Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu đề xuất giải pháp xử lý chống thấm cho đập phụ hồ chứa nước Dầu Tiếng tỉnh Tây Ninh

MUC TIÊU, NỘI DUNG, CÁCH TIẾP CAN VA PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c 341, Mục tiêu Tựa vào các ti lệu tha thập, tả lậu khảo sat nghiên cứu về hiện tượng thắm ất nước của khu vực nghiên cứu, các tải

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TAO’ BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIEN NÔNG THÔN

TRẢN ANH DŨNG

NGHIÊN CỨU ĐÈ XUẤT GIẢI PHÁP XỬ LÝ CHÓNG THÁM

CHO DAP PHU HO CHUA NƯỚC DẦU TIENG

TINH TAY NINH

Chuyên ngành : Xây dung công trình thủy

Mã số : 60 — 58 — 40

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Người hướng dẫn khoa học:

1 GS.TS Trần Thị Thanh

2 TS Nguyễn Hùng Sơn

Hà Nội - 2012

LỜI CẢM ƠN

Luận văn " Nghiên cứu đề xuất giải pháp xử lý chống thắm cho đập phụ hồchứa nước Dầu Tiếng, tỉnh Tây Ninh” được hoàn thành nhờ sự giúp đỡ nhiệt tỉnh.của các thấy, cô giáo, bạn bé đồng nghiệp, cơ quan và gia đình

Có được thành quả nảy là nhờ sự truyền thụ kiến thức của các thy giáo, cô

giáo trực tiếp giảng dạy và công tác tại Trường Dại học Thủy lợi trong suốt thời

gian tác giả học tập tai trường.

Tác gid xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của các thầy giáo, cô giáo của

“Trường Đại học Thủy lợi trong thời gian tác giả học tập tai đây, sự quan tâm giúp,

đỡ của Ban Lãnh đạo Ban Quản lý Đầu tư và Xây dựng Thủy lợi 9, gia đình, bạn bè đồng nghiệp trong công tắc va học tập để tác giả hoàn thành luận văn này.

Tác giả xin bảy tô lòng biết om sâu sắc tới GSTS Trần Thị Thanh, TS.Nguyễn Hùng Sơn các thầy cô giáo trong bộ môn Thủy công trường Đại học Thủy

lợi và các cơ quan Viện Khoa học Thủy lợi miễn Nam, Công ty TNHH | thành viên

Quản lý khai thác Thủy lợi Diu Tiếng ~ Phước Hòa đã tận tinh bướng din và cung

Hà Nội ngày 14 tháng 05 năm 2012

‘Trin Anh Dang

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU

1.TÍNH CAP THIẾT CUA DE TẮI:

2 MỤC DICH NGHIÊN CỨU CUA DE TAL

3 MỤC TIEU, NỘI DUNG, CÁCH TIEP CAN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN

ctu:

3.1 Mục tiêu 8

3.2 Nội dung thực hiện 8

3.3 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu: 8

4 PHAM VI NGHIÊN CỨU, Ý NGHĨA VA KET QUA DỰ KIÊN ĐẠT

pug 3 4.1 Pham vi nghiên cu 9

4.2 Ý nghĩa nghiên cứu ea để ti 9

43 Két quả dự kiến đạt được của đ i 10CHUONG 1 TONG QUAN VE VE TINH HÌNH THÁM QUA THAN VA

NEN DAP VAT LIEU DIA PHƯƠNG "I

1.1 TONG QUAN VỀ THÁM QUA THAN VÀ NEN DAP VAT LIU DIA

PHƯƠNG

1.2, CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN THÁM

1.3 NHỮNG KET QUA NGHIÊN CỨU VE XỬ LÝ DONG THÁM GÂY RA

SỰ CÓ Ở DAP DAT 141.3.1 Những kết quả nghiên cứu ở các nước trên thể giới về xử lý dòng thấm gây ra

sự cổ ở đập dt “

2 Những kết quả nghiên cứu trong nước về xử lý dong thắm xảy ra sự cổ ở đập

20 2

23

È THÁM VÀ PHAM VI ỨNG DUNG [l3| 24CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÝ THÁM 252.3.1 Giải pháp tường hào bentonite chống thắm [S] 252.3.2 Giải pháp chống thắm bằng vật liệu màng chống thắm dia kỹ thuật [3]{8] 312.3.3 Giải pháp khoan phat vữa chống thắm [3] 362.4 KET LUẬN CHƯƠNG 2 45CHƯƠNG 3 46

XU LÝ CHONG THÁM CHO DAP PHY 46

HO CHUA NƯỚC DAU TIENG : 46GIỚI THIỆU CHUNG VE CÔNG TRÌNH 4

3.1.1 Vị tr địa lý “ 3.1.2, Đặc điểm tự nhiên 4 3.1.3, Đặc điểm địa chất [7] sl

3.1.4, Tình hình Dân sinh — Kinh tế — Xã hội [9] 553.15 Qui mô, nhiệm vụ, các chỉ iu thiết kể công trình, đặc diễm kết ấu 6] 56

32 DANH GIÁ CHUNG VE HIỆN TRẠNG DAP PHY HO DẦU TIENG

(81,191 58

3.8 NGUYÊN NHÂN GAY RA THÁM 6 DAP PHY HO DAU TIỀNG 59

34, PHAN TÍCH, ĐỀ XUẤT BIEN PHAP XỬ LÝ CHONG THÁM 6

3.5.3 Xác định khoảng cách giữa hai hàng khoan L.: 62

3.5.4 Xác dinh chiều diy mang phụt T (m) 62

3.5.5 Bố tri mang lưới khoan: 63

3.5.6 Thiết bị khoan phut vt thi nghiệm: 6 3.5.7 Khoan phụt thí nghiệm và khoan kiểm tra 65

3.5.8, Trình tự khoan phụt dai trà 6

3.6 ỨNG DỤNG MÔ HÌNH TOÁN ĐÁNH GIÁ HIỆU QUA CUA BIENPHÁP KHOAN PHỤT CHONG THÁM 813.6.1 Lựa chon phần mềm tính toán 81

3.6.2 Nội dung và kết quả tính toán a1

3.7 KY THUẬT THI CÔNG KHOAN PHỤT: - Bố3.7.1, Chỉ tiêu kỹ thuật khoan phụt chống thắm: $63.7.2 Cắp phối vật liệu khoan phụt chống thắm: $6

4.1, NHỮNG KET QUÁ ĐẠT ĐƯỢC CUA LUẬN VĂN

4.2 NHUNG VAN ĐỀ TON TẠI VÀ KIÊN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO %

PHỤ LỤC = - - 96

DANH MỤC BANG BIEUBing 2.1- Téng hop một số công trình ing dung giải pháp chẳng thắm đập bằng

tưởng hào bentonite

“Bảng 3.2- So sinh các tink năng kỹ thudt của 2 loi tường hào di

"Bảng 2.3 - Quy cách sản xuất tiêu chuẩn của màng SD-HDPE

“Bảng 3.4- Thông s kỹ thuật của ming chẳng thắm SD-HDPE

25 27 32 32

Bảng 2.5- Một số công tinh Thủy lợi ứng dụng phương pháp khoan phat ruyénthẳng

Bang 3.1- Các đặc tneng thẳng kẻ lượng mưa năm của cúc tam

Bang 3.2- Lượng mưa hàng năm tai 5 trạm trong lưu vực ho Dau Tiếng

“Bảng 3.3- Cúc chỉ tiêu cơ lý của đất hân đập và nỗ

Bảng 3.4- Diện tích, dân số e

đập

xã ven hỗ Dâu TiẳngBing 3.5 — Một số chỉ tiu của hỗ chứa nước Daw Tiếng

Bảng 3.6- Bằng xác định khoảng cách giữa 2 hàng khoan

Bang 3.7- Phân định các đắt, đá theo mức độ

Bang 3.8- Sơ bộ chọn dung dịch NIA theo q

Bảng 3.9- Cúc cấp nẵng độ vita thiết kẻ

“Bằng 3.10- Bằng xác định tị số Po và P.

Bảng 3.11- Lieu lượng vita nhỏ nhất cho phép ngừng phut

“Bảng 3.12- Các cp áp lự áp nước kiểm ta

Bảng 3.13- Kés quả áp nước kiém tra của công trình

Bang 3.14 - Kết quả tính todn thắm đập phụ hồ Dau Tiếng

Bảng 3.15 Kết quả tinh toán én định mái dip phụ hỗ Dé Tiếng

a 49 + _

79

so

sư

85

DANH MỤC HÌNH ẢNHHình 1.1 Sơ đồ chống thắm cho đập đt có tường nghiêng sản phủ,

Hình 1.2 Sơ đồ chống thắm cho đập đất bằng hào chân khay chống thắm

15 15

Hình 1.3 Sơ đổ chống thắm cho dip đắt có ming chống thắm bing khoan phụt vữa

ximãng-hentonite

Hình 1.4 Sơ đồ chống thắm cho đập đt bằng cir thép

Hình 1.5 Mặt cắt điễn hình của đập Bring Bách ban đầu

Hình 2.1 Giải pháp tường hào bentonite chống thắm

Hình 2 Sơ đồ công nghệ trộn vữa

Hình 2.3 Sơ đồ thi công tường hao bentonite chồng thắm

Hình 2.4 Hình ảnh thi công trởng hào bentonite chống thắm

Hình 2-5 Sơ đồ màng chồng thắm Địa ky thuật

7

18 19 26 28 29 30

31

Hình 2.6 Hình ảnh thi công màng chống thắm HDPE của công nh Hồ chứa nước

Dầu Tiếng

Hinh 2.7 Giải pháp khoan phụt tạo mảng chồng thắm nén đập

Hình 2.8 Các phương pháp va công nghệ khoan phụt vữa chồng thẩm.

