NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC VỀ HIỆN TƯỢNG PHÁ HỦY CỤC BỘ ĐẬP VẬT LIỆU ĐỊA PHƯƠNG TRONG QUÁ TRÌNH VẬN HÀNH

Tr

ng

i h c Thu L i

Lu n v n th c s k thu t

-1-

L IC M
V i s giúp đ c a phòng
trình tr

ng

ào t o

N
i h c và Sau

i h c, Khoa Công

i h c thu l i, b n bè, đ ng nghi p, đ n nay Lu n v n Th c s

k thu t chuyên ngành Xây d ng công trình th y v i đ tài: “Nghiên c u c
s khoa h c v hi n t

ng phá hu c c b đ p v t li u đ a ph

quá trình v n hành” đã đ

ng trong

c hoàn thành.

Tác gi xin t lòng bi t n chân thành đ n các c quan đ n v và các cá
nhân đã truy n đ t ki n th c, cho phép s d ng tài li u đã công b cho tác gi
trong quá trình h c t p, nghiên c u v a qua.
c bi t tác gi xin đ
Khánh, ng

c t lòng bi t n sâu s c đ n GS.TS Ph m Ng c

i đã tr c ti p h

ng d n, giúp đ t n tình cho tác gi trong quá

trình th c hi n lu n v n này.
V i th i gian và trình đ còn h n ch , lu n v n không th tránh kh i
nh ng thi u sót. Tác gi r t mong nh n đ

c s ch b o và đóng góp ý ki n

c a các th y cô giáo, c a các Quý v quan tâm và b n bè đ ng nghi p.
Lu n v n đ

c hoàn thành t i Khoa Công trình, Tr

ng

i h c Th y l i.

Hà N i, Tháng 12 n m 2010
Tác gi

Nguy n Th Thanh Huy n

H c viên: Nguy n Th Thanh Huy n

Chuyên ngành: Xây d ng công trình thu


Tr

ng

i h c Thu L i

Lu n v n th c s k thu t

-2-

M CL C
L I C M N ................................................................................................... 1
T
0

T
0

M C L C ......................................................................................................... 2
T
0

T
0

DANH M C CÁC HÌNH V .......................................................................... 5
T
0

T
0

DANH M C CÁC B NG BI U ..................................................................... 6
T
0

T
0

M

U ........................................................................................................... 7

CH

NG 1: T NG QUAN ............................................................................. 9

T

0

T
0

T
0

T
0

Tình hình xây d ng đ p v t li u đ a ph

1.1
T
0

T
0

T
0

Tình hình h th ng h ch a t nh Hà Tây ............................................. 14

1.2
T
0

ng ......................................... 9

T
0

T
0

T
0

T
0

1.2.1 Quá trình hình thành, quy mô và nhi m v khai thác. ......................... 14
T
0

T
0

T
0

T
0

1.2.2 Quy mô và nhi m v khai thác c a các h ch a
T
0

T
0

T
0

Hà Tây (c ) hi n nay

T
0

........................................................................................................... 15
1.2.3 Th c tr ng làm vi c c a h th ng h ch a hi n nay .......................... 16
T
0

T
0

T
0

CH

T
0

NG II : M T S

T

0

H

H NG TH

NG G P VÀ S

B

ÁNH

GIÁ NGUYÊN NHÂN ................................................................................... 19
T
0

M t s h h ng, s c th

2.1
T
0

T
0

ng x y ra đ i v i đ p v t li u đ a ph

T
0

ng

trong quá trình v n hành. ..................................................................... 19
T
0

2.1.1
T
0

T
0

c đi m m t s h h ng, s c . ......................................................... 19

T
0

T
0

2.1.2 Nh ng s c th
T
0

T
0

T
0

đ a ph

ng g p và nguyên nhân gây ra s c

đ p v t li u

ng……………………………………………………………20
T
0

2.1.3 M t s s c tiêu bi u .......................................................................... 24
T
0

T
0

T
0

T
0

Tình hình nghiên c u th m

2.3
T
0

T
0

T
0

Các ph

2.4
T
0

T
0

C s khoa h c đánh giá n đ nh đ p v t li u đ a ph

2.2
T
0

T
0

T
0

T
0

n

c ngoài và

ng................... 27
T
0

Vi t Nam .................... 29
T
0

ng pháp tính th m qua đ p đ t ............................................. 30
T
0

2.4.1 Ph

ng pháp lý lu n ............................................................................ 30

2.4.2 Ph

ng pháp th c nghi m ................................................................... 31

2.4.3 Ph

ng pháp v l

T
0

T
0

T
0

T
0

T
0

T
0

T
0

T
0

T
0

T
0

T
0

i th m ................................................................... 33

H c viên: Nguy n Th Thanh Huy n

T
0

Chuyên ngành: Xây d ng công trình thu


Tr

ng

i h c Thu L i

2.4.4 Ph
T
0

T
0

ng pháp mô hình s ...................................................................... 33
T
0

S d ng ph

2.5
T
0

T
0

T
0

ng pháp ph n t h u h n đ gi i bài toán th m ............ 33

T
0

T
0

2.5.1 C s lý lu n c a ph
T
0

T
0

Lu n v n th c s k thu t

-3-

ng pháp ph n t h u h n ................................ 33

T
0

T
0

2.5.2 N i dung ph

ng pháp ph n t h u h n.............................................. 35

2.5.3 S d ng ph

ng pháp ph n t h u h n đ gi i bài toán th m ........... 37

T
0

T
0

T
0

T
0

T
0

T
0

T
0

ng pháp tính n đ nh mái đ p ................................................ 42

T
0

2.6.1
T
0

T
0

T
0

Các ph

2.6
T
0

T
0

T
0

t v n đ ............................................................................................. 42

T
0

T
0

2.6.2 Gi i quy t bài toán n đ nh mái đ p v t li u đ a ph
T
0

T
0

T
0

2.6.3 Ph
T
0

T
0

T
0

ng. ................... 43
T
0

ng pháp phân th i tính toán n đ nh c a mái đ t và các nguyên t c

chính .................................................................................................. 44
T
0

2.6.4 Các ph
T
0

T
0

T
0

L a ch n ph n m m tính toán .............................................................. 50

