Nghiên cứu giải pháp chống sạt lở mái thượng lưu nhà máy thủy điện đăk pring (tt)

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA  NGUYỄN LÊ THUẬN NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CHỐNG SẠT LỞ MÁI THƯỢNG LƯU NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐĂK PRING C C R UT.L D Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng cơng trình thủy Mã số: 8580202 TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH THỦY Đà Nẵng – Năm 2020 Cơng trình hồn thành TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Văn Hướng Phản biện 1: TS Lê Văn Thảo Phản biện 2: TS Huỳnh Ngọc Hào C C R UT.L D Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ (Kỹ thuật Xây dựng cơng trình thủy) họp Trường Đại học Bách khoa vào ngày 20 tháng 12 năm 2020 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Học liệu Truyền thông, Trường ĐHBK - Đại học Đà Nẵng - Thư viện Khoa Xây dựng Công trình thủy, Trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng MỞ ĐẦU Cơng trình nhà máy thủy điện Đăk Pring nằm địa phận xã Chà Vàl, huyện Nam Giang, tỉnh Quảng Nam có nhiệm vụ chủ yếu phát điện với công suất lắp máy 7,5MW, điện lượng trung bình năm 30,47 triệu kWh Việc xây dựng cơng trình nhằm khai thác tiềm thuỷ điện dồi suối Đăk Pring, hỗ trợ cho lưới điện địa phương huyện Chà Vàl hoà lưới điện quốc gia, thúc đẩy phát triển kinh tế xã hội cho khu vực dự án Cơng trình thi cơng xây dựng năm, bắt đầu khởi công từ ngày 12/11/2013, hoàn thành nghiệm thu đưa vào sử dụng từ ngày 11/10/2017 Sau đợt mưa lớn từ ngày 04/11/2017 ÷ 06/11/2017, đất đá sườn đồi phía thượng lưu sạt trượt đổ xuống sân Nhà máy gây an C C R UT.L tồn cho người cơng trình vận hành Để kịp thời khắc phục, xử lý hậu nêu trên, Chủ đầu tư dự án thực biện D pháp cơng trình mang tính tạm thời nhằm khơng làm ảnh hưởng đến q trình vận hành, sản xuất điện Nhà máy Hiện nay, số hạng mục cơng trình bảo vệ mái dốc sườn đồi phía thượng lưu nhà máy hư hỏng nặng, mái dốc sườn đồi ổn định xảy sạt lở đất đá mùa mưa bão đến Vì cần có nghiên cứu chuyên sâu để đề xuất giải pháp chống sạt lở mái dốc đảm bảo an toàn lâu dài cho cơng trình Nhà máy thủy điện Đăk Pring Xuất phát từ lý trên, tác giả kiến nghị lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu giải pháp chống sạt lở mái thượng lưu nhà máy thủy điện Đăk Pring” để nghiên cứu CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ỔN ĐỊNH MÁI DỐC 1.1 HIỆN TƯỢNG MẤT ỔN ĐỊNH MÁI DỐC VÀ TÁC HẠI CỦA SẠT LỞ Quá trình kiến tạo lớp võ trái đất hình thành nên đồi, dãy núi có độ cao độ dốc mái khác Mái dốc sườn núi cấu tạo từ lớp đất, đá, thảm thực vật…chúng liên kết với thành thể đồng nhất, tồn trạng thái cân bằng, ồn định tự nhiện Tuy nhiên, trình vận động theo thời gian, tác động yếu tố tự