mà chỉ chú trong vào tưới hoặc thủy điện

nên hiệu qua thường thấp Hơn nữa, do yêu cầu cấp bách cắp nước cho hạ lưu nên các

công tác khảo sát, xác định quy mô, công nghệ xây dựng thường không được kỹ càng.

Trong khi đồ khí hậu diễn biển ngày càng phức tạp làm cho chit lượng đập ngày mộtxuống cấp trim trọng, các đập thường có các biểu hiện như:

- Thắm mạnh ở thân và nền đập, đối với thân đập xuất hiện các hang thắm tập trung, docắc điểm thoát nước ra mái hạ lưu eao hơn vị trí thiết bị thoát nước, thắm dọc thâncống hay mặt tấp giáp với tần (ví dụ như dip Z20 Hương Khê- Hà Tĩnh) Còn đổi vớinin đập thì xuất hiện các vị tí có mạch din mạch si ở hạ lưu dập, lưu lượng thắm ravượt quá trị số cho phép va nước thấm ra là nước đục (ví dụ như đập Am Chúa - Diên.Khánh, Khánh Hồa) hy dip Núi Cốc, Thái Nguyên

~ Mắt én định như mái đập bị xé, bình thành các vết trượt vòng cung hay mái đập bịối lở cục bộ dẫn tới phá hoại lớn.

~ Xuất hiện các vết nứt dọc đỉnh đập (như đập Ea Soup Thượng, Đắc Lắc), hoặc cácL Hà

vốt nứt ngang liền thông từ mái thượng lưu về hạ lru đập (ví dụ như đập Ban

“rước tinh hình nhiều đặp bị xuống cắp trim tong như đã nêu trên yêu cầu cải thiệnchất lượng dip nhiệm vụ cắp bách hiện nay

Sau đây là một số hình ảnh về đập bị xuống cắp dẫn đến sự cổ.

ety 07013

Hình 1-1 Hiện tượng nước lũ trần qua định đập Đồng Đáng (Thanh Hóa) và đập vỡ tại

vi cổng ấy nước đập Z20 (1ã Tin).

gay mach din mạch sii đập Am Chúa - Diên Khánh (

Hình 1-3 Hồ Maka ( Hương Giang ~ Hà Tĩnh) bị sat I do thân dập yếu

Hinh 1-4 Thắm bing nhùng ngang thin đặp tạ vị tí số 2 của hỗ Núi Cốc (Thái Nguyễn)

1.32 Sự gia tăng như cầu dũng mước

'Việc cải tạo, tôn cao đập cũng do áp lực về sự gia tăng nhu cầu dùng nước trong vùng.

hưởng lợi Cụ thể đó là sự thâm canh, tang vụ và mở rng diện tich canh tác dồi hỏi

lượng nước ngày càng cao Theo M.I Lvovits (1974) [6] trong tương lai do thâm canh

nông nghiệp mà dòng chảy cả năm của các con sông trên toàn thể giới giảm đi khoảng

700 kmÏ/năm Người ta ước tinh được mdi quan hệ giữa lượng nước sử dụng với lượnglúa mì clinsin phẩm thu được trong quá trình canh tác như sau: để sản xuất rà một

10

tối 1.500 tin nước, 1 tin gạo cin tới 4.000 tấn nước và | ấn bông vải cin tới 10000

tấn nước Ngoài ra, việc gia tăng da số đôi hỏi một lượng nước cắp cho sinh hoạt, giải

trí gia tăng Theo ước tinh thi các cư dân sinh sống kiểu nguyên thủy chỉ cần 5 tới 10

lit nước'ngườiingày Ngày nay, do sự phít triển của xã hội loài người ngày càng caonên nhụ cầu về nước sinh hoạt và giải trí ngảy cảng tăng theo nhất là ở các thị trần vàsắc đô thi lớn, nước sinh hoạt ting gip hàng chục đến hing trim lần Theo ước tính thìnăm 2000 nhu cầu v8 nước sinh hoạt và giải tr tăng gin 20 Lin so với năm 1900, tứcchiếm 7% tổng nhu âu nước trên thể giới [6] Ngoài ra còn rất nhiều nhu cầu khác

nước trong các hoạt động khác của con người như giao thông vận tải, giải trí ở ngoài

trời như đua thuyén, trượt ván, bơi lội cũng ngày cảng tăng theo sự phát là Xã

hội Hơn nữa, sự phát triển mới các vùng nôi trồng thủy sản nước ngọt và nước lợ làmgia ting nhủ cầu dùng nước tong vùng Các nhà máy xí nghiệp côngghiệp địa

phương cũng làm tăng như cầu dùng nước Đối với các ngành sản xuất như chế biểnthực phẩm, dẫu mỏ, giấy, luyện kim, hóa chit chi riêng năm ngành này đã u thyngót 90% tng lượng nước sử dung cho công nghiệp Vi dụ, cần 1.700 lit nước dé san

xaấtra 1 thing bia chừng 120 lí, cần 3.000 lit nước để lọc I thing đầu mỏ chừng 160lí, cẩn 300.000 ít nước để sản xut ra 1 ấn giấy hoặc L5 tắn thép, cần 2.000.000 lítnước dé săn xuất tên nhựa tổng hợp Phần nước gu bao không hoàn ại đo sản xuất

công nghiệp chiếm 1-2% lượng nước tiêu hao không hoàn lại và lượng nước cồn lại

sau khi sử đụng được quay về sông hỗ dưới dạng nước thi chứa diy chất ô nhiễm [6]