Hình 2.9 Sơ đồ khoan phụt vữa tạo mảng chống thẩm,

Hình 2.10 Nút phut đơn và nút phụt kép trong công nghệ khoan phut

Hình 2.11 Hình ảnh khoan phụt tại Đập phụ

Hình 2.12 Sơ 48 công nghệ Jet-grouting làm tường chống thấm

Hình 2.13 Phạm vi ứng dụng hiệu quả trong công nghệ khoan phụt

Mình 3,1 Vị tí hỗ Dầu Tiếng trong lưu vue sông Sải Gòn - Đồng Nai

Hình 3.2 Chiều đây mang phụt chống thấm

Mình: 3.3 Sơ đồ bổ trí mạng lưới hỗ khoan.

Hình: 3.4 Bố trí khoan phut thí nghiệm,

Hình: 3.5 Sơ dé khoan phụt

Hình 3.6 Trình tự khoan phụt

inh 3.7 Mô phỏng bai toán tỉnh toán thắm hiện trạng, MNDBT

Tình 3.8 Gradient thân đập và lưu lượng thắm hiện trạng, MNDBT,

35 37 37 38 40 a2 4

“ 46

“

“ 66 69 T0 82 85

Hình 3.9 Gradient cửa ra và lưu lượng thắm hiện trang, MNDBT 5

Hình 3.10 Mô phỏng bài toán thắm sau khi xử lý chống thắm, MNDBT 8Hình 3.11 Gradient thân đập và lưu lượng thắm sau khi xử lý chống thắm, MNDBT

84

Hình 3.13 Mô phỏng bai ton tinh toán ổn định hiện trang 85 Hình 3.14 Kết quả tinh toán ôn định mái hạ lưu hiện trang, MNDBT 85

MỞ ĐÀU

1 TINH CAP THIET CUA DE TÀI:

Sau khi Miền Nam hoàn toàn giải phóng, hing loạt công trình Thuỷ lợi ra

.đời đã góp phần giảm nhẹ thiên tai, cải tạo môi tường sinh thái, xoá đói giảm nghèo,tạo cơ sở hạ ting kỹ thuật cho các ngành kinh tẾ phát triển

Đặc biệt khu vực Miễn Đông Nam Bộ là vùng kinh tế trọng điểm của nước

kinh tế xã hội rất cao, lượng

ta, nên nhủ cầu đùng nước cho dân sinh và phát trí

nước cung cấp chủ yếu bởi các sông chảy qua vùng này, tuy nhiên lưu lượng lại

phân bố không đều trong năm Do đó, nhiều công trình thủy lợi trừ và cấp nước.

được xây dựng trong vùng, như hd Chita Nước Dé den, Hồ chúa nước Lộc Quang,

hd chứa nước Dầu Tiếng, Đặc biệt là hd chứa nước Dau Tiếng, là hồ chứa nước.

có dung tích lớn nhất khu vực Đông Nam Bộ phục vụ cho nước sinh hoạt và tưới(dung tích hơn 1,5 tỷ mỶ ) được xây dựng từ những năm 1977-1985,

Các hứa nước được xây dựng đa số có đập ngăn nước được đắp bằng đấttai chỗ (vật liệu địa phương), đây là biện pháp kinh tế và hiệu quả Nhưng vùngĐông Nam Bộ có địa hình núi, biển và đồng bằng, cấu tạo địa chất phức tạp, vậtliệu đất đắp đập có him lượng sỏi san rt lớn, tính co ngột ~ trương nổ cao, hơn nữanhững năm trước đây sự am hiểu về vật liệu dip đập ở khu vục này còn bị hạn chếnên sau một thời gian vận hành các sự cổ chủ yu là thắm ở hạ lưu hoặc có hiệntượng mắt nước (đập hồ Dầu Tiếng - Tây Ninh, đập Suối Giai - Bình Phước Mặt khác trong quá trình xây dựng, công tắc khảo sát thiết kế, công tá thi công vẫncòn nhiều tồn tại đổi với đập ngăn sông bằng vt liệu địa phương, nh là ở khu vựcMiễn Đông Nam Bộ mà điển hình là hồ Dầu Tiếng.

Vì vậy mà đề tà: * Nghiên cứu đề xuất giải pháp xử lý chống thắm chođập phụ hỗ chứu nước Đầu Tiếng tinh Tay Ninh” thực sự là rất cằn thiết

2 MUC ĐÍCH NGHIÊN CỨU CUA ĐÈ TÀI:

Hầu hết các công tình dập đắt khu vục Miễn Đông Nam Bộ được xây dựng

bằng các loại đất Bazan, đất Bazan lẫn dim san, it in tích trên nên bột cát kế do

sự hiểu biết về kinh nghiệm sử dụng các loại dat nay trong xây dựng đập đất chưa.nhiều nên sau một thời gian vận hành khai thác, công tình đã xuất hiện thắm bắtthưởng Với mục đích nâng cao én định về thắm cho các đập đắt trong khu vực,nghiên cửu nguyên nhân gây ra thắm vả tìm giải pháp chống thắm cho đập phụ Hồ.Dầu Tiếng nhằm nâng cao én định, an toàn cho công trình đáp ứng nhu cầu dùngnước cho khu vực Thành Phổ Hồ Chí Minh, Tây Ninh, Bình Dương, Bình Phước và

tinh Long Aa,

3 MUC TIÊU, NỘI DUNG, CÁCH TIẾP CAN VA PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN

c

341, Mục tiêu

Tựa vào các ti lệu tha thập, tả lậu khảo sat nghiên cứu về hiện tượng thắm

ất nước của khu vực nghiên cứu, các tải liệu về thiết kế - thi công đập trước

kết hợp với quan trắc thực tế mn trường để ti ra nguyên nhân gây ra hiện

tượng mắt nước của đập, từ đó đề xuất giải pháp xử lý chồng thắm cho đập,

3.2 Nội dung thực hiện

~ Thu thập tài liệu về dan sinh, kinh tế và xã hội của khu vực nghiên cứu;

~ Thu thập tai liệu về đất dai, thổ nhường, khí hậu, khí tượng thủy văn của

khu vực nghiên cứu;

~ Thu thập tải liệu về khảo sát - thiết kế - thí công đập khu vực nghiên cứu,

các tà liệu liên quan khá

~ Điều tra, khảo sát và đánh giá hiện trang đập đất trong vùng;

- Đánh giá thực trang thẳm, tìm nguyên nhân gây thắm;

~ ĐỀ xuất các giải pháp công nghệ chống thắm;

~ Hoàn thiện luận văn.

“Cách tip cận và phương pháp nghiên cứu:

* Cách tiếp cận:

= Thu thập tài liệu v đặc biệt là trong khu vực nghiên cứu.

- Tim hiễu về những đặc điểm cầu tạo địa chất và sự hình thinh của đất trong

khu vực nghiên cứu Những loại đất sử dụng để đắp đập trong khu vực Đông Nam.

Bộ

- Nghiên cứu những loại dit đặc trưng dùng dip đập trong khu vực nghiêncứu, cc thí nghiệm thắm trong phòng cho loại đất sữ dụng tại hiện trường

- Tiếp cận từ thực tế: Điều tra, khảo sit sự lim việc của các đập đã xây dựng,

~ Khảo sát vi theo đồi kết quả thấm tại hiện trường của đập phụ hd chứanước Diu Tiếng

- So sánh các kết quả nghiên cứu biện pháp chống thắm cho đập đất, kiếnnghi các biện pháp chống thắm - ting ổn định cho công trình đắt dip ở Tây Ninh, cụthể là đập phụ hồ chứa nước Diu Tiếng.

*) Phương pháp nghiên cứu:

- KẾ thừa các từ liệu nghiên cứu, khảo sắt thiết kế đã có,

~ Quan trắc hiện trường.

- Ứng dung mô hình toán hiện đại để nghiên cứu đánh giả hiện trang và đánh

giá biện pháp xử lý

= Phương phip nghiên cứu phân tích tổng hop.