nhiên (mưa lớn, gió, nhiệt độ, động đất, núi lửa, xói mịn, cọ rửa…) yếu tố người (xây dựng cơng trình, nổ mìn, phá đá, đào đắp, chặt phá rừng…) lớp vật liệu mái dốc bị suy giảm tính chất lý (giảm độ bền, sức kháng cắt), phá hủy trạng thái cân ổn định tự nhiên gây tượng sạt lở mái dốc [1] Sạt lở mái dốc cố làm cho vật liệu mái dốc dịch chuyển phía chân sườn dốc Vật liệu bao gồm từ tảng đá đơn lẻ hàng nghìn mét khối đất đá, cối… bị đổ sụp xuống bị theo dòng chảy Khoảng cách mà vật liệu di chuyển trình sạt lở có chiều dài tùy thuộc vào khối lượng vật liệu, hàm lượng nước độ dốc Vận tốc vụ sạt lở đất từ chuyển động dần dần, khó phát được, hoạt động thời gian dài (chuyển vị vài cm năm), đến sụp đổ nhanh chóng đột ngột [1] C C R UT.L D Các vụ sạt lở thường gây thảm họa thiệt hại to lớn cho người dân tài sản họ khu vực miền núi giới; thảm họa gây thương vong thiệt hại kinh tế nhà ở, sở hạ tầng, dịch vụ công cộng, đường, cầu, bệnh viện…và làm gián đoạn hoạt động bình thường khu vực nông nghiệp, chăn nuôi, thương mại, du lịch, giao dịch tài chính, [2] 1.2 CÁC NGUYÊN NHÂN GÂY SẠT LỞ ĐẤT ĐÁ MÁI DỐC Sạt lở xảy điều kiện cân khối đất đá sườn dốc bị phá hủy Nguyên nhân gây sạt trượt độ bền đất đá bị giảm đi, trạng thái ứng suất sườn dốc bị thay đổi theo chiều hướng bất lợi, hai nguyên nhân [7] Theo Lomtadze [8], nguyên nhân gây sạt trượt thường là: Tăng cao độ dốc sườn dốc cắt xén, khai đào xói lở, thi công đào bạt mái dốc; giảm độ bền đất đá biến đổi trạng thái vật lí ngấm ướt, trương nở, giảm độ chặt, phong hoá, phá huỷ kết cấu tự nhiên, tượng từ biến đất đá; tác động áp lực thuỷ tĩnh thuỷ động lên đất đá, gây nên biến dạng thấm; biến đổi trạng thái ứng suất đất đá đới hình thành sườn dốc thi công mái dốc; tác động bên chất tải sườn dốc, dao động địa chấn vi địa chấn, v.v Mỗi nguyên nhân riêng biệt kể làm cân khối đất đá sườn dốc, thông thường tác động đồng thời số nguyên nhân Đối với mái dốc sườn đồi tự nhiên khu vực miền núi tỉnh Quảng Nam, nguyên nhân gây sạt trượt chủ yếu sau: 1.2.1 Độ dốc sườn dốc 1.2.2 Giảm độ bền đất đá sườn dốc 1.2.3 Tác động lực thủy tỉnh, thủy động 1.2.4 Sự thay đổi trạng thái ứng suất sườn dốc giỡ tải gia tải 1.3 LÝ THUYẾT VỀ THẤM 1.3.1 Định luật thấm Lý thuyết chuyển động nước đất, đất đá nứt nẻ mơi trường xốp nói chung gọi lý thuyết thấm Mục tiêu nghiên cứu thấm đất, đá nứt nẻ nhằm giải vấn đề sau [16]: C C R UT.L D - Xác định lưu lượng thấm: Q (m3/s); - Xác định vị trí đường bão hòa để đánh giá ổn định mái dốc; - Tính tốn Gradient thấm để đánh giá mức độ xói ngầm chung cục mái dốc Trên sở nghiên cứu đó, năm 1956, nhà bác học Pháp H Darcy tìm qui luật chuyển động nước đất cát đường thực nghiệm Định luật Darcy gọi định luật dòng thấm biểu thị dạng: v = k.J Trong đó: (1.1) v: Lưu tốc thấm trung bình (cm/s); j: Gradient thấm; k: Hệ số thấm đất (cm/s) Lưu lượng thấm xác định theo công thức: q = v.