Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu đánh giá các giải pháp chống thấm cho nền đập đất

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (5.86 MB, 114 trang )

Trang 1<div class="page_container" data-page="1">

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VA PHÁT TRIEN NÔNG THÔN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

LƯƠNG VĂN NGƯ

LUAN VAN THAC Si KY THUAT

</div>Trang 2<div class="page_container" data-page="2">

BỘ GIÁO DỤC VẢ ĐÀO TẠO BO NÔNG NGHIỆP VA PHÁT TRIÊN NÔNG THÔNTRUONG ĐẠI HỌC THỦY |

NGHIÊN CUU DANH GIA CAC GIẢI PHÁP CHONG THẤM

CHO NEN DAP DAT

Chun ngành: XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH THUYMã số : 60-58-40

LUẬN VAN THẠC SĨ KY THUẬT

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS TRINH MINH THU,

</div>Trang 3<div class="page_container" data-page="3">

'TP.Hồ Chí Minh - 2012

</div>Trang 4<div class="page_container" data-page="4">

Lương Văn Ngự - lớp CHI7C __._ ~1- _ Chun ngành: Xây đựng cơng trình thủy.

MỤC LỤC

LOI CẢM ON

CHUONG MO ĐẦU : TÍNH CAP THIET CUA DE TÀI

1. SU CAN THIẾT PHAI NGHIÊN CỨU CÁC BIEN PHÁP XỬ LÝ \I. NHŨNG VAN ĐÈ ĐẶT RA CAN GIẢI QUYẾT

I MỤC DICH NGHIÊN CỨU CUA DE TÀI 9IV. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHAP NGHIÊN CUU 9CHUONG 1; TONG QUAN VỀ TINH HINH XÂY DUNG DAP Ở VIET NAMVA CÁC BIEN PHAP CHONG THÁM. lô1.1. Tổng quan về tinh hình xây đựng đập ở Việt Nam 01.2. Đặc điểm chung của nền đập dâng nước ở Miễn Nam. 121.3. Khi quất về cdc win đề sự cổ gây hư hỏng đập trên th giới và Việt Nam... 19

1.3.1, Khái qt về sự cổ cơng trình thủy lợi. 19

1.3.2. Đặc điểm làm việc của đập dat. 21.3.3, Đặc điểm về sự cổ của đập đất 21

1.3.4, Một số sự cổ về đập đất đã xy m ở Việt Nam 251.4. Tinh hình sự cỗ đập do biển dạng thắm gây a 2

1.4.1, Các biển hình thắm của đắt và biện pháp phòng chẳng 21.4.2 Sự cổ đập do biến dang thắm gây ra ở nước ta 291.5, Các phương pháp tinh tốn thắm qua nền thủy cơng hiện nay 301.5.1, Thấm qua nén đồng chất đưới đầy cơng trình 301.5.2. Thắm qua nền khơng đồng nhất dưới đấy cơng trình, a1

CHUONG 2 : CƠ SỞ LÝ THUYET 32

2.1. Lich sử phát tiễn của nghiền cứu thắm 2

2.1.1, Giới thiệu chung. 32

2.1.2. Tam quan trong của lý thuyết thẩm, 332:2. Môi trường thắm và nguyên nhân gây ra thắm 332.2.1. Mai trường thắm, 33

2.2.2, Nguyên nhân gây thắm. 42.3 Phin loại dng thấm, 352.3.1. Theo trang thái chây 35

</div>Trang 5<div class="page_container" data-page="5">

Luong Văn Ngự - lớp CHIC =2- _ Chuyên ngành: Xây đựng cơng trình thủy.

2.3.2, Theo thời gian 362.3.3, Theo tinh chất mỗi trường thắm „

2.34, Theo đặc điểm, tính chất của biên miễn thẩm, 372.3.5. Theo tinh chất không gian của miễn thắm 38

2.4, Cúc định luật thắm cơ bản ”

2.4.1 Định luật thắm đường thẳng, 39

2.4.2, Binh luật thắm phi tuyến 39

2.5. Các phương pháp giải bai ton thắm bằng lý thuyết cổ đề 40

2.5.1. Phương pháp cơ học chit long 402.5.2, Phương pháp thủy lực 412.5.3. Phương pháp thực nghiệm. 42.54, Phương pháp số 2

2.6. Giải bài toa bằng phương pháp phần từ hữu hạn 42.6.1. Trinh tự giải bài toán bằng phương pháp PTHH. 4“2.6.2. Giải bài toán thắm bằng phương pháp PTHH 45CHUOMG 3: NGHIÊN CUU CÁC GIẢI PHÁP CHONG THÁM CHO NÈN...5I

3.1. Giới thiệu chung. Si

3.2. Giải pháp chống thắm bằng trơng nghiêng va sin phủ, 513.3. Giải pháp tường răng kết hợp lõi giữa 5

3.4. Giải pháp tưởng hão Bentonite 543.5. Giải pháp khoan phut 56

3.6. Giải pháp cọc dit —xi mang 59CHUONG 4: UNG DUNG TÍNH TỐN XỬ LÝ NEN BAP ĐẮT HO CHUANƯỚC CAU MỚI TUYẾN VI TINH DONG NAI 2

4.1. Giới hiệu chung về cơng trình. 624. Viti diay 64.1.2, Đặc điểm địa hình 6

4.1.3. Điều kiện địa chất 64

4.1.4. Mục tiêu và nhiệm vụ của dự án. 694.1.5. Các thông số kỹ thuật chủ yêu và quy mô cơng tình, 69

42. Cơ sở lý huyết của phn mém Geo ~ Slope m4.2.1. Giới thiệu phần mm Geo - Slope 7

</div>Trang 6<div class="page_container" data-page="6">

Lương Văn Ngự - lớp CHI7C ___ =3- _ Chun ngành: Xây đựng cơng trình thủy.

4.2.2. Cơ sử lý thu của Modul SEEP/W. n

43. Phân tích thẩm qua nén và thân đập 14.3.1, Các trường hợp tính tốn. T3

4.3.2, Mơ hình hóa và điều kiện biên bai tốn 2B

4.3.3, Phân tích kết quả inh tốn 15

</div>Trang 7<div class="page_container" data-page="7">

Bảng 1-1

Bang 1-2:Bang 3-1Bang 4-1Bang 4.2:Bang 43Bảng 44

Bang 4-5:

Bang 4-6

Bảng 47

Bảng 48Bảng 49

Văn New-lip CHI7C ___ ~4-._ Chun ngành: Nay dựng cơng trình thấy

THONG KE CÁC BANG BIEU

Thong kê một số đập dat, đá lớn ở Việt Nam

Bảng thống kê một s sự cổ dip ở Việt Nam.

Một số cơng trình xử lý nền bằng phương pháp khoan phụt

Đặc trung lưu vực tu)ng tình

Cac chiêu cơ lý để nghị tinh toán của đất nền đập

‘Cac chỉ tiêu cơ lý đề nghị tính tốn của dat đắp đập.Các thông số cơ bản của hồ chứa Cầu Mới tuyển VI“Các thông số cơ bản của tràn xã lũ và cổng ly nướcCac thơng số chính của dip dit tuyển VI

Hệ số thắm các khối đất đắp và đắt nénKết quá lưu lượng thắm đơn vị qua đập

Kết quả tinh toán lượng mắt nước của hd

Bảng 4-10: Kết quả tính Jra và Jxt

Bảng 4-11Bảng 4-12Bảng 4-13

Kết quả tính tơn thất nước hd khí độ sâu khoan phụt lƠmKết qua tính tổn thất nước hỗ khi độ sâu khoan phụt 15mhiên thất nước hỗ khi độ sâu khoan phụt 20m

os04105

</div>Trang 8<div class="page_container" data-page="8">

Lương Văn Ngư - lớp CHI7C ___ -$- _ Chun ngành: Xây đựng cơng trình thủy.

3.3 - Tường hảo chống thắm bằng Bentonite

3-4 : Kết cầu đập đắt chống thắm qua nỀn bằng khoan phụt vữa xi mang

Sơ đồ tường cọc xi măng dat

3⁄6 Mô tà au

4-1: Cấu tạo mặt cắt ngang đập

rinh thi công tạo tường chống thẳm4-2: Bản đỗ vị tr cơng trình

4-3: Mặt cất địa chất tuyển đập

4-4: Mặt cắt tính tốn và điều kiện biên.4-5: Mặt cất khoan phat sâu 20m

4-6 : Sơ đồ lưới phần từ tính tốn tại mặt cắt lịng suối.

4-7: Két quả ính lưu lượng thắm qua đập, mặt cất lịng ssi4-8 ¡ Kết qua tính lưu lượng tn qua dap, mặt cắt vai đập

4-9 Đường đẳng gradient thim toi mặt cắt lịng suối4-10: Kết quả tính thắm trường hợp la, mặt ct lịng suối4-11 : Kết quả tính thắm trường hợp 1a, mặt cắt vai đập.