“rước nh hình nhủ cầu sử dụng nước ngày cing tăng lên trong khí nguồn nước ngày

càng khan hiểm thì việc tích trữ nước là nhiệm vụ hết sức cắp bách hi nay

1.3.3 Sự gia tăng lưu lượng và tong lượng lũ

“rước tinh hình biển đổi khí hậu ngày càng phức tạp, con người trén thé giới đang phải"hứng chịu những thiên tai vô cùng khốc liệt Và lũ lụt là một trong những thiên tai màson người dang phải đổi mặt, khỉ mà lưu lượng và tổng lượng lũ ngày cảng gia tăngtheo từng năm Trong bối cảnh liên tiếp xiy ra các thâm hoa về lũ lụt do mực nướcbiển ngày cing ding cao những năm gin diy, các chuyên gia đã cảnh bán hiệntương trái đắt tiếp tục nóng lên với tốc độ hiện nay, các vụ lũ lụt trên toàn cầu sẽ tăng

gấp đôi vào năm 205), khiển nhiều quốc gia và thành phố đặc biệt là ven biển sẽ biếtmắt khỏ bản đỗ thể giới La lụt ở ác thành phổ ven biển là do bio lớn và càng ngày

căng ở nên ti tệ hơn khi các đợt sóng lớn và thủy tiểu đăng cao Cơn bão Sandy ở

Mỹ (năm 2012) đã gây thiệt hại hàng chục tỷ USD, cơn bão Haiyan ở Philippines

(năm 2013) đã làm cho hơn 7.000 người thiệt mạng và mắt tích Và trận bão này đi

aqua thì đều gây những trận Ii kinh hoàng Theo dự báo của Cục Quản lý Khí hậu vàĐại dương Quốc gia Mỹ (NOAA) mực nước biển trung bình toàn cầu lên đến 2.5m.vào năm 2100 [15].

Flood Frequency (%)

31,1 81970-1979

1980-1989m= 1990-1999

= 2000-2010

tr chert showing frequency of foods in Acre during the at 40 ye 1.

Hình 1-5 Biểu đỗ thể hiện tin xuất 6 ting ở Acera trong suốt 40 năm qua [15]Việt Nam đứng thứ 5 trong số 10 quốc gia bị ảnh hướng nghiêm trọng nhất của biếndi khí hậu theo báo cáo của German Watch [15] Các đặc điểm dia lý không thuận lợikhiến Việt Nam dễ bị thiên tai tàn phá hơn Những trận mưa lũ kinh hoàng ở Việt Namtrong thời gian qua ngây cing tang lưu lượng và tổng lượng là Thing 8/1996, bão

Niki tại miễn Bắc gây ra một trận lụt kinh hoàng Li lớn kéo đài nhiễu ngày trên mức.

báo động 3 khiến 61 người ché

học, bệnh xá, bệnh viện bị đỗ và hư hại, lúa và hoa màu bị ngập, hư hại 104.504ha,và mắt tích, bi thương 161 người, 7465 nhà, trường.

thiệt bại lớn về công trình giao thông, năng lượng Trận lũ lớn năm 2008 biển Hà Nộithành sông và ngập lụt nặng nẺ Đỏ được coi như trận lụt với lượng mưa lớn nhất trong:vòng 100 năm Hà Nội đã có 17 người thật mạng trong trộn mưa lịch sử Tuyến đềxông hồng đã bị sat m sân 13.000 hộ dân ven dé ngập nhà cửa, các hỗ chứa nước đã

trần nước Nước ngập khiến nhiều hoạt động gần như t liệt, nguy cả những phương,tiện di chuyên bằng ngày cũng bỗng chốc trở nên vô dụng [I6]

PS Vietnam is one of the most seriously

impacted country by the climate change (3)

‘Number of flash floods

+ Annual losses caused by {from 1990 to 2010 in Vietnam

natural disasters around

{15800 GDP.

+ Natural isastors wit

increase n equency and

intensity wit uncertainty,pots bd

š ag acai

Caer tltard

Ta eonnseem | TEE

South; number of powerful

Storms tend to increase:

huticane season erds later 7

Floods are common in allreglons, including the Central

Hình 1-6 Biểu đồ thể hiện tin xuất lũ tăng ở Việt Nam tr năm 1990 đến năm 2010Min Trung, doạn giữa chiếc "đồn gánh" nhô ra biển Đông với địa hình dốc hẹp làvùng đất thường xuyên phải hứng chịu thiên tai Nhìn lại những năm gin đây lũ lụtxảy ra trên ving đắt này ngày cing dữ dội, khắc nghiệt Theo số liệu thống kê [7] chưađầy đủ, từ năm 1964 trở lại đây, miễn Trung đã phải chịu nhiều cơn lũ lớn Vào năm

1999, những trận mưa kéo đitục rong rã 1 thắng day nước sông ding lên cao

chưa từng thấy lượng mua đạt kỷ lục L384mm là lượng mưa đứng sau ky lục1.870mm đo được ở tại Cilaos trên đáo Reunion (Pháp) Năm 2009, miễn Trung đón 4đợt lũ trong những cơn bão được xem như lịch sử Năm 2010, miễn Trung đón tiếp 5trận lũ kéo đài từ tháng 7 đến tháng 10 Những số liệu trên cho thấy có sự gia tăng vềbưu lượng và tổng lượng lũ hằng nấm Với dip tran hiện có khi lưu lượng lũ tổng lênthì mực nước hỗ lớn nhất khi xả lũ cũng tăng dẫn tới nguy cơ nước trin đỉnh đập điềumà không cho phép đối với đập vậtliệu địa phương (đất, đã)

Nhu vậy, có nhiễ lý do thực tế dẫn đến nhu cẫu cải tạo, tôn cao đập nhằm đảm bio antoàn và dip ứng nhiệm vụ của hồ trong điều kiện mới ( sự xuống cắp của đập cũ, nhưcầu dang nước tăng cao, lồ It gia tăng.)