2.7
T
0

ng pháp tính n đ nh mái d c ............................................... 47

T

0

T
0

T
0

T
0

2.7.1 C s thi t l p ph n m m .................................................................... 50
T
0

T
0

T
0

2.7.2
T
0

T
0

T
0

CH

T
0

u đi m c a ph n m m ....................................................................... 52
T
0

NG 3:

T
0

NG D NG

ÁNH GIÁ H

H NG C C B

C A

P

NG MÔ NG I S N C A HÀ N I ( HÀ TÂY C ) ............................... 53
T
0

Gi i thi u quy mô - nhi m v và hi n tr ng công trình ....................... 53

3.1
T
0

T
0

T
0

T
0

3.1.1 H ch a ................................................................................................ 53
T
0

T
0

T
0

T
0

3.1.2 H th ng đ p ........................................................................................ 53
T
0

T
0

T
0

T
0

3.1.3 Hi n tr ng công trình ........................................................................... 54
T
0

T
0

T
0

Các tài li u quan tr c ............................................................................ 57

3.2
T
0

T
0

T

0

T
0

T
0

3.2.1 M c đích c a công tác quan tr c .......................................................... 57
T
0

T
0

T
0

T
0

3.2.2 B trí h th ng ng quan tr c các tuy n đ p h
T
0

T
0

T
0

ng Mô .................. 57
T
0

3.2.3 Các tài li u đo đ c ................................................................................ 61
T
0

T
0

T
0

S d ng ph n m m Geo – slope tính toán áp d ng cho đ p ph A - h

3.3
T
0

T
0

T
0

T
0

th ng thu l i

ng Mô - Ng i S n đánh giá nguyên nhân h h ng. . 64
T
0

3.3.1 M c đích............................................................................................... 64
T
0

T
0

T
0

T
0

H c viên: Nguy n Th Thanh Huy n

Chuyên ngành: Xây d ng công trình thu


Tr

ng

i h c Thu L i

Lu n v n th c s k thu t

-4-

3.3.2 Mô t đ p ph A ................................................................................... 64
T
0

T
0

T
0

T
0

3.3.3 Tr

ng h p tính toán và ch tiêu tính toán........................................... 65

3.3.4 Ph

ng pháp tính toán ......................................................................... 66

T
0

T
0

T
0

T
0

T
0

T
0

T
0

T
0

3.3.5 K t qu tính toán .................................................................................. 66
T
0

T
0

T
0

T

0

3.3.6 Nh n xét k t qu tính toán ................................................................... 81
T
0

T
0

3.4
T
0

T
0

T
0

T
0

K t lu n ................................................................................................. 82
T
0

T
0

K T LU N VÀ KI N NGH ......................................................................... 84

T
0

T
0

TÀI LI U THAM KH O ............................................................................... 86
T
0

T
0

H c viên: Nguy n Th Thanh Huy n

Chuyên ngành: Xây d ng công trình thu


Tr

ng

i h c Thu L i

Lu n v n th c s k thu t

-5-

DANH M C CÁC HÌNH V
p Neurk t i Tajikistan.

Hình 1-1:

Hình 1-2: Th m gây ra s t tr
Ch

t sình l y trên mái h l u đ p h V n S n,

ng M , Hà Tây.

Hình 2-1 : Hình nh v đ p South Fork n m 1889.
Hình 2-2 : S đ tính toán th m qua đ p đ t.
Hình 2-3: S đ r i r c hoá mi n tính toán b ng các ph n t tam giác.
Hình 2-4: S đ l c đ y đ tác d ng vào m t th i đ t.
Hình 3-1: Hi n t

ng rò r n

Hình 3-2: Hi n t

ng th m

c

chân đ p ph A.

mái h l u đ p ph A gây s t tr

Hình 3-3: M t b ng b trí tuy n quan tr c đ p

tc cb .

ng Mô.

Hình 3-4: M t b ng b trí tuy n quan tr c đ p Ng i S n.
Hình 3-5: M t b ng b trí tuy n quan tr c đ p ph A.
Hình 3-6: C u t o h quan tr c.
Hình 3-7: B trí h quan tr c đ p ph A - h

ng Mô - Ng i S n – Hà Tây.

Hình 3-8:

p ph A - Di n bi n m c n

c trong h quan sát t i v trí a.

Hình 3-9:

p ph A - Di n bi n m c n

c trong h quan sát t i v trí b.

Hình 3-10:

p ph A - Di n bi n m c n

c trong h quan sát t i v trí c.

Hình 3-11:

p ph A - Di n bi n m c n

c trong h quan sát t i v trí d.

Hình 3-12: M t c t ngang thi t k đ p ph A.
Hình 3-13: M t c t ngang đ p ph A t i th i đi m kh o sát n m 2000.
Hình 3-14: K t qu tính th m và n đ nh đ p ph A cho các tr
Hình 3-15: Quan h gi a cao trình đi m ra c a đ
v ih s

ng bão hoà

ng h p.
mái h l u

n đ nh mái h l u đ p

H c viên: Nguy n Th Thanh Huy n

Chuyên ngành: Xây d ng công trình thu


Tr

ng

i h c Thu L i

Lu n v n th c s k thu t

-6-

DANH M C CÁC B NG BI U
B ng 1-1: M t s đ p đ t đá đã đ

c xây d ng

B ng 1-2: Quy mô các h ch a n

c

Vi t Nam

Hà Tây (c )

B ng 3-1: B ng ch tiêu c lý các l p đ t thân đ p ph A
B ng 3-2: B ng ch tiêu c lý c a các l p đ t ng v i các tr

ng h p

tính toán.
B ng 3-3: B ng th ng kê h s

n đ nh và cao trình đi m ra c a đ

hoà trên mái h l u đ p ng v i m i tr

H c viên: Nguy n Th Thanh Huy n

ng bão

ng h p tính toán

Chuyên ngành: Xây d ng công trình thu


Tr

ng

i h c Thu L i

M
1.

