Phân tích, đánh giá thấm qua đập vật liệu địa phương theo mô hình không gian

MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH......................................................................................v
DANH MỤC BẢNG BIỂU ............................................................................................xi
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .............................................................................. xii
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1
CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ ĐẬP VẬT LIỆU ĐỊA PHƯƠNG..........................4

1.1

Tình hình xây dựng đập vật liệu địa phương ở Việt Nam .................................4

1.2

Tình hình xây dựng đập vật liệu địa phương ở miền Trung ..............................7

1.3

Các vấn đề kỹ thuật đối với đập vật liệu địa phương ở Miền Trung. ................9

1.3.1

Hiện trạng đập vật liệu địa phương ở miền Trung ......................................9

1.3.2

Nguyên nhân sự cố mất an toàn đập .........................................................12

1.3.3

Giải pháp khắc phục sự cố mất an toàn đập ..............................................15

1.4

Kết luận chương ...............................................................................................27

CHƯƠNG 2
2.1

CƠ SỞ LÝ THUYẾT NGHIÊN CỨU THẤM ..................................28

Cơ sở lí thuyết thấm .........................................................................................28

2.1.1

Khái niệm chung .......................................................................................28

2.1.2

Nguyên nhân gây thấm..............................................................................29

2.1.3

Các loại dòng thấm....................................................................................30

2.1.4

Định luật thấm cơ bản ...............................................................................35

2.2

Các phương pháp tính toán thấm .....................................................................37

2.2.1

Phương pháp cơ học chất lỏng ..................................................................37

2.2.2

Phương pháp thủy lực ...............................................................................38

2.2.3

Phương pháp số: ........................................................................................39

2.3

Cơ sở lý thuyết thuyết thấm theo phương pháp phần tử hứu hạn (FEM) ........44

2.3.1

Phương trình cơ bản ..................................................................................44

2.3.2

Giải bài toán ..............................................................................................46

2.3.3

Trình tự các bước giải ...............................................................................53

2.4

Cơ sở áp dụng lý thuyết nhiệt phân tích thấm [13] ..........................................54

2.4.1

Giới thiệu phân tích nhiệt bằng ANSYS ...................................................54

2.4.2

Nguyên lý cơ bản của phân tích nhiệt .......................................................55

iii


2.4.3

Lý luận cơ bản công năng phân tích nhiệt áp dụng tính toán thấm ổn định
56

2.4.4 Công năng phân tích nhiệt ổn định áp dụng cho phân tích thấm trong đập
vật liệu địa phương ................................................................................................58
2.5

Kết luận chương ...............................................................................................60

CHƯƠNG 3
3.1

PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ THẤM THEO MÔ HÌNH KHÔNG GIAN
61

Giới thiệu về phần mềm áp dụng .....................................................................61

3.1.1

Giới thiệu phần mềm tính toán GeoStudio ...............................................61

3.1.2

Giới thiệu về phần mềm ansys [14] ..........................................................62

3.2

Phương án tính toán .........................................................................................63

3.3

Xây dựng mô hình tính toán ............................................................................65

3.3.1

Thông số hình học .....................................................................................65

3.3.2

Thiết lập mô hình toán: .............................................................................66

3.4

Kết quả tính toán ..............................................................................................69

3.4.1

Bài toán phẳng...........................................................................................69

3.4.2

Bài toán không gian ..................................................................................71

3.5

Phân tích kết quả tính toán ...............................................................................78

3.5.1

Tổng lưu lượng thấm qua đập ...................................................................78

3.5.2

Lưu lương mặt cắt lòng sông ....................................................................79

3.6

Kết luận ............................................................................................................83

KẾT LUÂN, KIẾN NGHỊ .............................................................................................84
PHỤ LỤC ......................................................................................................................88

iv


DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
Hình 1-1 Tỷ lệ các loại hồ chứa thủy lợi ở Việt Nam thể hiện theo biểu đồ ...................4
Hình 1-2 Đập hồ chứa nước Sông Quao – Bình Thuận ...................................................5
Hình 1-3 Đập hồ chứa nước Sông Sắt – NinhThuận .......................................................5
Hình 1-4 Đập hồ chứa Cửa Đạt- Thanh Hóa ...................................................................9
Hình 1-5 Sự cố tràn đập Hố Hô (4/10/2010) .................................................................10
Hình 1-6 Sự cố sạt lở mái sau lũ ...................................................................................10
Hình 1-7 Vỡ đập Tây Nguyên (Đồng Tâm), Nghệ An vào ngày 11/9/2012 [3] ...........11
Hình 1-8 Vỡ đập Khe Mơ – Hà Tĩnh vào ngày 16/10/2010 [4] ....................................11
Hình 1-9 Vỡ đập Thủy điện Ia krel 2, Gia Lai vào ngày 12/6/2013 [5] ........................11
Hình 1-10 Mặt cắt ngang đập có tường nghiêng chống thấm kết hợp sân phủ bằng đất
có hệ số thấm nhỏ ..........................................................................................................16
Hình 1-11 Mặt cắt ngang đập có tường nghiêng chống thấm bằng vải địa kỹ thuật
(Bentomat) – Công trình Hồ chứa nước Sông Biêu, Ninh Thuận .................................18
Hình 1-12 Mặt cắt ngang đập có tường nghiêng chống thấm bằng tấm bê tông – Công
trình Hồ chứa suối nước ngọt, Ninh Thuận ...................................................................19
Hình 1-13 Giải pháp chống thấm bằng tường nghiêng, chân răng thượng lưu .............19
Hình 1-14 Giải pháp tường cừ kết hợp với tường nghiêng chân răng ..........................21
Hình 1-15 Giải pháp tường cừ kết hợp với tường lõi + chân răng ................................22
Hình 1-16 Thi công cừ BTCT ứng suất trước ...............................................................22
Hình 1-17 Khoan phụt xử lý nền ...................................................................................23
Hình 1-18 Sơ đồ nguyên lý Công nghệ Jet-grouting .....................................................24
Hình 1-19 Mặt cắt ngang đập nhiều khối, chống thấm bằng hào bentonite (Hồ chứa
nước Ia M’Láh, Gia Lai) ...............................................................................................26
Hình 1-20 Thi công tường hào bentonite ......................................................................27
Hình 2-1 Sơ đồ thấm không gian trong đập đất. ...........................................................34
Hình 2-2 Sơ đồ thấm quanh bờ......................................................................................34

