Phƣơng phỏp xử lý nền trờn địa bàn tỉnh Ninh Thuận- 123docz.net

4. Cỏch tiếp cận và phƣơng phỏp nghiờn cứu

1.5.2 Phƣơng phỏp xử lý nền trờn địa bàn tỉnh Ninh Thuận

Cụng trỡnh thủy lợi núi chung, hồ chứa nước núi riờng thỡ sức phỏ hoại của tự nhiờn thường xuyờn tồn tại. Cho đến nay, toàn bộ lý luận và kinh nghiệm mà loài người đó tớch lũy được trong thực tiễn tuy đó cú thể hạn chế được khả năng phỏ hoại cụng trỡnh trong một phạm vi nhất định nhưng vẫn khụng thể xúa bỏ triệt để được khả năng này.

Cỏc hồ chứa nước đó xõy dựng ở Ninh Thuận chủ yếu là cỏc hồ thủy lợi làm nhiệm vụ cung cấp nước tưới. Cỏc đập chớnh tạo thành hồ chứa chủ yếu là đập đất cú quy mụ lớn nhất là cấp 3, thuộc đập loại vừa và nhỏ đó xõy dựng ở miền Trung cũng như trong cả nước.

Bảng1.13: Phương phỏp xử lý nền của một số hồ đập ở tỉnh Ninh Thuận

TT Tờn hồ Dung tớch (106 m3) Hỡnh thức đập Phương phỏp xử lý nền cụng trỡnh 1 Tõn Giang 13,39 Đập Bờ tụng trọng lực Khoan phụt vữu xi măng 2 Sụng Trõu 31,50 Đập hỗn hợp 03 khối Khoan phụt vữu xi măng 3 Sụng sắt 69,30 Đập hỗn hợp 03 khối Khoan phụt vữu xi măng 4 Trà Co 10,09 Đập hỗn hợp 03 khối Khoan phụt vữu xi măng 5 Cho Mo 8,79 Đập hỗn hợp 03 khối Khoan phụt vữu xi măng 6 Sụng Biờu 20,30 Đập hỗn hợp

Đối với cỏc hồ chứa ờ tỉnh Ninh Thuận, việc tiến hành xử lý chống thấm và gia cố tăng ổn định cho nền bằng khoan phụt cú hiệu quả cao. Trong nhiều trường hợp, nhờ kết quả của khoan phụt mà khụng cần phải thay đổi kết cấu thiết kế đờ đập.

1.6 Một số sự cố thấm qua nền và qua thõn đập đó xảy ra trong hu vực.

Cỏc nguyờn nhõn gõy sự cố ở cỏc đập đất khu vực Nam Trung Bộ, Đụng Nam Bộ và Tõy Nguyờn cú thể phõn theo nhúm chủ yếu :

- Nguyờn nhõn do yếu tố tự nhiờn (địa chất, mưa bóo, lũ…); - Nguyờn nhõn do yếu tố khảo sỏt, thiết kế;

- Nguyờn nhõn do yếu tố thi cụng;

- Nguyờn nhõn do yếu tố quản lý, vận hành.

Trong đú hiện tượng thấm mất nước của hồ chứa là một trong những nguyờn do cú thể hội tụ một vài hay tất cả nguyờn nhõn núi trờn, khiến cho cụng trỡnh khụng phỏt huy được hiệu quả, thậm chớ cú cụng trỡnh chưa năm nào tớch được nước như hồ Suối Rang (Đồng Nai). Qua phõn tớch kỹ về điều kiện địa chất của khu vực nghiờn cứu, ta thấy rằng hiện tượng thấm mất nước qua nền đập là điều khú trỏnh khỏi nếu cỏc nhà xõy dựng khụng quan tõm đỳng mức từ khõu đầu tiờn là khảo sỏt đến khõu thiết kế cũng như thi cụng và vận hành cụng trỡnh sau khi đó hoàn thành.