Lu n v n th c s k thu t

-7-

U

Tính c p thi t c a đ tài
Trong nhi u n m qua, công tác thu l i đã thu đ

c nh ng thành t u to

l n trong công cu c đi u hoà, khai thác tài nguyên n

c, ph c v s n xu t

nông nghi p, công nghi p, dân sinh, gi m nh thi t h i do l l t, góp ph n
quan tr ng vào s phát tri n kinh t c a xã h i.
dâng n

c, t o h ch a n

c ph bi n nh t

n

p đ t là lo i công trình
c ta hi n nay (chi m trên

90% trong t ng s đ p t o h ch a).
M t đ c đi m quan tr ng c a v t li u đ t đ p đ p là tính th m n

c và

d bi n d ng. Trong quá trình xây d ng và v n hành các công trình thu l i
thì đ u có th x y ra các s c . S c các công trình có th do các nguyên
nhân: kh o sát, thi t k , thi công, ch t o l p đ t. Nh khi kh o sát đ a ch t
mà đánh giá sai tình hình đ a ch t n n, đ sót l p th m m nh không đ

cx

lý khi h ch a v n hành s xu t hi n dòng th m trong n n có J ra > [J] gây đùn
R

s i

mái h l u đ p.

R

i v i các đ p s d ng v t li u đ p đ p không đ ng

nh t, b trí các kh i v t li u không h p lý thì khi đ p làm vi c (ng n n

c) d

phát sinh dòng th m m nh, len l i qua các khu v c d th m nh t, có th d n
đ nm tn

c h ho c gây xói ng m nguy hi m cho thân đ p. Trong quá trình

thi công đ t đ m n n không đ m b o đ ch t yêu c u, đ t trong thân đ p t i
x p, ch t l

ng thi công không đ m b o, thi t b tiêu thoát n

dâng cao đ

ng bão hoà gây s t tr

t mái h l u đ p....

Vì v y vi c xác đ nh nguyên nhân c a hi n t
v t li u đ a ph

c b t c làm

ng phá hu c c b đ p

ng trong quá trình v n hành là c p thi t có ý ngh a khoa h c

và th c ti n cao.
2.

M c đích c a đ tài:
Nghiên c u c s khoa h c c a hi n t

c a đ p v t li u đ a ph

ng phá hu c c b khi v n hành

ng, t đó có các bi n pháp thích h p đ i v i đ p xây

H c viên: Nguy n Th Thanh Huy n

Chuyên ngành: Xây d ng công trình thu


Tr

ng

i h c Thu L i

Lu n v n th c s k thu t

-8-

d ng m i và s a ch a nâng c p đ p đã xây d ng đ m b o an toàn trong quá
trình làm vi c c a công trình.
3.

Cách ti p c n và ph

ng pháp nghiên c u:

- i u tra, th ng kê và t ng h p tài li u nghiên c u đã có
n

trong và ngoài

c có liên quan đ n đ tài.
- Nghiên c u t ng h p lý thuy t và k t h p s d ng ph

đ i – ph

ng pháp tính hi n

ng pháp ph n t h u h n cùng v i ph n m m phù h p áp d ng vào

bài toán c th .
- Phân tích đánh giá k t qu .

H c viên: Nguy n Th Thanh Huy n

Chuyên ngành: Xây d ng công trình thu


Tr

ng

i h c Thu L i

Lu n v n th c s k thu t

-9-

CH

NG 1

1 T NG QUAN
1.1

Tình hình xây d ng đ p v t li u đ a ph

ng [1,2,11,12,16]

Trong s nghi p xây d ng thu l i trên th gi i c ng nh

n

c ta, đ p

đ t đóng vai trò quan tr ng trong vi c xây d ng nh ng h th ng công trình
dâng n

c. Do có nhi u u đi m v m t k thu t và kinh th cho nên trong

nh ng n m g n đây đ p đ t ngày càng chi m u th và đang có xu h
phát tri n m nh v s l
Riêng đ i v i n

ng

ng và quy mô công trình c ng nh t c đ xây d ng.

c ta, đ p đ t đã đ

c xây d ng nhi u và trong t

ng lai

ch c ch n còn gi vài trò quan tr ng trong vi c xây d ng h th ng công trình
đ u m i (h ch a n

c).

p đ t là m t lo i đ p xây d ng b ng các lo i đ t hi n có

vùng xây

d ng, có c u t o đ n gi n, v ng ch c, có kh n ng c gi i hoá cao khi thi
công và trong đa s tr

ng h p có giá thành h nên là lo i đ p đ

r ng rãi nh t trong h u h t các n

c. T m y nghìn n m tr

đ p đ t đã đ

Ai C p,

c xây d ng nhi u

n

Trung Á c a Liên Xô v i m c đích dâng và gi n

c ng d ng

c công nguyên,

, Trung Qu c và các n
cđ t

c

i ho c phòng l .

V sau đ p đ t ngày càng đóng vai trò quan tr ng trong các h th ng thu l i
nh m l i d ng t ng h p tài nguyên dòng n

c. Theo t li u c a ASCE thì

đ p l n b ng đ t l n đá c x a nh t là đ p Sadd-el-Kafura cao kho ng 22m
Ai C p kho ng n m 2850 tr

c công nguyên

Ngày nay, nh s phát tri n c a nhi u ngành khoa h c nh c đ t, lý
lu n th m, đ a ch t thu v n, đ a ch t công trình…. C ng nh vi c ng d ng
r ng rãi c gi i hoá và thu c hoá trong thi công cho phép đ p đ t càng có
xu h

ng phát tri n m nh m . Cho đ n nay, các n

c đã xây d ng hàng nghìn

đ p đ t. Nh ng đ p đ t vào lo i l n nh t th gi i nh đ p Nurek đ
d ng trên sông Vakhsh

c xây

Tajikistan cao 310m, th tích đ p là 54 tri u m3, h

H c viên: Nguy n Th Thanh Huy n

Chuyên ngành: Xây d ng công trình thu


Tr

ng

i h c Thu L i

n

c đ

c t o thành b i đ p Nurek là h nhân t o có dung tích l n nh t

- 10 -

Lu n v n th c s k thu t

Tajikistan (10,5 t m3). Chi u dài l n nh t c a h là 70km, di n tích m t h
98km2. Ngoài ra còn có đ p Oroville (M ) cao 224m, chi u dài đ p 1520m,
P