4 PHẠM VI NGHIÊN CỨU, Ý NGHĨA VÀ KÉT QUÁ DỰ KIÊN ĐẠT

ĐƯỢC:

4.1 Pham vi nghiên cứu

Phạm vi nghiên cứu của đề ti là nghiên cứu để xuất giải pháp chẳng thắmcho đập phụ hỗ Dau Tiếng tinh Tây Ninh

4.2 Ý nghĩa nghiên cứu của để tài

Ý nghĩa khoa học:

Két quả nghiên cứu của luận văn sẽ làm áng tỏ thêm hiện tượng và giải

pháp xử lý hiện tượng thắm, đồng thời làm phong phú thêm nguồn tài liệu tham.

khảo qui giá trong quá trình thi công và vận hành công trình đập đất được dip bằng, vat liệu địa phương ở khu vực Miễn Đông Nam Bộ - Việt Nam

Ý nghĩa kính tế - xã hội:

Kết quả nghiên cứu của đề tải có thé tham khảo trong quá trình thiết kế lựachọn giải pháp công trinh đập dit hợp lý và hiệu quả cao đồng thời có thể thamkhảo để lập biện pháp thi công hợp ý, năng suất cao giảm thiểu sự cổ và đảm bảochất lượng, an toàn Ôn định cho công tình xây đựng

4.3, Kết quả dự kiến đạt được của đề tài

- Tìm ra nguyên nhân gây thắm và biện pháp xử lý chống thắm cho Đập phụ

hỗ Dẫu Tiếng

Đề xuất được các giải pháp xử lý chống thắm cho các công trình đập đất đã

xây đụng tại khu vực nghiên cứu và những lưu ¥ trong tỉnh toin thiết kế, thi công,các công tình dit dip bing vật liệu đất bazan, đắt có nguồn gốc phong hỏa từ đã

bột, cát kết

CHƯƠNG 1

TONG QUAN VE VE TINH HÌNH THÁM QUA THÂN VA NEN DAP

VAT LIEU DIA PHUONG1.1, TONG QUAN VỀ THAM QUA THAN VA NEN DAP VAT LIỆUPHUONG

Đập bằng vit ligu địa phương là loại công trình dng nước phổ biển hiện nay ở

nước ta và trên thé giới Đập được xây dựng bằng các loại vật liệu hiện có trong khu

vực xây dựng công trình như: sét, á sét, & cát, sỏi cuội Đập bằng vật liệu địaphương có cấu tạo đơn giản, vững chic, có yêu cầu chất lượng của nén đổi với đập

không cao lắm, có khả năng cơ giới hóa cao khi thi công và trong đa số trường hợp

có giá thành thấp nên là loại đập được ứng dụng rộng rai nhất trên thé giới Hiệnnay thé giới có khoảng bốn trăm ngàn đập được xây dựng trong đó đập dit chiếm

trên TÚ ‘On lại là các loại đập khác như đập đá đỏ, đập bê tông trọng lực

$i không đều theo thai gian, phần

Tước ta có lượng nước dồi dio song phân pl

lớn lượng nước tập trung vào mùa lũ, đồng thời cũng phân phối không đều trên lãnh.thổ, Mặt khác do biển động của thời it khí hậu toàn cầu cũng như sự phát tiển dân

sổ, nhu cầu sử dụng nước ngọt cho đồi sống xã hội ngày cảng tăng lên làm cho nguồn

nước ngọt ngày càng khan hiểm Một trong những biện pháp phổ biển để cung cấp

hú nước ngọt cho đời sông din sinh la dap dip dé tạo hỗ chứa trữ nước ngọt, phân phí

nguồn nước theo không gian và du chỉnh đồng chay tho thời gian một cách hợp lýHầu hét các đập tạo hỗ chứa được xây dựng ở nước ta là đập đất, trong đồ

phần lớn các đập nhỏ được xây theo hình thức đập đồng chit, mái thượng lưu được.

bảo vệ bằng tắm bê tông hoặc đá xếp, mái hạ lưu bảo về bằng trồng cỏ trong c

số đỗ gối đá để thoát nước mưa mái đập Đặc điểm chính các công tình này là

thường xuyên có đòng thắm trong thân và nền đập, có kích thước mặt cắt ngang lớn,

được đảnh giá là bén và chịu chin động tốt so với các loại đập khác Tuy nhiềntrong quá trình làm việc, do tác động của các yếu tổ tự nhiên và yếu tổ sử dụng của

con người đã xảy ra tỉnh trang hư hỏng tại nhiễu đặp đất với nhiều mức độ khác

nhau Nguyên nhân chính có thể kể đến là do hiện tượng thắm qua nén đập, ai đập

và thân đập gây ra Tác hại của dòng thắm thật khó lường, nó không chi làm mắtnước đối với các công trình trừ nước mà côn làm giảm én định của công tinh vànên như: day nỗi, day trượt, trôi đất, xói ngầm, trượt nền.

Thắm là tình trang xảy ra rt phổ biển ở các đập đất, nhiễu hỗ chứa bị thẳm rắtnghiêm trong mà việc xử lý Init tốn kém khó khăn và gây tổ thất lớn về kinh

Sự cổ về thắm muôn hình muôn vẻ, nó có thể xây ra ngay khi công trình mới hoàn.thành: điền hình như hỗ chứa nước Nam Da «tinh Kiên Giang, khỉ thi công xong hồcạn hết nước dẫn đến phải xử lý chống thắm rắt tốn kém, hay như đập Cà Giấy -Bình Thuận khi chưa hoàn công (1988) đã xuắt hiện thắm ra ở chân mái hạ lưu với

lưu lượng 5 + 7 (I/phút), sau đó lưu lượng tăng nhanh có nguy cơ vỡ đập; hoặc sau.

một vài năm làm việc hiện tượng thắm mới xảy ra mãnh ligt gay tổn bại rất lớn đếnsông trình như: sự cổ thim gây vỡ đập đắt của hỗ chứa Suối Hành, Suối Tria, Am

Chia - Khánh Hoa, đập Vực Tron - Quảng Bình li một trong những vi dụ điền

hình Đó là những đập đã bị vỡ rồi, còn những đập tuy chưa vỡ nhưng phải xử lýthắm rắt tổn kẻm như đập Dẫu Tiếng - Tây Ninh, Easoup Thượng - Đắc Lắc

1⁄2, CÁC PHƯƠNG PHAP NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN THÁM

“Thắm là một hiện tượng rất phức tạp diễn ra trong lỗ rỗng của các hạt đất đá.Hiện tượng thắm của nước dưới đắt trong mỗi trường lỗ rỗng được Darcy nghiên

từ năm 1856, Trên cơ sở thực nghiệm Darey đã xác định quy luật thắm củanước trong mỗi trường lỗ rồng, đó là quy luật thấm đường thẳng Ngày nay lýthuyết thắm vin tiếp tục phát triển không ngừng và ứng dụng cho nhiều chuyên

ngành khác nhau Dae biệt rong các công trình thủy lại, thủy điện ý thuyết thắm

6 vai trồ quan trong Trong thiết ké công trình thủy lợi chỉ sau khi xác định đượccác đặc trưng của dòng thấm (áp lực thắm, gradien ), giải quyết xong biện phápchống thắm thi mới có đủ điều kiện để đánh gid dn định và độ bn công trình

Hiện nay có rit nhiều mô hình toán học của lý thuyết thắm đang được sử dung,

ii các bai toán thắm qua dip và các vực liên quan, Các joan lý thuyết

thắm của nước trong môi trường đồng nhất và không đồng nhất, về cơ bản đều đưa

cđến giải quyết phương trình vi phân cấp 2 đạo ham riêng dang eliptic hay parabolic

khi biết điều kiện đầu và điều kiện biên tương ứng

ĐỂ giải quyết bai toán lý thuyết thắm, người ta đã sử dụng một số nhómphương pháp sau:

*) Phương pháp thuận, bao gồm các phương pháp phân ly tích số phươngpháp biến đổi ích phân

*) Phương pháp lý thuyết hàm biển phức (phương pháp biến hình bảo giác,

dua đến bài toán Rima-Gianke).

*) Các phương pháp dựa trên lý thuyết giải tích phương trình vi phân tuyến.tính, gi ch hầm, pháp tính biến phân

*) Các phương pháp 6 như sai phân hữu bạn, phần từ hữu bạn

*) Các phương pháp biểu đồ, phương pháp mô hình và tương tự điện.

Trong đô phương pháp tương tự điện thủy động lực học do Pavolopxki N.N để

ra đã được xem như phương pháp chuẩn dé giải các bài toán thắm thực tế và mức.

độ tin cậy của các phương pháp khác Phương pháp nảy đồi hỏi công phu và tốn

kém nên những trường hợp thật cần thiết mới được sử dụng Mặc dù vậy, nhữngvấn đề như thắm dj hướng, thắm phi tuyển, phương pháp nảy vẫn chưa giải quyết

được.