1.5 Các nghiên cứu đã có về cải tạo và tôn cao đập đất

Việc ải tạo và tôn cao đập đất đã được chú trọng ở nhiều nước rên thể giới Và ở Việt

Nam cũng không phải là ngoại lệ [8], một số công tinh đã được tôn cao như: côngtỉnh Khe Ngang xã Hương Sơn huyện Hương Trả tinh Thừa Thiên Huế được xây

dụng năm 1990, hồ có dung tích 15 triệu m nước Đến nay do thiếu nước trim trọngnên địa phương đã nâng cao đập hơn 7,1m tăng dung tích chứa nước lên gấp đôi mang.

lại hiệu qua to lớn cho dia phương, HỖ chứa Phú Ninh ~ Quảng Nam được xây dựngnăm 1977 trên sông Tam Kỳ với dung tích chứa nước là 344.3 trigu m có nhiệm vụtưới cho 23.000 ha lúa và hoa màu Hiện nay, địa phương đã dip thêm các đập phụ ởphía hạ lưu, tạo các khu trữ nước, hoàn thiện hệ thống kênh nội đồng Sau khi nângcấp đã tăng khả năng cấp nước tới 20% so với trước và công tác vận hành điều:

được thuận lợi hơn Ngoài ra cồn có hồ Thọ Sơn thuộc xã Hương Xuân huyện Huong

‘Tra tinh Thừa Thiên Hué xây dựng 1979, hỗ có nhiệm vụ tưới chủ động cho 260 hadiện tích lúa 2 vụ, 15ha hoa mau, tạo sự dn định cho đời sống của nhân dân và thụchiện chủ trương xóa đối giảm nghèo của các xã thuộc vùng núi trung du và min núi.Đến nay do yêu cầu phất tiễn kinh tế xã hội, địa phương đã năng cao 0.4m và xây

dựng mới tường chắn sóng, ning tàn xả lũ, vì vậy mục nước dâng bình thường tinghơn Im tăng dung tích hữu ích 1,9 triệu m (tăng 54% so với trước), mổ tông diện ích

"vùng hạ du khoảng 150ha,

Hình 1.7 Công trình đầu mối hồ chứa nước Thọ Som

Công tình hồ Láng Nhớt (xa Diên Tân, huyện Diên Khánh, tỉnh Khánh Hòa) được

xây dung năm 1983, Sau 13 năm hoạt động đến năm 1996 tiến hành sửa chữa cải tạovà hoàn thành vio năm 1997, Đến nay do hang mục công trình đầu mỗi bị xuống cấpnên địa phương đã nâng cắp dip (đập chính và đập phụ) nâng cắp tràn xã lũ, cổng lấynước và kiên cổ hóa toàn bộ tuyển kênh chính đài 614m Sau khi nâng cấp, hỗ đảmbảo cấp nước tưới cho 385ha lúa và hoa màu, phòng chống giảm nhẹ thiên tai giảm lũcho hg du công trình Công trình vừa mang lại hiệu qua về kinh tế, mà đặc biệt là hiệu

qu sã hội, góp phn thực hiệ chủ trương xóa đôi giảm nghèo của Đảng và NI

ôn định đời sống nhân dân trong vùng Công trình hỗ Lanh Ra (xã Phước Vinh, huyện.

Ninh Phước, tính Ninh Thuận) được xây dựng năm 2008, hoàn thành năm 2011 Hỗ cónhiệm vụ cấp nước tưới cho 1.250ha đắt canh tác nông nghiệp, hạn chế tác hại lũ cho 8xã ở hạ lưu suối Lanh Ra, góp phần cải ạo mỗi trường sinh thai vùng khô hạn, Ngoàinhiệm vụ trên, hỗ Lanh Ra cồn khi thác nguồn nước đến tiệt để nhằm cắp nước trchảy bổ sung cho khu tưới tram bơm Phước Thiện thuộc hệ thống Nha Trinh -LâmCm bằng hệ thống cắp nước tự chảy từ kênh chính 1, hệ thống hd Lanh Ra Sau khinâng cắp, hỗ mở rộng thêm điện tích tưới cho 187ha dat canh tác thuộc khu tưới trạm.bom Phước Thiện ngoài ra còn giảm đáng kể chỉ phí quản lý vận hành trạm bơmkhoảng | tỷ đồng năm.

Hình 1.8 Vị trí kênh tiếp nước tử kênh chính 1, hd Lanh Ra cho khu tưới

‘Tram bơm Phước Thiện

Cong trình Sông Biêu (xã Phước Ha, huyện Thuận Nam, tỉnh Ninh Thuận) được hoàn

thành năm 2013, có nhiệm vụ tưới cho 1,2000ha lúa và hoa màu, cắp nước sinh hoạt,

sóp pha

còn khai thác nguồn nước của hồ, tiếp nước bỏ sung cho 500ha lúa và hoa màu thuộc.énh Bắc và kênh Nam Sông

Biêu Sau khí nâng cấp, đã chủ động cấp nước tưới từ lưu vực Sông Biêu bổ sung cho

khu tưới Tân Giang, đảm bảo hiệu quả kinh tế cho bà con dân tộc vùng núi Hiện naytrên địa bàn Ninh Thuận có 21 hồ chứa trong đó có 05 hồ đã được sửa chữa nâng cấpcòn 07 hd cần được sửa chữa nâng cấp gồm: hd Suối Lớn (1990), hd CK7 (1996), hoOng Kinh (1999), hồ Tân Giang (2001), hỗ Bau Ngữ (2007), hồ Sông Sắt (2008), hỗThành Sơn (1991) Mặc dù việc nâng cấp đập đất đã được tiến hành ở các địa phương.giảm một phần lưu lượng lũ cho hệ thống tiêu lã Ngoài nhiệm vụ tên, hồ

khu tới hệ thông Tân Giang bằng các kênh dẫn nước từ

nhưng việc xây dựng còn mang tính tự phát, rit đa dạng, phong phú và chưa có đẫy đủ

sơ sở khoa học cũng như các tiêu chí để thống nhắt lựa chọn

Bang 1.2: Bảng thống kê các hồ chứa cần sửa chữa nâng cấp trên địa bàn tỉnh Ninh

"Thuận [8]