P

dung tích l n nh t 61 tri u m3.
P

P

Hình 1-1:
H c viên: Nguy n Th Thanh Huy n

p Neruk t i Tajikistan

Chuyên ngành: Xây d ng công trình thu


Tr

ng

i h c Thu L i

Lu n v n th c s k thu t

- 11 -

Trong nh ng n m g n đây, trên ph m vi th gi i đang có xu h

ng xây

d ng nhi u đ p đ t cao. T ng s nh ng đ p đ t có chi u cao h n 75m xây
d ng và thi t k t n m 1960 tr l i đây chi m 80% trong toàn b các lo i
đ p cao, đ ng hàng đ u v t c đ phát tri n so v i các lo i đ p khác.
T i Vi t Nam, đ p đ t - đá là lo i công trình dâng n
khi xây d ng nh ng h ch a. H u h t đ p đ t đ
mi n B c và t sau n m 1975 trên c n

c ph bi n nh t

c xây d ng t n m 1954

c. Tính đ n n m 2000 n

g n 500 h đ p l n v i dung tích trên 1 tri u m3 n
P

P

c ta có

c ho c đ p cao trên 10m,

công trình x l trên 2000m3/s. Các đ p đ t l n ho c t o ra h ch a có dung
P

P

tích l n là D u Ti ng (Tây Ninh), Tr An (

ng Nai), Núi C c (Thái

Nguyên), Yên L p (Qu ng Ninh), Phú Ninh (Qu ng Nam)… B ng 1-1 gi i
thi u m t s đ p b ng v t li u t i ch

n

c ta đã xây d ng đ n cu i n m

1971.
Do đ c đi m v đ a hình, đ a ch t, v t li u xây d ng, ph
công... c a n

c ta, trong t

ng ti n thi

ng lai đ p đ t- đá còn có tri n v ng phát tri n

r ng rãi h n n a.
S d trong nh ng n m g n đây đ p b ng v t li u đ a ph

ng trong đó

có đ p đ t- đã đang phát tri n v i m t t c đ nhanh chóng nh v y và hi n
đang có xu h

ng phát tri n nhanh h n n a v s l

ng c ng nh quy mô

công trình là do nhi u nguyên nhân, trong đó có nh ng nguyên nhân ch y u
sau đây .
- Yêu c u ch t l
lo i đ p khác.

ng c a n n đ i v i đ p đ t không cao l m so v i nh ng

p đ t h u nh có th xây d ng đ

c v i b t k đi u ki n đ a

ch t, đ a hình và khí h u nào. Nh ng vùng có đ ng đ t c ng có th xây d ng
đ

c đ p đ t.

u đi m này r t c b n, b i vì càng ngày nh ng tuy n h p, có

đ a ch t t t thích h p cho các lo i đ p bê tông càng ít cho nên các n

H c viên: Nguy n Th Thanh Huy n

cd n

Chuyên ngành: Xây d ng công trình thu


Tr

ng

i h c Thu L i

Lu n v n th c s k thu t

- 12 -

d n đi vào khai thác các tuy n r ng, n n y u, ch thích h p cho đ p b ng v t
li u t i ch .
B ng 1-1: M t s đ p đ t đá đã đ

TT
B

0

Ký hi u công trình

c xây d ng

Vi t Nam

Lo i đ p

B
1

Chi u
cao (m)

1

Thác Bà

đá đ , lõi gi a

45, 00

2

C ms n

đ t, h n h p

42, 00

3

C m ly

đá x p, t

30, 00

4

Tà Keo

đ t, đ ng ch t

30, 00

5

Khuôn Th n

đ t, đ ng ch t

27, 00

6

Su i Hai

đ t, t

24, 80

7

Th

đ t, đ ng ch t

24, 50

ng Tuy

ng nghiêng

ng nghiêng

8

ng Ng

đ t, đ ng ch t

23, 00

9

i Lãi

đ t, t

20, 00

10

Ngãi S n

đ t, h n h p

20, 00

11

ng Mô

đ t, h n h p

17, 50

đ t, t

17, 00

12

La Ngà

13

Vân Tr c

14

a Nhim (

14

ng nghiêng

ng nghiêng

đ t, đ ng ch t

16, 00

đ t đ ng ch t

29.00

Hoà Bình

đá đ , lõi gi a

128, 00

15

Tr An (đ p chính)

đ t-đá h n h p

45,00

16

Tr An (Su i r p)

đ t, đ ng ch t

42,00

17

Thác M (đ p chính)

đ t- đá h n h p

48,00

18

Thác M (

đ t, đ ng ch t

46,00

đ t, đ ng ch t

43.00

19

nd

ng)

c H nh)

a Nhim ( . D

ng)

H c viên: Nguy n Th Thanh Huy n

Chuyên ngành: Xây d ng công trình thu


Tr

ng

i h c Thu L i

Lu n v n th c s k thu t

- 13 -

20

Hàm Thu n(đ.chính)

đá đ , lõi gi a

94.00

21

Hàm Thu n(đ p ph )

đ t đ ng ch t

58.00

22

a Mi (đ p chính)

đá đ , lõi gi a

72,00

đá đ , lõi gi a

75.00

23

Yaly, (đ p chính)

- V i nh ng thành t u nghiên c u trong các l nh v c c h c đ t, lý lu n
th m, tr ng thái ng su t cùng v i s phát tri n c a công nghi p ch t d o làm
v t ch ng th m, ng

i ta có th s d ng đ

c t t c m i lo i đ t hi n có

vùng xây d ng đ đ p đ p và m t c t đ p ngày càng có kh n ng h p l i. Do
đó giá thành công trình ngày càng h th p và chi u cao đ p càng đ
cao. Ng

i ta đã tính đ

c r ng n u l a ch n đ

c nâng

c lo i đ t có thành ph n h t

thích h p và đ m nén t t thì ng su t cho phép trong thân đ p có th đ t đ n
110 KG/cm2 và nh v y có th xây d ng đ
P

P

S d ng nh ng ph

-

sâu trong n n th m n

c đ p cao đ n 650 m.

ng pháp m i đ xây d ng nh ng màng ch ng th m
c m nh.

c bi t dùng ph

ng pháp phun các ch t

dính k t khác nhau nh xi m ng sét vào đ t n n. Có kh n ng t o thành nh ng
màng ch ng th m sâu đ n 200 m.
Có kh n ng c gi i hóa hoàn toàn các khâu đào đ t, v n chuy n và đ p

-

đ t v i nh ng máy móc có công su t l n do đó rút ng n đ

c th i gian xây

d ng, h giá thành công trình và h u nh d n d n có th lo i tr hoàn toàn l c
l

ng lao đ ng th công.
-

Gi m xu ng đ n m c th p nh t vi c s d ng các lo i v t li u hi m nh

xi m ng, s t, thép v.v... và t đó gi m nh đ
và ph
-

c các h th ng giao thông m i

ng ti n giao thông.
Do nh ng thành t u v nghiên c u và kinh nghi m xây d ng các lo i

công trình tháo n
gi i quy t đ

c, đ c bi t là do phát tri n-vi c xây d ng đ

c v n đ tháo n

H c viên: Nguy n Th Thanh Huy n

c ngoài thân đ p v i l u l

ng h m mà

ng l n.