Ngoài phương pháp số, các phương pháp khác cũng chỉ giải cho một lớp các.

bi toán nhất định, thâm chi, một số công thức giải tích phải dua trên kết quảphương pháp tương tự điện thắm mới lập được, song phạm vi ứng dụng cũng cònrit hạn chế

Củng với sự phát triển của máy tinh điện tử, phương pháp số đã chiếm tu thétrong việc giải quyết các bai toán lý thuyết thắm, nhất là bài toán có biển thay đổi vàchế độ vận động trong mỗi trường cổ cầu tạo địa chất phúc tạp Đặc biệt là phươngpháp phan tir hữu hạn đang được dùng rộng rãi phổ biển Vì phương pháp nảyKhông những cỏ một cơ sở oán học chặt chẽ, để đàng tự động hóa trên may tính, có

khả năng giải được tất cả các bài toán thắm với mức độ chính xắc phủ hợp thực tẾ

‘va thỏa mãn trong yêu cầu ky thuật

1.3 NHỮNG KET QUA NGHIÊN CỨU VE XỬ LÝ DONG THÁM GÂY RA

SỰ CÔ Ở DAP DAT

liều, cung cấp thông in về một

“Trong “Thông tin khoa học thủy I

đã thu thập xử lý én pháp xử lý chống thấm

mắt nước ở nén bồi tích đã được sử dung nhiều nước trên thể giới Các biện pháp đó.

là: sân phủ chống thắm ở thượng lưu; hào chân khay chống thắm; phụt vữa trong: vách chống thắm,

& Sin ph chẳng thắm ở thượng lưu:

Ở nên bai fh sâu, sân phủ chống thắm ở thượng lưu là biện pháp kinh tế để

chống thắm, San phủ chống thắm ở thượng lưu c6 tác dung lim lưu lượng mắt nước

và gradien thắm giảm tới mức cho phép Đây là giải pháp được sử dung ở nhiều đập

chứa nhỏ có thể trên thể giới Nếu nước thật quý im sản phủ kín khắp

day hỗ, Lớp phú có thé bằng đất đầm nện, đặt trên một lớp đệm bằng séi, đá dim.Người te cũng bit đầu sử dụng các tấm cao su nhân tạo (butyl) hoặc chất đèo(polyvinyl )

Nhiều đập trên nén bồi tích có sân phủ thượng lưu Tất cả các đập đất ở Liên

óc đây đều có sin phủ thượng lưu bằng đất hoặc bê tông (kết hợp vách cọci), Đập Tarbela cao 147m có sân chống thắm ở thượng lưu phủ lên một điện tíchkhoảng 1,5x220 km”, Ở công trình Guadalteba - Tây Ban Nha, trong nền sa thạch

Xô tu

dinh kết kém và cát min, phụt vữa gây kh khăn quá lớn nên đã sử đụng biện phápsản chống thắm ở thượng lưu, có bổ sung thit bị iu và lạc nước

“& Hào chân khay chẳng thắm.

Khi độ dày lớp bai tích không lớn, thường làm chân khay chẳng thẳm của

ap đến nền đá gốc Chẳng hạn như đập Cochiti ~ Hoa Ky độ day lớp bồi tích từ

(02601 trên suốt doc 9lm chiều đãi đập, làm hào chân khay tạo sân chống thắm ở thượng lưu và giếng lọ ở hạ lưu

Ở đập Gira - An Độ cũng sử dụng biện pháp hao chân khay Do thiểu thờigian và phương tiện bơm nước, không đưa được tit cả chiều đãi hào chân khayxuống đến đá gốc nên ở các đoạn hào chân khay không xuống đến đá gốc đã tạo.

phía đưới hảo một mảng phụt vữa Chí sâu lớn nhất của màng phụt làm

6 dip Mias ~ Canada đã làm hảo chân khay trong nên bồi ích đây 46m phía dưới lõi đập cao 243m.

TH an:

Hình 1.2 Sơ đồ chẳng thắm cho đập đắt bằng hào chân khay chống thắm

& Phụt vita trong nền

Hiện nay kỹ thuật phụt vữa đã hoàn thiện tối mức có thể chắc chắn đưa hệ sốthắm đạt xip xi K=102nms

Công nghệ phụt vữa cần quan tâm đến các vẫn để saw

4, Loại vữa: Loại vữa phụ Ít khỉ chil xi mang, thường là xi măng ~ bentonite,

hoặc

đăng chất phụ gia (ng tốc đông cũng, phụ gia déo, phụ gia gây nổ) Thường

— xi măng, hoe vữa tam hợp sét ~ ximing ~ bentonite Đôi khi có.

trên thêm các hoạt chất (Aluninat, Bicacbonat) Do giá thành quá lớn nên chưa sử dụng cht liga tổng hợp làm vữa phụLlrong nén bồi tích của đập

b Số hing hỗ khoan phụt vữa: Trong nham thạch nứt nẻ thưởng chỉ phụt mộthang hỗ khoan Trái lại, trong các lớp bồi tích thắm nước thường phụt vữatheo nhiều hing hỗ khoan Lý do cơ bản là trong mỗi trường bồi tích xốpkhông đồng chỉ tuy không nên tiêu thụ vữa quá nhiều và vô ích, nhưng

phụt vữa cho cả các vũng rất thẳm nước và các vùng có kết cầu hạt min, Côn

phải tạo cho mang chẳng thắm có chiều diy đảm bảo, tránh nguy cơ để sót

k ở, tạo được tôn thất đầu nước,

e Ap suất phut vữa: Trong khu thí nghiệm ở Montcenis ~ Pháp, ngay với ấpsuất vừa phải chi là P=0,3H (P: áp suất tinh bằng atm, H: chiều cao của tingđất phía trên đoạn phụt tính bằng m) cũng thấy có hiện tượng căng nghĩa là

6 hiện tượng đứt gãy thủy lực qua đó vữa phụt ăn sâu vào khối đắt Hiện tượng này không làm đội đắt mà còn có lợi Vita phụt có hiện tượng thâm nhập từ khu này sang khu khác (thường có độ sâu lớn hơn), vượt qua một khu có kết iu hạt mịn lớn không dé vita thắm qua chỉ can theo đôi kiểm tra

thường xuyên mặt nn, chủ ý điều chỉnh áp suất và lượng vita khi thấy cổhiện tượng đội đất, thì có thể sử dụng đến áp suất phụt cao Đội đất lên

chững vai ba em không ảnh hưởng xẫu gì Hiện tượng này có liền quan với

áp suất phụt và lượng vữa phụt Chỉ cin khổng chế lượng vữa phụt không

«qu 3U/phút

dd Lượng hấp thụ vữa: Lượng hấp thụ vữa tinh bằng khối lượng vữa cho Im’nên được xử lý, ở các công trình không khác nhau may Nên chủ động khống.chế lượng hap thụ, nhất là ở các hang khoan phía ngoải Ở Montenis ~ Phápvới mỗi mét khoan không vượt quá 3m vữa sết ~ xi măng.

Có nhiều loại vách tắm ngăn liên tục ăn sâu xuống trong nén bồi tích.

a Cừ kim loại: Bay biện pháp thông dụng trước kia, hiện nay ít diing và chỉ được dùng cho công trình loại thấp Vi hu đã được sử dụng ở đập Numa cao

18m ~ Hà Lan Vách cit kim loại là biện pháp được sử dụng nhiều ở Liên Xô

trước diy cho những công trình trên nền cát Vách cir kim loại không sử

dụng trên nên bồi tích có lẫn đã, có nhiễu trường hợp vách không kín nước,

b Coc kể nhau và nối tiếp nhau: Hiện nay có nhiều cách để hạ lỗ khoan kểnhau và có đường kinh lớn xuống dưới sâu; lỗ khoan có ống chèn ngoài hoặc

cho én định, rồ

tông ~ sét (kiểu cọc khoan nhỏ), Vi dụ ở đập Manicouagan ~ Canada các

lồng đến độ sâu 120m

e Tường khuôn: Vách kiểu tường khuôn ra đời khoảng vai chục năm nay,

tạm dé bùn để sau được dé đầy bê tông thường hoặc bê

kiểu cọc này nối tiếp nhau đã hạ được

nhưng trong may năm gần đây thì phát triển theo nhịp độ khá nhanh Taytheo tinh chất của lớp bat tich mã dùng cúc loi thiết bị đảo cn thiết (máy

đảo, gầu ngoãm ) để dio dưới nền thành những khuôn tường thật dải và

sâu Trong khuôn tường này sẽ đổ bê tong hoặc vữa bentonite Thông thường

hiện nay sử dụng hai loại kỹ thuật về tường khuôn Bên Châu Âu sử dụng

tường khuôn là bẻ tông day 0,5 + Im, vita có đôi chút déo và luôn có xi

măng Bên Mỹ là lo tường đất dây 1,5 £ 2 ấm, trong vữa không có ximãng.Cho đến nay các loại tường này cả ở Châu âu và ở Mỹ đều xuống tới độ sâu.

khoảng 60m.

d Vách mỏng: tiên cho đồng các cọc sắt hình xuống nền Trong quá trình

từ từ rút coe lên thì cho vữa xỉ mang vào khe hở do chỗ cọc vừa bị rút lên để

lại Như vậy sẽ tạo được một mảng vách mỏng liên tục cũng đủ độ dày cho

sâu tối đa ching vàcác đập thắp Vách ming là kink tế với chục mết

6 đập Razzaza — Iraq Im’ vách mỏng sâu 10m rẻ hơn được ba lần so vớiphương án tường khuôn day 0,5m