-Ƒ12: Đường đẳng gradient thắm trường hợp la, mặt cắt lông subi

4-13 DS thị rường phân bổ gradient rong màng thắm TH la

4-14: Kết quả tính thắm trường hợp 1b, mặt cắt lồng suỗi4415 : Kết quả tính thắm trường hợp 1b, mặt cắt vai đập

4-16 : Đường đẳng gradient thắm trường hợp Tb, mặt cắt lòng suối.4-17: Đỗ thị trường phân bổ gradient rong màng thắm TH Ib“4-18 : Kết qua tính thắm trường hợp 1e, mặt cắt lòng suối

4-19 : Kết quả tỉnh thắm trường hợp le, mặt cắt vai dp.

4-20: Dưỡng đẳng gradient thắm trường hợp le, mặt cất lông subi4-21 : Dé thị trường phân bố gradient trong mảng thắm TH le

8687

</div>Trang 9<div class="page_container" data-page="9">

Lưng Văn Ngự - lớp CHI7C ___ =6-._ Chun ngành: Xây đựng cơng trình thủy.

Kết quả tính thẩm trường hợp 2, mặt lơng st

Đường đẳng gradient thắm trường hợp 2a, mặt cất lòng suối

Két quả tính thấm trường hợp 2b, mặt cắt lịng suối

Đường ding gradient thắm trường hợp 2b, mặt cắt ling su

Kết quả tính thắm trường hợp 2e, mặt cắt lịng suối

Đường ding gradient thắm trường hợp 2c, mặt cất lông subiKết qua tinh thắm trường hợp 3a, mặt cắt lòng suối

Đường ding gradient thim trường hợp 3a, mặt cất lông suỗiKết qua tính thắm trường hợp 3b, mặt cắt lịng subi

Đường đẳng gradient thắm trường hợp 3b, mặt cắt lòng suối.Kết qua tinh thấm trường hợp 3e, mặt ct lòng suối

Đường đẳng gradient thẩm trường hợp 3e, mặt cất lòng subiQuan hệ lưu lượng thắm qua nén đập với chiều sâu khoan phụt(Quan hệ lưu lượng thắm qua thân đập với chiều sâu khoan phụ!Quam hệ lưu lượng thắm qua nén với chiễu diy ming khoan phụt

Quan hệ giữa Gradient cửa ra với chiều sâu khoan phụt

Quan hệ giữa Gradient cửa ra với chiều dày màng khoan phụt

Quan hệ giữa Gradient xuyên thủng với chiều,tu khoan phụt

102103103

</div>Trang 10<div class="page_container" data-page="10">

Lương Văn Ngự - lớp CHI7C __._ -7- _ Chuyên ngành: Xây đựng cơng trình thủy.

LỜI CẢM ƠN

Luận văn "Nghiên cứu đánh giá các gi pháp chống thắm cho nền đập

đất" được hoàn thảnh nhờ sự giúp đỡ nhiệt tinh của các thầy cô giáo, bạn bèđồng nghiệp, cơ quan và gia đình.

C6 được thành quả này là nhờ sự truyền thụ kiến thức của các thầy, côgiáo trực tiếp giảng dạy và công tác tại Trường Đại học Thủy lợi... trong suốt

thời gian tác giả học tập tại trường,

“Tác giả xin chân thành cảm ơn sự giúp đờ của các thay cô giáo. Trường

Dai học Thủy lợi trong thời gian học tập tại đây, sự quan tâm giúp đỡ của BanLãnh đạo Công ty cổ phần đầu tư và xây 40, gia đình, bạn bè đồng nghiệp trong.cơng tác va học tập dé hoàn thành luận án này.

Tac giả xin bay tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS — TS. Trịnh Minh Thụ đãtận tỉnh hướng dẫn chi bảo và cung cấp các tà liệu edn thiết cho luận văn này.

TP.HCM, nịyy 27 tháng 8 năm2012.

Lương Văn Ngư

</div>Trang 11<div class="page_container" data-page="11">

Lương Văn Ngự - lớp CHI7C ___ =8- _ Chun ngành: Xây đựng cơng trình thủy.

CHƯƠNG MO ĐẦU : TÍNH CAP THIET CUA DE TÀI

1. SỰ CẦN THIET PHẢI NGHIÊN CỨU CÁC BIEN PHÁP XỬ LÝ NEN DAP

Đập thường chiếm một vị trí quan trọng trong cụm cơng trình đầu mỗicủa các hồ chứa hoặc các cơng trình dâng nước. Ở nước ta, đập dat được xây

đựng rit phổ biến do đặc điểm an tồn, kính tế và đảm bảo vệ sinh mơi trường

xây dựng. Đập đất có thé xây dựng trên nhiều loại nén, dé thích ứng với độ lún

của nền, it bị nút né gây phá hoại đập....Do các đặc tính wu việt đó nên đập đất

ngày càng được phé biến rộng rai ở nước ta cũng như trên thé giới.

“Trong thời gian gin đây hàng loạt các cơng trình mắt én định do vin đểbiến dạng thắm gây nên (Đập Suối Hành, Đập Phú Ninh, Đập Cà Giây, đập

Ngai Sơn Đơng Mi

các cơng trình thủy công đã được nghiên cứu và ứng dụng khá phổ biến ở Việt

). Cho đến hiện nay, các vẫn đề xử lý chống thấm cho nền

Nam, tuy nhiên mỗi phương pháp chống thắm thường chỉ phù hợp và mang lạinhững hiệu quả nhất định ứng với từng kiểu cấu trúc đất nền. Do đó việc nghiên

cứu e c biện pháp chống thấm cho các cơng trình thủy cơng nói chung và cho

đập đất nói riêng là vấn đề hết sức cấp bách có ý nghĩa khoa học và thực tiễn.

bách đã đặt ra, đề

Dé giải quyết được các vấn tập trung nghiêncứu các giải pháp chống thắm nền các công trình thuỷ cơng đã, đang được áp

ơng tá

trình cụ thể, trên cơ sở đó phân tích những ưu nhược điểm của mỗi phương

dụng tại nhiều nước trên thé giới. Tính tốn cl xử lý nền cho cơngpháp tử đó kiến nghị giải pháp chống thắm xử lý nền hữu hiệu đảm bảo an toàn.

và kinh tế.

Il NHUNG VAN DE ĐẶT RA CAN GIẢI QUYẾT

Cho đến nay, các vấn dé xử lý nền các cơng trình thủy cơng đã đượcnghiên cứu và ứng dụng khá phổ biến ở Việt Nam, tuy nhiên mỗi phương phápthường chỉ phủ hop và mang lại những hiệu quả nhất định ứng với từng kiểucấu trúc đất nền.

Trong tương lai, các cơng trình đập dat xây dựng mới sẽ yêu cầu về tiến

độ, hiệu quả kinh tế và chất lượng cơng trình ngày một càng cao. Bên cạnh đó,các đập đá dang được xây dựng cũng in được ngl lh

</div>Trang 12<div class="page_container" data-page="12">

Lương Văn Ngự - lớp CHI7C __._ =9- _ Chuyên ngành: Xây đựng cơng trình thủy.

tình trạng hoạt động, điều kiện địa chất nền, các biện pháp xử lý nền đã chọn(nếu có) dé dự báo và chủ động ứng xử kịp thời với các sự cố mắt an tồn cơng.trình

(Qua phân tích ở trên cho thấy vấn để đặt ra cần giải quyết là: Cần thiếtphải tiến hành việc nghiên cứu các biện pháp xử lý nền đập đất mang tính tổng

hop, chuyên sâu đối với công tác xây dựng đập dat, công tác dự báo sự cô nênđập và lựa chọn biện pháp xử lý nền đập nói riêng.

II. MỤC DICH NGHIÊN CỨU CUA ĐÈ TAL

= Nêu cơ sở khoa học và thực tid của mỗi phương pháp chống thấm.

~ Tính toán thấm qua nền đập dat cho mỗi phương pháp xử lý nên. Phântích tính ổn định va tinh kinh tế cho mỗi phương án tính tốn. Tìm ra các giải

pháp xử lý chống thắm nền hữu hiệu.

~ Kiến nghị phương pháp xử lý nền đập hợp lý cho công trình hồ chứa.nước Cầu Mới tuyến VI, huyện Long Thanh, Cam Mỹ tỉnh Đồng Nai.

IV. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1. Nội dung và phương pháp nghiên cứu

+ Nghiên cứu các cơ sở lý thuyết về tinh thắm qua nền và thân đập.+ Các phương pháp xử lý chống thấm cho nền thắm nước mạnh.

+ Tính tốn thắm qua nền thắm nước mạnh bằng phương pháp giải tích và

phương pháp phần từ hữu han ứng với tùng giải pháp chống thấm xử lý nền+ Phân tích về mặt kinh tế và kỹ thuật của từng phương án xử lý nền, kiếnnghị giải pháp xử lý nén hữu hiệu cho cơng trình tiêu biếu.

2. Phạm vi nghiên cứu

Để tai tập trung nghiên cứu va áp dụng tính tốn cho một cơng trình cụ thể đólà hồ chứa nước Cầu Mới tuyến VI, tại tỉnh Đồng Nai nơi có ting đá phong hóanứt nẻ, thắm nước mạnh dưới nền cơng trình đập đất.

</div>Trang 13<div class="page_container" data-page="13">

Lưng Văn Ngự ~ lip CHI7C _.. -10-._ Chun ngành: Xây dựng cơng trình thủy.