ω (1.2) 1.4 CÁC GIẢ THIẾT VỀ MẶT TRƯỢT MÁI DỐC 1.4.1 Cơ chế phá hoại Sự phá hỏng mái đất xảy từ từ, khó nhận biết thời gian dài, phải quan trắc lâu dài quan sát độ cong thân mọc sườn dốc xảy đột ngột không lường trước theo mặt trượt có dạng hình học rõ rệt Nguyên nhân phá hỏng mái đất chênh lệch áp lực trọng lượng thân đất mái đất theo phương trọng lực Khi ứng suất cắt phát sinh chênh lêch áp lực lớn lên phát triển khối đất đến trị số miền khối đất mà cường độ chống cắt thân đất khơng chịu phá hỏng xảy C C R UT.L D Khi mái đất bị phá hỏng, mặt trượt hình thành phân mái đất làm hai phần, phần đất đứng yên mặt trượt phần đất trượt mặt trượt Lớp đất mỏng dọc theo mặt trượt bị xáo động mạnh ứng suất cắt phát sinh vượt cường độ chống cắt đất 1.4.2 Các dạng mặt trượt 1.4.2.1 Mặt trượt dạng cung tròn 1.4.2.2 Mặt trượt dạng mặt phẳng gãy khúc 1.4.2.3 Mặt trượt dạng tổng hợp 1.5 CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH MÁI DỐC 1.5.1 Phương pháp cân giới hạn phần mềm SLOPE/W 1.5.1.1 Hệ số ổn định 1.5.1.2 Phương pháp cân giới hạn tổng quát 1.5.1.3 Phương pháp Ordinary hay Fellenius 1.5.1.4 Phương pháp Bishop đơn giản 1.5.1.5 Phương pháp Janbu 1.5.1.6 Phương pháp Spencer 1.5.1.7 Phương pháp Morgenstern-Price 1.5.2 Phương pháp suy giảm cường độ (Phi-C) phần mềm PLAXIS 1.6 ẢNH HƯỞNG CỦA ÁP LỰC NƯỚC LỖ RỖNG ÂM ĐẾN ỔN ĐỊNH MÁI DỐC 1.6.1 Hệ số ổn định cho đất không bão hịa 1.6.2 Các tham số độ bền cắt khơng bão hòa sử dụng phần mềm SLOPE/W 1.7 PHẦN MỀM SỬ DỤNG TÍNH TỐN Tính thấm mơi trường đất có xét đến q trình ngấm mưa, bốc bề mặt sử dụng phần mềm sau đây: UNSAT-H, SVFlux (SoilVision Ltd., 2005), Vadose/W (Geo-Slope International, 2012) Trong phạm vi nghiên cứu đề tài, tác giả chọn sử dụng mơ đun VADOSE/W để tính tốn thấm kết nối với mơ đun SLOPE/W để tính ổn định mái dốc mái thượng lưu nhà máy thủy điện Đăk Pring D C C R UT.L CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ PHÂN TÍCH NGUYÊN NHÂN SẠT LỞ ĐẤT ĐÁ MÁI THƯỢNG LƯU NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐĂK PRING 2.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC CƠNG TRÌNH NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐĂK PRING 2.1.1 Giới thiệu chung Nhà máy thủy điện Đăk Pring 2.1.2 Điều kiện địa hình Khu vực Nhà máy nằm vùng núi Tây Trường Sơn, thuộc vùng núi thấp, trung bình có cao độ tự nhiên từ 400m - 700m Địa hình bị phân cắt mạnh, sườn dốc 250 – 350, thảm thực vật phát triển dày Toàn sườn đồi vùng nghiên cứu bị phủ lớp đất sườn tàn tích phong hố từ đá magma xâm nhập [23] 2.1.3 Điều kiện địa chất 2.1.3.1 Hiện tượng phong hoá 2.1.3.2 Điều kiện địa chất khu vực xây dựng cơng trình (Hình 23) C