Gia cố đỉnh đập và mái đập bằng vật liệu mềm có khả năng chống xói cao như các vật liệu truyền thống vải bạt, phên nứa, bao tải đất, bao tải cát,...hay vật liệu công nghệ mới như vải địa kỹ thuật, vải sợi tổng hợp cường độ cao hay sợi nilon đã được ứng dụng để gia cố ở nhiều công trình bờ sông, bờ kè biển,.. Ngoài ra với xu thế về các giải pháp công trình xanh, thân thiện môi trường với các hồ chứa nước nhỏ, đập thấp có lưu tốc dòng chảy mái đập không cao có thể sử dụng thảm phủ thực vật có khả năng chống xói như thảm cỏ Vetive có bộ rễăn sâu từ1 đến 4m...
Hình 2.12: Sử dụng giải pháp gia cố bờ sông vào bờ hồ đập:
Kênh hạ lưu Mũi hắt BT M200#
Đập đất
Giải pháp thảm túi cát chống xói kè bờ sông Sài Gòn (hình bên trái) và thảm tấm bê tông liên kết bằng dây nilon chống xói đáy sông Trường Giang
( Trung Quốc) ( hình bên phải)
Phân loại các hình thức gia cố theo loại vật liệu mềm này như sau:
+ Gia cốđỉnh mái hạlưu bằng vải bạt chống thấm.
+ Gia cố đỉnh bằng bạt, bao tải đựng đất, bao tải cát( Vật liệu bao tải đựng là bao tải dứa, bao tải gai)
+ Gia cốmái đập bằng vật liệu công nghệ mới như vải địa kỹ thuật, vải sợi tổng hợp, sợi nilon để làm bao tải đựng đất xếp trên mái đập hoặc tạo thành thảm rải trên mái để bảo vệ mái đập.
+ Mái đập trồng thảm thực vật dầy có khả năng chống xói như cỏ Vetive hoặc các loại tương tự.
Ưu điểm:
Khả năng tháo lũ tốt do mái đập lúc này hoạt động như một đập tràn đỉnh rộng, hay thực dụng với bề rộng ngưỡng tràn là đỉnh đập dâng.
Chi phí đầu tư thấp, tính chủ động cao, với trường hợp gia cố đỉnh và mái hạ lưu bằng bạt có thể thực hiện được ngay, nhanh chóng trong trường hợp cần tháo nước lũ lớn khẩn cấp để đảm bảo an toàn cho đập dâng trước nguy cơ vỡđập.
Nhược điểm:
Chỉ có thể tháo được với cột nước thấp, lưu tốc nhỏ nằm trong giới hạn chống xói của cỏ và chống đẩy nổi của bạt. Khi cột nước qua đập và trên mái hạ lưu cao tạo ra lưu tốc lớn phá hủy kết cấu lớn thảm cỏ hay làm phá hỏng bạt chắn do nước thấm qua mặt tiếp xúc giữa mặt đập và bạt tạo dòng đẩy nổi bạt, gia tăng nguy cơ vỡđập.
Hình 2.13: Gia cố mái đập bằng vải bạt và bao tải cát cho nước tràn mái đập
Điều kiện áp dụng:
Áp dụng trong điều kiện ứng phó tạm thời để xử lý các tình huống xấu khi có diễn biến lũ bất lợi gây nguy cơ vỡ đập cao mà chưa có điều kiện để cải tạo nâng cấp đập và các công trình tháo lũ khác.
Việc gia cố đập bằng vật liệu mềm được áp dụng rộng rãi cho các trường hợp phòng, chống lũ khẩn cấp cho các hồ đập vừa và nhỏ. Với các hồ đập dung tích lớn từ 0,2 ÷ 3 𝑡𝑟𝑖ệ𝑢 m3 không cho phép nước tràn qua đỉnh đập, xong do điều kiện hồ xuống cấp, lại gặp mưa lũ lớn gây sạt lở mái đập thượng lưu, hạ lưu, sụt lún đỉnh đập nghiêm trọng, thời gian mưa lũ vẫn đang kéo dài, cần phải có giải pháp tình thế đề phòng trường hợp nước tràn đỉnh đập khi tràn xả lũ không đảm bảo điều kiện tháo lũ. Còn với các hồ đập nhỏ hơn 0,2 triệu m3 nước, do không có điều kiện về nguồn vốn cải tạo nâng cấp, hồ hiện xuống cấp trầm trọng cần có giải pháp chủ động ứng phó ngay trước khi có mưa lũ.