CHUONG 1: TONG QUAN VE TINH HÌNH XÂY DỰNG DAP Ở VIỆTNAM VA CAC BIEN PHAP CHONG THAM

1.1. Tổng quan về tình hình xây dựng đập ở Việt Nam

Theo con số thống kê của Bộ NN&PTNT năm 2002 cả nước ta đã có 1.967hỗ (dung tích mỗi hồ trên 0,2.10° m’). Trong đó có 10 hỗ thủy điện có tổng.dung tích 19 tỷ mỶ cịn lại là 1.957 hồ thủy nơng với dung tích 5,842 tỷ mỶ. Nếu.chỉ tính các hồ có dung tích từ Hưiệu m’ nước trở lên thì hiện nay có 587 hồ có

nhiệm vụ tưới là chính.

ác hồ ứa phân bố khơng đều trên phạm vi tồn quốc. Trong số 61 tỉnh

thành nước ta c6 41 tỉnh thảnh có hỗ chứa nước (xem hình 1-1). Các hồ xây

dựng không đều trong từng thời kỳ phát triển của đất nước. Tính từ năm 1960trở về trước khu vực miễn Bắc và miễn Trung xây dựng khoảng 6%. Từ năm.

1960 đến năm 1975 xây dựng được khoảng 44%, Từ năm 1975 đến nay xâydụng khoảng 50%.

ẴỄ am

lệnh 5 : =H

Hình 1-1: Biểu đồ phân bố hồ chứa nước trên tồn quốc.

6 nước ta đập vật liệu địa phương đóng vai trò chủ yếu. Đập vật liệu địaphương tương đối đa dạng. Đập dat được đắp bang các loại đất: Dat pha tan tích.sườn đồi, đắt Bazan, đất ven bién miễn Trung. Phin lớn các đập ở miễn Bắc và

</div>Trang 14<div class="page_container" data-page="14">

Lương Văn Ngự - lớp CHIC =~ Chun ngành: Xây dựng cơng trình thấp

miền Trung được xây dựng theo hình thức đập đất đồng chất hoặc nhiều khiMột số năm gần đây, công tác thiết kế, xây dựng đập đất đã sử dụng một sốcông nghệ mới như tường lõi chống thắm bằng các tắm bê tông cốt thép liên kết

khớp ở đã Tring Vinh, thảm sét bentonite cho đập Núi Một, hảo bentonite cho

đập Faksup - Bak Lắc... Vùng Tây Nguyên và Nam Trung Bộ phải sir dụng đất

có ham lượng sét cao, sử dụng nhiều loại dat khơng đồng chat, sử dụng các hình.thức đập nhiều khối có bổ trí thiết bị thốt nước kiểu ơng khói đã cải thiện được

tỉnh hình dịng thắm qua đập.

“Thống kê một số đập dit, đá lớn ở Việt Nam.

TT Tình — [ LaạiĐập | Himax (m) | Năm hoàn thành

1| Suỗi Hai — |HàTây Dit FD 1964

2[ĐaNhm [Lim Ding | Dit 38 19633| suối Hai — | Hà Tây Dit 29 1964

4| Thượng Tuy | Ha Tin it 25 1964

3[TháeBà | Yen Bai Di 45 1964(XD)

6| cảm; Quảng Bình [Dit 30 1965

T [Ta Keo LangSon | Đất 35 1972

3| Cẩm Sơn —_ | Bie Gian Dit a5 19149| Vục Thông [Ha Tin Dit lợn0| Đảng Mo — | HàTà Dit lợn

1 [Tién Lang | Quang Binh | Đất Ts

12 [Pa Khoang — |LaiChâu Dit 1978

13 [Hoa Bioh |HòaBinh | Đưđã | 12 1978XD)

14 YênM: Thánh Hoá | Dit 1980

15| Yen Lip — |QuảngNinh| Divi | 40 1980

16] Vinh Trinh | Quing Nam | Dat 3 1980

I7|NHMột — |[BmhDịh | Dứt 325 1980

18| Ligt son | Quing Ngai | it Fa 1981

19] Pha Ninh | Quang Nam | Đất 40 1982

Nii Cốc — | Nguyên it Pa 1982

Xa Huong | Vinh Phic | Đặt 4 1932

Sing Mye [Thanh Hod | Đất 334 1933

Quit Đông | Quing Nin | Dit 1983

XaHương |VinhPhúc | Đặt 4 1984

Hod Trung | Di Ning Dit 26 93

HỏiSm | Binh Dinh | Đặt 29 1985

e |TNnh | Đất 28 1985

Gia Lai Dit 21 1085

</div>Trang 15<div class="page_container" data-page="15">

Lương Văn Ngự - lớp CHI7C ___ -12-_ Chun ngành: Xây dựng cơng trình thấp

2 NaMa [Bak Dah [Die] 30 T6

40|Gômiu — [nguyên Đụ | 0 1999

3 cxGuiy | Ninhihwin | Dit | %4 19994 [Ayuntig [dat | Đế: | 46 199945 [Sing tinh [Pha Yen | ĐH | 30 2000

S1[ Hi Ding [Quing Ninh | ĐÁ | 30] Dang nim

52 Cia Dat [Thanh Hoa | Đáđô | 1S | — Dang ty dg

ð|Mihah |ETHml | ĐÍC | 56 | Dangady dng

Re tông

5ø|HoaSm |KhahHba | Dit | 29 | Dang nly dim

56|ĐhBih |BmhĐbh | dimiin | S50 | Dangxiy dim5 ung acuik | Dà | 32 | Dang viy dai

1.2. Đặc điểm chung của nền đập dâng nước ở Miền Nam

‘Nam Trung Bộ, Đông Nam Bộ và Tây Nguyên thuộc khu vực Trường Son

‘Nam, có cầu trúc địa hình, địa mạo khá phức tạp, bao gồm một hệ thống núi vàcao nguyên với những thung lũng và đồng bằng giữa núi. Địa hình cao nguyênnhiều bậc là dạng đặc trưng nhất của bộ mặt khu vực này, từ độ cao trên 1.500m

của sườn tây day Trường Sơn như cao nguyên Da Lạt với đỉnh Ngọc Linh cao

</div>Trang 16<div class="page_container" data-page="16">

Lưng Văn Ngự ~ lip CHI7C _.. -13-._ Chun ngành: Xây dựng cơng trình thủy.

tới 3.143m và thấp dần về phía Đơng giáp với biển Đơng, thuận chiều đón gid

‘Tay Nam,

Mang sơng suối phát triển dày đặc và có q trình xâm thực mạnh, do độ

đốc địa hình đáng kể. Day núi Trường Sơn Nam là phân thủy giữa lưu vực sôngMê Kông và các hệ thống sông đỗ về Biển Đông như Sông Ba, Sông Đà Ring,

Sơng Đồng Nai, cịn dong sơng chính đỗ vẻ phía Tây nhập với sơng Mê Kơng la

sơng Sẽ Rê Pok (Sẽ San). Đặc điểm cơ bản của hệ thống sông suối trong khu.vực nghiên cứu là trắc diện dọc chưa dat được trạng thái cân bằng, lịng sơng códang phân bậc rõ ring và nhiều ghénh thác. Sông thường được chia thành bađoạn chính có độ đốc khác nhau : đoạn miền núi, đoạn qua miễn cao nguyên và

đoạn qua vùng đồng bằng bóc mịn Pediment. Ở ct

chuyển xuống Pediment thường tạo thành hi

Các thung lũng sông miễn núi thường hẹp và có sườn d „ đây sơng tro đá

gốc, đá tảng, cuội sỏi, nhưng khi dé ra bÈ mặt cao nguyên hay bề mặt đồngbằng thì thung lũng sơng thường mở rộng, tạo vùng bồi tích rộng nhưng thườnglà không dày, phủ trực tiếp lên trên các bé mặt bóc mịn phong hóa cổ, đơi khi

phủ trên trim tích Neogene hay Basalt.

Các cao ngun và bình sơn ngun phan bổ ở nhiều độ cao khác nhau, tir

300 - 400m đến 1.500 + 1.700m và có tuổi khác nhau từ Paleogen đến Đệ Tứ.

“Chúng là mặt bán bình nguyên Peneplain hoặc tiền sơn nguyên Pediment có vỏ

phong hóa diy tới 50m. Nhìn chung các cao nguyên thuộc khối ting nâng cao

chú yếu có Basalt tudi cơ hơn, cịn các khối tảng nâng yếu là Basalt trẻ hơn. Caonguyên Đà Lạt được giới hạn ở tat cả các phía bởi vách đốc, gồm hai bề mặt có.cao độ 1.700 + 1.900m và 1.300 + 1.600m được thành tạo từ cuối Paleogen đếnMiocene. Còn các cao nguyên khác, ma thực chat chưa phải là cao nguyên điểnhình, thường là các bề mặt Basalt được tích tụ trong các thung lũng, hd cổ hoặcPediment. Các bề mặt đó được hoạt động tân kiến tạo nâng lên dạng vòm hoặc.bậc và đều bi chia cắt mạnh. Về hình thái chúng có thể được chia thành haikiểu: kiểu thứ nhất là các bề mặt nằm ngang được giới hạn một phía là sườn núi

</div>Trang 17<div class="page_container" data-page="17">

Lưng Văn Ngự ~ lip CHI7C _.. -14-._ Chun ngành: Xây dựng cơng trình thủy.

bậc cao hơn và một phía là sườn vách chuyển xuống bậc thấp hơn như cao.nguyên Di Linh, Kon Plông, Ma Drak; kiểu thứ hai có bé mặt dạng vịm, nổicao ở giữa và dốc thoải dần ở xung quanh như Pleiku, Buôn Mê Thuột, Đăk

ia Ang thi trừ phần đồng bằng ven biển, khu vực nghiên cứu gồm hai

lớn là các đá

ôi địa chất lớn là khối nâng Kontum với đặc điểm phân bổ phải

cỗ và khối hoạt hóa Mezozoi muộn- Kainozoi sớm Đà Lạt với đặc điểm phân bổ.

rong rãi trim tích lục nguyên J,; và các đá trẻ hơn.