C R UT.L D Hình 23 Địa chất mái dốc thượng lưu nhà máy thủy điện Đăk Pring 2.1.4 Điều kiện khí tượng thủy văn 2.1.4.1 Nhiệt độ khơng khí 2.1.4.2 Độ ẩm khơng khí 2.1.4.3 Gió 2.1.4.4 Mưa 2.2 MƠ TẢ LỊCH SỬ SẠT LỞ ĐẤT ĐÁ MÁI DỐC THƯỢNG LƯU NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐĂK PRING Sau đợt mưa lớn từ ngày 04/11/2017 đến ngày 06/11/2017, sườn đồi tự nhiên phía thượng lưu nhà máy thủy điện Đăk Pring bị bở rời, phát sinh hai cung trượt cục bộ, cung rộng khoảng 10m, dài 20m, sâu 6m Khối đất đá hai cung trượt dịch xuống khoảng 5m-10m, phần tràn vào sân nhà máy, phần tồn lại mái taluy phía thượng lưu nhà máy (Hình 24) C C R UT.L D Hình 24 Vị trí sạt trượt nhìn từ phía sân Nhà máy 2.3 PHÂN TÍCH NGUYÊN NHÂN GÂY SẠT LỞ Kết khảo sát, đánh giá trường phạm vi sạt trượt: Sườn đồi có độ dốc lớn từ 200-450, địa hình phân cắt mạnh Trên mái dốc sườn đồi mật độ tầng phủ thảm thực vật thưa thớt, người dân địa phương phát rừng làm rẫy, trồng lúa hoa màu từ trước có dự án Đây điều kiện bất lợi cho ổn định mái dốc có mưa lớn, nước mưa ngấm sâu vào đất nhanh, tốc độ dòng chảy bề mặt lớn gây xói mịn sạt lở Với điều kiện địa chất, địa trên, mưa lớn từ ngày 0406/11/2017 nguyên nhân gây sạt lở đất mái dốc sườn đồi phía thượng lưu Nhà máy thủy điện Đăk Pring, cụ thể: Mưa làm độ ẩm khơng khí đất sườn dốc thay đổi, gây biến đổi ổn định mái dốc sườn đồi Quá trình xâm nhập nước mưa vào đất (đới edQ IA1 dày từ 5m-13m) làm cho mực nước ngầm dâng cao, đới bão hòa bị thu hẹp, tăng dung trọng tự nhiên lớp đất ổn định làm suy giảm cường độ kháng, lực dính đất dẫn đến hệ số ổn định mái dốc sườn đồi giảm, gây sạt lở Lượng mưa làm giảm độ bền khối đất đá mái dốc, mặt khác làm thay đổi trạng thái ứng suất theo hướng có hại cho ổn định mái dốc Dưới tác dụng dòng chảy mặt, bề mặt mái dốc bị bào mòn, xói lở; cơng trình bảo vệ mái (kè mái xiên, rảnh thoát nước ) phá hoại Khối sạt lở chảy thành dòng đổ xuống sân nhà máy phần tồn lại dọc sườn dốc 2.4 DỰ BÁO NGUY CƠ PHÁT SINH, PHÁT TRIỂN KHỐI SẠT LỞ ĐẤT ĐÁ MÁI DỐC THƯỢNG LƯU NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐĂK PRING Kết khảo sát, đánh giá trạng phạm vi sạt lở cho thấy, vách sạt lở cao từ 2,5m-3,0m kéo dài từ 10m-20m, bề mặt địa hình ổn định hình thành sau đợt mưa lớn kéo dài trước Hiện nay, mái taluy dốc (gốc nghiêng mái 700-800), đất đá bở rời, cung sạt tiếp tục phát triển mùa mưa tiếp theo; vách sạt trượt tiến dần phía thượng lưu đến trở trạng thái cân tự nhiên Vật liệu khối sạt lở ảnh hưởng đến trình vận hành Nhà máy đặc biệt ảnh hưởng đến cơng tác an tồn lao động cho CBCNV vận hành nhà máy D C C R UT.L 10 3.1.3 Mơ tả mái dốc cơng trình NMTĐ Đăk Pring 3.1.3.1 Điều kiện địa chất Đặc điểm điều kiện địa chất cơng trình mái dốc thượng lưu NMTĐ Đăk Pring thể Bảng 