TT | Tênhồ | hoàn | PAnh ahpink sit HIỆtưỢNghưHÔNg | Mục

Í Mạch hỗ tâm bê tông lát |

mái hạ lưu bị sat khi

1 |i 1990 | ean phai | dui tim 1 beton qua | cấpsửaning cấp, | khe chitmạch tạo thành | chita hd

sửa chữa | dòng x6i gây ra Kin, sụt

Mãi bảo vệ đập bị rạn

Hồ dạ | nỨttgXốisạtlờ mái

xuống cáp | tê năngthườnghjlũ | cận nạn,2 |CK? | 1996 | cảnphải | #8Y Se vai bio WE phaM | cập ca

nâng cấp, | 22S PAIN dit | hộ

mine | BỖTHiếp, Công ty sửa

sta CHỮ | “na báo tri hàng năm

ip thời

Chân mái đập hạ lưusiấp hạ lưu công ấynước có hiện tượng 10 rỉnước, mái ha lưu và mặtđập có vết nit đã xử lý

ông năm 2006, 2007 và | Cin ning3 kin 1999 ¡ cằnphả 2010.Mặtưànxảlũcó | caps

nông ẤP, | bỏ sung dip cao su dé | chữahồsia cht | tang Khi ning hia

nước của hồ đã bị hư.không còn sử dụng, năm.

2010 nâng cấp mái dapHL, có nạo vét lòng ho

TT | Tênhồ | hoàn | ĐấnhEi ( mịn tượng her hi Khắcquần | Nguy | Miémtweng eng | mục

Hi dp hạ lưu nướcmưa tạo lỗ sạt Ø'

‘Sut lún xói 0,3+0,7m có chỗ 1mSart 3 | gh xi hota sự

i | pc anh hai hước

« thm mane yng etn, PAA | n quy.4 ly 2005 |đượcsửa | US màng: sửa chữa

cis nim | nhấn heansl | in my

2N ảnh | SS sime Hib cpáp ” | ge van hank xs dang

sidtiah |" inchta van en HLcông lẫy nước dưới đập.

do van hư đồng mo

Không kin nước

Hồ còn tốt

do mới sửa ađược

gid mức im 2009H

do in Dã tp

cấp đánh Sứ chứagiá mức dt năm 2009

Hồ nốtNước do mới sửa7 2006 | coms

Ngọ chữa, nâng sia chữacip dink năm 2012

gid mức tốt

Maia lưu dip BIAS | Gy

đất, đường quản lý chưa | nN.

8 |BầuNgứ| 2007 | Hồcòntốt | gia có cần sử chữa nâng | °°cấp mái đập va đụ làm đườngip mái dip và đường | hy

quản lý

TT | Tênhồ | hoàn | ĐÁNhEẾ ( Hien tưynghrhang | Khắch an toần phụcthành

T Mai ha ưa đập bi sat 15)

ddo nước mứ xối ngằmnhiều lỗ Ø I+1.2m, sâu

đđến 2m đọc theo mái

đến cơ đập trôi est gi |

Cần sửa9 | song sit} 2008 | HB con de | tiẾtbithoátnước đồng a

đã HL đập: Hiện nay | chữahồmái đậpk HL bị xói gây

ra sat mặt đập khi cómưa lon, trôi dat cát mái

đập về tại thiết bị thoát

nước đập hạ lưu

1.6 Giới hạn phạm vi nghiên cứu

"ĐỂ tài tôn cao đập đắt có rit nhiều giải pháp để lựa chọn Tuy nhiên trong phạm vinghiên cứu của luận văn này chỉ đề cập đến các giái pháp như xây đựng tường chắn.sông trên dinh đập, giải pháp đắp áp trúc dé tôn cao đập hoặc kết hợp cả hai phương

pháp trên Các tính toán cụ thể sẽ được áp dung cho dp Thành Sơn tỉnh Ninh Thuận

để tạo hồ chứa ở Việt Nam Các

là loại công trình được xây dựng phổ bi

đập đã xây dựng trước đây do kinh phí đầu tư han hẹp, công tác khảo sát thiết kế bị cắtlu, công tác quản lý thi công chưa chặt chẽ dẫn đến chất lượng đất dip

không đồng đều Trải qua thôi gian dài làm việc mà chưa được duy tu bảo dưỡng tốtnhiều đập đã xuống cấp, có nguy cơ xây ra sự có, đòi hỏi được cải tạo nâng cấp Bên.cạnh đó, nh cầu dùng nước ngày cảng tăng, do gia ting diện tích canh tác, gia tăngdân số trong vùng hưởng lợi, bổ sung các hộ dùng nước khác như nuôi trồng thủy sin,xí nghiệp công nghiệp đôi hỏi phái tng dung tích hỗ, tăng chiều cao đập

“Trong điều kiện biển đổi khí hậu, điều kiện mưa lũ bắt thưởng, cộng với mặt đệm lưu

én hỗ tăng cao,

vue bị suy th¡lớn do thu hẹp diện tích rừng phòng hộ làm cho lũ

trong khi khẩu điện tràn tháo lũ không đi i làm cho mực nước hồ tăng lên, có thể vượt

qua đỉnh đập đắt gây vỡ Day cũng là một trong những lý do để xem xét cải tạo, tôncao đập,

`Với những lý do trên, vẫn đề cả tạo tôn cao đập đắt ở hỗ chứa đang là vẫn để cp thiếthiện nay Mặc dù đã có một số để tài nghiên cứu đỀ cập vẫn db cả tạo v tôn cao đậpnhưng vẫn chưa có những tổng kết khái quát, và những hướng dẫn cụ thể về việc lựachọn tôn cao đập vé các tính toán tương ứng để đảm bảo an toàn và điều kiện kính

Trong luận văn này xem xét cụ thé các giải pháp làm tường chắn sóng và đắp áp trúc

để tôn cao đập dit theo yêu cầu và nhiệm vụ mới của hd.