Theo đặc điểm cấu tạo dia ting, nền địa chất miền Đông Nam Bộ có thểchia ra các loại chủ yếu theo nguồn gốc là đất Aluvi và đất sườn tản tích hoặc

đất tin tích. trên các loại đá gốc khác nhau. Các loại đất thường gặp ở Miễn‘Nam có thể chia ra làm 6 nhóm sau:

Nhóm 1: at tram tích sơng cổ và trẻ (aQ) phân bố ở các thung lũng sông :Gồm Aluvi cổ phân bố ở các thung lũng sông lớn: Sông Pô Cô, SôngĐồng Nai... ; Aluvi hiện đại gồm các tram tích lịng sơng bãi bồi và các bậc.thêm, Chúng thường cấu tạo bởi các loại đắt sét hoặc á sét phân bé trên các bậc

thêm s thường từ (15235)%ng với độ dày thường nhỏ hơn Sm, Hàm lượng ss

có thể sử dụng để dip đập đồng chất hoặc lõi của đập không đồng cl Trong„ đất Aluvi phát triển ở các bậc thêm dọc sông sui

thực miễn núi rit hẹp, trữ.

lượng ít. Phan lớn điện tích được canh tác nên chỉ khai thác được một ít trong

lồng hồ trước khi ngập nước.

Cie trầm tích sơng hiện đại phân bố ở lịng sơng và bãi bồi, chúng chưa.được cổ kết tự nhiên tốt. Thành phần chính là bùn sét, bùn sét pha, cát rời kémchặt. Khảo sát từ lớp mặt trở xuống, tính chất cơ lý của các lớp như sau:

* Lớp 1: Bùn sét, bùn a sét, Với các chỉ tiêu cơ lý như sau:

~ Dung trọng tự nhiên: _ y„ =(1,41,7) Tim’,

= Độ sệt BE 1.0.

.03+ 0,08 kGfem”,

- Gốc ma sắt trong: @- Lực dính: c

</div>Trang 18<div class="page_container" data-page="18">

Lương Văn Ngư ~lớp CHI2C __ ~15-.- Chun ngành: Xây dựng cơng trình thủy

~ Hệ số rỗng: 2:20

~ Hệ số nén: ,030 + 0,060 cm /kG.~ Hệ số thấm: K= 10° = 107 cms.

* Lớp 2: Cat rời. Với các chi tiêu cơ lý của lớp dat

Phan dưới của lớp 2 là các tram tích cỗ hơn vả cố kết tốt hơn.

"Nhóm 2: Sườn tàn tích (edQ) và tin tích (eQ) trên đá Bazan trẻ (BQ,

Phân bố rộng rãi ở Xuân Lộc, Long Khánh, Vĩnh Cửu ... tỉnh Đồng Nai,lớp nay thường có chiều day khá mong (nhỏ hơn Sm) và thường có lẫn đá tingchưa phong hóa hết bên trong. Vì thời gian phong hóa ngắn nên đá chưa bị

phong hóa triệt để thành dit, do đó lớp đất nảy thường có lẫn đá dim sạn, đá

cục với mức độ rắn chắc không đều, phần dưới lớp phủ này là đá Bazan lỗ rỗngxen kẹp đặc xit có chiều dày phân bố khơng đều. Tính chất cơ lý của tầng địa

phủ (edQ không phân chia) như sau:

~ Dung trọng tự nhiên: _ y„ =(1,68+1,73) Tim’,

tuỳ thuộc vào vị trí địa lý và địa hình. Đá gốc thường là đá Bazan đặc xit xen it

Bazancó lỗ rồng. Các đơn nguyên theo thứ tự từ trên xuống.

</div>Trang 19<div class="page_container" data-page="19">

Lương Văn New - lớp CHI7C ____ -16-_ Chun ngành: Xây dựng cơng trình thấp

~ Lớp 1 (edQ): Sét mau nâu đỏ lẫn khoảng 5% sạn Laterit, dạng hình cầucứng chắc, chiều dày trung bình từ (2 + 5)m, ở dạng tự nhiên đất có độ âm và hệ

số rỗng cao, độ chặt thấp, có các chỉ tiêu cơ lý như sau

~ Dung trong tự nhiên (1,5521,65) Tím”- Độ sé:

~ Gốc ma sắt trong:

~ Hệ số thắm K=10

~ Lớp 2 (eQ): Sét mu nâu đỏ lẫn khoảng (20* 60) % san Laterit, Laterit

cứng chắc, kích cỡ từ (I+ 3)em, chiéu diy trung bình từ (2 + 4)m, lớp này cómặt khơng thường xun trên mặt cắt, xuất hiện nl ở nơi có địa hình cao như.

Bình Phước, Lâm Đồng (cao trình >190m). Ở những nơi thấp hon chỉ có mặt rải

rác ở một số mặt cắt, như ở Đồng Nai, Bà Rịa - Vũng Tau. Lớp 2 khác lớp 1 ởthành phan sỏi sạn nhiều hơn, nên độ ẩm nhỏ hơn, độ chặt cao hơn, có các chỉ

tiêu cơ lý như sau

~ Dung trọng tự nhiên: _ y„ = (1,7+1,8) Tim’,

~ Độ sệt B<00.- Góc ma sắt trong: @=18°z23”

~ Dung trong tự nhiên: _ ÿ,

(15:16) Tim’,

- Độ sét: B<00.

</div>Trang 20<div class="page_container" data-page="20">

Lưng Văn Ngự ~ -1-lip CHITC “Chun ngành: Xây đụng cơng trình thấy.

~ Góc ma sát trong: @= 16'+ 20",

~ Lực dính: C= 0,25+ 0,35 kG/cm,

~ Hệ số rỗng Eye L4 $1,

= Hệ số nén: ay 2 = 0,070 = 0,090 cmẺ/kG.~ Hệ số thắm: K=10Ÿ+ 10° enWs,

Nhóm.|: Sườn tàn tích (eđQ) và tàn tích (eQ) trên đá phun trào (anderit,riolit J3-K1 ):

Chi tiêu cơ lý của đất này thuộc loại trung bình, phân bố rải rác, phd biếnnhưng giản đoạn khắp nơi trên khu vực miễn Trung - Tây nguyên, hơn nữachiều day phong hóa bé (từ Im đến Sm) nên khó sử dụng và không được nghiêncứu chỉ tiết. Chi tiêu cơ lý theo thu thập như sau:

Nhóm 5: Dat sườn tàn tích (edQ) va tàn tích (eQ) trên đá trầm tích lụcnguyên sét bột kết, cát bột kết

Phân bố rộng rãi và khá liên tục tạo thành các khoảng không gian lớn,

loại đất này có chiều dảy phong hóa khá lớn, có mặt ở nhiều nơi thuộc miễn

Đơng Nam Bộ (Bình Phước, Đồng Nai ...). Đặc điểm của ting phong hoá này

là nếu phân bổ trên những vùng đổi thoải thi lớp mat (edQ) có lẫn nhiều dam

sạn laterit, nếu phân bố trên vùng sườn núi đốc thì ham lượng laterite khơngđáng kẻ. Tong chiều dày trên tồn mặt cắt từ (8 + 15)m. Mặt cắt đại diện bao.gồm các lớp như sau

+ Lớp 1 (edQ): Sét màu nâu đỏ, ít đốm trắng lẫn (30 + 70)% dim sạnlaterit, chiều dày trung bình từ (2 + 3)m.

</div>Trang 21<div class="page_container" data-page="21">

Lương Văn Ngự - lớp CHI7C __

18-Chi tiêu cơ lý của lớp đất.

~ Dung trong tự nhiên- Độ sét

Chỉ tiêu cơ lý của lớp di

- Gốc ma sắt trong:

~ Lực dính:

- Hệ số rỗng:- Hệ số nén:

1g 16 nâu đỏ lẫn (15 + 30 )% dam san

a. = 0,015 = 0,025 em*/kG.K= 105+ 10% emis,

nằm dưới lớp 2, chiều day

aya = 0,015 = 0,025 em/kG.

K=105+ 107 emis,

Sườn tàn tích (edQ) va tàn tích (eQ) trên xâm nhập (Granit,

</div>Trang 22<div class="page_container" data-page="22">

Lưng Văn Ngự ~ lip CHI7C _.. -19-._ Chuyên ngành: Xây dựng cơng trình thủy.

