Đánh giá hiện trạng và đề xuất giải pháp nâng cao ổn định đập đất hồ chứa nước Diên Trường, tỉnh Quảng Ngãi

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

LÊ VĂN HẬU

ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP
NÂNG CAO ỔN ĐỊNH ĐẬP ĐẤT HỒ CHỨA NƯỚC
DIÊN TRƯỜNG - TỈNH QUẢNG NGÃI

Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng công trình thuỷ
Mã số: 858.02.02

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH THỦY

Đà Nẵng - Năm 2019


Công trình được hoàn thành tại
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Người hướng dẫn khoa học: TS. Lê Văn Thảo

Phản biện 1: TS. Kiều Xuân Tuyển

Phản biện 2: TS. Ngô Văn Dũng

Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt
nghiệp Thạc sĩ Kỹ thuật họp tại Trường Đại Bách khoa Đà Nẵng,
vào ngày 01 tháng 9 năm 2019.

Có thể tìm hiểu Luận văn tại:
- Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng tại Trường Đại Bách khoa
- Thư viện Khoa Xây dựng Thuỷ lợi - Thuỷ điện, Trường Đại
Bách khoa - Đại học Đà Nẵng.


1
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Công trình hồ chứa nước Diên Trường thuộc địa phận thôn
Diên Trường, xã Phổ Khánh, huyện Đức Phổ, tỉnh Quảng Ngãi. Công
trình được khởi công xây dựng từ năm 1988 và hoàn thành đưa vào
khai thác sử dụng cuối năm 1994 với dung tích toàn bộ là 2,239 triệu
mét khối, cung cấp nước tưới cho 200 ha đất nông nghiệp của xã Phổ
Khánh, huyện Đức Phổ. Trong quá trình khai thác sử dụng từ năm
1995 – 2009, hiện trạng công trình bị hư, xuống cấp như: Đập đất bị
thấm lớn, Tràn xả lũ bị xói lở hạ lưu, hệ thống kênh mương chưa
hoàn chỉnh, chỉ tưới đủ 75 ha lúa 3 vụ trong khi năng lực thiết kế
công trình đầu mối là 200 ha. Đường giao thông phục vụ quản lý
công trình chưa có, cho nên vào mùa mưa lũ không có đường xe ô tô
vào ứng cứu công trình khi có lũ vượt tần suất thiết kế.
Mặt khác, theo báo cáo của Chủ đập là Công ty Khai thác
công trình Thuỷ lợi Quảng Ngãi cho thấy vùng hưởng lợi đang thiếu
nguồn nước tưới nghiêm trọng, hơn 300 ha đất canh tác của xã Phổ
Khánh chưa được tưới, đời sống của nhân dân trong vùng gặp rất
nhiều khó khăn, vùng hưởng lợi có nhiều tiềm năng về nuôi trồng
thuỷ sản, nhu cầu dùng nước tăng lên. Vì vậy, năm 2010, UBND tỉnh
Quảng Ngãi đã bố trí kinh phí giao cho Sở Nông Nghiệp và Phát
triển nông thôn Quảng Ngãi làm chủ đầu tư Dự án sửa chữa, nâng
cấp hồ chứa nước Diên Trường để đảm bảo an toàn hồ chứa, sau khi

nâng cấp dung tích toàn bộ của hồ sẽ tăng lên là 4,429 triệu mét khối,
cung cấp nước tưới ổn định cho 500 ha đất canh tác nông nghiệp, 150