độ vải ba dm là xi ming bị tắc ngay khe nứt làm cho hỗ chối không tiêu thụ đượcnữa Như thể dB bị ngộ nhận là hoàn hảo Nhung nếu muốn tạo ra một mảng kínnước cỗ điển như ở đập chẳng hạn, thì khi thực hiện các lỗ khoan phụt ở đợt 2,đợt 3, sẽ thấy ding la cảng it nhau hơn, cho đến khi khoảng cách giữa các lỗ khoanchỉ còn Im Số hàng lỗ khoan cũng phải tăng nhiều lin nhưng không hẳn sẽ đạt

được kết quả mỹ mãn, Xứ lý theo cách cổ diễn này rất di it, bán ánh hiệu quả

‘eta mỗi lỗ khoan là quá nhỏ bé, Do vậy, khi xây dựng đập ở vùng sa thạch nút nẻ,người thiết kể cần suy nghĩ tim tời xem có giải pháp nào ngoài kỹ thuật khoan phụt

vita hay không? Một trong các giải pháp đó là tường khuôn, một giải pháp thường

là "tiệt đế" với điều kiện là hợp lý về mặt kinh tế Vĩ vụ giải pháp chống thắm ởdập Brôngbach — Tây Đức, Bit nén ở đập chủ yếu là nén sa thạch rắn với nhữngdai xen kẹp nhỏ đá mác nơ (sét vôi) hoặc sét rắn Sa thạch có nguồn gốc Sili Fan

nút và thắm nước, phần giữa thân đập trơng ứng với đây thung lãng la kip bài tíchrời xốp (cát và cuội si), thất nước có chỗ dày tới 20m Đập được đắp bằng vậtTiệu ít thất ònước Công tỉnh chin chống thắm ở phía dưới đập bao gồm một tường

bằng bé tông déo trong hẻm sâu lắp đầy cát sỏi, có phụt vữa bổ sung ở hai bên

tường và xuống dưới chân tường trong ting gốc sa thch (hình 15),

“rước khi chứa nước chủ nhiệm công trinh còn yêu cdu làm một tắm chắn đithẳng đứng từ trên đập xuống để cải thiện tính kín nước của thân đập Đây là một

tường dio và thi công trong thân dip đã xây dựng Tưởng diy 0 62m, cao khoảng

15m, điện tích 11.000 m” Tường được đào trực tiếp trong hồ xi mang- bentonite

1 thiết bị khoan lọc thủy lực

ioe 412.50

—— _— = đan =

——_- š a baaa rang Benton 00,

Hình 1.5 Mặt cắt điển hình của đập Brông Bách ban đầu

T-Đáy cát - sồi; 2-4- Su thạch; 3- Sét

1.3.2, Những kết quả nghiên cứu trong nước về xử lý đồng thắm xây ra sự cổ ởđập đất

1.3.2.1 Những sự c thường gặp trong đập đắt

Phin lớn các công tình đầu mối của nhiễu hỗ chứa ở nude ta đều xây dựng

đã

đập ding bing đắt hoặc bằng hop goi chung li đập đất

a Thân đập: Xét theo tính chất của vật liệu dip đập, có thể cha ra hai loạichính: đập đồng chất và đập không đông chắc

b Nén đập: NỀn đập cũng có thể chia ra hai dạng chính

= Nền dit; dạng bồi tích hoặc xung tích, có chiều dày, cấp phối hạt và tính

thắm nước khác nhau

~ Nén đá: đá có thé có nhiều nguồn gốc khác nhau; trên mặt thường là lớp

phong hóa, nứt nẻ với mức độ khác nhau, có tính thắm khác nhau; dưới lớp phong

L

hóa là đá gốc có độ bền cao, chống thắm

Những sự cổ thường gặp trong đập đất là: Lũ tran qua đỉnh đập; thấm mạnhhoặc sùi nước ở nén đập, ở thân đập xuất hiện những vết nứt ngang đập, dọc đập dolin nén hoặc trượt mái đập thượng hạ lưu

“Các sự cổ trên nêu không giải quyết kịp thời có thé dẫn đến đỏ vỡ đập,

2.2 Nguyên nhân gây ra sự cổ

Nguyén nhân khách quan

6 thể len lỗi theo cá

Dit là môi trưởng xốp, có lỗ rỗng nên nướ lỗ rồng mà

thấm qua Khả năng thắm nước của đắt được đặc trưng bởi hệ số thắm K Các loại dit khác nhau có hệ số thắm khác nhau.

Khi dip dip thường sinh ra mặt tiếp giáp giữa thân và nén dip do đặc tnmg cầu

tạo của hai môi trưởng có tính chat cơ lý khác nhau như về hệ số thắm, cắp phối hại, độchit và nd đập có thé là đã cứng Vi vậy sẽ xuất hiện ding thắm chay theo mặtgiáp giữa thân và nén dip Ngoài ra đồng thắm còn xuất hiện dưới nên đập nếu nên là

cất, cuội sỏi hoặc đá nút né.

+ Nguyên nhân chủ quan

Trong hồ sơ thiết kế, người thiết kế chưa đưa ra biện pháp xử lý tối ưu đối với

hiện tượng thắm qua thin và nén đập; rong quá nh tí công, nhà th thi công không

tuân thi nghiêm ngặt ky thuật cũng như quy trình hi công và các yêu cầu trong hd sơthiết kể đã được phê duyệt, đẫn dn rong thân đập tổn ti những khu vực thẳm mạnhnhư mặt tiếp giáp giữa cá lớp không được xử ý tắt, các khu vục dm si, đầm dối1.3.2.3 Những biện pháp chẳng thắm qua nền và thân đập đắt ở nước ta

Chân khay: Dối với nền bồi ti có chiều sâu H<l0m, thường dùng biệnpháp xây dụng chân khay (ví dụ: xử lý nén đập Ngài Sơn ~ Bong Mô) hoặc kết hợpchân khay và sân phủ thượng lưu (vi đụ: Đập Subi Ninh), Vin đề xây dựng chânkhay cin chú ý biện pháp chống thắm nước vào chân khay khi đào móng chân khay.

“Tường chống thắm bing cử thép: rong trường hợp nén bồi tính không có lẫn

đá lăn, đã ting và chiều diy ting bồi tích T<l2m có thể dùng hàng cử thếp

Ming chống thắm bằng khoan phụt vita: Trong trường hop lớp bồi tích diyhơn 10m, phía dưới là đã nứt nẻ mạnh hoặc trong lớp bồi tích có lẫn đã in, đá tăng

lớn không thé đóng cử thép được, hoặc nước ngằm có tính ăn mòn mạnh đổi với kim loi, thi biện pháp xử lý nên tốt nhất là khoan phụt vữa Biện pháp này chống

thắm cho nén đập thủy điện Hòa Bình, nền đập Vue Trön tinh Quảng Bình, nền đập

sông Ray tinh Bà Rịa — Vũng Tau,.

Tưởng hio xi ming ~ bentonite: Tường hảo xi mãng ~ bentonite là loại tường

chống thắm được thi công bằng biện pháp chung là đào hào trong dung dich bentonite, sau dé sử dụng hỗn hợp vật liệu xi măng + betonite + phụ gia trộn vào nước, sau thời gian nhất định đông cứng lại tạo thành tường chống thắm cho thân

và nền đập Hào betonite thường có chiều rộng 0.5: 1.2m, nhưng thực tế những

công trình nước ta thi công gin đây như: Dau Tiếng - Tây Ninh, Dương Đông - Phú.Quốc bé rộng hảo thường là 0,6m, do trong quá trinb thi công bé rộng hảo phụthuộc vào thiết bị thi công mà cụ thé là gầu đào

14 KET LUẬN CHƯƠNG 1

~ Qua nghiên cứu các tải liệu lí thuyết và đối chiếu với thực tế thiết kế - xây

cứng - quản lý vận hành cúc công trình bằng đất, rõ ring vẫn đề nước thắm quađập đất là một vấn dé rất phức tạp, nó đang đặt ra những yêu cầu cấp bách canphải gii quyết về mặt nghiên cứu cũng như tính toàn phục vụ xử lý các sự

thắm, bổ sung thêm cho các nhà tư vấn và quản lý một lượng kiến thức vả thông

tin thi thự về thấm

¥ Đinh gi điều kiện ôn định thắm của công trinh phải đánh giá điều kiện ổn

định thấm cục bộ của các vùng vật liệu ở thân và nền công trình ứng với chế độ.thấm đã xác định On định thắm cục bộ liên quan chặt chẽ đến ổn định thắmchung cho toàn công tình Phương pháp này tiến bộ và tin cây hơn dùngphương pháp tr số gradien rung bình cho phép và phủ hợp với cách xác định độbền thắm của đất

v Nghiên cứu ôn định thắm cho đập vật liệu địa phương phải gắn liền việc giảibài toán thắm với việc xác định các điều kiện bền cơ học về thấm của các loạivit liệu, Bao gm xác định các iêu chuẳn bền chẳng xói ngằm, xóitiếp xúc, sự

Đồng thời phải sắc định điều kiện bảo toàn định lật thắmĐicxi khi môi tường thắm có độ rỗng lớn

ˆ Đối với các công trình quan trọng, việc đánh giá điều kiện ổn định thấm can

lộ bền thắm của các loại vật liệu và chỉthiết phái có những nghiên cứu riêng

tiêu cơ Ii của nó, Có như vậy, li giải bài ton i thuyết thắm mới có ý ngHĩ thựctiễn Đồng thời cin phải xét đến ảnh hưởng của địa chất, địa hình đến chế độ

thấm không gian qua đập.

