Sử dụng số liệu quan trắc để đánh giá an toàn đập bê tông

LỜI CẢM ƠN
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành xây dựng cơng trình thủy với đề tài “Sử
dụng số liệu quan trắc để đánh giá an toàn đập bê tơng” là kết quả của q trình
cố gắng khơng ngừng của bản thân và được sự giúp đỡ, động viên khích lệ của các
thầy, bạn bè đồng nghiệp và người thân. Qua trang viết này tác giả xin gửi lời cảm
ơn tới những người đã giúp đỡ tôi trong thời gian học tập - nghiên cứu khoa học
vừa qua.
Tôi xin tỏ lịng kính trọng và biết ơn sâu sắc đối với thầy giáo GS.TS Nguyễn
Chiến đã trực tiếp tận tình hướng dẫn cũng như cung cấp tài liệu thông tin khoa học
cần thiết cho luận văn này và các thầy tham gia giảng dạy Cao học trường Đại học
Thủy lợi đã truyền đạt cho tôi những tri thức khoa học quý giá.
Xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo trường Đại học Thủy lợi, khoa Cơng trình và
Bộ mơn Thủy cơng đã tạo điều kiện cho tơi hồn thành tốt cơng việc nghiên cứu
khoa học của mình.
Cuối cùng tơi xin chân thành cảm ơn đồng nghiệp – đơn vị công tác đã giúp đỡ
tơi trong q trình học tập và thực hiện Luận văn.
TÁC GIẢ

Vũ Thị Toán


BẢN CAM ĐOAN
Tên tơi là Vũ Thị Tốn, tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của
riêng tơi. Những nội dung và kết quả trình bày trong luận văn là trung thực và chưa
được ai công bố trong bất kỳ cơng trình khoa học nào.
TÁC GIẢ

Vũ Thị Tốn


MỤC LỤC

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ ĐẬP BÊ TÔNG VÀ CÔNG TÁC QUAN TRẮC ĐẬP .......... 4
1.1. TỔNG QUAN VỀ ĐẬP BÊ TƠNG TRỌNG LỰC ....................................................... 4

1.1.1. Tình hình xây dựng đập bê tơng trọng lực trên thế giới .............................4
1.1.2. Tình hình xây dựng đập bê tơng trọng lực ở Việt Nam...............................6
1.1.3. Các vấn đề mất an toàn của đập bê tông ở Việt Nam hiện nay ............... 10
1.2. TỔNG QUAN VỀ CƠNG TÁC QUAN TRẮC ĐẬP .................................................. 18

1.2.1. Tình hình lắp đặt thiết bị quan trắc ở các đập đã xây dựng .................... 18
1.2.2. Tình hình sử dụng số liệu quan trắc hiện nay ........................................... 19
1.3. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN VĂN ......................................................... 19
CHƯƠNG 2
CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VIỆC SỬ DỤNG SỐ LIỆU QUAN TRẮC ĐỂ ĐÁNH GIÁ
AN TỒN ĐẬP BÊ TƠNG ...............................................................................................20
2.1. CÁC QUY ĐỊNH VỀ LẮP ĐẶT HỆ THỐNG THIẾT BỊ QUAN TRẮC Ở ĐẬP BÊ
TÔNG .................................................................................................................................. 20

2.1.1. Thành phần khối lượng quan trắc.............................................................. 20
2.1.2. Quan trắc chuyển vị ..................................................................................... 20
2.1.3. Quan trắc thấm ............................................................................................ 23
2.1.4. Quan trắc nhiệt độ ....................................................................................... 24
2.1.5. Quan trắc ứng suất....................................................................................... 25
2.1.6. Bố trí thiết bị quan trắc áp lực mạch động của dịng chảy ...................... 28
2.1.7. Bố trí thiết bị quan trắc lực kéo cốt thép ................................................... 28
2.2. ĐÁNH GIÁ VỀ THẤM QUA ĐẬP VÀ NỀN ............................................................. 28

2.2.1. Thấm qua thân đập ...................................................................................... 28
2.2.2. Thấm qua nền đá dưới đáy cơng trình ....................................................... 29
2.2.3. Xử lý chống thấm ......................................................................................... 31

2.2.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến áp lực thấm và lưu lượng thấm qua đập trong
thực tế ...................................................................................................................... 33
2.3. ĐÁNH GIÁ VỀ ỔN ĐỊNH CỦA ĐẬP ........................................................................ 34


2.3.1. Ổn định của đập bê tông trọng lực theo tiêu chuẩn Việt Nam (14TCN 561988, QCVN 04-05 : 2012) ..................................................................................... 34
2.3.2. Ổn định của đập bê tông trọng lực theo tiêu chuẩn Mỹ ........................... 44
2.3.3. Những điểm khác nhau của hệ tiêu chuẩn Việt Nam và Mỹ ................... 51
2.3.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến ổn định của đập trong thực tế ....................... 52
2.4. ĐÁNH GIÁ VỀ ỨNG SUẤT – BIẾN DẠNG VÀ CHUYỂN VỊ CỦA ĐẬP ............. 52