Hình 2-3 Hiện tượng thấm quanh bờ một đập đất .........................................................35
Hình 2-4 Sơ đồ lưới sai phân .........................................................................................39
Hình 2-5 Sơ đồ phần tử hữu hạn ..................................................................................41
Hình 2-6 Sơ đồ điều kiện biên tính toán thấm qua đập đất ...........................................45
Hình 2-7 Phần tử tam giác phẳng ..................................................................................46
Hình 2-8 Xử lý điều kiện biên .......................................................................................51
Hình 2-9 Xử lý tự động “ép”, “giãn” lưới phần tử, xác định đường bão hòa ..............52
Hình PL 3-1 LLT qua MC đập trường hợp 1 - H=5m
Hình PL 3-2 LLT qua MC đập trường hợp 2 - H=7,5m
Hình PL 3-3 LLT qua MC đập trường hợp 3 - H=10m

v

89
89
89


Hình PL 3-4 LLT qua MC đập trường hợp 6 - H=30m
Hình PL 3-5 Cột nước tổng trường hợp 1 – H=5m
Hình PL 3-6 Cột nước áp lực trường hợp 1 – H=5m
Hình PL 3-7 Lưu lượng thấm qua MC đập trường hợp 1 – H=5m
Hình PL 3-8 Cột nước tổng trường hợp 2 – H=7,5m
Hình PL 3-9 Cột nước áp lực trường hợp 2 – H=7,5m
Hình PL 3-10 Lưu lượng thấm qua MC đập trường hợp 2 – H=7,5m
Hình PL 3-11 Cột nước tổng trường hợp 4 – H=15m
Hình PL 3-12 Cột nước áp lực trường hợp 4 – H=15m
Hình PL 3-13 Lưu lượng thấm qua MC đập trường hợp 4 – H=15m
Hình PL 3-14 Cột nước tổng trường hợp 5 – H=20m
Hình PL 3-15 Cột nước áp lực trường hợp 5 – H=20m

Hình PL 3-16 Lưu lượng thấm qua MC đập trường hợp 5 – H=20m
Hình PL 3-17 Cột nước tổng trường hợp 6 – H=30m
Hình PL 3-18 Cột nước áp lực trường hợp 6 – H=30m
Hình PL 3-19 Lưu lượng thấm qua MC đập trường hợp 6 – H=30m
Hình PL 3-20 Cột nước tổng trường hợp 7
Hình PL 3-21 Cột nước áp lực trường hợp 7
Hình PL 3-22 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 7
Hình PL 3-23 Lưu lượng thấm qua MCLS trường hợp 7
Hình PL 3-24 Tổng lưu lượng thấm qua đập trường hợp 7
Hình PL 3-25 Cột nước tổng trường hợp 9
Hình PL 3-26 Cột nước áp lực trường hợp 9
Hình PL 3-27 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 9
Hình PL 3-28 Lưu lượng thấm qua MCLS trường hợp 9
Hình PL 3-29 Tổng lưu lượng thấm qua đập trường hợp 9
Hình PL 3-30 Cột nước áp lực trường hợp 10
Hình PL 3-31 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 10
Hình PL 3-32 Lưu lượng thấm qua MCLS trường hợp 10
Hình PL 3-33 Tổng lưu lượng thấm qua đập trường hợp 10
Hình PL 3-34 Cột nước tổng trường hợp 12
Hình PL 3-35 Cột nước áp lực trường hợp 12
Hình PL 3-36 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 12
Hình PL 3-37 Lưu lượng thấm qua MCLS trường hợp 12
Hình PL 3-38 Tổng lưu lượng thấm qua đập trường hợp 12
Hình PL 3-39 Cột nước tổng trường hợp 14
Hình PL 3-40 Cột nước áp lực trường hợp 14
Hình PL 3-41 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 14
Hình PL 3-42 Lưu lượng thấm qua MCLS trường hợp 14
Hình PL 3-43 Tổng lưu lượng thấm qua đập trường hợp 14

vi

90
90
90
91
91
92
92
93
93
94
94
95
95
96
96
97
97
98
98
98
99
99
100
100
101
101
102
102
103

103
104
104
105
105
106
106
107
107
108
108


Hình PL 3-44 Cột nước tổng trường hợp 15
Hình PL 3-45 Cột nước áp lực trường hợp 15
Hình PL 3-46 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 15
Hình PL 3-47 Lưu lượng thấm qua MCLS trường hợp 15
Hình PL 3-48 Tổng lưu lượng thấm qua đập trường hợp 15
Hình PL 3-49 Cột nước tổng trường hợp 16
Hình PL 3-50 Cột nước áp lực trường hợp 16
Hình PL 3-51 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 16
Hình PL 3-52 Lưu lượng thấm qua MCLS trường hợp 16
Hình PL 3-53 Tổng lưu lượng thấm qua đập trường hợp 16
Hình PL 3-54 Cột nước tổng trường hợp 17
Hình PL 3-55 Cột nước áp lực trường hợp 17
Hình PL 3-56 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 17
Hình PL 3-57 Lưu lượng thấm qua MCLS trường hợp 17
Hình PL 3-58 Tổng lưu lượng thấm qua đập trường hợp 17
Hình PL 3-59 Cột nước tổng trường hợp 18
Hình PL 3-60 Cột nước áp lực trường hợp 18

Hình PL 3-61 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 18
Hình PL 3-62 Lưu lượng thấm qua MCLS trường hợp 18
Hình PL 3-63 Tổng lưu lượng thấm qua đập trường hợp 18
Hình PL 3-64 Cột nước tổng trường hợp 20
Hình PL 3-65 Cột nước áp lực trường hợp 20
Hình PL 3-66 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 20
Hình PL 3-67 Lưu lượng thấm qua MCLS trường hợp 20
Hình PL 3-68 Tổng lưu lượng thấm qua đập trường hợp 20
Hình PL 3-69 Cột nước tổng trường hợp 22
Hình PL 3-70 Cột nước áp lực trường hợp 22
Hình PL 3-71 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 22
Hình PL 3-72 Lưu lượng thấm qua MCLS trường hợp 22
Hình PL 3-73 Tổng lưu lượng thấm qua đập trường hợp 22
Hình PL 3-74 Cột nước tổng trường hợp 23
Hình PL 3-75 Cột nước áp lực trường hợp 23
Hình PL 3-76 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 23
Hình PL 3-77 Lưu lượng thấm qua MCLS trường hợp 23
Hình PL 3-78 Tổng lưu lượng thấm qua đập trường hợp 23
Hình PL 3-79 Cột nước tổng trường hợp 25
Hình PL 3-80 Cột nước áp lực trường hợp 25
Hình PL 3-81 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 25
Hình PL 3-82 Lưu lượng thấm qua MCLS trường hợp 25
Hình PL 3-83 Tổng lưu lượng thấm qua đập trường hợp 25

vii

109
109
110
111

111
111
112
112
113
113
114
114
115
115
116
116
117
117
118
118
119
119
120
120
121
121
122
122
123
123
124
124
125
125