Một số kiểu cấu tạo đập và vật liệu cho nước tràn qua đỉnh đập với kết cấu áo đập mềm:
a. Gia cố đập dâng bằng bao tải đất, cát:
Hình 2.14: Gia cố đập bằng bao tải đất, cát
Xếp các bao tải đất cát dọc theo phần mái đập cho tràn nước để bảo vệ mái đập, các bao tải được buộcliên kết với nhau bằng dây nilon, dây gai,..Khả năng chống xói tốt, hạn chế được áp lực đẩy nổi bằng trọng lực của bao tải, giảm được lưu tốc do các bao tải gồ ghề.
b. Gia cố đập dâng bằng vải bạt:
Hình 2.15: Gia cố mái đập bằng bạt dày ghim gia cố vào mái đập
CT1 Bao tải đựng đất,cát
Th©n ®Ëp chi tiÕt ct1
MNDBT MNL khÈn cÊp
100
60
15
kt bao tải cát
100
50 50
5050
Nêm, cọc gỗ ghim chặt
Vải bạt chống thấm
Nêm, cọc gỗ ghim chặt MNDBT
MNL khÈn cÊp
50
B mặt đập cho nước tràn qua
Đỉnh đập +39.00
1:3.00
Bao tải đất, cát chắn nước
MNLKC +42.20
+42.20
KHốNG CHế Bề RộNG MặT ĐậP CHO NƯớC TRàN QUA
Bao tải đất, cát chắn nước
1:3.00
Vải bạt phủ mặt đập
Đây là phương pháp thông dụng được áp dụng trong quản lý hồ mùa lũ để tháo lũ bổ sung hỗ trợ công trình tháo lũ chính khi công trình này có nguy cơ sự cố. Vải bạt được gim chặt vào đất, nước tháo qua đập được tràn trên mặt bạt, nguy cơ rách bạt cao và khó gim được chặt do áp lực đẩy nổi của dòng thấm chảy thoát ra ngoài mái đập, nếu không gia cố kỹ nước chảy xói xuống cả dưới bạt gây sạt lở đất mái đật, mất an toàn mái đập dâng.
c. Gia cố đập dâng bằng vật liệu mới như thảm túi cát, tấm bê tông liên kết dây ni lon.
Từ việc áp dụng thực tế các công trình gia cố bờ sông đã phát huy hiệu quả cao trên cơ sở các vật liệu mới như túi thảm đựng cát hay các tấm bê tông liên kết bằng sợi nilon mềm có thể vận dụng giải pháp này cho gia cố đỉnh mái đập cho nước tràn qua.Các vật liệu này có ưu điểm là khả năng chống xói tốt, tạo được độ nhám cao giảm được động nang dòng chảy trên mái.
Hình 2.16: Cách bố trí và liên kết thảm túi cát trên mái đập d. Gia cố đập bằng thảm phủ thực vật dày:
Là giải pháp phi công trình thân thiện với môi trường xong chỉ có khả năng chống các lưu tốc dòng chảy nhỏ trên mái đập.Cần nghiên cứu bằng thực nghiệm để đưa ra kết quả chính xác nhất cho mỗi công tình nên áp dụng cho các hồ đập nhỏ.
300 300 300
50505050
Túi cát 3mx0,5m Mặt bằng thảm túi cát trên mái đập
Liên kết túi cát bằng sợi buộc
1:2.0 1:2.0 1:2.0
Hình 2.17: Gia cố đỉnh đập, mái hạ lưu bằng thảm phủ thực vật 1. Bao tải cát đắp đỉnh đập
2. Thảm cỏ mái hạ lưu ( Điều kiện thảm cỏ phủ dầy)
2.2.4. Giải pháp gia cố đỉnh, mái đập bằng kết cấu vật liệu cứng kết hợp vật liệu mềm.
Với vật liệu cứng khả năng chống xói tốt xong tốn kém về kinh tế và ít thân thiện môi trường, vật liệu mềm thân thiện môi trường thì khảnăng chống xói không cao nên tùy điều kiện ta có thể áp dụng giải pháp kết hợp 2 giải pháp trên.
Hình 2.18: Gia cố đỉnh đập bằng vật liệu cứng kết hợp vật liệu mềm
Dầm bê tông Ô cỏ hoặc đá lát khan Tường hướng nước chảy trên mái
Phần không nước tràn đỉnh đập Phần cho nước tràn đỉnh đập MNL tràn đỉnh đập
Đỉnh kè chắn
2
1 Thảm cỏ mái hạ lưu
Bao tải đựng đất,cát
Th©n ®Ëp chi tiÕt ct1
MNDBT MNL khÈn cÊp