2.4.1. Mục đích của việc tính tốn ứng suất trong thân đập bê tơng ................ 52
2.4.2. Các trường hợp tính tốn và phương pháp tính tốn ứng suất ............... 52
2.4.3. Đánh giá về biến dạng của đập ................................................................... 54
2.4.5. Đánh giá về chuyển vị của đập .................................................................... 54
2.6. KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 ............................................................................................. 54

CHƯƠNG 3
ỨNG DỤNG ĐÁNH GIÁ AN TOÀN ĐẬP CHO CƠNG TRÌNH THỦY ĐIỆN
SƠN LA .............................................................................................................................55
3.1. GIỚI THIỆU VỀ CƠNG TRÌNH THỦY ĐIỆN SƠN LA ........................................... 55

3.1.1. Vị trí cơng trình ............................................................................................ 55
3.1.2. Nhiệm vụ của cơng trình ............................................................................. 55
3.1.3. Cấp cơng trình .............................................................................................. 56
3.1.4. Một số nét khái qt về Dự án xây dựng cơng trình ................................ 56
3.2. THU THẬP CÁC SỐ LIỆU ĐO ĐẠC VÀ QUAN TRẮC ĐẬP TỪ KHI VẬN HÀNH
ĐẾN NAY............................................................................................................................ 59

3.2.1. Tổng quan về hệ thống quan trắc của đập thủy điện Sơn La .................. 59

3.2.2. Các số liệu đo đạc và quan trắc đập từ khi vận hành đến nay ................ 62
3.3. TÍNH TỐN KIỂM TRA ỔN ĐỊNH ĐẬP THEO HIỆN TRẠNG CƠNG TRÌNH
ỨNG VỚI TRƯỜNG HỢP MỰC NƯỚC HỒ Ở MNDBT, MNLTK, MNLKT ................ 71

3.3.1. Các số liệu đầu vào ....................................................................................... 71
3.3.2. Tính tốn theo tiêu chuẩn Việt Nam, Nga ................................................. 73
3.3.3. Tính tốn theo tiêu chuẩn Mỹ ..................................................................... 75
3.5. PHÂN TÍCH KẾT QUẢ TÍNH TỐN ........................................................................ 79

3.5.1. Kết quả tính tốn theo tiêu chuẩn Việt Nam ............................................. 79


3.5.2. Kết quả tính tốn theo tiêu chuẩn Mỹ........................................................ 79
3.6. ĐỀ XUẤT Ý KIẾN ĐỂ HỒN THIỆN QUY TRÌNH THIẾT KẾ, LẮP ĐẶT, ĐO
ĐẠC VÀ SỬ DỤNG SỐ LIỆU QUAN TRẮC ................................................................... 79
3.7. KẾT LUẬN CHƯƠNG III ........................................................................................... 80

KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ ............................................................................................. 81
I. KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC TRONG LUẬN VĂN .............................................................. 81
II. HẠN CHẾ, TỒN TẠI ..................................................................................................... 82
III. HƯỚNG TIẾP TỤC NGHIÊN CỨU ............................................................................ 82

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 83
Tiếng Việt .......................................................................................................................... 83
Tiếng Anh .......................................................................................................................... 83


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1-1. Một số đập bê tơng đầm lăn trên thế giới ...................................................5
Hình 1-2. Một số đập bê tông ở Việt Nam được xây dựng trước năm 1945 ..............7