Phan bố rộng rãi và khá liên tục tạo thành các khoảng rộng lớn (Bảo Lộc,Định Quán, Bình Thuận...). Trong lớp edQ của dit này thường có các tảng lin,

dung trọng khơ thiên nhiên của dit không cao. Các đơn nguyên theo thứ tự tir

trên xuống và tính chất có lý của khu vực như sau:

* Lớp I (edQ): Sét xám vàng, nâu đỏ, Chỉ tiêu cơ lý của lớp đất:

Chi tiêu cơ lý của lớp đất

- Dung trọng tự nhiên: yy = (1,65=1,75) Tim’,

1.3. Khái quát về các vấn đề sự cố gây hư hỏng đập trên thé

1.3.1. Khái quát về sự cố công trình thủy lợi

Khi tìm hiểu các van đề về sự cỗ hư hỏng đập chúng ta cần quan tâm tớiđặc điểm của các cơng trình thủy lợi. Các cơng trình đó có những đặc điểm

{quan trọng sau:

~ Cải tạo thiên nhiên, khai thác các mặt lợi va khắc phục các mặt có hại dé

</div>Trang 23<div class="page_container" data-page="23">

Lưng Văn Ngự ~ lip CHI7C _.. -20-_ Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy.

phục vụ cho nhu cầu của con người.

~ Phải thường xuyên đối mặt trực tiếp với sự tan phá của thiên nhiên, trongđó có sự phá hoại thường xuyên và sự phá hoại bắt thường.

- Là kết quả tổng hợp và có quan hệ mật thiết về lao động của rất nhiều

người trong nhiều lĩnh vực, bao gồm từ công tác quy hoạch, nghiên cứu khoa

học, khảo sát, thiết kế, e! é tạo, thi công, đến quản lý khai thác, v.v.

~ Chưa đựng rất nhiễu lĩnh vực khoa học kỹ thuật xây dựng khác nhau.~ Vốn đầu tư thường rit lớn.

- Thời gian dé ra đời một cơng trình thủy lợi phải mắt nhiễu năm, và hing

chục năm đối với cơng trình lớn. Tudi thọ cơng trình là hàng chục đến hang"Những đặc điểm trên có ảnh hưởng trực. chất lượng của cơng trình.thủy lợi u để xảy ra kém chất lượng ở bắt kỳ khâu nào, trong thời gian

nào cũng có thé dẫn tới sự cổ lớn hoặc nhỏ. Điều đó cũng có nghĩa là sự cổ các.

cơng trình thủy lợi thủy lợi có quan hệ mật thiết với những đặc điểm đã nêu trênSự cố các công trình thủy lợi có những đặc điểm:

- Do một hoặc nhiều nguyên nhân gây ra, trong đó có khảo sát (địa hình,(thủy cơng,

địa chất cơng trình, địa chất thủy văn, thủy văn cơng trình), thiết k

), chế tạo lắp đặt, thi công và quản lý khai thác. Tuy nhiên thực tế

ién là: Khảo sit, thiết k thi công.

- Sự cố lớn thường xảy ra đối với các cơng trình thủy công (đập dat, cống

lấy nước, tràn xa 10)

- Sự cố xảy ra khơng phải chỉ có ngay sau khi hồn thành cơng trình màthường là sau nhiều năm. Tuy nhiên sự cố lớn và nghiêm trọng thường xảy ra

khi gặp lũ cực lớn va trong q trình thi cơng (vỡ đập Sơng Mực - Thanh Hóa,

sự cổ 3 lần vỡ đập Suối Trầu - Khánh Hòa, đập Cả Giây - Bình Thuận).

- Những sự cố lớn và nghiêm trọng thường xảy ra đột ngột, trong một

thời gian rất ngắn, không kịp ứng phó.

- Hậu quả do sự cổ gây ra thường là nghiêm trọng, việc xử lý rit tốn kém

</div>Trang 24<div class="page_container" data-page="24">

Lưng Văn Ngự ~ lip CHI7C _ -21-._ Chun ngành: Xây dựng cơng trình thủy.

gây ra tổn thất lớn về tinh mạng, tai sản của nhân dân va tai sản quốc gia có ảnhhưởng xấu về kinh tế và tình hình xã hội.

1.3.2. Đặc điểm làm việc của đập đắt

Đập đất là cơng trình dang nước, xây dựng bằng các vật liệu địa phương

(đất, đá) nên trong q trình khai thác đập đất mang những đặc tính sau:

= Đập đất là loại đập khơng tràn có nhiệm vụ dâng nước và giữ nước.trong các hỗ chứa hoặc cùng với các loại đập khác tham gia nhiệm vụ dângnước trong hệ thống thủy lợi.

- Có khối lượng lớn và chịu tác dụng của ngoại lực khá phức tạp, nên

thân đập cần đảm bảo điều kiện chịu lực. Đặc biệt phải đảm bảo điều kiện ổn

định chống trượt của hai mái dốc và nên.

~ Mái đập thượng lưu thường xuyên chịu tác động của gid, sóng trong hồ,mưa gây sat lở làm giảm khả năng ổn định của công trình. Vi vậy mái đập đắtthường có các biện pháp gia cố dé bảo vệ.

~ Dòng thắm trong thân đập không chi làm giảm kha năng ổn định chống.trượt của mái mã nó cịn có thé gây ra xói ngằm làm hư hỏng cơng trình. Dongthấm xuất hiện ở cả trong thân đập, nền đập và vai đập, tại các vị trí tiếp giáp

cửa ra do graent của dịng thắm lớn thường gây ra hiện tượng trơi đất, vì vậy

kết cấu đập phải bố trí các thiết bị lọc ngược trong thân đập hoặc mái hạ lưu.đập.

~ Theo thời gian đập còn bị lún xuống do tác dụng của tải trọng bản thân

</div>Trang 25<div class="page_container" data-page="25">

Lưng Văn Ngự ~ lip CHI7C _.. -22-._ Chun ngành: Xây dựng cơng trình thủy.

2. Sạt mái thượng lưu

Do các nguyên nhân sau đây gây ra

~ Tính sai cấp bao

- Biện pháp gia cố mái khơng đủ sức chịu đựng sóng do bão gây ra

- Thi công lớp gia cé kém chất lượng,

- Dat mái thượng lưu đầm nện không chặt hoặc không bat mái.3. Tham mạnh hoặc sti nước ở nền đập.

Doe:nguyên nhân sau đây gây ra

~ Đánh giá sai tình hình địa chất nền, để sót lớp thấm nước mạnh khơng,

được xử lý.

pháp xử lý nền không đảm bảo chat lượng

lượng xử lý nền kém: Khoan phụt khơng đạt u cầu; bóc không

sạch lớp ‘h; thi công chân khay, sân phủ kém dẫn đến thủng lớp cách

~ Xử lý tiếp giáp nền và thân đập không tốt do thiết kế không dé ra biện

pháp xử lý, hoặc do khi thi công không thực hiện tốt biện pháp xử lý.

4. Tham mạnh he si nước ở vai đập.Do các nguyên nhân sau đây gây ra

+ Thiết kế không dé ra các biện pháp xử lý hoặc biện pháp xử lý dé rakhông tốt.

- Khơng bóc hết lớp phong hóa ở vai đập

~ Đầm nện đất trên đoạn tiếp giáp ở vai đập không tốt~ Thi công biện pháp xử lý tiếp giáp không tốt

5, Tham mạnh he siti nước mang cơng trìnhDo các nguyên nhân sau đây gây ra:

- Thi kế đề ra biện pháp xử lý hoặc biện pháp không tốt.

- Đất dip ở mang cơng trình khơng đảm bảo chất lượng: Chất lượng đấtdip không dược lựa chọn kỹ, không dọn đẹp vệ sinh sạch sẽ để vứt bỏ các tapchất trước khi đắp, đầm nện không kỹ.

</div>Trang 26<div class="page_container" data-page="26">

Lưng Văn Ngự ~ lip CHI7C _.. -23-._ Chuyên ngành: Xây dựng cơng trình thủy.

- Thực hiện biện pháp xử lý không đảm bảo chất lượng.~ Hong khớp nỗi công trình.

~ Kết quả khảo sát sai với thực tế, cung cấp sai các chỉ tiêu cơ lý, lực hoc

do khảo sắt sơ s i, khối lượng khảo sát thực hiện it, khơng thí nghiệm day đủcác chỉ tiêu cơ lý lực học edn thiết, từ đó đánh giá sai chất lượng dat dip.

- Chọn dung trọng khô thiết kế quábở rồi

đất yết ngang trong suốt cả bề mặt lớp đảm.

~ Thiết kế va thi cơng khơng có biện pháp xử ly khớp nối thi công do phân

đoạn đập để đắp trong qih thí cơng

~ Thiết bị tiêu nước bị tắc

7. Nứt ngang đập

Do các nguyên nhân sau đây gây ra

- Lin nền đột ngột do chất lượng nền kém

~ Lún không đều đột binén đập không được xử lý.

trong thân đập do chênh lệch đột biển vẻ địa hình.~ Dit dip đập có tính lún ướt hoặc tan rã mạnh nhưng khi khảo sát khơngphát hiện ra, hoặc có phát hiện nhưng thiết kế kết edu đập không hợp lý

</div>Trang 27<div class="page_container" data-page="27">

Lương Văn Ngự - lớp CHI7C ____ -24-._ Chun ngành: Xây dựng cơng trình thấy

8, Nút đọc đập.