126
126
127
127
128
128


Hình PL 3-84 Cột nước tổng trường hợp 26
Hình PL 3-85 Cột nước áp lực trường hợp 26
Hình PL 3-86 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 26
Hình PL 3-87 Lưu lượng thấm qua MCLS trường hợp 26
Hình PL 3-88 Tổng lưu lượng thấm qua đập trường hợp 26
Hình PL 3-89 Cột nước tổng trường hợp 27
Hình PL 3-90 Cột nước áp lực trường hợp 27
Hình PL 3-91 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 27
Hình PL 3-92 Lưu lượng thấm qua MCLS trường hợp 27
Hình PL 3-93 Tổng lưu lượng thấm qua đập trường hợp 27
Hình PL 3-94 Cột nước tổng trường hợp 28
Hình PL 3-95 Cột nước áp lực trường hợp 28
Hình PL 3-96 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 28
Hình PL 3-97 Lưu lượng thấm qua MCLS trường hợp 28
Hình PL 3-98 Tổng lưu lượng thấm qua đập trường hợp 28
Hình PL 3-99 Cột nước tổng trường hợp 30
Hình PL 3-100 Cột nước áp lực trường hợp 30
Hình PL 3-101 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 30
Hình PL 3-102 Lưu lượng thấm qua MCLS trường hợp 30
Hình PL 3-103 Tổng lưu lượng thấm qua đập trường hợp 30
Hình PL 3-104 Cột nước tổng trường hợp 31
Hình PL 3-105 Cột nước áp lực trường hợp 31

Hình PL 3-106 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 31
Hình PL 3-107 Lưu lượng thấm qua MCLS trường hợp 31
Hình PL 3-108 Tổng lưu lượng thấm qua đập trường hợp 31
Hình PL 3-109 Cột nước tổng trường hợp 32
Hình PL 3-110 Cột nước áp lực trường hợp 32
Hình PL 3-111 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 32
Hình PL 3-112 Lưu lượng thấm qua MCLS trường hợp 32
Hình PL 3-113 Tổng lưu lượng thấm qua đập trường hợp 32
Hình PL 3-114 Cột nước tổng trường hợp 35
Hình PL 3-115 Cột nước áp lực trường hợp 35
Hình PL 3-116 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 35
Hình PL 3-117 Lưu lượng thấm qua MCLS trường hợp 35
Hình PL 3-118 Tổng lưu lượng thấm qua đập trường hợp 35
Hình PL 3-119 Cột nước tổng trường hợp 38
Hình PL 3-120 Cột nước áp lực trường hợp 38
Hình PL 3-121 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 38
Hình PL 3-122 Lưu lượng thấm qua MCLS trường hợp 38
Hình PL 3-123 Tổng lưu lượng thấm qua đập trường hợp 38

viii

129
129
130
130
131
131
132
132
133

133
134
134
135
135
136
136
137
137
138
138
139
139
140
140
141
141
142
142
143
143
144
144
145
145
146
146
147
147
148

148


Hình PL 3-124 Cột nước tổng trường hợp 39
Hình PL 3-125 Cột nước áp lực trường hợp 39
Hình PL 3-126 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 39
Hình PL 3-127 Lưu lượng thấm qua MCLS trường hợp 39
Hình PL 3-128 Tổng lưu lượng thấm qua đập trường hợp 39
Hình PL 3-129 Cột nước tổng trường hợp 40
Hình PL 3-130 Cột nước áp lực trường hợp 40
Hình PL 3-131 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 40
Hình PL 3-132 Lưu lượng thấm qua MCLS trường hợp 40
Hình PL 3-133 Tổng lưu lượng thấm qua đập trường hợp 40
Hình PL 3-134 Cột nước tổng trường hợp 41
Hình PL 3-135 Cột nước áp lực trường hợp 41
Hình PL 3-136 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 41
Hình PL 3-137 Lưu lượng thấm qua MCLS trường hợp 41
Hình PL 3-138 Tổng lưu lượng thấm qua đập trường hợp 41
Hình PL 3-139 Cột nước tổng trường hợp 42
Hình PL 3-140 Cột nước áp lực trường hợp 42
Hình PL 3-141 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 42
Hình PL 3-142 Lưu lượng thấm qua MCLS trường hợp 42
Hình PL 3-143 Tổng lưu lượng thấm qua đập trường hợp 42
Hình PL 3-144 Cột nước tổng trường hợp 43
Hình PL 3-145 Cột nước áp lực trường hợp 43
Hình PL 3-146 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 43
Hình PL 3-147 Lưu lượng thấm qua MCLS trường hợp 43
Hình PL 3-148 Tổng lưu lượng thấm qua đập trường hợp 43
Hình PL 3-149 Cột nước tổng trường hợp 44
Hình PL 3-150 Cột nước áp lực trường hợp 44

Hình PL 3-151 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 44
Hình PL 3-152 Lưu lượng thấm qua MCLS trường hợp 44
Hình PL 3-153 Tổng lưu lượng thấm qua đập trường hợp 44
Hình PL 3-154 Cột nước tổng trường hợp 45
Hình PL 3-155 Cột nước áp lực trường hợp 45
Hình PL 3-156 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 45
Hình PL 3-157 Lưu lượng thấm qua MCLS trường hợp 45
Hình PL 3-158 Tổng lưu lượng thấm qua đập trường hợp 45
Hình PL 3-159 Cột nước tổng trường hợp 48
Hình PL 3-160 Cột nước áp lực trường hợp 48
Hình PL 3-161 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 48
Hình PL 3-162 Lưu lượng thấm qua MCLS trường hợp 48
Hình PL 3-163 Tổng lưu lượng thấm qua đập trường hợp 48

ix

149
149
150
150
151
151
152
152
153
153
154
154
155
155

156
156
157
157
158
158
159
159
160
160
161
161
162
162
163
163
164
164
165
165
166
166
167
167
168
168


Hình PL 3-164 Cột nước tổng trường hợp 49
Hình PL 3-165 Cột nước áp lực trường hợp 49

Hình PL 3-166 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 49
Hình PL 3-167 Lưu lượng thấm qua MCLS trường hợp 49
Hình PL 3-168 Tổng lưu lượng thấm qua đập trường hợp 49
Hình PL 3-169 Cột nước tổng trường hợp 51
Hình PL 3-170 Cột nước áp lực trường hợp 51
Hình PL 3-171 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 51
Hình PL 3-172 Lưu lượng thấm qua MCLS trường hợp 51
Hình PL 3-173 Tổng lưu lượng thấm qua đập trường hợp 51
Hình PL 3-174 Cột nước tổng trường hợp 52
Hình PL 3-175 Cột nước áp lực trường hợp 52
Hình PL 3-176 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 52
Hình PL 3-177 Lưu lượng thấm qua MCLS trường hợp 52
Hình PL 3-178 Tổng lưu lượng thấm qua đập trường hợp 52
Hình PL 3-179 Cột nước tổng trường hợp 53
Hình PL 3-180 Cột nước áp lực trường hợp 53
Hình PL 3-181 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 53
Hình PL 3-182 Lưu lượng thấm qua MCLS trường hợp 53
Hình PL 3-183 Tổng lưu lượng thấm qua đập trường hợp 53
Hình PL 3-184 Cột nước tổng trường hợp 54
Hình PL 3-185 Cột nước áp lực trường hợp 54
Hình PL 3-186 Cột nước áp lực MCLS trường hợp 54
Hình PL 3-187 Lưu lượng thấm qua MCLS trường hợp 54
Hình PL 3-188 Tổng lưu lượng thấm qua đập trường hợp 54

x

169
169
170
170

171
171
172
172
173
173
174
174
175
175
176
176
177
177
178
178
179
179
180
180
181