10 Bảng 10: Các tiêu lý tính tốn đất [23] Nền mái dốc edQ IA1 IA2 IB IIA IIB w  C E (KN/m3) (độ) kPa (KG/cm2) 18.0 192 25.4 27.0 28.2 28.4 19.0 21.0 26.6 33.0 40.38 42 27.0 24.0 50.0 200 350 450 90 150 3000 20000 70000 100000 K (m/s) 5.00E-7 1.00E-6 5.79E-6 1.16E-5 3.47E-6 5.79E-7 3.1.3.2 Mô tả mặt cắt tính tốn Qua khảo sát trường, trạng phạm vi khối sạt lở mô tả sau: Chiều rộng khoảng 10m, chiều dài khoảng 20m, chiều sâu khoảng 6m Biên phía cung sạt lở (hướng Tây Nam) cách đỉnh đồi khoảng 150m, biên phía cung sạt lở (hướng Đông Bắc) cách chân mái dốc khoảng 115m Mặt cắt ngang tính tốn chọn Hình 32 C C R UT.L D Hình 32 Mơ mặt cắt tính tốn 11 3.1.3.3 Điều kiện biên tốn Điều kiện biên khí hậu (mơ đun VADOSE/W) chuỗi lượng mưa quan trắc từ trạm Hiên thời đoạn tháng (tháng XI/2017), thời điểm xảy tượng sạt lở đất mái dốc nhà máy vào ngày 5/11/2017 Trong bao gồm yếu tố sau: - Lượng mưa ngày; - Nhiệt độ; - Độ ẩm; - Lượng bốc Bảng 11: Số liệu yếu tố khí hậu ngày 03/11/201707/11/2017 trạm Hiên [23] Temp (0C) Preciption (mm) RH (%) Precip Day Max C C R L User Pat/Evap/ Trans (mm/day ) day Start End (hr) 0 24 29.2 185.3 24 29.2 235.8 24 29.2 60 102.0 24 29.2 60 25 24 29.2 Max Min Min 27.2 17.2 80 60 27.2 17.2 80 60 27.2 17.2 80 60 27.2 17.2 80 27.2 17.2 80 DUT Lượng mưa ngày tháng 11/2017 thể Hình 33: ngày có lượng mưa lớn 3.1.4 Kết tính tốn Hình 33 Biểu đồ lượng mưa tháng XI/2017 trạm Hiên 12 Hình 38 Kết khai báo điều kiện biên khí hậu cho mơ hình C C R UT.L Kết tính tốn ổn định mái dốc trạng cơng trình NMTĐ Đăk Pring sử dụng mơ hình Geostudio 2012 thể Hình 39÷45 Bảng 12 D Hình 39 Mặt cắt tính tốn thấm ngày thứ 13 Hình 40 Biểu đồ vectors thấm ngày thứ C C R UT.L D Hình 41 Biểu đồ áp lực nước lỗ rỗng ngày thứ 14 Hình 42 Biểu đồ áp lực cột nước ngày thứ C C R UT.L D Hình 43 Biểu đồ thay đổi dòng thấm ngày thứ Hình 44 Biểu đồ cung trượt hệ số ổn định K ngày thứ Hình 43 Biểu đồ thay đổi dòng thấm ngày thứ 15 C C R UT.L Hình 44 Biểu đồ cung trượt hệ số ổn định K ngày thứ D Bảng 12: Tổng hợp kết tính tốn hệ số ổn định K toán trạng Ngày Tổ hợp Hệ số ổn định K Ngày Tổ hợp Hệ số ổn định K 1.3 1.314 16 1.3 1.403 1.3 1.311 17 1.3 1.379 1.3 1.363 18 1.3 1.326 1.3 1.276 19 1.3 1.340 1.3 1.230 20 1.3 1.291 1.3 1.247 21 1.3 1.316 1.3 1.354 22 1.3 1.313 1.3 1.348 23 1.3 1.345 1.3 1.344 24 1.3 1.324 10 1.3 1.356 25 1.3 1.312 11 1.3 1.367 26 1.3 1.364 16 12 1.3 1.347 27 1.3 1.340 13 1.3 1.309 28 1.3 1.379 14 1.3 1.391 29 1.3 1.352 15 1.3 1.396 30 1.3 1.326 C C R UT.L Hình 45 Biểu đồ hệ số ổn định K theo thời gian D 3.1.5 Đánh giá nhận xét Căn vào điều kiện thực tế cơng trình (đặc điểm địa hình, địa chất, điều kiện khí hậu, thủy văn khu vực), tác giả tiến hành đánh giá diễn biến trình thấm, bốc bề mặt mái dốc phía nhà máy thủy