Chuyên ngành: Xây d ng công trình thu


Tr

ng

i h c Thu L i

Xu h

-

Lu n v n th c s k thu t

- 14 -

ng hi n nay trong thi t k và xây d ng ng

i ta th

ng dùng đ p

đ t đá h n h p (hay còn g i là đ p có v t li u ng u nhiên, không ch n l c –
đào h móng ra đ

c lo i nào thì c mang vào đ p đ p) và đ p bê tông b n

m t.
p đ t đá h n h p có u đi m tr i h n đ p đ ng ch t v vi c t n d ng
các lo i v t li u

công tr

d ng đê quai b ng đá

ng, nh t là các lo i đ t đào h móng và có th s

h l u đ làm thân đ p, làm cho giá thành công trình

r mà v n b o đ m các yêu c u k thu t nên lo i đ p này hi n đang có xu
h

ng phát tri n m nh.
p bê tông b n m t là đ p có thân đ p là đá đ còn các b n bê tông

đ

c lát kín

mái th

ng l u đ p.

ch ng th m t t, đ b n và đ
có xu h
1.2

p bê tông b n m t có u đi m m t

n đ nh cao vì v y lo i đ p này hi n c ng đang

ng phát tri n m nh, nh t là khi c n xây d ng nh ng đ p cao.

Tình hình h th ng h ch a t nh Hà Tây [9]

1.2.1 Quá trình hình thành, quy mô và nhi m v khai thác.
T n m 1960 cho đ n nay, đ

c s quan tâm c a

ng và nhà n

c,

cùng v i s đóng ghóp công s c c a nhân dân trong t nh, Hà Tây đã tri n
khai xây d ng hàng lo t các h ch a n
v a nh

c, trong đó có nh ng h ch a lo i

ng Mô - Ng i S n, Su i Hai,

ng S

ng, Quan S n, Mèo Gù,

Mi u, V n S n, Xuân Khanh, đ ng th i c i t o, nâng c p các h ch a nh
vùng 7 xã mi n núi Ba Vì t nh ng bãi, đ p nh do nhân dân t t o t lâu
đ i. Hi n nay trên đ a bàn Hà Tây đã có 28 h ch a n
dung tích tr h u ích kho ng 160 tri u kh i n

c lo i v a và nh v i

c, đ m b o t

ha (b ng 10% di n tích canh tác c a t nh). Các h ch a n

i cho 10.137

c hi n có trong

nhi u n m qua th c s đã đóng ghóp không nh đ n s phát tri n kinh t - xã
h i c a t nh. Ngoài vi c c p n
nh ng vùng tr

c đây th

ct

i và n

c sinh ho t cho dân, đ c bi t

ng ch c y 1 v , nay đã tr ng c y 3 v có n ng

H c viên: Nguy n Th Thanh Huy n

Chuyên ngành: Xây d ng công trình thu


Tr

ng

i h c Thu L i

Lu n v n th c s k thu t

- 15 -

su t cây tr ng cao, các h ch a n

c còn làm nhi m v c t l cho h du, h n

ch thi t h i do l quét, gi ngu n sinh thu , t o đi u ki n khôi ph c và phát
tri n di n tích r ng, t o c nh quan môi tr

ng, phát tri n du l ch, nuôi tr ng

thu s n, góp ph n c i thi n đ i s ng nhân dân trong t nh và các đ a ph
vùng h

ng

ng l i.

Vi c thi công xây d ng (k c các h ch a l n ) trong nh ng th p k 60
-70 c a th k 20 ch y u là thi công đ p đ p b ng th công và v t li u t i
ch (ví d : xây d ng h

ng Mô - Ng i S n, t nh Hà Tây đã huy đ ng hàng

tri u ngày công, đào đ p 2 tri u m3 đ t, 1 tri u m3 xây l p các lo i trong 4
P

P

P

P

n m t n m 1970-1974). Do thi công ch y u b ng th công, nên ch t l

ng

các công trình không th đ m b o đ m nén theo yêu c u thi t k .
1.2.2 Quy mô và nhi m v khai thác c a các h ch a

Hà Tây (c ) hi n

nay
B ng 1-2: Quy mô các h ch a n

TT

I

c

Hà Tây (c )

N m

Dung tích

xây

h u ích

d ng

(tr.m3)

t (ha)