2
ha đất mặt nước cho nuôi trồng thủy sản và cấp nước sinh hoạt cho
4.500 hộ dân xã Phổ Khánh.
Sau thời gian nâng cấp từ năm 2010 đến năm 2016, công
trình hoạt động ổn định, tích trữ nước đảm bảo tưới ổn định cho
500ha lúa và hoa màu của nhân dân xã Phổ Khánh, huyện Đức Phổ,
tỉnh Quảng Ngãi. Nhưng đến năm đầu năm 2017 công trình có hiện
tượng thấm lớn khu vực ở giữa thân đập đất (mặc dù trong thiết kế
sữa chữa nâng cấp vào năm 2010 đã dùng giải pháp chống thấm cho
thân và nền đập đoạn lòng suối là khoan phụt dung dịch vữa xi măng,
bentonit với tổng chiều dài khoan phụt là 88,5m). Đặc biệt, hiện
tượng mất ổn định nhất của công trình hiện nay là xuất hiện vết nứt ở
thân đập đất phía gần tràn xã lũ, vị trí vết nứt nằm ở giữa mặt đập và
dọc theo chiều dài thân đập, vết nứt dài nhất có chiều dài L=30m,
chiều rộng vết nứt từ 1-3 cm và còn nhiều vết nứt cục bộ dài từ 2-4m.
Theo tham khảo từ đơn vị quản lý hồ là Trạm Quản lý thuỷ
nông số 6, Đức Phổ, với hiện tượng nứt bất thường của công trình,
năm 2017 đơn vị đã gửi báo cáo lên cấp trên và đoàn công tác của Sở
Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh Quảng Ngãi đã vào thực tế
để kiểm tra đánh giá nhưng chưa tìm ra nguyên nhân gây nứt. Đoàn
công tác đã chỉ đạo cho chủ đập phải thường xuyên theo dõi hiện
tượng trên nhất là vào mùa mưa lũ và khi hồ tích đầy nước để báo
cáo kịp thời lên cấp trên chỉ đạo xử lý.
Đối với hiện tượng thấm, đơn vị quản lý hồ cho biết khi hồ
tích nước từ cao trình 17.0 trở lên thì xảy ra hiện tượng thấm lớn ở
khu vực giữa đập đất, làm hỏng đống đá đổ thoát nước hạ lưu đập.

3
Mặt khác, Hiện nay hồ chứa nước trên thế giới được xây dựng
và phát triển rất đa dạng, phong phú. Mặt tích cực của hồ chứa là
những công trình sử dụng tổng hợp nguồn nước và mang tính đa
chức năng. Mặt hạn chế khi xây dựng hồ là: nếu có sơ xuất trong
thiết kế, xây dựng, vận hành khai thác hoặc trình độ kỹ thuật quản lý
sử dụng chưa cao không đáp ứng đòi hỏi của thực tế thì có thể gây ra
sự cố dẫn đến những hậu quả khôn lường. Với tốc độ phát triển xây
dựng hồ chứa nước nhanh đã đem lại nhiều lợi ích khác nhau. Nhưng
những sự cố, hư hỏng, cũng tăng theo. Sự cố, hư hỏng có thể diễn ra
ở tổng thể cụm đầu mối, có thể ở một công trình hoặc một bộ phận
công trình, hoặc do hư hỏng, sự cố công trình vùng lân cận. Song dù
sự cố diễn ra ở đâu, chỗ nào trong cụm công trình đầu mối cũng đều
dẫn đến an toàn kỹ thuật của hồ chứa không đảm bảo, có thể gây
thảm họa cho hạ lưu và như thế an toàn thực thi nhiệm vụ của hồ
chứa nước cũng không còn. Nghĩa là tạo nên thiệt hại kép khi đầu
mối hồ chứa mất an toàn. Nguyên nhân gây ra sự cố có thể do thấm
vượt quá giới hạn; sạt trượt lớp bảo vệ mái; trượt mái; nước tràn qua
đỉnh đập chắn; công trình tràn xả lũ bị hỏng; cống lấy nước bị lún,
gãy; cửa van trên tràn xả lũ bị gãy....Do vậy đề tài “ ĐÁNH GIÁ
HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO ỔN
ĐỊNH ĐẬP ĐẤT HỒ CHỨA NƯỚC DIÊN TRƯỜNG, TỈNH
QUẢNG NGÃI” và đề xuất các giải pháp an toàn cho đập đất là rất
cần thiết.
2. Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu
- Đánh giá hiện trạng đập đất của hồ chứa nước Diên Trường Tỉnh,