điện Đăk Pring với hỗ trợ phần mềm GEO STUDIO, trực tiếp mô đun VADOSE/W SLOPE/W Từ kết mơ tốn trạng khu vực, tác giả đưa số nhận định sau: Kết mơ tốn trạng mái dốc cơng trình nhà máy thủy điện Đăk Pring phần mềm GEO STUDIO đánh giá diễn biến trình thấm bốc bề mặt (tập trung lớp edQ), đồng thời xác định đường bão hịa thân mái dốc từ xác định hệ số ổn định mái dốc mô đun SLOPE/W Kết toán VADOSE/W cho ta thấy trình thấm bốc yếu tố mưa nhiệt độ chủ yếu diễn lớp bề mặt (lớp edQ) Dịng thấm phía lớp bề mặt xuất rõ rệt vào ngày mưa lớn (ngày 4-5-6/11/2017) 17 Biểu đồ lượng mưa quan trắc từ ngày 1/11/2017 đến ngày 30/11/2017 trạm Hiên xuất giá trị mưa đột biến lớn (ngày 4-5-6) với giá trị mưa 185.3 mm/ngày; 235.8 mm/ngày; 102.0 mm/ngày gây tượng sạt lở mái dốc thượng lưu nhà máy (ảnh trạng ngày 5/11/2017) Qua phân tích tính tốn ổn định mái dốc Mơ đun SLOPE/W cho thấy, vị trí cung trượt phù hợp với cung trượt xảy vào ngày 05/11/2017 Như vậy, với biểu đồ Hệ số ổn định K (Hình 45) ta thấy, thời điểm ngày thứ 4-5-6, giá trị hệ số ổn định K (1.276; 1.230 1.247) thấp trị số [K]cp=1.30 (theo tiêu chuẩn TCVN 8216: 2018 tương ứng với cơng trình cấp III) gây ổn định sạt lở mái dốc thượng lưu nhà máy Kết phân tích, tính tốn hồn tồn phù hợp với trạng sạt lở mái dốc cơng trình Việc xác định hệ số ổn định mái dốc sử dụng kết tính thấm bốc bề mặt mơ đun VADOSE/W cho thấy kết phù hợp với tốn trạng sạt lở ngày 5/11/2017 Dịng thấm bề mặt mái dốc theo thời gian làm thay đổi, suy giảm tính chất lý đất, đặc biệt phần mái dốc cơng trình có lớp đất edQ tương đối dày, gây tượng trượt mái dốc, ổn định cơng trình 3.2 ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP BẢO VỆ CƠNG TRÌNH NMTĐ ĐĂK PRING Trong khu vực sạt lở, sau đánh giá mức độ rủi ro, cần thiết lập nhiều chiến lược khác để giảm thiểu rủi ro bảo vệ cơng trình, bao gồm: - Tăng kiến thức cho người dân; - Thiết lập hệ thống cảnh báo sớm; - Lựa chọn xây dựng cơng trình bảo vệ mái dốc Trong phạm vi nghiên cứu, tác giả đề xuất giải pháp công trình bảo vệ mái dốc phù hợp áp dụng cơng trình Nhà máy thủy điện Đăk Pring sau: - Điều chỉnh hình học để giảm lực gây ổn định; - Gia cố, neo, hàng rào cọc chắn để tăng lực cản; - Thoát nước để loại bỏ nước chảy tràn bề mặt giảm áp suất thủy tĩnh; - Tường chắn để hỗ trợ áp lực ngang; D C C R UT.L 18 - Bảo vệ bề mặt để ngăn ngừa đá rơi giảm xói mịn xâm nhập Chi tiết biện pháp cơng trình sau: 3.2.1 Điều chỉnh hình học, đào hạ tải, gia cố mái đá xây trồng cỏ bảo vệ mái dốc 3.2.2 Gia cố mái bê tông/phun vảy kết hợp khoan neo thép 3.2.3 Gia cố mái đinh thép lưới thép 3.2.4 Gia cố mái Lưới địa kỹ thuật geocell 3.2.5 Xây tường chắn cọc thép + lưới thép 3.2.6 Xây tường chắn bê tông cốt thép 3.3 LỰA CHỌN GIẢI PHÁP NÂNG CAO ỔN ĐỊNH MÁI DỐC THƯỢNG