NGHIÊN CỨU VÀ ĐÈ XUẤT GIẢI PHÁP XỬ LÝ CHÓNG THÁM

CHO THÂN VÀ NEN DAP VAT LIEU ĐỊA PHƯƠNG

2.1, THAM VÀ MỤC DICH NGHIÊN CỨU THAM QUA DAP DAT [13]

“Thắm có ý nghĩa rit lớn trong việc xây dựng và khai thác những công trình.thủy lợi nói chung và riêng đối với đập dắt thắm lại cảng có ý nghĩa đặc biệ Làmột loại công trình dâng nước và làm bằng vật liệu xóp (dat), đập đất chịu tác dụng.của cật nước và hình thành đông thắm di chuyển qua thân đập và nỀn (nén dit hoặc

đã nứt ng) từ thượng lưu xuống hạ lưu Sự xuất hiện dòng thắm qua đạp đất gây nênnhững tác hại nhiễu lúc rt lớn về mặt tổn thất lưu lượng cũng như về tính bin vững

của công trinh, Do đó, trong thiết kế và xây dựng đập dắt vấn để nghiên cứu, đánh

giá những đặc trưng cơ bản của dòng thắm là một khâu quan trong và không thé

thiểu được.

Mye đích nghiên cứu thắm qua đập đất nhằm giải quyết những vin đề:

4 Xéc định lưu lượng nước thắm qua than đập, nền và bở để đánh gid tổ thất nước trong tinh toán kinh tế và cân bằng hỗ chứa Đồng thời trên cơ sở tính toán đó

mà quyết định những hình thức chống thắm cho thân đập và nẻn

+ Xác định vị trí của đường bão hỏa để bổ ti vật iệu xây dựng thân đập và

“đánh giá sự ôn định của mái dốc hạ lưu Việc xác định vị trí của đường bảo hòa còn

có mục dich lựa chọn hình thức thoát nước thích hợp cũng kch thước của nỗ nhằm

nâng cao ổn định mái dốc hạ lưu,

Tinh toán Gradient thắm để đánh giá mức độ x6i ngim chung và xôi ngim

cue bộ nhằm mục đích xác định kích thước hợp lý của thân đập, của những kết cấu

chống thắm, thoát nước và thành phần của tng lọc ngược,

“Thắm qua thân đập là thắm không áp nhưng thắm qua nén đập mang tinh chitthắm có áp cho nên khi nghiên cứu thắm qua đập đất không chỉ có thé ứng dụng các.định luật cơ bản về lý thuyết thắm mà dung cả những phương phip tính thắm trong

"trường hợp tổng quất

22.0) XH LUẬT CƠ BAN VỀ THẤM VA PHAM VI ỨNG DUNG [I3]

Khi nghiên cứu thắm qua đập đất cũng như về sự chuyển động của chất lỏng.trong môi trường xếp và không biến dạng nói chung, không thé nghiên cứu sựchuyển động của nước vô cùng phức tạp trong các kẽ rong không có quy luật củatắc, cho nên dòng thực của chất long thắm len lõi ong lỗ rồng của dit được thaythé bằng ding chất long tượng trưng chia đẫy tong toàn bộ thể ích của lỗ rồng vàhạt rắn Như vậy, những đặc trưng thực của dòng thắm được thay thé bằng những.đặc trưng trung bình như lưu tốc, áp lực, lưu lượng; trong đồ lưu tốc trung bìnhmang tính chất tượng trưng còn áp lực và lưu lượng là có giá trị thực Trong thực tế.

cần sắc định tị số lưu lượng, lưu, áp lực rong giới hạn của những tết diện khá

bé nhưng điện tích của nó cũng lớn hơn rất nhiễu so với diện tích các lỗ rồng củađất cho nên việ thay thé dong thực bing đồng tượng trưng để nghiên cứu thẩm làhoàn toin có ý nghĩa thực

Trên cơ sở mô hình nghiên cứu đó, năm 1856 nhà bác học Pháp Dacxi tìm ra

uy luật chuyển động của nước trong dit cát bằng con đường thục nghiệm Địnhluật Đacxi được gọi là định luật cơ bản của đồng thắm,

nhà Khoa học khác như J Đuypuy, E Senlem, NE Jucovxki, N.N Pavovxki nghiê

sự chuyển động của chất lòng là chảy rồi

Về quy luật dòng thấm trong môi trường hạt lớn đã có nt tác giả nghiên cứu Tuy nhiên, những công trinh nghiên cửu về mặt này hay mật kia còn có chỗphiến diện cho nên cho đến nay chưa có một công thức tổng quát nào được công

nhận là hoàn toàn chính xác và với thể ứng dụng tiện lợi trong tính toán Đi

những trường hợp thực tẾ khi gặp môi trường thẩm là hạt lớn thi edn tiến bảnh

nghiên cứu cho từng trường hợp cụ thé

THÁM2.3 CÁC GIẢI PHÁP XỬ L

Trong lĩnh vực xây dựng Thuỷ lợi, từ những năm 70 nhiều giải pháp xử lý.thắm đã được nghiên cứu ứng dung rộng rãi vio sin xuất mang lại hiệu quả kinh tế

~ kỹ thuat re, trong đó có các giả pháp chẳng thắm tiêu biểu như

Giải pháp sin phủ kết hợp với tưởng nghiêng: Giái pháp chân khay kết hợp với

tường nghiêng: Giải pháp chân khay kết hợp vớ lõi giữa; Giải pháp tường cử chống

thắm Ở Việt Nam giải pháp chống thắm đang được ứng dụng rộng rai cho các công

trình

“+ Giải pháp tường hào betonite chống thắm

“+ Giải pháp chống thắm bằng màng địa kỹ thuật (Geomembrane)

4 Giải pháp khoan phyt vữa chống thắm:

+ Khoan phụt truyền thống,+ Khoan phụt kiểu ép đất

+ Khoan phụt thâm thấu.

+ Khoan phụt cao áp (let-groutng)

2.3.1 Giải pháp trờng hào bentonite chống thắm [8]

Công nghệ tưởng hảo bentonite chống thắm là một ong các giải pháp mới

cđược phát triển rộng rãi trên thé giới Hiện nay ở trong nước đã có một số công trình

tắm như hồ chứa nước

ứng dụng công nghệ này để xứ lý chống âu Tiếng, Am

“Chúa, Dương Đông,

Tuy mới phát triển và ứng dụng trong các năm gần đây, nhưng qua thực,

‘soup v.v

tiễn xử lý chống thắm cho các công tình thiy lợi lớn (xem bảng 2.1), cho thấy đây

là giải pháp ứng dung công nghệ mới rt hiệu qua để xử lý chẳng thắm công trìnhBảng 2.1- Tổng hop một số công trình ứng dung giải pháp chống thắm đập bing

tường hảo bentonite

No | Congtiinh | Chiểudài [ Chiểmsâu | Khổilượng

(m) (m) (mẺ)

1 | ĐầuTiếng 652 Sĩ 14430

13 + Bu Vuông 470 18 5.922

CE Ses

C6 2 loại tường hảo: hào đất ~ bentonite và hào Cement — bentonite, Biện

pháp chung là đào hao trong dung địch bentonite trước, khi đào hào xong thì bút din

dụng dich bentonite và đồng thời bơm vita Cement ~ bentonite vào ngay để luôn giữ

ổn định vách hào, dần dan vữa sẽ đông kết trở thành tường chống thắm, xem hình2.1 Để tăng cường chống sập vách hảo thi có thể trộn dung địch Cement ~ bentonite

bơm ngay từ khi đào hảo Tường hào có vách đứng, hẹp và sâu; thưởng có chiều tông từ (0,6+1,2)m và sâu từ (5=120)m,

iim socket s$uản tm ey

ost L

nt tấn

Hình 2.1 Giải pháp tường hào bentonite chống thắm,

2.3.11 Vật liệu làm tường hào:

Vat liệu làm tường hảo chống thắm có thé là vita đất ~ bentonite hoặc vữa

tối da 0.2 kGiem, hệ

cường độ lớn hơn vữa di

"Như vậy, xét về cường độ thì vữa Cement - bentonite

thắm đạt được từ (S*10+5*10®)cmis

ww khi đông kết có

= bentonite, nhưng ngược li hệ số thắm tối đa có thể đạtđược của loại vữa đất ~ bentonite thi lớn hơn, xem bảng 22