Toàn t nh

160.46

10.137

C.ty qu n lý

137.15

8.546

Tên h

a đi m

1

ng Mô

2

Di n tích
t

i th c

S n Tây

1970

65,00

4.100

Su i Hai

Ba Vì

1964

46,80

1.200

3

Mèo Gù

Ba Vì

1960

1,85

200

4

Tân Xã

Th ch Th t

1966

4,00

218

5

ng X

Ch

ng M

1969

7,00

802

ng

6

Mi u

-

1966

1,50

215

7

V nS n

-

1968

6,00

253

H c viên: Nguy n Th Thanh Huy n

Chuyên ngành: Xây d ng công trình thu


Tr

ng

8

i h c Thu L i

Quan S n

Lu n v n th c s k thu t

- 16 -

M

c

1973

5,00

1.558

23,31

1.591

II

P qu n lý

1

C m Qu

Ba Vì

1968

2,40

180

2

H c Cua

-

1982

2,20

130

3

H

m

-

1967

2,00

115

4

H V ng

-

1969

1,50

112

5

Xuân Khanh

S n Tây

1964

6,20

350

6

B i

Ba Vì

1966

0,75

65

7

Cánh X

-

1968

0,25

25

8

Bài V n

-

1981

1,02

98

9

H Ngh a

-

1965

0,22

21

10

Ao Vua

-

1968

0,65

35

11

Hát Giang

-

1970

0,75

49

12

S

-

1970

0,15

16

13

Câu Bò

-

1967

0,65

45

-

1968

1,55

124

14

ng

ng

15

Vai Xô

-

1992

0,22

15

16

Xóm Mái

-

1982

0,25

24

17

Voi

m

-

1965

0,75

48

18

Ng c Nh

-

1978

0,40

23

19

Yên Thành

-

1980

0,65

54

20

Tây Ninh

-

1968

0,75

62

1.2.3 Th c tr ng làm vi c c a h th ng h ch a hi n nay
Các h ch a n

c hi n có

Hà Tây h u h t đã đ

c xây d ng 30-40

n m. Sau nhi u n m qu n lý, v n hành, khai thác các công trình đ u m i nh :
đ p, tràn, c ng và h th ng kênh t
H c viên: Nguy n Th Thanh Huy n

i đã và đang

trong tình tr ng xu ng

Chuyên ngành: Xây d ng công trình thu

Tr

ng

i h c Thu L i

Lu n v n th c s k thu t

- 17 -

c p. Qua báo cáo c a các c quan qu n lý, nh ng h h ng c a công trình t p
trung theo các d ng sau:
+

H h ng c a các tuy n đ p đ t
Do đ p b ng th công, ch t l

ng đ t đ p không đ m b o, th

ng x y ra

các s c sau:
-

Lún s t thân đ p: s c này x y ra

nhi u đ p, nghiêm tr ng nh t là đ p

h Tân Xã, sau h n 20 n m đ p đã b lún th p h n 1m. Hi n t
ra khá ph bi n
-

Th m m t n

các đ p nh

ng này x y

khu v c mi n núi Ba Vì.

c nhi u qua thân đ p: hi n t

ng này đã x y ra và hi n

nay v n còn ch a x lý đ

c tri t đ

các tuy n đ p chính Ng i S n, đ p

ph A và đ p ph B (h

ng Mô - Ng i S n) c th : t i đ p chính Ng i

S n, mái h l u vai ph i xu t hi n th m m nh có n i thành dòng
+17,0 đ n +19,0 khi m c n
đã x lý b ng thoát n
quy t đ

m cn

c h l n h n +22,0 v i chi u dài 120m. M c dù

c làm khô mái đ p nh ng cho đ n nay c ng ch a gi i

c tri t đ . T i mái đ p vai trái, hi n t

dù n m 1990 đã đ

cao trình

ng th m rò r v n còn m c

c gia c b ng đ p c ph n áp. T i 2 đ p ph A và B, khi

c h lên cao phía h l u có hi n t

ng s i m nh thành vòi, n n h

l u đ p và chân đ p nhi u khu v c b sình l y. Qua nhi u n m khai thác nh n
th y dòng th m ch y ra mái h l u c cao d n lên đ c bi t nhi u đ ng đá thu
n

c b m t tác d ng, đi u này ch ng t thi t b thoát n

h ng, đ

c trong thân đ p b

ng bão hoà vùng mái h l u b dâng cao và cùng v i th i gian dòng

th m đang ngày càng đe do đ n n đ nh mái đ p.

H c viên: Nguy n Th Thanh Huy n

Chuyên ngành: Xây d ng công trình thu


Tr

ng

i h c Thu L i

Lu n v n th c s k thu t

- 18 -

Hình 1-2: Th m gây ra s t tr
Ch

H c viên: Nguy n Th Thanh Huy n

t sình l y trên mái h l u đ p h V n S n,
ng M , Hà Tây

Chuyên ngành: Xây d ng công trình thu

Tr

ng

i h c Thu L i

Lu n v n th c s k thu t

- 19 -

CH
M TS

H

H NG TH

NG II
NG G P VÀ S

B

ÁNH GIÁ

NGUYÊN NHÂN
2.1 M t s h h ng, s c th

ng x y ra đ i v i đ p v t li u đ a ph

ng

trong quá trình v n hành. [15][16]
c đi m m t s h h ng, s c .

2.1.1

N m 1945 c n
l ct

c ta ch có 13 h th ng công trình thu l i, t ng n ng

i vào kho ng 30 v n ha, tiêu úng 8 v n ha, m t s h th ng kênh tr c

Nam B đ khai hoang và gieo tr ng lúa m t v . N m đ
l

ng l

ng th c quy thóc đ t 6,2 đ n 6,4 tri u t n. T n m 1955 d

lãnh đ o c a
ph
n

c mùa t ng s n

ng và Chính ph , v i s

is

n l c c a các ngành, các đ a

ng, đ c bi t là s đóng góp to l n v công s c c a nhân dân trong c
c, đ n nay ngành Thu l i n

c ta đã xây d ng và đ a vào ph c v s n

xu t hàng nghìn công trình thu l i. Thu l i đã th c s là bi n pháp k thu t
hàng đ u trong nông nghi p, góp ph n quan tr ng trong chi n l
an ninh l

ng th c qu c gia, đ a n

c ta t thi u l

cđ mb o

ng th c tr thành n

c

xu t kh u g o đ ng th 2 trên th gi i
T th p k 60 c a thiên niên k 20, đ i ng cán b khoa h c k thu t
c a ngành Thu l i c ng đã tr

ng thành, đã t l c đ m nhi m đ

c toàn b

các khâu t đào t o, nghiên c u khoa h c, đi u tra kh o sát, quy ho ch, thi t

k , xây d ng, ch t o qu n lý v n hành các công trình thu l i
nhiên so v i các n

n

c ta. Tuy

c tiên ti n, rõ ràng là trình đ cán b công nhân c a

chúng ta ch a cao, còn thi u kinh nghi m, công trình thu l i còn l c h u,
cùng v i vi c thi u tinh th n trách nhi m c a m t s cán b và công nhân,
nên đã x y ra s c