LƯU NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐĂK PRING 3.3.1 Lựa chọn giải pháp gia cố bảo vệ mái thượng lưu Tác giả đề xuất kết hợp giải pháp nhằm gia cố, bảo vệ mái dốc thượng lưu nhà máy thủy điện Đăk Pring sau: Giải pháp 1: Xây dựng tường chắn BTCT chân mái dốc, chiều dài dọc sân nhà máy thủy điện Đăk Pring Giải pháp 2: Bố trí hệ thống đinh thép lưới thép cắm neo gia cố mái dốc C C R UT.L D Đinh thép + lưới thép Tường chắn Hình 59 Mặt cắt ngang phạm vi gia cố 19 C C R UT.L Hình 58 Mặt phạm vi gia cố mái dốc D Hình 59 Chi tiết tường chắn đinh thép+ lưới thép gia cố 20 3.3.2 Kiểm tra ổn định mái thượng lưu sau gia cố Tường chắn + Đinh thép + lưới thép 3.3.2.1 Mô tả mặt cắt gia cố kiểm tra ổn định mái dốc sau gia cố Mặt cắt gia cố cơng trình mái dốc thượng NMTĐ Đăk Pring bao gồm hệ Đinh thép với chiều dài trung bình 3m (đoạn cung trượt L = 10m) Tường chắn bê tơng cốt thép M200 phía chân mái dốc Các thơng số gia cố mái cơng trình mơ tả Hình 61: thép L = cố 10m Hình 61 Mô tả mặt Đinh cắt ngang gia mái dốc Tường chắn + Đinh thép L = 3m Tường chắn C C R UT.L D Đinh thép + lưới thép 3.3.2.2 Kết tính tốn Kết tính tốn ổn định mái dốc gia cố cơng trình NMTĐ Đăk Pring sử dụng mơ hình Geostudio 2012 thể Hình 68-71 Bảng 13: 21 Hình 68 Biểu đồ thay đổi dòng thấm ngày thứ C C R UT.L D Hình 69 Biểu đồ vectors thấm ngày thứ Hình 70 Biểu đồ cung trượt hệ số ổn định K ngày thứ 22 Bảng 13: Tổng hợp kết tính tốn hệ số ổn định K cho toán gia cố Ngày Tổ hợp Hệ số ổn định K Ngày Tổ hợp Hệ số ổn định K 1,30 1,443 16 1,30 1,428 1,30 1,440 17 1,30 1,413 1,30 1,432 18 1,30 1,397 1,30 1,395 19 1,30 1,404 1,30 1,362 20 1,30 1,394 1,30 1,380 21 1,30 1,386 1,30 1,425 22 1,30 1,388 1,30 1,411 23 1,30 1,393 1,30 1,387 24 1,30 1,379 10 1,30 1,408 25 1,30 1,382 11 1,30 1,412 26 1,30 1,387 12 1,30 13 1,30 14 1,30 15 1,30 D C C R UT.L 1,400 27 1,30 1,391 1,386 28 1,30 1,406 1,431 29 1,30 1,400 1,432 30 1,30 1,392 Hệ số K 1.5 1.45 1.4 1.35 1.443 0,001 1.432 1.431 1.432 1.428 1.425 1.406 1.4131.404 1.411 1.412 1.4 1.388 1.3931.3821.391 0,001 1.408 1.395 1.386 1.397 1.394 0,001 1.387 1.392 1.386 1.3791.387 1.362 1.3 Hiện trạng 1.25 1.2 101112131415161718192021222324252627282930 Hình 71 Biểu đồ Hệ số ổn định K theo thời gian 23 3.3.2.3 Đánh giá nhận xét Căn vào kết mơ hình tốn trạng giải pháp gia cố mái Tường chắn hệ đinh thép + lưới thép, tác giả đưa số đánh sau: Vị trí cung sạt trượt mái dốc thượng lưu nhà máy phù hợp với vị trí trạng sạt lở mái dốc ngày 05/11/2017, kết phân tích, tính toán thấm, bốc hơi, ổn định mái dốc phù hợp sử dụng để lựa chọn biện pháp cơng trình bảo vệ mái dốc thượng lưu nhà máy thủy điện Đăk Pring Giải pháp gia cố mái tường chắn chân mái dốc hệ đinh thép + lưới thép gia cố bề mặt mái dốc đáp ứng yêu