Do các nguyên nhân sau đây gây ra

- Nước hồ dâng cao đột ngột gây ra ải trọng trên mái thượng lưu tăng độtbiến

- Nước hỗ rút đột ngột gây ra giảm tải đột ngột trên mái thượng lưu,~ Nền đập bj lún trên chiều dai dọc tim đập.

- Đất dip đập khối thượng lưu có tính lún ướt hoặc tan rã mạnh nhưngkhông khảo sát phát hiện ra hoặc có phát hiện ra nhưng thiết kế kết cấu đập

khơng hợp lý

9, Nứt né sâuặt hoặc mái đập

Do đất đắp đập thuộc loại trương nở tự do mạnh

10. Trugt sâu mái thượng lưuDo các nguyên nhân sau đây gây ra

~ Bão lớn sóng to kéo dai, đầu tiên phá hỏng lớp gia cố, tiếp đó phá khốiđất ở phần thượng lưu thân dap

~ Nước hỗ rút đột ngột ngoài dự kiến thiết kết

lập không đảm bảo các yêu cầu của thikế chọn tổ hợp tải trọng không phủ hợp với thực

kế chọn sai sơ đơ tính tốn 6n định

- Chat lượng thi công đắt đắp đập không đảm bảo yêu cầu thiết kế- Địa chất nền đập xấu không được xử lý.

11. Trượt sâu mái hạ lưu

Do các nguyên nhân sau đây gây ra

của thiết kế do khảo sát đánh giá khôngđúng với thực tẾ

- Sức bén của đất đắp đập kém hon so với dự kiến của thiết kế do đánh giásai các chi tiêu về chất lượng dit

- Nền đập bị thối hóa sau khi xây dựng đập nhưng khi khảo sit và thiết kếđã không dự kiến được.

</div>Trang 28<div class="page_container" data-page="28">

Lương Văn Ngự - lớp CHIT -25-_ Chun ngành: Xây dựng cơng trình thấp

~ Thiết kế chọn sai tổ hợp tải trọng

~ Thiết kế chọn sai sơ đồ hoặc phương pháp tính tốn- Chất lượng thi công đất đắp đập không đảm bảo.

- Thiết bị tiêu nước bịlâm dang cao đường bão hịa

- Tiêu thốt nước mưa trên mái hạ lưu không tốt, khi mưa kéo đài tồnthân đập bị bão hịa nước ngồi dự kiến của thiết kế

1.3.4. Một số sự cố. đập đất đã xây ra ở Việt Nam.

Bảng 1-2: Bảng thống kê một số sự cố đập ở Việt NamBiện phá

Cơng trình | Địa điểm. Sự cổ (năm), Nguyên nhân. -

khắc phục

~Khom phụt xử ly

-V0 180m đập | Chủ yéu do khảo sắt | thắm nền dpHỗ Huygn Cam | ieclnetiy lub ằằann

tt phi cổng iy | tiết kế không hop |- Lựa chon ini kết

Suối Hành | Ranh Tỉnh. p iy rene h ,

: nước bat hiểu kinh sâu đập

(Đập đấ) - | KhánhHòa

-Năm 196 [nghiệm = Chọn hi ch tiêu

cơ lý dit dip đập[BSiMiaRfvat |= Chon a dt dip

côn đập, kết cấu đ

~ 3 lần sự cỗ vỡ. ° ù "

h = Thiết kế chưa đạtđạp chính I

nỗ HuyệnNih | EPS chỉ iu đ

"Š `. na

4 hi ~ Năm 1977, P pups

(Đập đấ) | KhánhHịa tip giấp mang cơn

ain Đơn ao | SPs mnesinenăm 1983. n

- Thi công chưa dim

bảo chất lượng

The Kế Khảo st] Clas THERE DS

chưa đánh gi h — | sung ting lee ngược

Ha Phi — | Huygn Tam |-Siinước mạnh | khảnăng thắm nước |tổt phía ngồi phạm

khay chống thắm có | Lin 2: Lim 2dmột số đoạn thi |lọcxuyên qua lop

</div>Trang 29<div class="page_container" data-page="29">

Lương Văn New - lớp CHITC -26-“Chun ngành: Xây đụng cơng trình thấy.

sơng khơng dam bao

ip chiy vào lingtry teu nướcÝ Do đơn vi thi côn,

= Vỡ đập đất =

Hồ Huyện Như thay đổi phương ấn

ong qué win | Xử ý ại mong đập

sing Mục | Xuan sinh dẫn dng, để nước

7 - Năm 1978 eee ees

|= Dom vi thi cing sĩdụng đt dip độ

-Thấm dip | Khong dng quy hmăng sốt vào thin

Hồ `... ashen |

: sien Bắc |-Thimeua dap halssasas, | Khô hôn ip

0 uyên Bắc | -Thim quađập | - Do lin nén va

` aban | tai đoạn đập bị sự

sắc năm thi cơng -Ắ

tiên tồn tuyển

BNN&PTNT dang | Đangchữÿ Kiba kt

Hỗ Huyện ~ Vỡ đoạn đập. điều tra nguyên. luận về nguyênCửa Đạt — |ThườngXuẩn|chínhphíabở — |nhân(nhànđịnhaơ |nhân

(Đipdáđổ | inh Thanh [hữu bộ do 0 dẫn đồng

bản mã) — |Hóa - 1072007 thi công vượt quá

tần suất thiết kế,

</div>Trang 30<div class="page_container" data-page="30">

Lưng Văn Ngự ~ lip CHI7C _ -27-._ Chuyên ngành: Xây dựng cơng trình thủy.

cơng trình

- Xi lý chẳng xói ngầm cơ học: Vùng nguy hiểm về xói ngằm là chỗ dịng

thắm thốt ra hạ lưu. Để chống xói ngằm cơ học cần phải làm thiết bị thoátnước dang ting lọc ngược.

b) Xói tiếp xúc.

~ Hiện tượng: Khi dịng thắm chảy song song với mặt phân cách các lớpvật liệu hạt rời, nếu cắp phối hạt của các lớp không hợp lý vả gradient thắm đủlớn thi sẽ xây ra hiện tượng các hat của lớp nhỏ bị cuốn trôi vào khe hở của lớphạt lớn và bị trôi theo dong thấm.

~ Để đề phịng xói tiép mic, cần chọn hệ số chuyển tiếp cỡ hạt của các lớpkể nhau. Thường chọn hệ số š< 3=10 (Phụ thuộc vào tỷ số đường kinh bình.

quan của lớp hat lớn (Dp) và đường kính bình qn của lớp hạt nhỏ (d))

~ Hiện tượng: Đây trồi đất xảy ra trên nên đất dính, tại vùng cửa ra của

dong thắm, khi áp lực đẩy ngược của dòng thắm vượt quá lực giữ khối đất(trọng lượng bản thân, lực dính và ma sát với các khối xung quanh)

Trị số gradient thắm giới hạn của day trồi đắt: J„ = ”+-(I-ø)_ (1-1)

Trong đó: — -y:: Trọng lượng riêng của đất khô.

~ y: Trọng lượng riêng của nước~ n: Độ rỗng của đất nền

</div>Trang 31<div class="page_container" data-page="31">

Lưng Văn Ngự ~ lip CHI7C _.. -28- _ Chuyên ngành: Xây dựng cơng trình thủy.

Trong thực tế tại vùng cửa ra của dong thắm nếu J„„ > J„› thì khối đất sẽ bịday trồi từ dưới lên trên, làm cơng trình bị mắt ơn định.

~ Phịng chống day trơi đất: Giảm J,, và có thé trực tiếp làm ting gia trong

ở khu vực cửa ra

4) Đàn đất tiếp xúc.

- Hiện tượng: Đôi với at dinh, khi thié

ing gia trọng đẻ tránh hiện

tượng day trôi đất cả mảng lớn ở hạ lưu, Nếu tang gia trọng cá tạo bằng vậtliệu hòn lớn và giữa các hịn có khe hở thì đồng thắm có thé day bong từng phầnđất nền tại các vị trí khe hở. Đó là hiện tượng đùn đắt tiếp xúc.

~ Phòng chẳng hiện tượng đùn đất tiếp xúc: Cần hạn chễ khe hở giữa cáchòn của ting gia trọng bằng cách đặt một lớp đệm trung gian bằng cuội hoặc.

dam dang ting lọc ngược

ngầm, lún không đều, vết nứt trong dat, rễ cây mục nát, động vật dao hang...).

Vị trí các khuyết tật có thể ở bất cứ chỗ nào trong miễn thấm và nói chungkhơng thể dự kiến được

Khi trong nền hay cơng trình có tồn tại các khe hở, khuyết tật như vậy,đưới tác dụng của cột nước thắm sẽ hình thành các hang thắm tập trung. Dongthấm sẽ di theo con đường ngắn nhất nối các hang thắm tập trung, khi đó chiềuđài đường thấm bị rút ngắn, gradient thấm tăng nhanh, khả năng phá hoại của

dong thấm là rất lớn. Dạng phá hoại nảy của dong thấm gọi là phá hoại đặc

không thé dự kiến được vị trí, quy mơ và mức độ hư hong của nền và cơng,trình.