4
Quảng Ngãi.
- Phân tích ổn định của đập đất dưới tác dụng của dòng thấm.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng: Ổn định đập đất hồ chứa nước Diên Trường.
- Phạm vi nghiên cứu: Đập đất.
4. Phương pháp nghiên cứu
Để giải quyết mục tiêu trên, luận văn đưa ra phương pháp
nghiên cứu như sau:
- Điều tra, thu thập số liệu, tài liệu địa hình, địa chất thủy
văn, lịch sử của đập đất và hiện trạng của công trình.
- Sử dụng mô hình số Flaxis của Hà Lan để phân tích ổn định
dưới tác dụng của dòng thấm.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn:
Việc đánh giá hiện trạng và đề xuất giải pháp nâng cao ổn định
phân đập đất hồ Diên Trường, Tỉnh Quảng Ngãi có ý nghĩa thực tiễn
trong quản lý an toàn đập. Kết quả của đề tài là cơ sở có tính khoa
học để các đơn vị chức năng đề xuất phương án nhằm đảm bảo ổn
định cho đập.
6. Cấu trúc luận văn:
Cấu trúc luận văn gồm phần mở đầu, 03 chương và phần kết
luận, kiến nghị.


5
Chương 1 - TỔNG QUAN VỀ ĐẬP ĐẤT CỦA HỒ CHỨA NƯỚC
1.1. Lý thuyết về thấm
Thấm là sự chuyển động của chất lỏng (nước, dầu, hơi
nước…) trong đất, trong đá nứt nẻ hoặc trong môi trường (rỗng, xốp)
nói chung của đất được diễn ra dưới tác dụng của lực trọng trường

khi có sự chênh lệch cột nước giữa các điểm khác nhau trong môi
trường xốp.
1.1.1. Sự ảnh hưởng của các loại đất đắp đập đến dòng thấm
1.1.2. Tác hại của dòng thấm
1.1.3. Phân loại dòng thấm
a) Dòng thấm ổn định và không ổn định
b) Dòng thấm có áp và thấm không áp
c) Dòng thấm phẳng và thấm không gian
d) Hiện tượng mao dẫn trong thấm không áp
1.2. Lý thuyết ổn định
1.2.1. Đặt vấn đề
1.2.2. Điều kiện làm việc của đập đất
a) Làm việc bình thường
b) Làm việc không bình thường
1.2.3. Các trường hợp tính toán ổn định mái đập
1.2.4. Đánh giá ổn định mái dốc đập
1.3. Tổng quan về đập đất trên thế giới
1.4. Tổng quan về đập đất ở Việt Nam
1.4.1. Tình hình chung


6
Việt Nam có điều kiện địa hình, địa chất, sông ngòi thuận lợi
nên việc xây dựng các hồ chứa, được phát triển mạnh. Nhiều năm
qua Nhà nước và nhân dân đã đầu tư nhiều tiền của, công sức để xây
dựng hồ chứa. Tính đến tháng 10/2016, trong cả nước xây dựng
khoảng 6.886 hồ chứa nước trong đó có 6.648 hồ chứa thủy lợi
(chiếm 96,5%) và 238 hồ chứa thủy điện (chiếm 3,5%) với tổng dung
tích khoảng 63 tỷ m3 nước, bảo đảm tưới cho 803.180 ha đất canh
tác. Các hồ lớn được xây dựng như hồ Hòa Bình, Thác Bà, Núi Cốc,

Cấm Sơn, Cửa Đạt, Kẻ Gỗ, Phú Ninh, Dầu Tiếng…, đã mang lại hiệu
ích to lớn.
1.4.1. Một số nhận xét, đánh giá
1.5. Những khả năng mất an toàn đập đất
1.5.1. Điều kiện làm việc của đập đất
1.5.2. Nước tràn qua đỉnh đập
1.5.3. Sạt trượt thiết bị bảo vệ mái đập thượng lưu
1.5.4. Thấm vượt quá giới hạn, sủi nước ở nền đập
1.5.5. Thấm vượt giới hạn, sủi nước ở vai đập
1.5.6. Thấm vượt giới hạn, sủi nước ở bên công trình
1.5.7. Thấm vượt giới hạn, sủi nước trong thân đập
1.5.8. Nứt ngang đập
1.5.9. Nứt dọc đập
1.5.10. Nứt nẻ sâu mặt đập hoặc mái đập
1.5.11. Trượt sâu mái đập thượng lưu
1.5.12. Trượt sâu mái đập hạ lưu
1.5.13. Hư hỏng do mối gây ra