20

'CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP DE TON CAO DAP DAT

2.1 Các tiêu chí và yêu cầu để chon giải pháp cil tạo đập hợp lý

Gidi pháp được lựa chon dé ôn cao đập đất cũng giống như giải pháp công tình thủylợi nói chung là phải dim bảo các yêu cầu về kỹ thuật, kính tế th công, quản lý, cảnhquán môi tường

2.1.1 Yêu edu về kỹ thuật

- Phải đáp ứng được nhiệm vụ mới của hồ chứa:

+ Mực nước ding bình thường của hỗ được xác định trên cơ sở nhủ cầu ding nước

mới và tà liệu cập nhật về đồng chảy đến với mức đảm bảo cắp nước mới theo QCVN04-05:2012 [9]

+ Các mực nước cao nhất rong hồ (MNLTK, MNLKT) được xác định từ kết quả tính

toán điều tiết lũ với các con lũ mới cập nhật (lũ thiết kế, lũ kiểm tra)

+ Cao trình đỉnh đập mới được xác định từ MNDBT, MNLTK, MNLKT mới, phù hợp.

‘i ắc quy định của tiêu chuẩn thiết kế đập đắt dim nén (TCVN 82162009) [10]

+ Phải đảm bảo về yêu cầu chống thắm và én định của đập ứng với các trường hop

làmkhác nhau, theo quy định của tiều chuẩn hiện hành.

31.2 Yêu cầu về kinh tế.

- Tân dung vật liệu tại chỗ

~ Tổng kinh phí cho việc cải tạo, tôn cao đập dit là nhỏ nhất2.1.3 Yêu cầu về th công.

Đầy là công trình sửa chữa nâng cập nên qu tình thi công vẫn phải dim bảo yêu cầucấp nước cho hạ du Cin phải wu tiên chọn các giải pháp ít gây ảnh hưởng tới quá tinhcắp nước.

Sử dụng công nghệ và thiết bị thì công phái phù hợp, han chế ảnh hưởng tới

2.14 Yêu cầu về quân lý sử dung.

Giải pháp được chọn phái thuận tiện cho việc quản lý, duy tu, bảo dưỡng trong quátrình khai thác,

2.1.5 Yêu cầu về cảnh quan, môi trường.

~ Giải pháp tôn cao đập đất không phá vỡ cảnh quan chung của cả công trình đầu mối.

~ Qứa tình thì công không gây 6 nhiễm môi trường, và phải đâm bảo đồng chay môitrưởng cho đoạn sông hạ lưu đập theo quy định.

2.2 Các giải pháp kỹ thuật để tôn cao đập đất.

2.2.1 Nghiên cứu giải pháp xây đựng tường chắn sóng trân đình đập.

2.2.1.1 Phân tích các điều kiện can để áp dung tưởng chắn song

Tưởng chắn sóng được xây dựng trên đỉnh đập đẻ thay thể cho phần phải dip đất đểtôn cao Vì vậy phương án chỉ xây dựng tường chin sóng mà không đắp đắt 48 tôn cao

“Trong đó: Zt là cao trình đỉnh tường, xác định theo tính toán cao trình đỉnh đập mới,với các mye nước và điều kiện sóng gió mới của hỗ.

Mặt đón sóng của thân tường có th làm theo mặt phẳng hoặc mặt cong

~ Trường hợp làm theo mặt phẳng thi thi công đơn giản nên được áp dụng rộng rãi

~_ Khi chiều cao sóng lớn, hoặc có yêu cầu về mỹ quan thì có thể làm mặt đón sóngcong, loại này thi công khó hơn và chỉ áp đụng với tưởng bằng bê tông cốt thép

a b.

Hình 2.1 Các dang mặt cắt ngang của tường chin sóng

Do tường có dài lớn nên phối chia đoạn để tránh nứt do lún không đều Chiễmỗi đoạn thường từ 10-12m Khép nối giữa các đoạn cần được chit bằng vậtchống thắm như bao tải nhựa đường để tránh tat nước lên đinh đập khi có sóng đánh.2.2.1.3 Tĩnh toin én định và độ bền của tưởng chin sing

Ôn định và độ bằn của tường chắn sing được tính toán với trường hợp bit lợi nhấtkhi có sóng lớn nhất vỗ vào tường Chiểu cao sóng và biểu đỗ áp lực sóng lớn nhấtđược xác định theo TCVN 8421-2010 (C1g trình thủy lợi — tải trọng và lực tác dụng.lên công trình do sóng và tàu)[11] Các nội dung tính toán như sau:

.a Tính toán ứng suất đáy móng tường.

+ Ứng suất đấy móng tường được sắc định theo sơ đồ nén lệch tâm (bài toán phẳng):

“Trong đó;

2G Tông lực thẳng đứng lên một mét chiều đài tường

ÈM,: Tông momen lên một mét chiều dài tường lấy đối với tâm O của bản day tường.

(hình 2.1)

B; BE rộng đáy trờng

~ Điều kiện để đất đáy móng tường không bị phá hoại:gạ„„< L2 Rị và ø„,>0 (24)Trong đó

Rte: là cường độ tiêu chun của đất nén xác định theo tiêu chuẳn thiết kế

công trình thủy công TCVN 4253/2012 [12]

5 Kiếm tra dn định a tưởng

“Trường hợp ứng suất diy móng tường thỏa mãn điễu kiện (2.4) thi tưởng sẽ không xâyra lật hông xdy ra trượt sâu, đo đó chi cin kiểm tra ôn định về trượt phẳng, theo điềukiện sau:

Trong đó: ˆ ® vàC à góc ma st rong va he dính đơn vị của đấ nền tưởng

or ng lự ngang te dụng Kn một mét chiề đãi wrongB: B rộng diy trồng,

2G Tổng lực thẳng đứng lên một mét chiều dai tường.