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1 Một số hồ đập lớn ở Việt Nam (Theo thứ tự chiều cao đập) ...........................6
Bảng 1.2 Thống kê một số đập đất ở khu vực miền Trung .............................................8
Bảng 2.1 Tính tương đồng giữa trường thấm và trường nhiệt ......................................57
Bảng 3.1 Trường hợp tính toán thấm ............................................................................64
Bảng 3.2 Bảng tổng hợp kết quả tính thấm theo bài toán không gian ..........................76
Bảng 3.3 Bảng tổng hợp kết quả tính TLLT qua đập theo bài toán phẳng ...................78

Bảng 3.4 Bảng số liệu quan hệ q~m, trường hợp H=10m.............................................79
Bảng 3.5 Bảng số liệu quan hệ q~m, trường hợp H=15m.............................................80
Bảng 3.6 Bảng số liệu quan hệ q~m, trường hợp H=20m.............................................81
Bảng 3.7 Bảng số liệu quan hệ q~m, trường hợp H=30m.............................................81

xi


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
LLDV Lưu lượng đơn vị
MCLS Mặt cắt lòng sông
MCSD Mặt cắt sườn đồi
LLT Lưu lượng thấm
TH Trường hợp

xii


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của Đề tài
Ngày nay, sự nghiệp công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước đang đặt ra những yêu
cầu cao cho sự nghiệp phát triển thuỷ lợi. Nhu cầu nước cho dân sinh, sản xuất công
nghiệp, nông nghiệp, các hoạt động dịch vụ, giao thông, giữ gìn và cải thiện môi
sinh…đang không ngừng tăng lên. Mức an toàn phải cao khi đối phó với lũ lụt. Nhiều
hệ thống thuỷ lợi, thuỷ điện với quy mô khác nhau đã và sẽ được xây dựng trên cả
nước. Nhiệm vụ của người thiết kế cũng đòi hỏi phải được chuyên môn hoá và đạt
được độ chính xác cao.
Trong các công trình thuỷ lợi, hồ chứa là một trong những công trình có từ lâu đời và
phổ biến nhất hiện nay, tính đến nay chúng ta đã xây dựng được trên 6500 hồ chứa
thủy lợi với tổng dung tích trữ nước khoảng 11 tỷ m3 trong đó có 560 hồ chứa có dung

tích trữ nước lớn hơn 3 triệu m3 hoặc đập cao trên 15m, 1752 hồ có dung tích từ 0,2
triệu đến 3 triệu m3 nước, còn lại là những hồ đập nhỏ có dung tích dưới 0,2 triệu m3
nước. Mỗi hồ đều có mục đích sử dụng khác nhau nhưng phần lớn đều được xây dựng
bằng đất đắp, trong đó một bộ phận đáng kể là đất yếu được đắp trên nền đất yếu. Khi
đó việc thiết kế đập, tính ổn định, tính thấm… gặp rất nhiều khó khăn.
Trong thực tế, nhiều công trình thuỷ lợi bị hư hỏng từ nhẹ đến nặng, không còn sử
dụng được nữa, làm thiệt hại về người và tài sản của nhà nước, mà nguyên nhân chính
là do thấm gây ra. Theo tổng kết và phân tích nguyên nhân gây ra sự cố công trình đất
trên thế giới của Middle Brooks cho thấy, trên 60% các sự cố công trình đất là do thấm
gây ra, khoảng 10% sự cố có tác nhân kích thích từ thấm, 30% sự cố công trình do tràn
nước qua mặt đập, trượt mái và các nguyên nhân khác
Ví dụ như hiện tượng xói ngầm khi dòng thấm đi qua như đập Attin và đập Biêcxơ…,
thậm chí bị vỡ đập như đập Kim Sơn, đập Suối Hành, hay hiện tượng mất ổn định gây
sạt mái đường khi trời mưa… Tất cả các sự cố trên, nguyên nhân chủ yếu có thể do sự
thiếu sót trong công tác khảo sát, thiết kế hay trong lúc thi công công trình.

1


Nhờ sự phát triển của công nghệ thông tin và phương pháp giải số, việc mô hình hoá
các hiện tượng tự nhiên bằng mô hình toán ngày càng gần đúng với thực tế hơn. Tiêu
biểu nhất là trong lĩnh vực thiết kế, các phần mềm tin học là công cụ đắc lực để giải
các bài toán phức tạp cũng như tránh sự nhầm lẫn khi tính tay trước kia. Đặc biệt,
trong lĩnh vực thấm, hiện nay có rất nhiều phần mềm được đưa ra để giải các bài toán
thấm.
Phần mềm Geo Slope và Ansys được xây dựng trên cơ sở của phương pháp số phần tử
hữu hạn, cho phép mô hình hoá sự chuyển động của nước dưới đất gần đúng với thực
tế hơn, như việc thiết lập và đưa vào hàm hệ số thấm, hàm độ chứa nước thể tích hay
hàm kích cỡ hạt… và giải được mô hình toán dòng thấm, với kết quả khá chính xác.
Các nghiên cứu phân tích đánh giá về thấm trước đây đã được nghiên cứu tương đối

kỹ lưỡng trong mô hình bài toán phẳng đối với đập vật liệu địa phương ở Việt Nam.
Tuy nhiên đối với địa hình tự nhiên vùng xây dựng đập, nhất là những vùng có lòng
sông dốc, sườn đồi không thoải thì bài toán thấm 2 chiều còn gặp nhiều hạn chế trong
việc xác định các thông số cũng như tác dụng của dòng thấm.
Xuất phát từ lý do đó, luận văn tiến hành nghiên cứu thấm qua đập vật liệu địa phương
theo bài toán thấm không gian nhằm đánh giá ảnh hưởng của địa hình đến thấm qua
đập và nền.
2.Mục tiêu nghiên cứu
Đánh giá tình hình thấm qua đập vật liệu địa phương theo mô hình không gian.
Xây dựng các quan hệ về ảnh hưởng của địa hình tới dòng thấm trong thân đập.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: Ảnh hưởng của độ dốc ngang lòng dẫn (độ dốc dọc tim tuyến
đập) đến dòng thấm qua đập và nền.
Phạm vi nghiên cứu: đập đất ở miền Trung
4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
− Cách tiếp cận
2


o Thông qua các tài liệu: Giáo trình, tiêu chuẩn, quy chuẩn tính thấm.
o Thông qua các công trình thực tế.
− Phương pháp nghiên cứu
o Lý thuyết.
o Úng dụng mô hình toán, sử dụng phần mềm
5. Kết quả đạt được
Tổng quan về các phương pháp tính thấm thường hay dung hiện nay;
Đánh giá thấm theo mô hình bài toán không gian;
Đánh giá được mức độ ảnh hưởng của điều kiện địa hình tới thấm đập vật liệu địa
phương;