m t s công trình thu l i, gây nên t n th t không nh

v tài s n c a Nhà n

c, tài s n và tính m ng c a nhân dân, đ i v i s c l n

và nghiêm tr ng còn nh h

ng x u đ n tình hình xã h i. H u h t các công

H c viên: Nguy n Th Thanh Huy n

Chuyên ngành: Xây d ng công trình thu


Tr

ng

i h c Thu L i

Lu n v n th c s k thu t

- 20 -

trình đ u có s c l n ho c nh . Do m t ho c nhi u nguyên nhân gây ra,
trong đó có kh o sát (đ a hình, đ a ch t công trình, đ a ch t thu v n, thu v n
công trình), thi t k (thu công, c khí, đi n), ch t o, l p đ t, thi công, qu n
lý khai thác. Th c t v s c đã x y ra

các công trình thu l i

n

c ta

cho th y trong các nguyên nhân đó các nguyên nhân ph bi n là : kh o sát, thi
công, thi t k và ch t o l p đ t.
Các h ng m c công trình x y ra s c có c các công trình đ u m i, h
th ng kênh, công trình thu công c ng nh c đi n. S c x y ra không ph i
ch có ngay sau khi hoàn thành công trình, mà th
nhiên s c l n và nghiêm tr ng th
V V ng

ng là sau nhi u n m. Tuy

ng x y ra khi g p l c c l n (nh v đ p

t nh Ngh An và r t nhi u đ p nh khác) trong quá trình thi công (

nh s c s t kênh d n và v đ p Sông M c t nh Thanh Hoá, s c đ p Su i
Tr u

t nh Khánh Hoà, s c đ p Cà Giây t nh Bình Thu n...). Nh ng s c

nghiêm tr ng khác là do s c nh x y ra t t nh ng không đ

c x lý, đ

ti p di n lâu ngày tích ti u thành đ i. Nh ng s c l n và nghiêm tr ng
th

ng x y ra r t đ t ng t trong th i gian r t ng n, không k p ng phó (v

đ p Su i Tr u l n 1, l n 2, v đ p áy c ...).
2.1.2 Nh ng s c th
đ a ph
a.

ng g p và nguyên nhân gây ra s c

đ p v t li u

ng.[15]

L tràn qua đ nh đ p

Do các nguyên nhân sau gây ra :
-

Tính toán thu v n sai : M a gây ra l tính nh , l u l
t ng l

ng l nh h n th c t , các d ng l thi t k không ph i là b t l i,

thi u l u v c, l p đ
đ

ng đ nh l nh ,

ng cong dung tích h W=f(H) l ch v phía l n, l p

ng cong kh n ng x l c a đ p tràn Q=f(H) sai l ch v i th c t .

-

C a vào đ p tràn b k t

-

L v

t t n su t thi t k , không có tràn x l d phòng.

H c viên: Nguy n Th Thanh Huy n

Chuyên ngành: Xây d ng công trình thu

Tr

ng

i h c Thu L i

Lu n v n th c s k thu t

- 21 -

nh đ p đ p th p h n cao trình thi t k .

-

S t mái đ p th

b.

ng l u

Do các nguyên nhân sau gây ra :
-

Tính sai c p bão.

-

Bi n pháp thi t k gia c mái không đ s c ch u đ ng sóng do bão gây

ra.
Thi công l p gia c kém ch t l

-

nh h n thi t k , ch t l

ng : kích th

c đá lát ho c t m bê tông

ng đá ho c bê tông kè, đá lát đ t n m, không

chèn ch t các hòn đá.
t mái đ p th

-

ng l u đ m n n không ch t ho c không xén mái.

Th m m nh ho c s i n

c.

c

n n đ p.

Do các nguyên nhân sau gây ra
ánh giá sai tình hình đ a ch t n n, đ sót l p th m m nh không đ

-

c

x lý
-

Bi n pháp thi t k x lý n n không đ m b o ch t l

-

Ch t l

ng.

ng x lý n n kém : khoan ph t không đ t yêu c u, hót không

s ch l p b i tích, thi công chân khay sân ph kém d n đ n th ng l p
cách n
-

c.

X lý ti p giáp n n và thân đ p không t t do thi t k không đ ra bi n
pháp x lý ho c do khi thi công không th c hi n t t bi n pháp x lý.
d.

Th m m nh ho c s i n

c

vai ph i đ p.

Do các nguyên nhân sau gây ra
-

Thi t k không đ ra bi n pháp x lý ho c bi n pháp s lý đ ra không
t t.

-

Không bóc h t l p th o m c

các vai đ p.

m n n đ t trên đo n ti p giáp

các vai đ p không t t.

Thi công bi n pháp x lý ti p giáp không t t.

H c viên: Nguy n Th Thanh Huy n

Chuyên ngành: Xây d ng công trình thu


Tr

ng

e.

i h c Thu L i

Lu n v n th c s k thu t

- 22 -

Th m m nh ho c s i n

c

mang công trình

Do các nguyên nhân sau gây ra
Thi t k không đ ra bi n pháp x lý ho c bi n pháp không t t.

-

pđ t

-

mang công trình không đ m b o ch t l

đ p không đ
t p ch t tr

c khi đ p đ t, đ m n n không k .

Th c hi n bi n pháp x lý không đ m b o ch t l

-

H ng kh p n i c a công trình.

-

C ng b th ng.

-

Th m m nh ho c s i n

ng.

c trong ph m vi thân đ p :

B n thân đ t đ p đ p có ch t l
s n nhi u, hàm l

-

ng đ t

c l a ch n k , không d n v sinh s ch s đ v t b các

-

f.

ng : ch t l

ng không t t, hàm l

ng cát b i d m

ng sét ít, đ t b tan rã m nh.

K t qu kh o sát sai v i th c t , cung c p sai các ch tiêu c lý l c h c,
do kh o sát s sài, kh i l

ng kh o sát th c hi n ít, không thí nghi m

đ y đ các ch tiêu c lý l c h c c n thi t, t đó đánh giá sai ch t l

ng

đ t đ p.
-

Ch n dung tr ng khô thi t k quá th p, nên đ t sau khi đ m v n t i x p,
b r i.