Bảng 2.2- So sinh các tính năng kỳ thuật của 2 loại tường hảo đất ~

bentonite và cement ~ bentonite

No | Thông số ky thuật Dit bentonite | Cement - bentonite

1 | ong tn tgp vee Dit—bentonite | Vita Cement—

độ sut cao bentonit

2 | Dung trong kho, 7 (vm!) 14219 13

Tiêu chin và cắp phối vữa Cement bentonite lim tường hảo như sa

Tiêu chuẩn tường hảo vữa Cement ~ bentonite:

4+ Hệ số thim của tưởng hào

4+ Cưởng độ nên mẫu của vữa (đạt 28 ngày): du >T kgf

+ Dung trọng của vita

“Tiêu chuẩn dung dich Cement ~ bentonite:

+ _ Độ nhớt (theo tiêu chuẩn phéu Marsh) : Tôi thiểu 35 gidy

+ Tilệ tách nước sau 3 giữ

+ Dung trong của vita

<4%

ya = (1.15+1.25) tinim*

2.3.1.2 Dây chuyền công nghệ và quy trình sản xuất vữa Cement — bentonite:

Tay theo khối thi công tường chống thấm và khối lượng thi công cho 1

Panel để kip đặt dây chuyển ch ạo vữa có công suất cho phủ hợp,

(*) Đây chuyển công nghệ bao gồm các hang mục như sau:

= 01 tram bơm nước có công suất tối thiêu 40m’ /gi6 vả bể chứa nước sạch:

= Các kho chứa Cement, bentonite và các loại vật liệu khác như phụ gia

= 01 máy trộn Bentonite - nước có tắc độ cao;

= 03 xilô a dung dich Bentonite - nước có sức chứa từ (15+30)m /Ixilô;

= 01 máy trộn Cement - Bentonite có tốc độ cao;

+ OL bE dự trữ Cement + bentonite phục vụ đỗ vữa liên tục vào panels

= 06 máy bơm để bơm liên tue vữa Cement~ bentonite vào hào;

+ Hệ thing định lượng vậtliệu sin xuất vữa Cement ~ bentonite:

= Hệ thống đường ống và van đông mở theo sơ đồ hình 2.2

(*) Quy trình sản xuất vữa Cement — bentonite:

+ Bentonite vi nước được trộn với nhau nhờ máy tn cỏ ốc độ cao, thời gian trộn vữa > 10 phút

+ Dung địch Bentonite nước được đưa lên xiô để a, thời gia ủ > 6 giờ và

cứ 1 giờ phải khuấy vữa ít nhất 1 Hh

= Dung dich Bentonite - nước trộn với Cement và phụ gia VB40 bằng máy, trộn tốc độ cao, thời gian trộn vữa phải > 10 phút để vữa được trộn đều.

2.3.1.3 Thiết bị và quy trình thi công tường hao chống thẩm:

(*) Thiết bị thi công tường hảo Bentonite:

Gồm cỗ may dio có sức nâng từ (6070) tin với giu chuyên đăng đãi 7m,rộng 0.6m, nặng Trần để dio hào Máy xúc và ô tô ben đưa đắt đào hào ra bãi thảiCác thếtbị và mấy móc chuyên đồng khác kém theo các thiết bi chỉnh nêu rên,(Trinh tự thi công tường hào chống thắm:

= Công tác dio hào chẳng thắm được phân ra thành các Panel sơ cấp và thứ

ấp đảo trước, thứ cất

Cie Panel so dao sau, thời gian đào Panel thứ cấp giữa 2

Panel sơ cấp không sớm hơn 48 giờ để dim bảo các Panel sơ cấp có di thờ sian

đồng cứng và én định

= Dinh vị tim tường hào chống thắm và xác định các Pansl sơ cắp và thứ cắp

để thì iing Dùng máy đảo chuyên dùng để đảo, trong quá trình đào cần đánh giá

tính chất khác biệt của các lớp địa ting để điều chỉnh kịp thời các chỉ tiêu cắp phối vữa để bảo vệ vách hỗ đào và điều chỉnh biện pháp thi công để vách hảo én định.

+ Công tác thi công đảo hào chống thấm trên mỗi Panel phải kết thúc s m"

hơn thời gian ngưng kết của vữa, nếu thị công Panel nảo vượt quả thai gian trên thị

Panel đó phải đào bỏ hoàn toàn để thi công lại BE đảm bảo dung dịch luôn đầy trong hào, khi gầu bắt đầu nhô lên khỏi mặt dung dich thi lập tức phải bù dung dich vào ngay Việc bồ dung dich phải liên tye trong suốt quá trinh đảo hao, để vách hào

không bị stl tết kiệm được vữa chống thắm trờng hào

h 23 Sơ đồ thi công tường hảo bentonite chống thắm

(2.3.1.4 Uiu khuyết điểm và phạm vi ứng dung:

* Ưu điểm:

~ Chống thắm đạt hiệu quả cao (hệ số thắm K= 10° + 10” em)

= Dung dich xi mang - bentonite được trộn theo dây chuyển công nghệ theo tiểuchun thống nhất Nên thuận lợi trong th

chất lượng

- Thi công trên nén cát có hệ số thắm, ting thắm nằm sâu.

thi công, vận chuyển và kiếm soát

~ Khi địa hình xây dựng chật hẹp vẫn áp dụng được công nghệ thi công này.

* Nhược điểm:

- Máy móc thi công quá edng kènh, phức tạp

~ Không th công được khi nên là đá lan, đã ting

~ Giá thành công tình cao

* Phạm vi ứng dụng

- Chủ yéu sử dụng công nghệ này để sửa chữa chống thắm cho các đập đất

- Sử dụng khi địa hình chật hẹp, yêu cầu chống thắm cao, ting thắm nuớc sâu và hệ

2.3.2 Giải pháp chống thắm bằng vật liệu màng chống thắm địa kỹ thuật [31(8]

Mang chống thấm địa kỹ thuật là màng chống thấm polyethylene mật độ

cao (High Density Polyethylene) có những đặc điểm chính:

~ _ Hầu như không thắm (có hệ số thắm nhỏ hơn khoảng 1 triệu lần so với đất

sé được dim nén tổ),

= Mềm déo, có tính dan dai in, dễ lip đặt trong các địa hình phức tap.

- Có khả năng chịu kéo và sức kháng xuyên thủng tốt.

= _ Không bị xâm thực bởi các loại hoá chất và vỉ sinh vật, có tỉnh tro với acid,

kiềm dầu và các loại chất thải

~ _ Không ảnh hướng đến chất lượng nước, không gy tác hại môi trường, cổ thélot chồng thắm cho hỗ chứa nước tổng.

Hình 2-5 Sơ đổ mảng chống thắm Địa kỹ thuật

~_ Chống thắm: HDPE là vật liệu hẳu như không thim nước, bảo đảm nướctrong hồ cũng như không cho phép nước bên ngoài thắm vio hd, có thể dùngthén nên thẳm nước mạnh

- Ne cách: màng ching thắm không có tính thấm và cố độ bén cao, bảođảm là lớp ngăn các giữa đất và các môi trường chung quanh,

= _ Báo vệ: Bảo vệ cho bir không bị xói lờ dưới tác dung của sóng do giớ.

Vai chỗng thắm sử dụng mảng chồng thắm trơn HDPE sản xuất từ vật liệu PE cao.phân từ do nhập khẩu từ Mỹ, Hàn Quốc, Đài Loan, Thấi Lan, qui cách sản xuất và

có chibu đầy dip ứng các chỉ iêu cơ lý như các bảng 2.3 và 24

Bảng 2.3 - Quy cách sin xuấttiêu chuẩn của ming SD-HDPE

Day Rong Dai Điện tích Trọng Container

lượng 4p

mm m m m xe m

050 686 3a 2908 T861 | “4648

05 586 382 1935 1368 [30.960 7,00 686 aT a7 1368 | 33.152

150 6x6 Ta 967 1368 | T542

2,00 686 7 106 T27 ƒ— 136 116322,50 686 7 85 583 ƒ— 136 93283,00 686 7 T0 480 T136 7.680,

Bảng 24- Thông số kỹ thuật của ming chống thắm SD-HDPE

Tinh chất PP thí nghiệm Giá trị

Chu diy ASTMD 5199 | 08 [075] 10] 15 | 20 | 25

Ty tong, gem" | ASTMD 1505 [0.94 [094 [0.94 | 094 | 094 | 094

Chi số néng chảy ASTMD 1238 | 03 | 03/03] 03 | 03 | 03

~ Độ giãn dit kếo đất Fo | 700 | T00 | 700 | 700 | 700

%

Mặt bằng được san ủ theo yêu cầu đến cao trình đã được nêu trong bản vẽ thiết

kế, sau đó rải một lớp đắt day 30cm và lu lèn tạo phẳng dim chặt

_Yêu cầu nền trước khi trải vải:

- Mặt bằng để trải vải phát được chuẩn bị sạch sẽ, phẳng, không đọng vũng nước,

Khi trải ming chống thắm cần những chủ ÿ sau

~ Thiết bj trải không được ảnh hưởng đến nền.