7
1.6. Phân loại sự cố và phân tích nguyên nhân gây ra sự cố đập
đất
1.6.1. Phân loại sự cố
a) Theo phạm vi sự cố hư hỏng
b) Theo trạng thái kỹ thuật
c) Theo nguyên nhân gây ra sự cố
d) Phân theo mức độ làm việc (số liệu thống kê của Tổng cục
thủy lợi)
1.6.2. Phân tích nguyên nhân gây ra sự cố
a) Yếu tố tự nhiên

b) Yếu tố kinh tế - xã hội
c) Yếu tố khảo sát, quy hoạch và thiết kế
d) Yếu tố thi công
đ) Yếu tố sử dụng và quản lý
1.7. Điều kiện làm việc của hồ đập hiện nay và các hướng nghiên
cứu đảm bảo an toàn hồ đập
1.7.1. Điều kiện làm việc của hồ, đập hiện nay
1.7.2. Các hướng nghiên cứu để đảm bảo an toàn hồ đập
1.8. Những kết quả nghiên cứu về an toàn đập đất trong nước
Nhìn chung, các nghiên cứu có liên quan đến an toàn hồ chứa
ở nước ta có thể phân thành một số vấn đề chính sau đây:
- Nghiên cứu về lũ hồ chứa.
- Nghiên cứu về vận hành hồ chứa.
- Nghiên cứu tràn, tràn sự cố.


8
- Nghiên cứu kết cấu và đất đắp đập cho một số vùng đất có
tính chất đặc biệt (như co ngót, tan rã, trương nở,…).
- Nghiên cứu cơ sở khoa học và giải pháp kĩ thuật nhằm đảm
bảo an toàn các công trình xây dựng trong điều kiện thiên tai bất
thường miền Trung.
- Tổng kết rút kinh nghiệm từ các sự cố công trình thủy lợi ở
Việt Nam
1.9. Những kết quả nghiên cứu về an toàn đập đất trên thế giới
Trên thế giới, an toàn hồ chứa là một trong những vấn đề quan
trọng bậc nhất trong quá trình xây dựng và khai thác hồ chứa, các
nghiên cứu về an toàn được thực hiện trên nhiều phương diện, với
một số vấn đề chính là:
- Tiêu chuẩn phòng lũ và phương pháp tính lũ thiết kế;

- Nghiên cứu dự báo và cảnh báo lũ phục vụ vận hành hồ
chứa;
- Công trình đảm bảo an toàn (đập tràn sự cố,…).
1.10. Phần mềm tính toán ổn định
1.11. Tổng hợp chương 1
Thấm qua thân công trình là hiện tượng thường xuyên xảy ra ở
các công trình hồ chứa nước là đập đất, dẫn đến mất nước và ảnh
hưởng đến nguy cơ mất an toàn công trình. Hiện tượng này có khả
năng gây nên sự cố vỡ đập làm thiệt hại lớn về tính mạng con người
và an ninh kinh tế. Với nguy cơ tiềm ẩn đó, Biện pháp chống thấm


9
rất quan trọng trong việc đảm bảo hồ chứa làm việc ổn định. Dựa trên
các biện pháp chống thấm truyền thống, ngày nay với sự phát triển
không ngừng của khoa học công nghệ và vật liệu mới chống thấm
cho đập đất. Chúng ta cần nghiên cứu, phân tích, so sánh từng biện
pháp chống thấm công trình để lựa chọn phương án đảm bảo yêu cầu
kỹ thuật và kinh tế nhất.