Kcp: Hệ số an toàn cho phép về trượt, phụ thuộc vào cắp công tình vàtổhợp tải trong

© Kiểm tra độ bên của tường

Mặt cắt chịu lực bất lợi nhất là mặt cắt đáy của thân tường.

= bi với tường bằng gạch da xây hoặc bê tông:+Tính toán ứng suất pháp trên mặt cất

R: Cường độ tính toán của vật liệu tường

Kep: Hệ số an toàn cho phép, phụ thuộc vào cấp công trình và tổ hợp tải trọng.

= Đối với tưởng bằng tổng cốt thép: điều kiện bén được kiém tra bằng cách sosánh momen uốn tính toán với sức chịu momen tính toán tại mặt cắt:

=> ke 2

K= 1 >Kp G8)

Mi; Sức chịu uốn tính toán tại mặt cit, phụ thuộc vào bl, Fa, F'a, xác định

theo tiêu chuẩn thiết kế [13]

Kep: Hệ số an toàn cho phép, phụ thuộc vào cắp công trình và tổ hợp tải trọng

ML: Momen tốn tính toán lấy với tâm của mặt cắt tinh toán.

2.2.14 Phân tích ẩn định của mái thượng lưu đập khi có tường chắn sóng trên đìnhTrường hợp chịu lực bắt lợi nhất của mái thượng lưu là khi mực nước thượng lưu ritnhanh từ MNLTK xuống MNDBT ( hợp cơ bản) và từ MNLKT xuống MNDBT (16

hợp đặc big),

“Trường hợp trên đỉnh mái có tường chin sóng thi cin bd sung tải trọng của tưởng lên

Hình 2.2, Sơ đồ tính ôn định mái thượng lưu đập có tường chắn sóng, trường hợp mực.

2.2.2 Nghiên cứu giải pháp đắp áp trúc để tôn cao đình đập.

2.2.21 Cúc trường hợp xem xét áp dụng giải pháp đắp áp trúc

3) Dap áp trú thượng lưu

+ Khi có yêu cầu mổ rộng hoặc tôn cao định đập để phù hợp với nhiệm vụ mới26

+Khi đập cũ bị

pháp như khoan phụt, tường hào, màng HDPE thấy áp trúc hiệu quả cao hơn.

ấm mạnh, trên cơ sở so sánh hiệu quả kinh tế và kỹ thuật với các giải

4+Mai đập thượng lưu có nguy cơ mắt ồn định.

c+Không thể giải phóng mặt bằng ở hạ lưu đập.

-+Kết hợp sửa chữa lớp gia cổ mái thượng lưu đập.

+C6 thể kết hợp việc dip áp trúc mái thượng lưu với làm sân phú hoặc chân khay

chống thắm cho nền

+ Đập cũ không có hiện trợng thẳm mạnh, hoặc đã xử If thắm theo các biện pháp

khác với dip áp trú thượng lưu.

'b) Dip áp trúc hạ lưu.

++ Khi có yêu cầu mỡ rộng hoặc tôn cao đình đập để phù hợp với nhiệm vụ mới

+ Mái đập hạ lưu có nguy cơ mat ôn định.

+ Có thể giải phóng mặt bằng phía hạ lun,2.22.2 Cúc sơ đỗ đắp áp trúc

4) Bap áp trúc thượng lưu

‘Tay theo yêu cầu chống thấm cho nên, có các sơ đô bố trí khối đắp áp trúc thượng lưu

như sau

al, Sơ đỗ đập với khối áp trúc không kết hợp chồng thắm cho nền

Sa see ogee

Hinh 2.3 Sơ đỗ đập với khi áp trúc không kết hợp chống thắm cho nén,

Điều kiện áp dụng: Khi biểu hiện thấm ở nén đập là bình thường, phù hợp với yêu cầuthiết kế,

BO trí: Mặt cắt đập sau khi áp trúc được xác định theo kết quả tính toán về yêu cầu tônsao đập Nổi tiếp khối áp trúc với mi thượng lưu đập ci cin được dỡ bỏ lớp bảo vệmai đập cũ, bóc bỏ các phần đất yếu trên mái, san phẳng mặt mái trước khi dip áptrúc, Dị kíảo về mái thượng lưu đập thì song gió của hồfin tính toán theo

chứa và phù hợp với quy định trong tiêu chuẩn thiết kể đập đắt đầm nén hiện hành.2 Sơ đồ dip với khổi áp trúc có kết hợp chống thắm cho nên bằng chân răng.

Hình 2.4 Sơ đồ đập với khi áp trúc có kết hợp chẳng thắm cho nén bằng chân rang.Điều kiện áp dụng: Khi nền đập có biểu hiện thắm mạnh (xuất hiện lỗ ủi mạch sii ở

hạ lưu, lưu lượng thấm ra hạ lưu vượt quá Qep) và khi chiều day thắm ở nẻn không.

lớn: T < 10m

28

Bổ tr: Mặt cắt đập ni tế với khối đắp cũ, bảo vệ mái đập xác định tương tr như ởsơ đồ khối áp trúc không kết hợp chẳng thắm cho nén Với chân răng thì được đảo cắtqua hết ting thắm mạnh ở nén, bề rộng đáy chân răng ber > 3m ( để thi công bằng cơgiới, mai hai bên của chân rang được chọn tho điều kiện ôn định mái khi thi công,‘vat liệu dip chân răng cùng loại vớ vật liệu dp khối áp trú.

Ð) Bip ấp trúc hạ lưu

Tùy thuộc vào cách bổ trí thết bị thoát nước thắm cho đập và nền, có các sơ đồ bổ trhi áp trúc hạ lưu như sau.

bl Sơ đồ đập với khối áp trúc có thiết bị thoát nước kiểu áp mái

Điều kiện áp dụng: Khi hạ lưu không có nước (hy = 0), đập cũ có thiết bị thoát nước.dang áp mái hoặc không có thiết bị thoát nước.