~ Công nhân trải vải không được hút thuốc, mang gidy hoặc những vật khác gây ảnh hưởng đến việc trải ming địa kỹ thuật

~ Sử đụng những thit bị thi công đất có áp lục hấp, tt ed các thiết bị làm đắt phi

đi bằng lốp cao su được cho phép chạy trên bỀ mặt của vật iệu kỹ thuật, trắnh phá

hủy và đi li nhiều

- Tại chỉ im vải các tắm vải phải chồng lên nhau tối thiêu 12em để dim

bảo yêu cầu các mỗi hàn.

Khi thực hiện lip đặt nhiều màng chống thắm liên tụ, cần phải chủ ý tới kha

năng thoát nước của công trường thi công, hướng gió mặt bằng th công, lỗi vào

công trường và kế hoạch lắp đặt màng chéng thấm Không nên thực hiện trải mangchống thắm trong điều kiện thôi tết xấu Các tim mảng chống thắm phải được hànngay sau khí ri và mọi tắm màng chống thắm đã được trải đều phải được đánh dâucẩn thận

Công tác hàn màng chống thắm:

Han các tắm màng chống thắm bao gồm việc gắn kết các tim mảng chống.thắm liễn kể bằng phương pháp nhiệt Thông thường, các mỗi hân phải được thựchiện song song với mái dốc lớn nhất, tức là theo hướng dọc chứ không theo hướngngang của mái déc, Tại các góc hay những vị tí không thuận lợi cho việc han thi

nên tối thiểu các mối hàn Tại chân của mái taluy, các mỗi hin không nên kéo dai

“Thiết bị phải có khả năng tự chuyển động, được trang bị bộ phận nêm nhiệt và bộ

phận kiểm soát tốc độ hàn nhằm đảm bảo khả năng diễu khiển máy cho thợ han,

Phương pháp hàn đùi

Hin đùn cin có thêm que hin cũng bằng vật iệu HDPE, dùng để hin tỉ các

gốc cạnh hoặc tai ác chỉ tết iên kết giữa ming HDPE và các đường ông di xuyên

«qua ming chống thắm,

Mỗi hàn giữa các cuộn phải li mỗi hàn kép (hàn nồi hai đường hàn)

+ Phải tiễn hành hàn xong mối giải Geomembrane trước khi trải các cuộn tiếp theo.

+ Không tiến hành han nối Geomembrane khi trời mưa hoặc phát hiện có nước tại

vi tí hàn

Sửa chữa hư hong vật liệu:

+ Trường hop vậtliệu Geomembrane bị rich, đâm thing do quá tinh vận chuyển

và thi công Dũng miếng Geomembrane để hàn vá phải có kích thước đảm bảo phần

chốn

d Hàn các tắm mang chống thấm:

lên cần xử lối thiểu > 100mm,

Tuy thuộc vào sự chấp nhận của các mẫu han thứ, việc trai các tắm mang chống.thắm mới cé thể được tiến hành Tắt cả các mỗi hin đều được kiểm định phá hủy vàkiếm định không pha hủy, Mỗi mẫu hin đạt yêu cầu sẽ được đán nhân ghi các thông

tin cần thiết

.e Kiểm định mối hàn :

Sử dụng áp suất không khí hoặc chân không để kiểm định không phá hủy đốivới toàn bộ của mỗi hàn Mục đích của kiểm định không phá hủy là kiểm tra khảnăng kháng thủng của mỗi hin, Với những mỗi hàn không thể thực hiện kiểm địnhkhông phá hủy bằng áp suất không khí hoặc chân không, có thể sử dụng các phương

pháp khác đã được chấp nhận đẻ kiểm định mỗi han,

2.3.2.2 Xúc định bề dày lop đắt phá màng chống thắm dja kỹ thuật:

‘Dé bảo vệ mảng chống thấm địa kỹ thuật chống oxi hoá và suy thoái vật liệu docánh sáng mặt tời và biển đổi của nhiệt độ, cần thiết có lớp

thắm địa ky thuật Lớp đắt phủ thường có hình nêm, chiều dây phía trên định đập tối

t phủ trên mảng chống

thiểu >lm, phía dưới chân đập không nhỏ hơn 2 + âm.

2.3.2.3 Hệ thẳng neo vật liệu:

Để dam bảo sự làm việc ôn định của vật liệu Geomembrane trên mái dốc

nghiêng của đập, cin bổ tí hệ thống neo giữ vật liệu trên dinh đập, kích thước hồ

100: chiếu rộng b> I m,chiéu sâu h> 0.50 m

Một số hình ảnh thi công mảng chẳng thắm HDPE

Hình 2.6 Hình ảnh thi công mảng chống thấm HDPE của công trình Hỗ chứa

nước Dầu Tiếng

2.3.2.4 Ưu, nhược đi và phạm vi ứng dung:

= Công nghệ này thi công nhanh và có xác xuất thành công khá cao Khả

năng chồng thắm khá tốt với hệ số thắm K= (5*10*=5*10°) em/s, với đường viễnthắm kéo dài, dễ thiết kế, thi công, vận chuyển và kiểm tra chất lượng chống thẳm

công trình.

~ Han chế: Hiện nay vật liệu chống thắm HDPE sin xuất tại Việt Nam cônbạn chế mà phải nhập khẩu từ nước ngoài, nên giá thành cao Thi công với điềukiện thời tiết khô ráo, địa hình bằng phẳng

= Pham vi ứng dụng: Công nghệ này chi dp dụng được đối với nén đt, cát vàsỏi sạn có hệ số thắm nước lớn và chủ yếu ứng dụng công nghệ này trong công tácsửa chữa ning cấp chống thắm dập đt

2.3.3 Giải pháp khoan phụt vita chẳng thấm [3]

Phương pháp khoan phụt được xem là một trong các phương pháp mớ

hiệu quả, giả pháp này có các tác đụng:

= Tạo ming chống thắm để lim giảm khả năng thắm và áp lực nước tác dụng

lên công trình

- Gia cường mặt tiếp giáp giữa nền và công trình dé tăng sức chịu tải, tăngcường khả năng chống lún của đất nền, đảm bảo cho công trình làm việc

trong điều kiện én định

~ _ Giảm các đặc tinh biến dạng của nền đá và hóa lỏng của nền đắt,

“Thực chit của phương pháp này là phụt vữa để lắp đầy trong các lỗ rng tongđất ct, cuội sôi hay đá phong hỏa nứt rẻ Vữa được phụt vào sau khi đông kết sẽ

có các tác dụng như tác giả vừa bày

Giải pháp khoan phụt tạo ming chống thắm nền đập xem hình 2.7:

SS OSS SSNS SUNDA UAN SANS

Tang gna "wine

inh 2.7 Giải pháp khoan phụt tạo ming chống thắm nén đập

Hiện nay trên Thể giới cũng như Việt Nam, phương pháp khoan phụt đã được ứng dụng và phát triển khá mạnh mẽ, đồng thời cũng luôn có sự cải tiến để.

phù hợp với từng loại nền, xem hình 2.8.

Có các phương pháp và công nghệ khoan phụt như sau

cn phen “tham pied lon putin len pede PCA

Hình 2.8 Các phương pháp và công nghệ khoan phụt vữa chồng thi

2.3.3.1 Khoan phụt truyền thắng:

Khoan phụt truyền thống là công nghệ khoan phụt cổ nút bị, thông thường

là xử dụng nút đơn với áp lực phụt thấp (< 10 MPa) Công nghệ này thi công bắt

đầu là khoan tạo lỗ, kế tiếp là rửa sach hỗ khoan, sau đồ tiễn hành phụt vữa Vita

cược phụt qua mỗi khoan hoặc qua một loại nút đặc biệt thường gọi là nút phụt Sơ

đồ khoan phụt tạo màn chống thắm nén dp xem hình 2.9

Doan sau || PHUỤTVỮA + Thay 8 ing độ ta

† cho phi hap Pax

LAP HO

1

Hình 2.9 Sơ đồ khoan phụt vữa ạo mảng chống thắm,a) Đối với các loại nền đất, cát, cuội sỏi có hệ số thắm lớn:

- Để vữa phụt thâm nhập có hiệu quả vào nén, thi vữa phải long và đủ đạt độ

Jo lửng của hạt vật liệu, nên vật liệu phải có cỡ hat cho phép để vữa phyt dễ ding lưu động lắp đầy lỗ rồng, Vì vậy, cần phải tính toán kiểm tra tỉ số phụt theo công

thức sau đầy:

(des J

Trong đó: + Dyg: Đường kính hat lot sing 15% của đối tượng phụt

+ dục : Đường kính hạt lọt sing 85% của vật liệu phụt

~ Xết khả năng phạt có hiệu quả dựa trên mi tương quan giữa hệ số thắm