Số lượng cụng trỡnh hồ đập lớn, vừa và nhỏ được xõy dựng trong vựng Nam Trung Bộ, Đụng Nam Bộ và Tõy Nguyờn trong những năm qua lờn đến hàng trăm. Sau khi hoàn tất xõy dựng, hầu hết cỏc cụng trỡnh hồ chứa trong khu vực đó được đưa vào phục vụ sản xuất kịp thời và phỏt huy tỏc dụng tốt. Tuy nhiờn, trong quỏ trỡnh sử dụng, do nhiều nguyờn nhõn khỏc nhau như đó trỡnh bày ở mục 1, hoặc đụi khi do tổng hợp cỏc nguyờn nhõn dẫn đến sự cố cụng trỡnh. Trong những năm qua, cỏc cụng trỡnh gặp sự cố cú thể kể đến như sau:

1.6.1. Sự cố ở hu vực Nam Trung Bộ, Đụng Nam Bộ và Tõy Nguyờn a. Sự cố xảy ra đối với cỏc hồ chứa lớn

Trong cỏc hồ chứa lớn do ngành quản lý hiện cú một số bị phỏ hủy hoặc hư hỏng nặng phải sửa chữa như hồ Suối Trầu (Khỏnh Hũa); cỏc hồ EA Sup Thượng (Đăk Lăk), hồ Dầu Tiếng (Tõy Ninh), hồ Cà Giõy, Sụng Quao (Bỡnh Thuận), …

Nguyờn nhõn hư hỏng của phần lớn cỏc hồ chứa núi trờn là bị thấm thõn và nền đập, rũ rỉ khớp nối, van cửa cống, mỏi lỏt đỏ khụng đảm bảo chất lượng.

b. Sự cố xảy ra đối với cỏc hồ chứa vừa và nhỏ

Hồ Hoàng Ân (Gia Lai), hồ NT8 (Bỡnh Phước), hồ Đại Hàn - Thành Sơn, CK7 (Ninh Thuận), hồ Đỏ Bàn, Am Chỳa, Suối Hành, Suối Trầu, Đồng Bũ, Cam Ranh, Lỏng Nhớt (Khỏnh Hũa), Suối Rang (Đồng Nai) và một số cụng trỡnh khỏc bị hư hỏng cũng do nhiều nguyờn nhõn khỏc nhau như do thấm, lỏt mỏi thượng lưu bị xụ tụt, cao trỡnh đỉnh đập thấp hơn thiết kế, thi cụng khụng đảm bảo chất lượng, cống lấy nước bờ tụng bị xõm thực, khớp nối bị hư hỏng, xúi tiờu năng tràn xả lũ, v.v…

Thực tế từ cụng tỏc xõy dựng đến quản lý khai thỏc đều cú nhiều vấn đế tồn tại. Theo tài liệu kiểm tra 96 hồ chứa của Cục Thủy Lợi [5] thỡ đó cú tới 25 hồ bị hư hỏng nặng, 32 hồ cú vấn đề cần phải xử lý sửa chữa, chỉ cũn 39 hồ hoạt động bỡnh thường.

1.6.2 Sự cố hồ, đập ở tỉnh Ninh Thuận

1. S vỡ ồ P ớ Tru : Xảy ra vào ngày 01/11/2010 do mưa lớn 03 ngày liờn tiếp. Đập trong tỡnh trạng đập mới thi cụng xong. Nguyờn nhõn khả năng do nước tràn qua đỉnh đập, do đất đắp mới thi cụng chưa kịp cố kết.

2. S t Đ Trà V ồ S B u: Xảy ra vào ngày 01/11/2010 do mưa lớn 03 ngày liờn tiếp. Đập trong tỡnh trạng đang thi cụng đạt đến cao trỡnh đỉnh đập thiết kế. Nguyờn nhõn do đất đắp đập, tài liệu đỏnh giỏ địa chất nền đập chưa đỳng dẫn đến thấm qua nền.

3. S vỡ t ợ u ồ L R : Xảy ra do mưa lớn kộo dài trờn lưu vực hồ lanh Ra vào ngày 27,28,29,30/5/2011. Đập trong tỡnh trạng đang thi cụng đắp đất

khối thương lưu đến cao trỡnh vượt lũ tiểu món, lưu lượng nước đến với tần suất P=10% vượt qua cao trỡnh lũ tiểu món thiết kế, nước tràn qua cao trỡnh đỉnh khối đất đắp đang thi cụng. Nguyờn nhõn chớnh do đơn vị thi cụng khụng đảm bảo tiến độ theo thiết kế được duyệt, do quy trỡnh quản lý chất lượng cụng trỡnh.