Bồ tí: Thiết bị thoát nước là lớp đá hộc lát ở chân mái khối áp trúc hạ lưu Binh củathiết bị thoát nước đặt cao hon điểm ra của đường bảo hòa ở mái hạ lưu (theo kết quảtính thắm) một đoạn đ > 1.5m với đập đất cắp 1, I, d > 2m đối với đập cắp II trở lên.

Nối tiếp giữa thân đập và nền bằng ting lọc ngược Chân của thiết bị thoát nước ápmái được lâm rãnh thu nước mặt chạy dọc chân mái din nước về lòng sông Khi thiếtbị thoát nước cũ là áp mái thi edn bóc bỏ và thu dọn sạch trước khi đắp áp trúc.

Hình 2.5 Sơ đồ đập với khối áp trúc hạ lưu có thiết bị thoát nước kiểu ấp mái.

2.Khối áp trúc hạ lưu 5 Ranh thu nước chân mái

b2 Sơ đồ đập với khối 4lăng trụ thoát nước cũ.

trúc có thiết bị thoát nướ kiểu áp mái và gối phẳng nối với

Điều kiện áp dụng: Khi hạ lưu có nước (hy # 0) và thiết bị thoát nước cũ dang Lang

mụcCao trình đỉnh áp mái Z„„ xác định từ kết quả tính toán thim: Khi lãng trụcủa đập cũ làm việc tốt, đường bão hòa mới di vào lãng tru: Z¿„ = Z4wø„v+ d (với

Z2,„„ mực nước lớn nhất hạ lưu, d: độ cao an toàn lấy tương tự như sơ đồ áp mái trên).

Khi lãng trụ của đập cũ đã bị tắc, đường bão hòa mới di ra mái hạ lưu: Zum = Ze + d

(Za: độ cao điểm ra của đường bão hoa trên mái, xác định theo kết qua tinh thắm, dđộ cao an toàn lấy tương tự như sơ đồ ấp mai trên Gỗi phẳng nằm ngang đặt tai nỀnnổi chân của lãng trụ cũ với chân của phần áp mái mới Phần lõi là đá xếp có ch

tối thiễu 0.5m, mặt tiếp nỗi với nền và với thân đập (khối dip áp trúc) có cầu tạo của

tầng lọc ngược,

Hình 2.6 So đồ đập với khối áp trúc có thit bị thoát nước kiéu áp mái và gối phẳng

đới lăng trụ thoát nước

1 Khối dip cũ - Thiết bị thoát nước kiễu áp mái

2 Khối áp trúc hạ lưu 5 Phần gồi phẳng

3 Lang trụ thoát nước của đập cũ 6.Ting lọc ngược.

30

bả Sơ đỗ đập với khối áp trúc có thiết bị thoát nước kiểu Sng khói kết hợp với lãng trụ

Hình 2.7 Sơ đồ đập với khối áp trú có thiết bị thoát nước kiểu ống khói ết hợp với

lăng trụ va g6i phẳng.

2 Khối áp trúc ho lưu 6, Lãng trị thoát nước mới3 Ong khôi thoát nước 7.Ting lọc ngược

4 Lãng trụ của đập cũ

2.2.2.3 Các vẫn dé kỹ thuật đắp áp trúca) Dip áp trúc thượng lưu

al, Vậiệu dip ấp trúc

+ Các vật liệu đt đá, bao gồm cả sin phẩm phong hóa hoàn toàn, phong hóa vừa đền

số thé dùng để dip áp trie đập, Tuy nhiên, vật liêu dip phải đảm bio yêu cầu về tínhbền vũng, khả năng chịu lực và tính chống chịu với tác động của dồng thắm phù hopvới điều kiện làm việc của khối áp trúc đập Các loại dat không dùng dé đắp khối áptrúc, trừ tường hợp đặc biệt khicó biện pháp xử lý thích hợp và có luận chứng tin cây

đất có hàm lượng hữu cơ chưa phân hủy hết lớn hơn 5.0% hoặc đã phân hủy hoàn toàn

nhưng ở tring thải không định hình lớn hơn 8.0% tính theo trọng lượng, đắt cát min,

đắt bụi nặng hoặc dt sét nặng [10] Đây là yêu cầu chung cho việc lựa chọn vậtiệu cảkhối đắp áp trúc thượng lưu và hạ lưu,

+Hệ số thấm của đất không lớn hơn hệ số thắm của khối thân dp cũ Trường hợp khốithân đập cũ có biểu hiện thắm mạnh thì phải chọn khối đắt dip thượng lưu có hệ sốthắm nhỏ hơn so với thân đập cd

+ Khi vật iệu khan hiểm phải dang loại đắt pha sét có hệ số trương nở lớn hơn cho

phép dé đắp khối áp trúc thượng lưu thi cin biện pháp xử lý bằng cách đắp lớp bảo vệ

và gia tải lên trên khối áp trúc chính để tạo áp lực ngoài lớn hơn áp lực trương nở.

+ Vật liệu dip khối gia tải bảo vệ phải đảm bảo sự én định của đập và phải có độ.chống cắt chống nền trong đối cao

a2 Mat cắt ngang của đập nâng cấp.