3


CHƯƠNG 1
1.1

TỔNG QUAN VỀ ĐẬP VẬT LIỆU ĐỊA PHƯƠNG

Tình hình xây dựng đập vật liệu địa phương ở Việt Nam

Việt Nam là một nước có 14 lưu vực sông lớn với nguồn tài nguyên nước phong phú,
hằng năm có khoảng 845 tỷ m3 nước chuyển tải trên 2360 trên con sông lớn nhỏ. Tuy
nhiên do lượng mưa phân bố không đều trong năm nên dòng chảy cũng thay đổi theo
mùa. Mùa khô kéo dài khoảng 6÷7 tháng, lượng mưa chỉ chiếm 15÷20% lượng mưa cả
năm, còn lại 80÷85% lượng mưa trong 5÷6 tháng mùa mưa. Về địa hình nước ta có
nhiều đồi núi thuận lợi cho việc xây dựng các hồ chứa phục vụ phát triển các ngành
kinh tế và nhu cầu về nước cho dân sinh.
Theo thống kê của Tổng cục Thủy lợi đến tháng 12/2013 [1], cả nước có khoảng 6.648
hồ chứa thủy lợi và 150 hồ chứa thủy điện, với tổng dung tích chứa trên 50 tỷ m3 nước.
Trong đó hồ thủy lợi có dung tích lớn hơn 10 triệu m3 có 103 hồ, dung tích từ 3,0 đến
10 triệu m3 có 255 hồ, từ 1,0 đến 3,0 triệu m3 có 459 hồ, từ 0,2 đến 1,0 triệu m3 có
1.752 hồ, và hồ có dung tích nhỏ hơn 0,2 triệu m3 có 4.079,0 hồ. Theo chiều cao đập
có chiều cao không vượt quá 25m chiếm tới 87,18%. Việc xây dựng những đập cao
hơn 25m đang bắt đầu được quan tâm đầu tư. Hình thức kết cấu và kỹ thuật xây dựng
từng loại công trình ở hồ chứa nước còn đơn điệu, ít có đổi mới, đa dạng hóa. Việc áp
dụng vật liệu mới, công nghệ mới hiện đang được quan tâm. Tỷ lệ các loại hồ chứa
thủy lợi ở Việt Nam thể hiện như biểu đồ hình 1.1.

Hình 1-1 Tỷ lệ các loại hồ chứa thủy lợi ở Việt Nam thể hiện theo biểu đồ
Trong số 63 tỉnh thành nước ta có 43 tỉnh và thành phố có hồ chứa nước. Các tỉnh có

số lượng các hồ chứa nhiều là Nghệ An (249 hồ); Hà Tĩnh (166 hồ); Thanh Hóa (123
hồ); Phú Thọ (118 hồ); Đăk Lăk (116 hồ); Bình Định (108 hồ); Vĩnh Phúc (96 hồ) ….
Hầu hết các đập dâng của các hồ chứa là đập đất.

4


Hình 1-2 Đập hồ chứa nước Sông Quao – Bình Thuận

Hình 1-3 Đập hồ chứa nước Sông Sắt – NinhThuận
Do những tính năng ưu việt như: có cấu tạo đơn giản, có thể phù hợp với các điều kiện
địa chất nền mà các loại đập khác không thể xây dựng được; đập được xây dựng chủ
yếu từ vật liệu địa phương, khả năng cơ giới hoá cao trong thi công dẫn đến đa số
trường hợp có giá thành hạ, mang lại hiệu quả kinh tế cao, nên đập đất là loại đập được
ứng dụng rộng rãi nhất trong hầu hết các nước. Ngày nay, nhờ sự phát triển của nhiều
ngành khoa học như cơ học đất, địa chất công trình, địa chất thuỷ văn, thủy văn, lý
thuyết thấm, ứng suất biến dạng, vật liệu... cũng như việc ứng dụng các biện pháp thi
công tiên tiến sử dụng các thiết bị hiện đại, ứng dụng rộng rãi cơ giới hoá trong thi
công cho nên đập đất càng có xu hướng phát triển mạnh mẽ, có thể xây dựng được cả

5


trong những điều kiện địa chất phức tạp. Kết cấu đập đất có thể gồm nhiều khối có các
chỉ tiêu cơ lý khác nhau, để tận dụng được các bãi vật liệu có sẵn tại địa phương.
Bảng 1.1 Một số hồ đập lớn ở Việt Nam (Theo thứ tự chiều cao đập)
TT

Tên hồ

1

Đá Bàn

Khánh Hòa

79,20

42,50

Năm
xây
dựng
1977

2

Cấm Sơn

Bắc Giang

555,00

42,50

1966

1974

3

Xạ Hương

Vĩnh Phúc

13,43

41,00

1977

1984

4

Yên Lập

Quảng Ninh

118,10

40,00

1976

1980

5

Phú Ninh

Quảng Nam

414,40

39,40

1977

1986

6

Đa Nhim

Lâm Đồng

165,00

38,00

1960

1963

7

Kẻ Gỗ

Hà Tĩnh

345,00

37,50

1976

1979

8

Tà Keo

Lạng Sơn

14,00

35,00

1967

1972

9

Sông Mực

Thanh Hóa

324,00

33,40

1977

1983

10

Tiên Lang

Quảng Bình

17,90

32,30

1976

1978

11

Tuyền Lâm

Lâm Đồng

10,60

32,00

1980

1987

12

Núi Một

Bình Định

111,50

30,00

1978

1986

13

Cẩm Ly

Quảng Bình

42,00

30,00

1963

1965

14

Vực Tròn

Quảng Bình

52,80

29,00

1979

1986

15

Hội Sơn

Bình Định

30,50

29,00

1982

1985

16

Liệt Sơn

Quảng Ngãi

28,60

29,00

1977

1981

17

Dầu Tiếng

Tây Ninh

1580,80

28,00

1979

1985

18

Núi Cốc

Thái Nguyên

175,50

26,00

1972

1978

19

Pa Khoang

Lai Châu

45,90

26,00

1974

1978

20

Khuôn Thần

Bắc Giang

20,10

26,00

1960

1963

21

Hòa Trung

Đà Nẵng

10,30

26,00

1979

1984

22

Khe Chè

Quảng Ninh

11,50

25,20

1986

1990

23

Yên Mỹ

Thanh Hóa

66,20

25,00

1978

1980

24

Thượng Tuy

Hà Tĩnh

19,60

25,00

1961

1964

25

Suối Hai

Hà Tây

46,50

24,00

1958

1963

Tỉnh

Dung tích
(106m3)