4. S trà ớ qu ồ Bà Rõu:Xảy ra do mưa lớn kộo dài trờn lưu vực hồ lanh Ra vào ngày 27,28,29,30/5/2011, với tổng lượng mưa đo được tại trạm Bà Rõu là 177,1mm. Nguyờn nhõn chớnh do đơn vị thi cụng khụng đảm bảo tiến độ theo thiết kế được duyệt, do quy trỡnh quản lý chất lượng cụng trỡnh.

Hỡnh 1.3: Sự cố vỡ đập hồ chứa nước Phước Trung ( Ninh Thuận)

Kết luận chƣơng 1

- Điều kiện tự nhiờn tỉnh Ninh Thuận cho thấy cú địa hỡnh dốc mưa lớn tập trung nhanh, dễ sinh ra lũ lớn cho hạ lưu. Ninh Thuận đến nay đó xõy dựng được nhiều hồ chứa nước nhưng nhỡn chung cú dung tớch nhỏ, lượng nước đỏp ứng cho nhu cầu sản xuất và nước sinh hoạt cũn thiếu nhiều.

- Tỡnh hỡnh địa chất tại cỏc vựng xõy dựng hồ chứa khỏ phức tạp, việc xử lý chống thấm gặp nhiều khú khăn và rất tốn kộm. Một số giải phỏp xử lý chống thấm và gia cố tăng ổn định là cụng việc rất quan trọng. Đề tài sẽ tập trung vào nghiờn cứu t v t u u v t N T u ồ ớ L R .

CHƢƠNG 2

NGHIấN CỨU GIẢI PHÁP THIẾT KẾ XỨ Lí CHỐNG THẤM NỀN ĐẬP TRấN ĐỊA BÀN TỈNH NINH THUẬN

2.1 Tổng quan về cỏc giải phỏp xử lý chống thấm nền đập

Theo thống kờ sự cố cỏc cụng trỡnh thủy lợi trờn thế giới thỡ thường là cỏc nguyờn nhõn gõy ra cỏc vụ vỡ đập đất do:

 Nước lũ tràn đỉnh đập 30%

 Thấm 25%

 Trượt mỏi 25%

 Dũ đường ống 13%

 Nguyờn nhõn khỏc 7%

Nguyờn nhõn gõy vỡ đập trọng lực thỡ do:  Địa chất nền múng chiếm 45%  Nước lũ tràn đỉnh đập 35%  Yếu tố thủy lực và nhõn tạo 20%

N uồ : Đ b t à và õ u qu v s u t ủ ồ ớ . C Qu L N ớ và C trỡ T ủy Lợ - Bộ NN & PTNT. Hà Nộ t 5/1996.

2.1.1 Sõn phủ ết hợp với tƣờng nghiờng chống thấm

Đõy là giải phỏp truyền thống dựng kộo dài đường viền thấm. Vật liệu thụng thường dựng để làm sõn phủ chống thấm nền đập bao gồm cỏc loại vật liệu mềm như đất sột, ỏ sột nặng, bụi, than bựn cú hệ số thấm nhỏ hoặc vật liệu polyme húa dẻo, ngoài ra cũn dựng vật liệu hỗn hợp nhõn tạo gọi là bờ tụng – sột, ngày nay cũn sử dụng cỏc loại vải lọc địa kỹ thuật chống thấm.

- Ưu điểm: Thi cụng đơn giản, sử dụng được cỏc loại mỏy thi cụng thụng thường như mỏy đào. Vật liệu rất phong phỳ dễ sử dụng, nờn chi phớ thấp.

- Hạn chế: Do vật chống thấm nằm ngoài thõn đập, chịu nhiều tỏc động của ngoại lực nờn khả năng bị mất ổn định rất cao. Vật liệu làm sõn phủ dễ nứt nẻ do thay đổi nhiệt độ và cũng bị dễ bị tan ró do bởi chịu tỏc động của súng giú trong hồ. Vỡ vậy cần thiết phải cú lớp gia tải bảo vệ mặt ngoài, thoỏt nước tốt.

- Phạm vi ứng dụng: Thường ỏp dụng cho đập đồng chất cú chiều cao thấp và đối với nền cú chiều sõu tầng thấm nước khỏ dày hoặc vụ hạn (T ≥ 5m).