Để kiểm tra khả năng phá hoại đặc biệt của nén va cơng trình, chỉ có thể sử.dụng các đại lượng gradient thắm trung bình cho toàn miễn, gọi là độ bền thắm.đặc biệt hay độ bền thấm chung:

</div>Trang 32<div class="page_container" data-page="32">

Lưng Văn Ngự ~ lip CHIC -29-._ Chun ngành: Xây dựng cơng trình thủy.

Jk <Kxcr (q2)

Trong đó: - Jx: gradient thắm chung của nền hay cơng trình.

- Ixcr: gradient thắm chung cho phép của nền hay cơng trình

(phụ thuộc vào loại đất và cấp cơng trình, có bảng tra)

Tri số Jx đối với nền đất cơng trình có thể xác định theo phương pháp do Viện

nghiên cứu khoa học Thủy lợi toàn liên bang - VNIIG (Liên Xơ cũ) đẻ nghị:

Jk Tye (3)

Trong đó: - H: Cột nước thắm.

~ Tụ: Chiều sâu tính tốn của nền

~ BG: Tổng hệ số sức cản tại các bộ phận của miễn thắm

1.4.2. Sự cố đập do biến dang thắm gây ra ở nước ta

Theo thống kê của GS,TS Phan Sỹ Kỳ về sự cỗ một số công trình thủy lợiở Việt Nam thì sự cố do thắm chiếm 15,06 % (xét riêng những hồ chứa lớn

chiếm tới 31,11%)

Bang 1-2 thống kê một số sự cổ đập ở Việt Nam cho thấy sự cỗ do nguyên.nhân tha ảnh hưởng rit lớn tới an toàn đập đất. Don cử như sau:

ối Hanh:

-__Xói ngằm chân khay: do khơng có lớp lọc nên khơng ngăn chặn được

tình trạng xói ngim đổi với chân khay

~ Không dé ra biện pháp xử lý nên đập: các khe nứt ở nên đập không được.

bịt kín, đặc biệt là các khe nứt lớn tới 3-4em trở thành các đồng chảy ngầm

trong nén đập tir thượng lưu về hạ lưu khi +h nước. Phan đất đáy đập tiếpxúc với các kế nứt sẽ bị xói xói rửa kéo trơi nhất là đối với loại dat có tính tan rã

mãnh liệt khi bão hịa nước như đập Si

đất xây ra rất nhanh và hình thành các hành lang ngằm

Hành, thi q trình xói ria kéo trơinước chảy trong

thân đập góp phần gây ra sự cổ.

+H

</div>Trang 33<div class="page_container" data-page="33">

Lưng Văn Ngự ~ lip CHIC -30-._ Chuyên ngành: Xây dựng cơng trình thủy.

- Sự cố lần thứ nhất do dòng thắm chảy men theo vách cống Lim vỡ một

đoạn đập dai trung bình 18m

~ Sự có lần thứ hai địng thấm chảy qua lớp đất ở cao trình +22 do thiết kế

chọn dung trọng khô thiết kế không đúng va thi công dim nén không đảm bảo

làm vỡ đoạn đập đài 50m

~ Sự cỗ lần thứ ba do hình thành tuyển hang thắm từ thượng lưu về hạ lưu.ở ving tiếp giáp giữa sườn đồi bên phải và thân đập. Rét may là sự cổ say ratrong quá trình thi cơng và ở phía sườn đồi cao trình gần đỉnh đập nên không

gây vỡ đập nhưng phải đào tồn bộ phần đập phía vai đắp lại

vì vậy mà yếu tố dong thắm phải được quan tâm xem xét, tính tốn én địnhthấm được đặt lên hàng đầu.

1.5. Các phương pháp tính tốn thấm qua nền thủy cơng. nay

1.5.1. Thắm qua nền đồng chất dưới đáy cơng trình

Các phương pháp tính tốn thấm.

1.5.1.1. Tính thấm bằng phương pháp giải tích

+ Phương pháp cơ học chat long

+ Phương pháp cơ học chất lỏng gần đúng.+ Phương pháp thủy lực

+ Phương pháp tỷ lệ đường thẳng (phương pháp Len)

</div>Trang 34<div class="page_container" data-page="34">

Lương Văn Ngự - lớp CHI7C ___ =31-._ Chuyên ngành: Xây dựng cơng trình thấp

15.Phương pháp thực nghiệm

+ Phương pháp tương tự Darey ~ Poison

+ Phương pháp thí nghiệm máng kính trên mơ hình cát

+ Phương pháp thí nghiệm trên mơ hình khe hẹp Hele ~ Shaw+ Phương pháp thí nghiệm tương tự thủy động.

1.5.1.3. Tính thấm bằng phương pháp sử dụng lưới thấm.1,4,1,3, Tính thắm bằng phương pháp sử dụng lưới thắm,

Lưới thắm được hình thành bởi hai họ đường cong trực giao nhau. Các

đường cong nay thể hiện hình ảnh chuyển động của các hạt nước trong mơi

Tai các vị trí đường ding, đường thé gần sát với nhau Li nơi có dịng thắm.

mạnh (gradient lớn), ngược lại tại vị trí các đường ding, đường thé thưa là nơi

+ Phương pháp sai phân

+ Phương pháp phần tử hữu han

1.5.2. Thắm qua nền không đồng nhất dưới đáy cơng trình,

Việc giải bài tốn này có thể sử dụng một trong số sơ đồ sau đã cho kết

‘qua khả quan

Hệ số thấm trung bình.

+ Dịng thắm chảy dọc theo các lớp.+ Dịng thắm chảy thẳng góc với các lớp

</div>Trang 35<div class="page_container" data-page="35">

Lưng Văn Ngự ~ lip CHI7C _.. -32-._ Chun ngành: Xây dựng cơng trình thủy.

'CHƯƠNG 2 : CƠ SỞ LÝ THUYETich sử phát triển của nghiên cứu thấm

|. Giới thiệu chung

Những hiểu biết đầu tiên về sự vận động của nước dưới đắt phát sinh vào

thể kỷ 18 và liên quan đến tên tuổi của các nhà khoa học Nga nhưM.V.Lômônôxôp, D.Becnoulli, Euler. Trong tác phẩm nỗi tiếng “ Về các lớp vỏ.trái đất” 1750 Lômônôxôp đã viết “ Nước dưới dat liên hệ chặt chẽ với đất đávay quanh. Nước dưới đất là dung dich tự nhiên ở trạng thái tuần hồn liên tục”.

“Chính ơng đã đặt cơ sở đầu tiên để phát triển khoa học về sự vận động của nước

dưới đất

Hiện tượng thắm của nước dưới đất trong môi trường lỗ rỗng được Darcy

nghiên cứu từ năm 1856, trên cơ sở thực nghiệm Darcy đã xác định quy luật

thắm của nước trong môi trường lỗ hồng, đó là định luật thắm đường thẳng.Lý thuyế

năm 1898, sau khi N.E.Jucôvxky công

hiện vào đầusuy rộng về sự vận động của nước dưới đất xuấ

tác phẩm “ Nghiên cứu lý thuyết vậnđộng của nước ngằm” Ông đã đưa ra khái niệm lực cản, lực khối lượng khi

thắm và lần đầu tiên ơng đã đưa ra phương trình vi phân về sự vận động củanước dưới đất. Chính Jucơvxky đã đặt cơ sở khoa học để tiếp tục phát triển lý

thuyết t

im 1904, Boussinesgue đã lập ra hệ phương trình vi phan khơng én địnhvà biện pháp tuyến tinh hóa phương trình.

Năm 1902, N.N.Pavlơpvxky đã đề nghị dùng phương pháp điện - thủy

động lực tương tự dé xác định các thơng số của dịng thấm mà cho đến nay nó

vẫn là một trong những phương pháp hiện đại nhất áp dụng cho bao hòa đắt.Những vấn đề về lý thuyết vận động không ổn định đã được Boussinesque

nghiên cứu đầu tiên (1904). Phương trình vi phân vận động khơng én định do

ông thành lập cho đến ngày nay vẫn được coi như là phương trình vi phân cơ.

bản của vận động không ổn định của nước dưới đất

</div>Trang 36<div class="page_container" data-page="36">

Lưng Văn Ngự ~ lip CHITC~_ Chuyên ngành: Xây đụng cơng trình thấy.

Ngây nay lý thuyết thắm vẫn không ngừng phát triển và được ứng dung

vào nhiều chuyên ngành khác nhau.

2.1.2. Tâm quan trọng của lý thuyết thấm

Sự vận động của chất long trong môi trường lỗ hồng hoặc khe nứt gọi làthấm. Cách định nghĩa nay quá chung chung chỉ cho ta biết sơ lược đối tượng

nghiên cứu mà không cho ta khái niệm vật lý của hiện tượng thắm.