6

H max
(m)

Năm
hoàn
thành
1988


26

Phú Xuân

Phú Yên

12,10

23,70

1994

1996

27

Vĩnh Trinh

Quảng Nam

20,30

23,00

1977

1980

28

Vực Trống

Hà Tĩnh

130,00

22,8

1970

1974

29

Quất Đông

Quảng Ninh

11,30

22,6

1978

1983

30

Khe Tân

Quảng Nam

43,50

22,4

1985

1989

31

Đồng Mô

Hà Tây

84,50

21,00

1970

1974

32

Biển Hồ

Gia Lai

42,50

21,00

1980

1985

33

Kinh Môn

Quảng Trị

16,70

21,00

1985

1989

1.2 Tình hình xây dựng đập vật liệu địa phương ở miền Trung

Miền Trung hiện gồm 13 tỉnh thành có diện tích tự nhiên trên 10 vạn km2 chiếm 30,47%
diện tích cả nước, với dân số chiếm khoảng 15% cả nước, có tiềm năng kinh tế xã hội
to lớn. 40 năm qua kể từ ngày đất nước thống nhất, nhất là trên 20 năm đổi mới, hàng
loạt công trình Thuỷ lợi ra đời, góp phần giảm nhẹ thiên tai, cải tạo môi tường sinh thái,
xoá đói giảm nghèo, tạo cơ sở hạ tầng kỹ thuật cho các ngành kinh tế phát triển. Tiêu
biểu như các công trình thủy lợi: Phú Ninh (Quảng Nam), Thạch Nham, Nước Trong,
Núi Ngang (Quảng Ngãi), Vạn Hội, Núi Một, Định Bình, Hóc Xeo, Chánh Hùng
(Bình Định); Phú Xuân, Đồng Tròn (Phú Yên); Suối Hành, Đá Bàn, Suối Dầu (Khánh
Hòa), Sông Trâu, Sông Sắt (Ninh Thuận), Sông Quao, Cà Giây, Cà Tót (Bình
Thuận)…Theo thống kê của ngành thủy lợi, số hồ chứa xây dựng ở vùng miền Trung
chiếm khoảng 80% là đập vật liệu địa phương theo bảng thống kê một số đập đất ở
khu vực miền Trung .[1]

7


Bảng 1.2 Thống kê một số đập đất ở khu vực miền Trung
TT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28

Tên hồ
Thượng Tuy
Cẩm Ly
Vực Trống
Tiên Lang
Yên Mỹ
Vĩnh Trinh
Núi Một
Liệt Sơn
Phú Ninh
Sông Mực
Hoà Trung
Hội Sơn

Vực Tròn
Đá
Kẻ Gỗ
Khe Tân
Kinh Môn
Phú Xuân
Sông Rác
Thuận Ninh
Đồng Nghệ
Sông Quao
Cà Giây
Sông Hinh
Sông Sắt
Sông Sào
Hoa Sơn
Tả Trạch

Tỉnh
Hà Tĩnh
Quảng Bình
Hà Tĩnh
Quảng Bình
Thanh Hoá
Quảng Nam
Bình Định
Quảng Ngãi
Quảng Nam
Thanh Hoá
Đà Nẵng
Bình Định

Quảng Bình
Khánh Hoà
Hà Tĩnh
Quảng Nam
Quảng Trị
Phú Yên
Hà Tĩnh
Bình Định
Đà Nẵng
Bình Thuận
Ninh thuận
Phú Yên
Ninh thuận
Nghệ An
Khánh Hòa
T.T. Huế

Loại đập

Hmax (m)

Năm hoàn
thành

Đất
Đất
Đất
Đất
Đất
Đất

Đất
Đất
Đất
Đất
Đất
Đất
Đất
Đất
Đất
Đất
Đất
Đất
Đất
Đất
Đất
Đất
Đất
Đất
Đất
Đất
Đất
Đất

25,00
30,00
22,80
32,30
25,00
23,00
32,50

29,00
40,00
33,40
26,00
29,00
29,00
42,50
37,40
22,40
21,00
23,70
26,80
29,20
25,00
40,00
35,40
50,00
29,00
30,00
29,00
56,00

1964
1965
1974
1978
1980
1980
1980
1981

1982
1983
1984
1985
1986
1988
1988
1989
1989
1996
1996
1996
1996
1997
1999
2000
2007
2008
2011
2014

Theo thống kê bảng trên thì hơn một nửa trong tổng số hồ ở khu vực đã được xây dựng
và sử dụng từ 20 đến 30 năm, các hồ chủ yếu là nhỏ và vừa, nhiều hồ đã bị xuống cấp.

8


Hình 1-4 Đập hồ chứa Cửa Đạt- Thanh Hóa
1.3 Các vấn đề kỹ thuật đối với đập vật liệu địa phương ở Miền Trung.
1.3.1 Hiện trạng đập vật liệu địa phương ở miền Trung

Hầu hết các đập đã được xây dựng ở nước ta là đập đất. Đất đắp đập được lấy tại chỗ
gồm các loại đất: đất pha tàn tích sườn đồi, đất Bazan, đất ven biển miền Trung. Phần
lớn các đập đất được xây dựng theo hình thức đập đất đồng chất, mái thượng lưu
được bảo vệ bằng đá xếp, mái hạ lưu trồng cỏ trong các ô đổ sỏi.
Theo chiều cao đập có khoảng 20% số đập là cấp ba, hơn 70% là đập cấp bốn và
cấp năm, còn lại khoảng 10% là đập từ cấp hai trở lên.
Các đập được xây dựng thời kỳ trước 1960 khoảng 6%, từ 1960 đến 1975 khoảng
44%, từ 1975 đến nay khoảng 50%.
Phân tích 100 hồ đã có dự án sửa chữa cải tạo hoặc nâng cấp thì 71 hồ có hiện tượng
hư hỏng ở đập.
Như vậy đập là loại công trình đầu mối có hư hỏng chiếm tỷ lệ cao nhất. Các hư hỏng
xảy ra ở đập thường là:
− Do thấm gây ra như thấm mạnh, sủi nước Sông Mây-Đồng Nai… Thấm mạnh ở
nơi tiếp giáp với tràn hoặc cống như đập Vĩnh Trinh- Đà Nẵng, Dầu Tiếng-Tây
Ninh… Loại hư hỏng biểu hiện do thấm chiếm khoảng 44,9%.
− Hư hỏng thiết bị bảo vệ mái thượng lưu. Khoảng 85% các đập đã xây dựng
được bảo vệ mái bằng đá lát hoặc đá xây còn lại là tấm bê tông lắp ghép hoặc
bê tông đổ tại chỗ. Số đập có hư hỏng kết cấu bảo vệ mái chiếm 35,4%.