10
Chương 2 - LỊCH SỬ VÀ HIỆN TRẠNG THẤM CỦA ĐẬP
ĐẤT HỒ CHỨA NƯỚC DIÊN TRƯỜNG, TỈNH QUẢNG NGÃI
2.1. Giới thiệu dự án hồ chứa nước Diên Trường
2.1.1. Vị trí địa lý
Hồ chứa Diên Trường nằm trong địa phận thôn Diên Trường, xã
Phổ Khánh, huyện Đức Phổ tỉnh Quảng Ngãi. Có toạ độ nằm từ
1440’ ÷ 1443’ vĩ độ Bắc và 10858’ ÷ 10902’ kinh độ Đông. Phía
Bắc giáp xã Phổ Cường, phía Nam giáp xã Phổ Khánh, phía Đông

giáp Biển và phía Tây giáp núi. Công trình cách đường quốc lộ 1A
khoảng 3 km, về phía Tây Nam.
2.1.2. Địa hình, sông suối
2.1.3. Đặc điểm khí hậu
2.1.4. Đặc điểm thuỷ văn
2.2. Lịch sử mất ổn định của công trình
Hồ chứa Diên Trường là một hồ chứa nước nhỏ phục vụ tưới,
có diện tích lưu vực hứng nước là 22,2 km2, trên sông Dân thuộc thôn
Diên Trường, xã Phổ Khánh huyện Đức Phổ tỉnh Quảng Ngãi. Hồ
được xây dựng nhằm cung cấp nước tưới cho 200 ha diện tích đất
nông nghiệp của xã Phổ Khánh.
Do những nguyên nhân khách quan và chủ quan trong công tác
khảo sát, thiết kế và thi công; sau 7 năm vận hành và khai thác, hồ
chứa nước Diên Trường đã bộc lộ nhiều hạn chế và hiện tượng có xu
thế bất lợi:


11
- Đập đất bị thấm cục bộ tuy chưa xảy ra sự cố.
- Tràn xả lũ bị xói lở hạ lưu.
- Hệ thống kênh mương chưa hoàn chỉnh, chỉ tưới đủ 75 ha
lúa 3 vụ trong khi năng lực thiết kế công trình đầu mối (giai đoạn 1)
là 200 ha.
- Đường giao thông phục vụ quản lý công trình chưa có, cho
nên vào mùa mưa lũ không có đường xe ô tô vào ứng cứu công trình
khi có lũ vượt tần suất thiết kế.
Vì vậy, năm 2010, UBND tỉnh Quảng Ngãi đã bố trí kinh phí
giao cho Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn Quảng Ngãi làm
chủ đầu tư Dự án sửa chữa, nâng cấp hồ chứa nước Diên Trường để
đảm bảo an toàn hồ chứa, sau khi nâng cấp dung tích toàn bộ của hồ

sẽ tăng lên là 4,429 triệu mét khối, cung cấp nước tưới ổn định cho
500 ha đất canh tác nông nghiệp, 150 ha đất mặt nước cho nuôi trồng
thủy sản và cấp nước sinh hoạt cho 4.500 hộ dân xã Phổ Khánh.
Sau thời gian nâng cấp từ năm 2010 đến năm 2016, công
trình hoạt động ổn định, tích trữ nước đảm bảo tưới ổn định cho
500ha lúa và hoa màu của nhân dân xã Phổ Khánh, huyện Đức Phổ,
tỉnh Quảng Ngãi. Nhưng đến năm đầu năm 2017 công trình có hiện
tượng thấm lớn khu vực ở giữa thân đập đất (Mặc dù trong thiết kế
sữa chữa nâng cấp vào năm 2010 đã dùng giải pháp chống thấm cho
thân và nền đập đoạn lòng suối là khoan phụt dung dịch vữa xi măng
- bentonit với tổng chiều dài khoan phụt là 88,5m). Đặc biệt, hiện
tượng mất ổn định nhất của công trình hiện nay là xuất hiện vết nứt ở