+ Cao trình đỉnh đập: Cao trình đỉnh đập được xác định trên cơ sở tính toán độ vượt

cao của đập đất trên các mục nước tính toán hd chia (mục nước dâng bình thường,và kiểm tra theo QCVN04-05:2012) đảm bảo nước không tràn

qua đình đập Cao trình dinh đập xác định như sau:

mực nước lũ thiết

Zeyh aip= MNTT + by

Trong đó: MNTT: Mục nước tính toán của chia theo QCVNO4-05:2012 (mye nước

dâng bình thường, mực nước lũ thiết kế, mye nước lũ kiểm tra)

hd: Độ vượt cao của đình đập hd = Ah + hurt a

32

‘Ah: Độ dềnh cao do gió

bạ: Chiều cao sóng leo rên mái đập ứng với mức đảm bảo i= 1%

1: Chiu cao an toàn phụ thuộc vào cắp công trình và điều kiện làm việc của hỗ chứa,ác định theo tiêu chun thết kế đập đất đầm nén [I0]

(Chon giá trị lớn nhất trong các giá trị tính toán làm cao trình định đập thiết kế.

¬+ Cấu tạo định đập: Chiều rộng dinh đập phụ thuộc vào điều kiện thi công và khai thác

(không nhỏ hơn Sim) Khi có yêu cầu kết hợp đường giao thông công cộng thì phải

thiết kế theo tiêu chuỗn đường giao thông Mặt đập đốc nghiêng về một phía hoặc haiphía với độ dốc từ 2%4 đến 3⁄, lớp bảo vệ dinh đập có thể chọn bằng đắt cắp phối cátcuội sỏi đầm chặt, bê tông hoặc bê tông cốt thép, dim sỏi xâm nhập nhựa đường, bêtông nhựa đường Nếu trên định đập dự kiến xây dựng tường chin sóng ( tường

thẳng đứng hoặc tường có mặt cong) thi độ vượt cao của định đập được tính từ cao

trình mực nước tính toán tới định tường chắn sóng Trường hợp này cao trình đính đập.

dấp phải cao hơn mực nước lũ kiểm tra ối thiểu 0.3m [10] Tường chấn sóng cao từ066- 1.2m, kết cấu bằng đá xây, bê tông hoặc bê tông cốt thép.

++ Mai đập: mãi đập phải đảm bảo én định tong điều kiện làm việc của đập Độ đốcmái đập được xác định căn cứ vào: loại hình đập, chiều cao đập, vật liệu dipdâp điễu kiện thi công và kha thác H

mái đập sơ bộ được xác định theo công

Mái thượng lưu: my = 0.0SH + 2.

Mái hạ lưu : my) = 0.05H + 1.5

Hệ số mái đập được chọn theo kết qua tính toán én định mái

a3 Thiết kế xử lý mặt tiếp giáp

+ Mặt tiếp giáp giữa khối áp trúc và đập cũ: Sau khi tháo cạn toàn bộ hỗ hoặc tháo cạnmột phần hỗ và dip để quai cach ly phần mái thượng còn lại với long hỗ, bé mặtthượng lưu cin được xử lý rước khi đắp áp trúc như; dỡ bỏ toàn bộ lớp bảo vệ máithượng lưu, bạt phẳng và làm sạch mái sau khi dỡ bỏ lớp bảo vcác vùng đất

yếu cục bộ trên mái thi cin bóc bỏ hết Mái đốc m theo phương ngang (phương vuông

óc với trục đập) của khối còn lại cần đảm bảo m > 2 (không bạt kiểu giật cấp)

+ Mat tiếp giáp giữa khối áp trúc với nn: Xử lý bing cách đào bỏ lớp dit yếu, lầmsach và khô hé mỏng trước khi dip đất Trường hop dưới khối áp trúc cỏ chân răngchống thắm: tiến hành đảo hỗ móng chân răng cắt qua hết chiều dayng thấm mạnh

Trường hop ting thắm mạnh quá dày (T > 10m) thi có thể thết kế theo kiểu “tườngrăng lơ mg" Mức độ sắm sâu của trờng răng lơ lửng được xác định theo kết quả tínhtoán thim (không chế lưu lượng thắm nhỏ hơn cho phép và gradient thắm trong nén

phía sau chân răng nhỏ hơn cho phép) Mái hai bên của tường chân răng được chọn

theo điều kiện ồn định khi thitrước khi dip đất

ing Hồ móng của chân răng cần được làm sạch và khô

+ Mặt tiếp giáp giữa khối áp trúc với hai vai đập: Xử lý tiếp giáp vai đập với khối áptrúc thượng lưu và hạ lưu là như nhau Nguyên te là phải đảm bảo nối tếp tốt và trơntru gin khối dip mới và nén vai đập, tránh hình thành các khe hở cục bộ là nơi tạo tadong thấm tập trung, tránh hình thành khe nứt ở khối áp trúc khi nền có biến đổi độtngột Các yêu cầu chính bao gồm: bóc bỏ hết lớp đất chứa rễ cây, cổ và các thành phnđất yếu trên bể mặt Vai bờ sau khi xử lý là đường cong trơn, không có bậc thụt Máibờ vi sườn núi đã không đốc quá l:0 5 Mai bờ vai là đắt không được đốc quá 1:15.

không xử lý thành bậc thang.

trúc vớ công trình xây đúc hoặc vách ni đá Khối áp

ý kết

+ Mặt iếp giáp giữa các khi

trúc có thể cắt qua côivình xây đúc như cổng lấy nước, đường tàn Cách eit

cấu công trình xây đúc tiếp giáp với khối áp trúc như: cần xử lý tôn cao tường bên,tường cánh của công mình dẫn tháo nước cho phù hợp với biên của khối áp trúc

Trường hợp chi tôn cao không đảm bảo độ bén của tường thì xem xét tôn cao kết hợpvới ting chiều day mặt cit, Mặt cắt được chọn cụ cùng cịcứ vào tinh én định và độ

bền của tường Cích xử dip khối áp trúc tiép giáp với công nh xây đúc hay váchđá: trong phạm vi Im kể từ đường viỄ tiếp gấp, đất đắp phải là đất á st không lẫn

san s6i hoặc các tạp chất khác Trong phạm vi Im kể tir đường viễn tiếp giáp, đất phải

được dim chặt bằng dim cóc Ngoài phạm vi đó mới được dùng dim lăn ép, ngoài

a4