9


− Các hư hỏng khác như sạt mái, lún không đều, nứt, tổ mối…chiếm khoảng
19,7%. [2]
Có thể nói đập là hạng mục công trình quan trọng nhất ở công trình hồ chứa, những
hư hỏng nặng ở đập dễ dẫn tới nguy cơ sự cố vỡ đập.
Cho đến nay nước ta chưa có tài liệu thống kê đầy đủ các sự cố vỡ đập. Từ các
nguồn thông tin quản lý, thông tin qua các hội thảo khoa học, cũng như tài liệu
trích dẫn khác cho thấy nước ta chưa xảy ra các sự cố vỡ đập lớn nhưng đã xảy ra vỡ
một số đập nhỏ ở miền Trung và Tây Nguyên như:

− Sự cố đập đất hồ chứa Suối Hành - huyện Cam Ranh, tỉnh Khánh Hoà
− Sự cố đập hồ Am Chúa- huyện Diên Khánh, tỉnh Khánh Hoà
− Sự cố đập hồ Suối Trầu- tỉnh Khánh Hoà
− Sự cố đập đất hồ Buôn Bông - thị xã Buôn Ma Thuột, tỉnh Đắk Lắk.

Hình 1-5 Sự cố tràn đập Hố Hô (4/10/2010)

Sạt lở mái TL hồ Cầu Câu (Nghệ An)

Sạt lở mái TL hồ Giang Gié ( DakLak)

Hình 1-6 Sự cố sạt lở mái sau lũ

10


Hình 1-7 Vỡ đập Tây Nguyên (Đồng Tâm), Nghệ An vào ngày 11/9/2012 [3]

Hình 1-8 Vỡ đập Khe Mơ – Hà Tĩnh vào ngày 16/10/2010 [4]

Hình 1-9 Vỡ đập Thủy điện Ia krel 2, Gia Lai vào ngày 12/6/2013 [5]

11


1.3.2 Nguyên nhân sự cố mất an toàn đập
1.3.2.1 Nguyên nhân do yếu tố tự nhiên
Do điều kiện tự nhiên, vị trí công trình chọn để xây dựng có địa chất phức tạp, vật liệu
đắp đập không đảm bảo yêu cầu hoặc lựa chọn bãi vật liệu thiên về kinh tế cũng là một
trong các nguyên nhân. Địa hình dạng chuyển tiếp từ núi cao xuống đồng bằng với độ

dốc sông suối tương đối lớn, bên cạnh đó thảm thực vật hiện đã thay đổi rất nhiều,
rừng tự nhiên bị tàn phá thay vào đó là các vườn cây, hình thái thực vật thay đổi nên
thời gian tập trung dòng chảy mưa lũ về hồ khác với thời điểm tính toán thiết kế. Mặt
khác, do biến đổi khí hậu toàn cầu nên mưa nắng có nhiều bất thường, nó không tuân
theo các quy luật thường xuyên. Nhiều năm lượng mưa tăng so với trung bình năm hay
số thời gian nắng quá nhiều đều có thể ảnh hưởng tới công trình.
1.3.2.2 Nguyên nhân do yếu tố khảo sát, thiết kế
−

Nguyên nhân do yếu tố khảo sát

Do địa chất công trình có vị trí đặc biệt quan trọng đối với sự an toàn của đập, vì vậy
việc khảo sát, nghiên cứu cẩn thận để đánh giá đúng tình hình địa chất nền đập và chất
lượng đất đắp. Việc không nghiên cứu kỹ tài liệu bản đồ địa chất, không khảo sát nền
đá dẫn đến đánh giá sai chất lượng nền, từ nền xấu cần phải xử lý trở thành nền tốt
không phải xử lý. Khảo sát quá sơ sài và thí nghiệm không đầy đủ các chỉ tiêu cơ lý
lực học của đất dùng để đắp đập, dẫn đến việc cung cấp sai và không đầy đủ các chỉ
tiêu, không nhận diện được các tính chất nguy hiểm của các loại đất đắp đập, dẫn đến
việc đánh giá sai lầm nghiêm trọng chất lượng đắp đập, từ chỗ đất rất xấu và nguy
hiểm khi dùng để đắp đập trở thành đất rất tốt, lưới khảo sát quá thưa, mẫu thí nghiệm
quá ít dẫn đến việc đánh giá sai các dữ liệu chung cho toàn tuyến công trình hoặc bãi
vật liệu, việc khảo sát chưa đảm bảo đúng trình tự, quy trình, khối lượng khảo sát ít
không đảm bảo số lượng và chất lượng. Một trong những nguyên nhân nữa đó là cho
dù khảo sát kỹ lưỡng đến đâu vẫn không thể phản ánh hoàn toàn chính xác tình hình
thực tế ngoài hiện trường đó là sự chủ quan không theo dõi địa chất và đánh giá lại
hiện trường trong quá trình thi công.
− Nguyên nhân do yếu tố thiết kế

12

Nguyên tắc chung thì các loại đất đều có thể đắp đập được và quan trọng là người
thiết kế phải hiểu rõ tính chất và đặc điểm của chúng mới có thể thiết kế đập đảm bảo
an toàn được do đó người thiết kế phải nghiên cứu kỹ kết quả khảo sát và các kết quả
thí nghiệm đất đắp đập từ đó đề ra các biện pháp xử lý đúng. Tuy nhiên, một số đập
đất có chiều cao thấp, dung tích hồ chứa nhỏ nên người thiết kế thường chủ quan hoặc
người thiết kế chưa nhiều kinh nghiệm dẫn đến lựa chọn các thông số hay xử lý các số
liệu từ khảo sát chưa tốt dẫn đến lựa chọn loại vật liệu đắp không đảm bảo hoặc tính
toán sai về hình thức chống thấm, gia cố mái thượng nên không đủ sức chịu đựng sóng
gây ra, tính toán sai sơ đồ tính ổn định, chọn tổ hợp tải trọng không phù hợp với thực
tế kết hợp với trường hợp nền đập xấu và không xử lý triệt để, nước hồ rút đột ngột
ngoài dự kiến thiết kế đều có thể gây ra trượt mái thượng lưu đập. Đánh giá sai tình
hình địa chất nền, để sót các lớp thấm mạnh hoặc không xử lý triệt để các tầng thấm.
Biện pháp thiết kế xử lý nền không đảm bảo chất lượng có thể dẫn đến thấm mạnh
hoặc sủi nước ở nền phía hạ lưu.
Thiết kế không đề ra biện pháp xử lý hoặc đề ra biện pháp xử lý không triệt để, không
thiết kế bóc hết tầng đất phủ thảm thực vật ở 2 vai đập có thể dẫn đến thấm 2 bên vai
đập.
Bản thân vật liệu đắp có chất lượng không tốt, hàm lượng dăm sạn sỏi nhiều, hàm
lượng bụi sét ít, đất tan rã, bên cạnh đó khảo sát sai thực tế hay khối lượng khảo sát,
phân tích thành phần các chỉ tiêu cơ lý không đủ từ đó đánh giá sai hoặc thiết kế sai
dung trọng, biện pháp chống thấm thân và nền đập chưa đảm bảo đây là các nguyên
nhân thiết kế dẫn đến thấm mất nước qua đập hay mất ổn định do trượt…. Đất đắp đập
có tính lún ướt lớn hoặc tính tan rã mạnh nhưng trong quá trình khảo sát không phát
hiện ra hoặc có phát hiện nhưng thiết kế kết cấu đập không hợp lý. Tính toán sai tải
trọng trong các trường hợp nước hồ tăng cao hay rút nhanh đột ngột có thể dẫn đến nứt
dọc đập sau này.
1.3.2.3 Nguyên nhân do yếu tố thi công
Thi công đắp đập không đạt độ chặt yêu cầu do lớp rải quá dày, dày hơn thiết kế quy
định và đầm thử tại hiện trường, số lần đầm ít thiết bị đầm không phù hợp nên đất sau