12
thân đập đất phía gần tràn xã lũ, vị trí vết nứt nằm ở giữa mặt đập và
dọc theo chiều dài thân đập, vết nứt dài nhất có chiều dài L=30m,
chiều rộng vết nứt từ 1-3 cm và còn nhiều vết nứt cục bộ dài từ 2-4m.
Đối với hiện tượng thấm, đơn vị quản lý hồ cho biết khi hồ
tích nước từ cao trình 17.0 trở lên thì xảy ra hiện tượng thấm lớn ở
khu vực giữa đập đất, làm hỏng đống đá đổ thoát nước hạ lưu đập.
2.3. Hiện trạng công trình
2.3.1. Hồ chứa
- Hiện nay xuất hiện nhiều vết nứt ở thân đập đất phía gần tràn
xã lũ, vị trí vết nứt nằm ở giữa mặt đập và dọc theo chiều dài thân
đập, vết nứt dài nhất có chiều dài L=30m, chiều rộng vết nứt từ 1-3
cm và còn nhiều vết nứt cục bộ dài từ 2-4m.
- Xảy ra hiện tượng thấm khu vực ở giữa thân đập đất.
2.3.2. Đập đất
2.3.3. Tràn xả lũ

2.3.4. Cống lấy nước
2.3.5. Kênh và công trình trên kênh


13

Hình 2.1: Nứt dọc thân đập (ảnh chụp ngày 25/9/2018)

Hình 2.2: Thấm làm xói lở hạ lưu (ảnh chụp ngày 25/9/2018)
2.4. Tổng hợp chương 2
Đánh giá hiện trạng hồ chứa nước Diên Trường, Tỉnh Quảng
Ngãi là rất cấp bách và cần thiết hiện nay. Từ thực trạng này để
nghiên cứu tìm ra được những nguyên nhân gây ra nứt và thấm trong
thân đập đất, từ đó đề xuất các giải pháp kỹ thuật tối ưu nhất để xử lý
chống thấm và ổn định an toàn lâu dài cho công trình để phục vụ sản
xuất.


14
Chương 3 - PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH CỦA ĐẬP ĐẤT VÀ KIẾN
NGHỊ GIẢI PHÁP XỬ LÝ
3.1. Mô phỏng số với phần mềm Flaxis
* Các bước mô phỏng bằng phần mềm Flaxis
- Chọn mặt cắt tính toán (đập chính)
- Lập mô hình hình học;
- Gán các đặc trưng vật liệu;
- Gán các điều kiện biên;
- Tạo lưới phần tử;
- Xác định điều kiện ban đầu;
- Xác định các giai đoạn tính toán;

- Tính toán;
- Hiển thị kết quả phân tích.
3.2. Tính ổn định hiện trạng cho đập đất
3.2.1. Tài liệu tính toán
a) Mặt cắt tính toán
b) Tài liệu địa chất
c) Tài liệu mực nước
3.2.2. Các trường hợp tính toán
3.2.3. Phương pháp tính toán
3.2.4. Kết quả tính toán


15
Kết quả phân tích, tính toán được thể hiện tại hình 3.1, hình
3.2, hình 3.3 và hình 3.4.

Hình 3.1: Mô hình hình học

Hình 3.2: Phân tích thấm


16

Hình 3.3: Mặt trượt nguy hiểm

Hình 3.4: Hệ số ổn định K=1.085
* Nhận xét:
Kết tính toán trên cho thấy hệ số ổn định tính toán của mái hạ
lưu đập là
K = 1,085 < [K] =1,1 (Bảng 1.3, TCVN 8216:2009 [10]), Do

đó hiện trạng của đập là chưa đảm bảo ổn định.