cầu hệ số ổn định K điều kiện ngày mưa lớn xuất từ 4-6/11/2017 (trong có lượng mưa ngày 5/11/2017 C C R UT.L gây tượng sạt lở mái trước đó) Các giá trị hệ số ổn định có gia tăng đáng kể [K]GC 5/11 = 1.307 > [K]HT 5/11 = 1.230 , đồng D thời đảm bảo lớn trị số [K]cp = 1.3 cơng trình Như vậy, nhận định rằng, giải pháp gia cố mái phương pháp Tường chắn hệ đinh thép + lưới thép áp dụng cho cơng trình NMTĐ Đăk Pring phát huy hiệu quả, đảo bảo điều kiện thấm ổn định qua việc mô phỏng, đánh giá, phân tích tốn mơ đun VADOSE/W SLOPE/W Với giải pháp này, mái dốc thượng lưu nhà máy phát triển xanh, thảm thực vật che phủ bề mặt, đảm bảo ổn định lâu dài, thân thiện với mơi trường Cơng trình Nhà máy thủy điện Đăk Pring đảm bảo an toàn vận hành phát điện mùa mưa bão khu vực miền núi 24 KẾT LUẬN Từ kết phân tích trạng cơng trình mái dốc nhà máy thủy điện Đăk Pring diễn biến q trình thấm, bốc hơi, tính toán hệ số ổn định K mái dốc phần mềm GEO STUDIO tương ứng với trận mưa tháng 11 năm 2017 trạm Hiên, tác giả điến số kết luận sau: - Mưa lớn kéo dài làm giảm độ bền khối đất đá mái dốc, mặt khác làm thay đổi trạng thái ứng suất theo hướng có hại cho ổn định mái dốc Ngồi ra, tác dụng dòng chảy mặt, bề mặt mái dốc bị bào mịn, xói lở; cơng trình bảo vệ mái (kè mái xiên, rảnh thoát nước ) bị phá hoại Khối sạt lở chảy thành dòng đổ xuống sân nhà máy phần tồn lại dọc sườn dốc C C R UT.L - Kết tính tốn thấm mưa phần mềm VADOSE/W, sau kết nối phần mềm SLOPE/W để tính tốn ổn định rằng: D Hệ số ổn định mái dốc K thời điểm ngày 4-5-6 tháng 11/2017 có giá trị thấp giá trị cho phép [K]cp Điều sở để đánh giá xác định nguyên nhân gây tượng sạt lở mái dốc thượng lưu nhà máy thủy điện Đăk Pring đề xuất, tính tốn giải pháp khắc phục - Giải pháp xây dựng Tường chắn bê tơng cốt thép phía chân mái dốc kết hợp với hệ thống Đinh thép, lưới thép neo vào thân mái dốc phạm vi có nguy sạt lở xem là giải pháp hợp lý, đảm bảo ổn định mái dốc thượng lưu nhà máy đảm bảo an toàn lâu dài cho cơng trình Nhà máy thủy điện Đăk Pring ... NGUYÊN NHÂN SẠT LỞ ĐẤT ĐÁ MÁI THƯỢNG LƯU NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐĂK PRING 2.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC CƠNG TRÌNH NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐĂK PRING 2.1.1 Giới thiệu chung Nhà máy thủy điện Đăk Pring 2.1.2... xuất giải pháp chống sạt lở mái dốc đảm bảo an tồn lâu dài cho cơng trình Nhà máy thủy điện Đăk Pring Xuất phát từ lý trên, tác giả kiến nghị lựa chọn đề tài: ? ?Nghiên cứu giải pháp chống sạt lở mái. .. GIẢI PHÁP NÂNG CAO ỔN ĐỊNH MÁI DỐC THƯỢNG LƯU NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐĂK PRING 3.3.1 Lựa chọn giải pháp gia cố bảo vệ mái thượng lưu Tác giả đề xuất kết hợp giải pháp nhằm gia cố, bảo vệ mái dốc thượng