-

Không có bi n pháp thích h p đ x lý đ
không đ u, ch khô ch

m, do đó đ

mc ađ tđ p

m, làm cho đ t sau khi đ p có ch ch t có ch

v n r i r c t i x p.
-

tđ

c đ m n n không đ m b o đ ch t yêu c u do : l p đ t r i dày

quá quy đ nh, s l n đ m ít, nên đ t sau khi đ p có đ ch t không đ ng
đ u, phân l p, trên m t thì ch t phía d

i v n còn t i x p không đ t đ

ch t quy đ nh, hình thành t ng l p đ t y u n m ngang trong su t c b
m t l p đ m.

H c viên: Nguy n Th Thanh Huy n

Chuyên ngành: Xây d ng công trình thu


Tr

ng

i h c Thu L i

Lu n v n th c s k thu t

- 23 -

Thi t k và thi công không có bi n pháp x lý kh p n i thi công do phân

-

đo n đ p đ đ p trong quá trình thi công.
Thi t b tiêu n

-

c b t c.

N t ngang đ p

g.

Do các nguyên nhân sau gây ra
-

Lún n n đ t bi n do ch t l

-

Lún không đ u đ t bi n trong thân đ p do chênh l ch đ t bi n v đ a
hình n n đ p không đ

c x lý.

t đ p đ p có tính lún

-

ng n n kém.

t l n ho c tan rã m nh nh ng khi kh o sát

không phát hi n ra, ho c có phát hi n ra nh ng thi t k k t c u đ p
không h p lý.
N td cđ p

h.

Do các nguyên nhân sau gây ra
N

-

c h ch a dâng cao đ t ng t gây ra t i tr ng trên mái đ p th

ng l u

t ng đ t bi n
-

N

c h rút xu ng đ t ng t gây ra gi m t i đ t ng t trên mái th

-

N n đ p b lún trên chi u dài d c tim đ p.
t đ p đ p kh i th

-

ng l u có tính lún

ng l u

t ho c tan rã m nh nh ng

kh o sát không phát hi n ra ho c có phát hi n ra nh ng thi t k k t c u
đ p không h p lý.
N t n sâu m t ho c mái đ p

i.

Do đ t đ p đ p thu c lo i tr
Tr

j.

t sâu mái đ p th

ng n t do m nh

ng l u

Do các nguyên nhân sau gây ra
-

Bão l n sóng to kéo dài, đ u tiên phá h ng l p gia c , ti p đó phá kh i
đ t

-

N

ph n th

ng l u thân đ p.

c h rút đ t ng t ngoài d ki n thi t k .

H c viên: Nguy n Th Thanh Huy n

Chuyên ngành: Xây d ng công trình thu


Tr

ng

i h c Thu L i

Lu n v n th c s k thu t

- 24 -

-

S c b n c a đ t đ p đ p không đ m b o các yêu c u c a thi t k .

-

Thi t k ch n t h p t i tr ng không phù h p v i th c t .

-

Thi t k ch n sai s đ tính toán n đ nh.

-

Ch t l

ng thi công đ t đ p đ p không đ m b o yêu c u thi t k .

a ch t n n đ p x u không đ

-

Tr

k.

c x lý.

t sâu mái đ p h l u

Do các nguyên nhân sau gây ra
a ch t n n x u h n d ki n c a thi t k do kh o sát đánh giá không

-

đúng v i th c t .
-

S c b n c a đ t đ p đ p kém h n d ki n c a thi t k do đánh giá sai
các ch tiêu v ch t l

-

ng đ t đ p đ p.

N n đ p b thoái hoá sau khi xây d ng đ p nh ng khi kh o sát và thi t
k đã không d ki n đ

c.

-

Thi t k ch n sai t h p t i tr ng.

-

Thi t k ch n sai s đ ho c ph

-

Ch t l

-

Thi t b tiêu n

-

Tiêu thoát n

ng pháp tính toán.

ng thi công đ t đ p đ p không đ m b o.
c b t c làm dâng cao đ

ng bão hoà.

c m a trên m t mái h l u không t t, khi m a kéo dài

toàn thân đ p b bão hoà n

c ngoài d ki n c a thi t k .

2.1.3 M t s s c tiêu bi u
p South Fork

a

p South Fork
c pn

M đ

c kh i công xây d ng vào n m 1857 đ cung

c sinh ho t và dùng làm h vui ch i cho câu l c b nh ng ng

cá. Ngày 31 tháng 5 n m 1889 b v làm r t nhi u ng

i ch t.

i đánh

p cao 21,5m

đ nh đ p dài 284m, đáy đ p r ng 61,0m, dung tích h là 60 tri u m3, b ph n
P

th

ng l u đ p b ng đ t không th m n

c có lát mái b o v , h l u có l ng

tr đá và l p l c b ng cát s i. Trong đ p không có t
H c viên: Nguy n Th Thanh Huy n

P

ng tâm và các hình th c

Chuyên ngành: Xây d ng công trình thu


Tr

ng

i h c Thu L i

Lu n v n th c s k thu t

- 25 -

ch ng th m khác. Ngay t n m 1862 nhân dân g n đó đã lo l ng v hi n
t

ng th m qua c ng thoát n

c

đáy đ p, đã ti n hành l p h xói hình thành

do dòng th m và l p b t c ng thoát n
m a rào, l

ng n

không đ thoát l u l
dài 92,0m.
d

c. Khi x y ra s c vùng g n đ p có

c ch y vào h kho ng 285m3/s. Do đ p tràn x l bé
P

ng n

c v nên n

P

c l đã tràn qua đ nh đ p trên chi u

p v gi ng nh rãnh xói, ph n trên r ng kho ng 130m, ph n

i (trên n n 7m) là 15,5m, v t li u b trôi là 68.800m3. U ban đi u tra cho
P

r ng nguyên nhân x y ra s c là do chi u dài đ

P

ng tràn x l không đ (ch

b ng m t n a chi u dài thi t k ). N

c trong h tháo c n qua ch v trong

vòng 45 phút. Kho ng 20 tri u t n n

c tràn v th tr n Johnstown dâng cao

lên đ n 9,5m có sóng to cao t i 10-12m. Xe máy l y qu ng n ng 60 t n c ng
b sóng cu n trôi. S ng

i b ch t qua đi u tra có kho ng 2500 ng

i.

Hình 2-1 : Hình nh v đ p South Fork n m 1889

H c viên: Nguy n Th Thanh Huy n

Chuyên ngành: Xây d ng công trình thu