17
Mặt khác, như trình bày ở phần hiện trạng trên hiện nay xuất
hiện vết nứt cục bộ trên mặt đập và thấm cục bộ mái hạ lưu, về hiện
tượng nứt dọc đập theo nhận định của đơn vị quản lý đập cũng như
tác giả có thể nguyên nhân do nền đập bị lún. Tổng chiều dài của đập
đất là 345m, nhưng trong lần nâng cấp vào năm 2010 do nguồn vốn
bị cắt giảm nên chỉ khoang phụt dung dịch vữa xi măng - bentonit với
tổng chiều dài là 88,5m, phần còn lại chiều dài là 256,5m cần tiếp tục
có một giải pháp nhằm gia cố thêm nền bị yếu gây ra nứt dọc đập,
ngăn ngừa biến dạng thấm, nâng cao ổn định cho công trình.
3.3. Giải pháp xử lý nâng cao ổn định đập đất hồ Diên Trường
3.3.1. Giải pháp xử lý thấm cho hồ Diên Trường
a) Tổng quan các phương pháp chống thấm
b) Đề xuất phương pháp chống thấm cho đập đất hồ chứa
Diên Trường
Trong thiết kế sữa chữa nâng cấp đập đất hồ Diên Trường năm
2010 do nguồn vốn bị cắt giảm nên chỉ dùng biện pháp chống thấm
cho thân và nền đập đoạn lòng suối là biện pháp khoan phụt dung
dịch vữa xi măng - bentonit với tổng chiều dài khoan phụt là 88,5m,
phần còn lại chiều dài là 256,5m cần tiếp tục có một giải pháp chống
thấm. Như trình bày ở phần hiện trạng trên hiện nay xuất hiện vết
nứt cục bộ trên mặt đập và thấm cục bộ mái hạ lưu, về hiện tượng nứt
dọc đập theo nhận định của đơn vị quản lý đập cũng như tác giả có
thể nguyên nhân do nền đập bị lún. Căn cứ vào hiện trạng công trình,
các tài liệu thiết kế có liên quan địa chất nền, thân đập cũng như kết
quả tính toán, đồng thời nghiên cứu những phương án xử lý chống

18
thấm đang tác giả đã giới thiệu ở phần trên đang được sử dụng phổ
biến hiện nay. Xem xét chất lượng, khả năng chống thấm, ưu nhược
điểm của mỗi phương án chống thấm và lựa chọn phương án tối ưu,
thích hợp nhất để áp dụng cho công trình hồ chứa nước Diên Trường,
sao cho trong quá trình thi công xử lý chống thấm đòi hỏi không ảnh
hưởng đến môi trường nguồn nước và khả năng vận hành của đập.
Sau khi nghiên cứu, tác giả đề xuất phương án xử lý chống thấm
bằng cọc xi măng đất (phương pháp Jet - Grouting) để chống thấm
cho thân đập, nền đập.
3.3.2. Thiết kế phương án tạo tường chống thấm bằng Jetgrouting
3.3.3. Thiết kế thi công tạo tường chống thấm bằng Jetgrouting
3.4. Kiểm tra ổn định đập đất sau khi áp dụng phương pháp xử
lý thấm và nứt bằng Jet-grouting
3.4.1. Tài liệu tính toán
a) Mặt cắt tính toán
b) Tài liệu địa chất
c) Tài liệu mực nước
3.4.2. Các trường hợp tính toán
3.4.3. Phương pháp tính toán
3.4.4. Kết quả tính toán
Kết quả phân tích, tính toán được thể hiện tại hình 3.5, hình
3.6, hình 3.7 và hình 3.8.


19

Hình 3.5: Mô hình hình học.

Hình 3.6: Phân tích thấm


20

Hình 3.7: Mặt trượt nguy hiểm

Hình 3.8: Hệ số ổn định K=1.299


21
* Nhận xét:
Kết tính toán cho thấy hệ số ổn định tính toán của mái hạ lưu
đập khi chọn giải pháp chống thấm là K = 1,299 > [K]CP =1,1 (Bảng
1.3, TCVN 8216:2009 [10]). Vì vậy đập đảm bảo ổn định sau khi đề
xuất giải pháp nâng cấp.
3.5. Tổng hợp chương 3
Dựa trên các biện pháp chống thấm truyền thống, ngày nay với
sự phát triển không ngừng của khoa học công nghệ và vật liệu mới
chống thấm cho đập đất. Chúng ta cần nghiên cứu, phân tích, so sánh
từng biện pháp chống thấm cụ thể cho công trình để lựa chọn phương
án đảm bảo yêu cầu kỹ thuật và kinh tế nhất.
So với một số phương pháp chống thấm phổ biến hiện nay,
phương pháp tạo tường chống thấm bằng cọc xi măng đất sử dụng
công nghệ Jet-grouting có nhiều ưu việt về mặt kỹ thuật, thời gian và
đạt được hiệu quả kinh tế cao.
Phương án chọn cho đập đất hồ Diên Trường là bố trí 2 hàng
cọc Jet-grouting D60 tạo tường chống thấm có bề dày t = 80 cm. Sau
khi áp dụng biện pháp chống thấm này, đập đất hồ chứa nước Diên
Trường sẽ khắc phục được hiện tượng thấm, nứt đảm bảo ổn định

công trình.