khi đầm có độ chặt không đều, không đạt dung trọng khô tối thiểu và bị phân lớp, hình
13


thành lớp đất yếu dọc, ngang thân đập. Độ ẩm đất đắp không đảm bảo độ ẩm tối ưu,
việc khống chế, xử lý độ ẩm không tốt dẫn đến đất có thể quá ướt hay quá khô nên
trong quá trình thi công đất đắp không chặt, không đồng đều…dẫn đến thấm qua thân
đập.
Thi công các mối nối tiếp giáp không tốt do phân đoạn trong thi công hoặc không đảm
bảo độ xoải mái tiếp giáp dẫn đến thấm qua thân đập tại vị trí này, hay việc xử lý
không tốt các lớp tiếp giáp do vết xe chở vật liệu tạo thành bề mặt nhẵn hoặc tạo thành
các lớp bụi trong thi công đều có thể dẫn đến thấm qua các lớp tiếp giáp này.
Thi công lớp gia cố mái kém chất lượng, kích thước viên đá hoặc tấm lát nhỏ hơn thiết
kế; Chất lượng đá lát hoặc tấm lát kém, viên đá đặt nằm và không chèn chặt…có thể
dẫn đến trượt, sạt mái.
Thi công xử lý nối tiếp bờ và nền kém: Không thi công xử lý tạo mái dốc các vị trí nền
hay vai đập, không dọn sạch lớp thảm thực vật đất hữu cơ, việc xử lý nền như: Khoan
phụt không đạt yêu cầu, không xử lý hết các lớp bồi tích, thi công chân khay, sân phủ
kém dẫn đến thủng lớp chống thấm gây ra thấm. Không bóc hết tầng phủ ở vai, thi
công xử lý tiếp giáp, đầm đất đoạn tiếp giáp với vai không tốt dẫn đến thấm qua vai.
Xử lý chống thấm qua mang các công trình xây đúc như mang cống hoặc tràn không
đảm bảo chất lượng, đất đắp không được lựa chọn loại có hệ số thấm nhỏ, không dọn
vệ sinh sạch sẽ trước khi đắp và đắp không đảm bảo dung trọng thiết kế…có thể gây ra
thấm qua mang công trình.
1.3.2.4 Nguyên nhân do yếu tố quản lý, vận hành
Công tác duy tu bảo dưỡng không thường xuyên như không nạo vét kênh dẫn sau đống
đá tiêu nước ( nếu có) dẫn đến tắc bộ phận này và đường bão hòa dâng cao có thể thoát
nước ra mái hạ lưu dẫn đến trượt hay sạt mái. Không thường xuyên trồng dặm cỏ mái
đập nên nước mưa tập trung, kết hợp với dòng thấm trong đập gây xói lở, trượt sạt mái
đập, không phát dọn thường xuyên dẫn đến cây cối phát triển lớn trên mái sau khi chặt

hạ thân và rễ cây bị mục hoặc bị mối xâm hại dẫn đến sạt lở hoặc phát sinh dòng
thấm….

14


Nói chung các hư hỏng do thiết kế hoặc thi công…thì các hư hỏng phía bề mặt công
trình có thể sửa chữa dễ dàng và thường không gây ra hậu quả nghiêm trọng. Các hư
hỏng do thấm qua nền hay mái gây mất ổn định công trình và gây mất nước của hồ
chứa là một trong những nguyên do có thể hội tụ một vài hay tất cả nguyên nhân nói
trên, khiến nhiều công trình phát huy hiệu quả rất kém thậm chí hư hỏng không thể sử
dụng. Qua phân tích kỹ về điều kiện tự nhiên của tỉnh Bình Phước, thấy rằng hiện
tượng thấm mất nước của đập đất là điều khó tránh khỏi nếu các nhà xây dựng không
quan tâm đúng mức từ khâu đầu tiên là khảo sát đến khâu thiết kế cũng như thi công
và vận hành, duy tu bảo dưỡng công trình sau khi hoàn thành.
Qua những vấn đề đã được trình bày ở trên cho thấy rằng sự hư hỏng của đập không
chỉ do yếu tố tự nhiên như điều kiện thời tiết, thủy văn, thủy lực, địa chất mà còn có
những yếu tố do con người gây ra như công tác khảo sát, thiết kế, thi công, quản lý vận
hành công trình và thực tế cũng cho thấy rằng, nhiều khi nguyên nhân gây ra sự cố
công trình là tổng hợp của tất cả các yếu tố nói trên.
Khi công trình bị sự cố, tổn thất về mặt vật chất là đương nhiên và đôi khi là rất
nghiêm trọng nếu xảy ra tổn thất về người. Đồng thời việc tu sửa, gia cố hoặc phục hồi
các công trình thủy lợi đã bị sự cố nhiều khi rất phực tạp, tốn kém.
1.3.3 Giải pháp khắc phục sự cố mất an toàn đập
Do đặc thù của đập đất là có thể xây dựng trên nhiều loại nền, dễ thích ứng với độ lún
của nền, tận dụng được vật liệu địa phương, giảm giá thành, thi công đơn giản… nên
ngày càng được phổ biến rộng rãi ở nước ta cũng như trên thế giới. Tuy nhiên cũng có
không ít số lượng đập đất được xây dựng trên nền đất yếu, nền đất có tầng thấm nước
dày (yếu về cường độ hoặc khả năng chống thấm hoặc cả hai) và trong quá trình triển
khai xây dựng một số công trình đập đất từ khâu khảo sát đến thiết kế, thi công và quản

lý vận hành, do nhiều nguyên nhân khác nhau mà không đánh giá đúng thực trạng địa
chất của nền để xác định giải pháp kỹ thuật xử lý nền phù hợp dẫn đến các sự số đáng
tiếc cho công trình. Các biện pháp xử lý được áp dụng hiện nay gồm: Tường nghiêng
sân phủ bằng đất sét, Thảm chống thấm mái thượng lưu bằng vải Bentomat GTL,
màng chống thấm HDPE, lõi giữa bằng đất sét, hào chống thấm bentonite (xi măng –

15