H >3m >51 H T>5m (3-6)H 0.5m>

Hỡnh 2.1: Giải phỏp sõn phủ kết hợp với tường nghiờng thượng lưu chống thấm

2.1.2 Chõn hay ết hợp với tƣờng nghiờng chống thấm

Đõy là giải phỏp truyền thống và cú nhiều tớnh ưu việt giống như giải phỏp chống thấm bằng sõn phủ kết hợp với tường nghiờng thượng lưu chống thấm nờu trờn, là sử dụng được nhiều loại vật liệu địa phương và cú cụng nghệ thi cụng đơn giản. Chõn khay được bố trớ cựng với tường nghiờng thượng lưu chống thấm, chiều sõu chõn khay được thiết kế ăn sõu xuống đến tầng khụng thấm hoặc thấm ớt, xem hỡnh vẽ 2.2 sau.

Vật liệu thường dựng để làm chõn khay chống thấm nền đập bao gồm cỏc loại vật liệu mềm như đất sột, ỏ sột nặng, bụi, than bựn cú hệ số thấm nhỏ hoặc dựng vật liệu hỗn hợp nhõn tạo bằng bờ tụng - sột.

- Ưu điểm: Cụng nghệ thi cụng đơn giản, sử dụng được cỏc loại mỏy thi cụng thụng thường như mỏy đào, mỏy xỳc, mỏy ủi, mỏy đầm. Vật liệu rất phong phỳ và dễ sử dụng. Giải phỏp này phự hợp với loại nền cú chiều dày tầng thấm nước nhỏ. Do chõn khay bố trớ ăn sõu vào nền, ớt bị tỏc động bởi ngoại lực, vỡ vậy ớt bị tan ró hay co ngút.

- Nhược điểm: Chiều sõu xử lý chống thấm rất hạn chế, chỉ phự hợp với loại nền cú chiều dày tầng thấm hữu hạn. Nếu chọn giải phỏp này đối với nền cú chiều dày tầng thấm nước khỏ dày hoặc vụ hạn thỡ khối lượng đào đắp xử lý sẽ rất lớn, dẫn đến giỏ thành cao nhưng hiệu quả chống thấm cú phần hạn chế hơn so với cỏc giải phỏp khỏc.

- Phạm vi ứng dụng: Thường được ỏp dụng cho đập đồng chất hoặc đập nhiều khối và nền cú chiều sõu tầng thấm nước hữu hạn (T ≤ 5m).

>3m

>51 H

<5m T

Hỡnh 2.2: Giải phỏp chõn khay kết hợp với tường nghiờng thượng lưu chống thấm.

2.1.3 Chõn hay ết hợp với lỏi giữa chống thấm

Đõy cũng chớnh là một trong cỏc giải phỏp truyền thống và cú nhiều tớnh ưu việt giống như 2 giải phỏp chống thấm nờu trờn, là sử dụng được nhiều loại vật liệu địa phương và cú cụng nghệ thi cụng đơn giản. Chõn khay được bố trớ cựng với tường lỏi chống thấm giữa đập và được ăn sõu xuống đến tầng khụng thấm hoặc thấm ớt, xem hỡnh vẽ 2.3 sau.

- Vật liệu thường dựng để làm chõn khay cũng giống như giải phỏp chõn khay chống thấm nền đập nờu ở phần trờn.

- Ưu điểm: Phương phỏp này cú cụng nghệ thi cụng đơn giản và rất thớch hợp với loại nền cú chiều dày tầng thấm hữu hạn. Chõn khay được bố trớ ăn sõu vào nờn nờn ớt bị tan ró hay co ngút.

- Nhược điểm: Chiều sõu xử lý chống thấm hạn chế, chỉ phự hợp với loại nền cú chiều dày tầng thấm hữu hạn. Đối với nền cú chiều dày tầng thấm nước khỏ dày hoặc vụ hạn thỡ giải phỏp chống thấm này khụng phự hợp.

- Phạm vi ứng dụng: Thường ỏp dụng cho đập đồng chất và thớch hợp nhất là ỏp dụng cho loại đập nhiều khối vỡ được kết hợp với tường lỏi chống thấm giữa đập. Giải phỏp này phự hợp với loại nền cú chiều sõu tầng thấm hữu hạn T ≤ 5m, đối với tầng thấm nước dày hơn sẽ khụng phự hợp và kinh tế.