22
PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Qua đánh giá hiện trạng công trình hồ chứa nước Diên Trường
Tỉnh Quảng Ngãi. Sau khi phân tích lựa chọn giải pháp nâng cao ổn định
và tính toán kiểm tra kỷ tính hợp lý của phương án chọn. Luận văn đưa
ra một số kết luận và kiến nghị sau.
1. Kết luận
- Công trình hồ chứa nước Diên Trường có vai trò quan trọng
trong việc đảm bảo cấp nước dân sinh và tưới ổn định cho 500ha lúa,
hoa màu của nhân dân xã Phổ Khánh, huyện Đức Phổ, tỉnh Quảng
Ngãi.
- Hiện trạng mất ổn định hiện nay là thấm qua thân đập đất
tại khu vực lòng suối; xuất hiện vết nứt ở thân đập đất phía gần tràn
xã lũ, vị trí vết nứt nằm ở giữa mặt đập và dọc theo chiều dài thân
đập, vết nứt dài nhất có chiều dài L=30m, chiều rộng vết nứt từ 1-3
cm và còn nhiều vết nứt cục bộ dài từ 2-4m.
- Dùng phần mềm Flaxis để xác định các hệ số ổn định của
đập theo các trường hợp khác nhau của hiện trạng đập đất và sau khi
đề xuất giải pháp xử lý.
- Phương án được chọn để xử lý ổn định (thấm, nứt) cho đập
đất của hồ chứa nước Diên Trường là bố trí 2 hàng cọc đất D60 (bằng
phương pháp jet-grouting) tạo tường chống thấm có bề dày t = 80
cm. Phương án này sẽ đảm bảo yêu cầu về kỹ thuật và kinh tế nhằm
nâng cao ổn định lâu dài cho đập đất.


23

2. Kiến nghị
Tác giả luận văn kiến nghị :
- Đề nghị đơn vị quản lý hồ là Trạm Quản lý thuỷ nông số 6 Đức Phổ thuộc Công ty TNHH một thành viên Khai thác công trình
Thuỷ lợi Quảng Ngãi thường xuyên theo dõi, quan trắc kỹ vết nứt
dọc đập khi hồ tích nước trong mùa mưa lũ để kịp thời xử lý sự cố
xãy ra.
- Chủ đập là Công ty TNHH một thành viên Khai thác công
trình Thuỷ lợi Quảng Ngãi có văn bản đề nghị UBND tỉnh Quảng
Ngãi ưu tiên bố trí nguồn kinh phí để sửa chữa nâng cao ổn định của
đập đất hồ chứa nước Diên Trường theo phương án tạo tường chống
thấm bằng công nghệ Jet - grouting.
- Phương pháp Jet - grouting mang lại nhiều hiệu quả cao. Để
nghị phương pháp chống thấm này sẽ đưa vào áp dụng vào triển khai
rộng rãi các công trình hồ đập, kênh, đê… trên địa bàn toàn tỉnh
Quảng Ngãi.
3. Hướng phát triển của đề tài
Hiện nay toàn tỉnh Quảng Ngãi có 123 hồ chứa với tổng dung
tích thiết kế trên 407 triệu m3, được phân bổ trên địa bàn 11/14 huyện
thành phố của Tỉnh. Qua kiểm tra, rà soát hiện có 38 hồ chứa nước bị
hư hỏng, xuống cấp nặng, mất ổn định cần được ưu tiên sửa chữa,
nâng cấp. Vì vậy, đánh giá hiện trạng và đề xuất giải pháp nâng cao ổn
định đập đất hồ chứa nước Diên Trường, Tỉnh Quảng Ngãi là đề tài
nghiên cứu có phạm vi sâu rộng, mang tính ứng dụng thực tế cao, hy
vọng sẽ được đưa vào áp dụng vào triển khai rộng rãi cho đập đất tại