Lý thuyết về sự vận động của chất lỏng (nước, dầu mỏ, hơi nước...) trongđất, đá nứt nẻ hoặc trong mơi trường xốp nói chung, gọi là lý thuyết thấm. Việcnghiên cứu vận động của chất lỏng trong mơi trường đất đá có ý nghĩa quantrọng trong thực tế. Nhiều vấn dé cần giải quyết bằng lý thuyết thắm như: Khai

thác nước ngim, khai thác dầu mỏ, rửa mặn bằng tiêu nước, tổn thất nước dothấm, nước mưa, nước tưới thắm vào mặt đất, thắm qua nền các cơng trình ngăn

Với cơng trình thủy lợi, lý thuyết thấm đóng vai trị quan trọng như cầnxúc định các đặc trưng của dong thắm qua đập dat, dé quai thi cơng hố móng,thắm vào hố móng, thắm dưới đáy cơng trình bê tơng, thắm vịng qua vai đập,

thấm vịng quanh bờ... Trong thiết kế cơng trình thủy lợi phải tính tốn x:

định các đặc trưng của dịng thắm như áp lực thấm, lưu lượng thẳm, gradientcũng có nghĩa là giải quyết xong bài tốn thắm, khi đó mới có đủ điều kiện để

đánh giá ôn định và độ bên công trình.

2.2. Mơi trường thắm và ngun nhân gây ra thấm.3.2.1. Môi trường thấm.

* Môi trường đất và trạng thái của nước:

Môi trường đất là đối tượng chủ yếu được dé cập trong luận văn.

- Môi trường đất là hỗn hợp nhiều pha: Pha rắn là các hat cốt đất, pha lỏng

là nước, pha khí là khơng khí trong lỗ rỗng giữa các hạt cót dat.

- Nước trong đất có thé ở những trang thai khác nhau: nước ở thể hơi, nước

ở thể bám chặt, nước ở thé mang mỏng, nước mao dẫn, nước trọng lực.

</div>Trang 37<div class="page_container" data-page="37">

Lưng Văn Ngự ~ lip CHIC -34-._ Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy.

Nước mao dẫn chứa đầy ở các khe rỗng của dat, chịu tác động của sức.căng mặt ngoài và trọng lực. Nước mao dẫn có thể chuyển động trong đất và có.

“Trong chuyển động khơng áp ở phía trên được giới hạn bởi mặt tự do còn gọi là

mặt bão hịa, áp suất tại các điềm trên mặt đó bằng hằng số và bằng áp suất khí

quyền (chưa xét hiện tượng mao dẫn).

Khơng khí trong lỗ rồng của dit ngồi tương tác với nước ở dang hơi,

khơng khí cịn hịa tan ở trong nước, khoảng 2% thể tích nước.

Theo tinh chất bão hịa nước, mơi trường nước thắm chia ra làm hai loại:đất bão hịa nước và đất khơng bão hịa.

Đất bão hịa, là mơi trường chỉ bao gồm hai pha là cốt đất và nước chứadiy trong các lỗ rỗng. Dat khơng bão hịa là hỗn hợp nhiều pha. Ngồi ba pha:

cốt đất, nước, khơng khí thì mặt phân cách khí nước nơi ra sức căng mặt

ngồi, cịn được xem là một pha độc lập thứ tư.

* Nước thấm qua môi trường đá nứt nẻ hoặc môi trường đắt đá hon lớn làdong thấm chảy rối không tuân theo quy định luật Darcy. Trong luận văn nảy.

chỉ điểm qua mà không đi sâu khảo sát

2.2.2, Nguyên nhân gây thấm.

Nguyên nhân chính gây thấm trong đất bão hỏa nước là do thé chuyên

động của đỏng thắm hay chính là Gradient cột nước thắm. Nguyên nhân gay

thắm trong đất không bão hỏa ngồi tác nhân chính 1a Gradient cột nước thủy

lực (bao gồm Gradient áp lực và Gradient cao trình) còn do Gradient độ ẩm.

</div>Trang 38<div class="page_container" data-page="38">

Lưng Văn Ngự ~ lip CHITC= Chun ngành: Xây đụng cơng trình thấy.

Gradient hút dính là Ua ~ Uw. Trong đó Ua chính là áp lực khí lỗ rỗng. Uw làáp lực nước lỗ rỗng

* Thế chuyển động của dòng nước thấm.

“Tổng năng lượng tại điểm A có thể biểu thị năng lượng trên trọng lượng,đơn vị được gọi là vị ế hay cột nước thủy lực.

Tùy theo các yếu tố khác nhau mà người ta tiến hành phân loại dòng thấm.

Dong thắm được phân loại như sau:

* Đồng thắm chảy rồi

Khi nước vận động trong. c lỗ rỗng và khe mit lớn của đá thì có dạng

chảy rối, tức là khơng tuân theo định luật thấm đường thẳng. Loại dòng thấmnay xảy ra trong mơi trường đất rời hịn lớn, mơi trường cuội soi, đá hộc, đá

đăm và môi trường đá nứt nẻ.

* Đồng thắm chảy ting:

</div>Trang 39<div class="page_container" data-page="39">

Lưng Văn Ngự ~ lip CHI7C __. -36-._ Chuyên ngành: Xây dựng cơng trình thủy.

Tương tự thủy lực, lý thuyết thắm cũng dùng hệ số Raynôn giới hạn diễnra trạng thái chảy ting. Lúc đó dịng thắm tn theo định luật Dacry “ Lưulượng thắm tỷ lệ bậc nhất với Gradient thủy lực” theo Pavlôpxki thi:

na cual5 +9/0

Mỗi nhà khoa học theo kinh nghiệm của mình đưa ra một cơng thức để x:

định hệ số Raynôn nên giá trị Rey cũng khác nhau.

Trong thực tế, dòng thấm chảy ting xảy ra ở môi trường đất sét, đất 4 sét,đất cát, hạt cát min (đ<Immm), với điều kiện cốt dit không dịch chuyển.

Dòng thắm được phân loại như sau:

a, Dong thấm én định

Dòng thắm được coi là én định khi các đặc trưng của dòng thấm như lưu

lượng Q, lưu tốc V, áp suất thủy động P, Gradient J... không phụ thuộc vào thời

gian mà chỉ phụ thuộc vào các tọa độ khơng gian. Các đường dịng cũng khơng

đổi theo thời gian và trùng với quỹ đạo chuyển động của chất điểm.

5, Dong thắm khơng én định

Dịng thắm được coi là khơng ổn định khi các yếu tố đặc trưng của dòng

thấm không những phụ thuộc vào toa độ không gian mà còn phụ thuộc vào thời

gian. Khi dòng thắm chuyển động khơng én định, ở mỗi điểm trong dịng tha

véc tơ tốc độ thay đổi theo thời gian, nên các đường dòng cũng thay đổi theothời gian. Các đường dòng này cho biết hướng và các trị số của tốc độ ở những.thời điểm khác nhau trên nó tại một thời điểm cho trước (t;). Còn quỹ đạo vận.động của chất điểm là đường cong di chuyển của chất điểm ở những thời điểm

khác nhau (ty, t..)

Do đồ khi chuyền động khơng én định đường dịng khơng tring với đường

quỹ đạo.

</div>Trang 40<div class="page_container" data-page="40">

Lưng Văn Ngự ~ lip CHI7C ___ -37-._ Chun ngành: Xây dựng cơng trình thủy.

2.3.3. Theo tính chất môi trường thắm

Theo tinh chất của môi trường thắm, có dịng thấm trong mơi trường đồngnhất, khơng đồng nhất, đẳng hướng, khơng đẳng hướng. Mơi trường thấm có.

thể được xác định là (6 hop của hai tính chất đồng nhất và đẳng hướng. Ví dụmơi trường thắm đồng nhất đẳng hướng, đồng nhất không đẳng hướng, không

đồng nhất ding hướng, không đồng nhất không dang hướng.

Khái niệm không đồng nhất dé chi mức độ thắm nước theo một phương.

pháp xác định, không giống nhau theo tọa độ không gian trong môi trường,thấm. Kh niệm ding hướng để chi múc độ thấm nước theo các hướng làkhông giống nhau.

2.3.4. Theo đặc điểm, tính chất cia biên miền thấm.Dịng thắm được phân loại như sau:

a. Đồng thắm có áp

Khi biên trên của dịng thấm bị chặn bởi đáy của các cơng trình, ting phkhơng thắm nước hoặc thấm nước rất yếu, dịng thắm bị giới hạn là dịng tlcó áp. Tại các điểm khác nhau trên mặt giới hạn, áp lực thắm khác nhau và lớn

hơn áp lực khí trời (áp suất ở biên trên của miễn thấm lớn hon áp suất khí

quyển, thuật ngữ có áp được hiểu theo nghĩa có áp lực dư). Thắm qua đáy cơng

trình thủy lợi, qua ting cát dưới dé thông nước trực tiếp với sơng thuộc loại

đơng thắm có áp.

b, Dịng thắm khơng áp

Khi biên trên của miền thắm là mặt bão hòa hoặc mặt dat thì dịng thắm.khơng bị giới hạn và là dịng thấm khơng áp. Giao tuyến của mặt phẳng thẳng

đứng với mặt bão hòa tao nên đường bao hòa. Trên mặt bão hịa áp lực nước

thắm bằng áp lực khí trời (áp suất trên mặt bão hòa bằng áp suất khí quyển,

thuật ngữ khơng áp được hiểu theo nghĩa khơng có áp lực dư). Trong trường

hop dong thắm ơn định thì đường bão hịa chính là đường đầu tiên thắm qua đề,qua thân đập dat, thắm qua bờ kênh, thắm vịng quanh bờ các cơng trình thủy.

lợi... là các dong thắm không áp,

</div>