>3m > 4 1 H <5m T H

Hỡnh 2.3: Giải phỏp chõn khay kết hợp với lừi giữa chống thấm.

2.1.4 Giải phỏp tƣờng cừ chống thấm

Cú nhiều loại cừ để sử dụng chống thấm cho nền đập như cừ gỗ, cừ nhựa, cừ thộp, cừ bờ tụng cốt thộp, cừ bờ tụng cốt thộp dự ứng lực… Là loại cọc chế tạo sẵn và được đúng xuống đất bằng bỳa đúng cọc, mỏy rung hoặc mỏy ộp, nều cần thiết thỡ cú sự hỗ trợ của thiết bị phun nước để làm rời đất khi hạ cọc. Biện phỏp đúng cọc bố trớ thành hàng, giữa cỏc cọc cú khớp nối và goăng kớn nước để chống thấm, xem hỡnh vẽ 2.4.

3m > 5 1 H > 5m T H > 3m > 41 H >5m T H

Hỡnh 2.4: Giải phỏp tường cừ kết hợp tường nghiờng hoặc tường lỏi chống thấm

Ưu điểm: Cú tớnh ổn định cao vỡ ớt bị ảnh hưởng do tỏc động của ngoại lực, dễ kiểm tra chất lượng cọc và quản lý chất lượng trong quỏ trỡnh thi cụng. Chiều sõu xử lý chống thấm khỏ sõu từ (2ữ22)m, nếu cừ BTCT dự ứng lực cú thể xử lý chống thấm đến chiều sõu 22m và nếu được kết hợp với chõn chống thấm giữa đập thỡ chiều sõu xử lý sõu hơn.

Hạn chế: Kết cấu phức tạp, thi cụng khú khăn đũi hỏi phải sử dụng cụng nghệ phự hợp, dựng loại vật liệu đắt tiền nờn chi phớ xõy dựng khỏ cao.

Phạm vi ứng dụng: Nờn chỉ sử dụng trong trường hợp nền ớt bị biến dạng và trong điều kiện khụng cú vật liệu dẻo chống thấm như đất sột, ỏ sột nặng, bờ tụng sột… Nếu địa chất nền cú nhiều đỏ tảng hoặc đỏ lăn thỡ khụng nờn dựng biện phỏp đúng cọc vỡ nếu gặp phải sẽ khú xử lý.

2.1.5 Giải phỏp tƣờng hào bentonite chống thấm

Cụng nghệ tường hào bentonite chống thấm là một trong cỏc giải phỏp mới được phỏt triển rộng rói trờn thế giới. Hiện nay ở trong nước đó cú một số cụng trỡnh ứng dụng cụng nghệ này để xử lý chống thấm như hồ chứa nước Dầu Tiếng, Am Chỳa, Dương Đụng, Iasuop, Esoup v.v…

- Tuy mới phỏt triển và ứng dụng trong cỏc năm gần đõy, nhưng qua thực tiễn xử lý chống thấm cho cỏc cụng trỡnh thủy lợi lớn, cho thấy đõy là giải phỏp ứng dụng cụng nghệ mới rất hiệu quả để xử lý chống thấm cụng trỡnh.

Cú 2 loại tường hào: hào đất – bentonite và hào Cement – bentonite. Biện phỏp chung là đào hào trong dung dịch bentonite trước, khi đào hào xong thỡ hỳt dần dung dịch bentonite và đồng thời bơm vữa Cement – bentonite vào ngay để luụn giữ ổn định vỏch hào, dần dần vữa sẽ đụng kết trở thành tường chống thấm, xem hỡnh 2.5 sau. Để tăng cường chống sập vỏch hào thỡ cú thể trộn dung dịch Cement – bentonite bơm ngay từ đào hào. Tường hào cú vỏch đứng, hẹp và sõu; thường cú chiều rộng từ (0,6ữ1,2)m và sõu từ (5ữ120)m. Hào luụn thi cụng trong dung dịch bentonite nờn được gọi là “tường hào bentonite”.

(0.6-1.2)m

>5m T H

2.1.6 Giải phỏp cọc trộn sõu

Cụng nghệ trộn xi măng hay chất kết dớnh với đất tại chỗ, dưới sõu, gọi là cụng nghệ trộn sõu. Cụng nghệ này sử dụng cần khoan cú gắn nhiều cỏnh cắt để phỏ