Hình 1-3. Một số đập RCC đã được xây dựng............................................................9
Hình 1-4. Các vết nứt ở đập Thủy điện Sơn La ....................................................... 10
Hình 1-5. Rị rỉ nước ở đập Thủy điện Sơng Tranh 2, thủy điện Hố Hơ ................. 14
Hình 2-1. Mốc đo lún mặt (M.M) ............................................................................ 21
Hình 2-2. Mốc đo lún sâu (M.S) .............................................................................. 21
Hình 2-3. Mốc ngắm đo chuyển vị ngang (M.N)..................................................... 21
Hình 2-4. Thiết bị hầm đo chuyển vị ngang (Hn) .................................................... 22
Hình 2-5. Thiết bị đo khe hở (Kh) ........................................................................... 22
Hình 2-6. Áp kế đo áp lực nước thấm (AKT) .......................................................... 23
Hình 2-7. Nhiệt kế đo nhiệt độ của bê tơng (NKB) ................................................. 25
Hình 2-8. Sơ đồ bố trí cụm hai thiết bị đo ............................................................... 26
Hình 2-9. Sơ đồ bố trí cụm chín thiết bị đo ............................................................. 26
Hình 2-10. Sơ đồ bố trí cụm năm thiết bị đo ........................................................... 27
Hình 2-11. Sơ đồ bố trí thiết bị đo ứng suất trong nền đá........................................ 27
Hình 2-12. Sơ đồ bố trí các tuyến quan trắc nhiệt và ứng suất đập bê tơng trọng lực
trên nền đá ................................................................................................................ 27
Hình 2-13. Sơ đồ tính tốn áp lực thấm ................................................................... 30
Hình 2-14. Sơ đồ màn chống thấm và thoát nước dưới đập .................................... 33
Hình 2-15. Sơ đồ các lực tác dụng lên đập BTTL ................................................... 40
Hình 2-16. Vị trí của hợp lực trong các trường hợp ................................................ 47
Hình 2-17. Hình dạng mặt trượt gãy ........................................................................ 48
Hình 2-18. Sơ đồ tính ổn định .................................................................................. 48
Hình 2-19. Vị trí của hợp lực trong các trường hợp ................................................ 49
Hình 2-20. Sơ đồ áp lực đẩy ngược theo tiêu chuẩn Mỹ ......................................... 50
Hình 3-1. Vị trí cơng trình thủy điện Sơn La ........................................................... 55
Hình 3-2. Các mặt cắt quan trắc chính của đập Sơn La ........................................... 59
Hình 3-3. Mặt cắt quan trắc chính điển hình cho đập RCC Sơn La ........................ 61
Hình 3-4. Biến dạng ở khe nối J8/9 ......................................................................... 64
Hình 3-5. Thay đổi ứng suất mặt chịu áp đập .......................................................... 70
Hình 3-6. Mặt cắt tính tốn ...................................................................................... 73

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1-1. Thống kê số lượng đập RCC tại một số nước trên thế giới tính đến năm
2005 .............................................................................................................................6
Bảng 1-2. Một số đập bê tông lớn được xây dựng ở Việt Nam trước năm 1945 .......7
Bảng 1-3. Danh sách các đập bê tông trọng lực lớn đã và đang được xây dựng ở
Việt Nam cho đến năm 2013 .......................................................................................8
Bảng 2-1. Thành phần khối lượng quan trắc............................................................ 20
Bảng 2-2. Bảng tổng hợp các lực thành phần trong các trường hợp tính tốn ........ 37
Bảng 2-3. Cách xác định các trị số αm, αt................................................................. 42
Bảng 2-4. Hệ số động đất ......................................................................................... 43
Bảng 2-5. Các tổ hợp tải trọng theo tiêu chuẩn Mỹ ................................................. 46
Bảng 2-6. Hệ số an toàn theo tiêu chuẩn Mỹ .......................................................... 49
Bảng 2-7. Bảng gia tốc động đất theo tiêu chuẩn Mỹ .............................................. 51
Bảng 3-1: Các thơng số và chỉ tiêu chính của cơng trình ....................................... 57
Bảng 3-2. Dữ liệu các chu kỳ quan trắc chuyển vị .................................................. 65
Bảng 3-3. Chuyển vị mặt bằng các khoang chu kỳ 3 (MNTL = 214,5m) ............... 65
Bảng 3-4. Các số liệu lưu lượng trong hành lang đập.............................................. 67
Bảng 3-5. Số đo Piezometer ở nền đập .................................................................... 71
Bảng 3-6. Chỉ tiêu cơ lý của nền và tiếp xúc đập – nền ........................................... 72
Bảng 3-7. Chỉ tiêu cơ lý của bê tơng RCC thí nghiệm ............................................ 72


1
MỞ ĐẦU
I. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Thống kê cho thấy trên thế giới, trung bình cứ 100 đập thì có 1 đập bị sự cố,
ngay cả ở các nước tiên tiến. Ta có thể liệt kê ra một số sự cố vỡ đập điển hình trên

thế giới trong vịng 100 năm qua như: Sự cố vỡ đập Gleno (Italia) vào năm 1923
làm 356 người thiệt mạng. Sự cố vỡ đập Bản Kiều (Trung Quốc) năm 1975 đã trở
thành thảm họa đại hồng thủy lớn nhất trong lịch sử nhân loại khi có tới 175.000
người thiệt mạng và hơn 11 triệu người khác mất nhà cửa. Đập Kelly Barnes (Mỹ)
vỡ năm 1977 làm 39 người thiệt mạng và thiệt hại về tài sản lên đến 3,8 triệu USD.
Đập hồ Lawn (Mỹ) bị sập vào năm 1982 với lượng nước tràn ra lên đến 830.000 m3
làm thiệt hại kinh tế lên đến 31 triệu USD.

Đập Gleno với phần vỡ ở giữa vẫn còn đến

Khu vực thung lũng đập Kelly Barnes sau

ngày nay

khi bị sự cố

Thảm cảnh đập Bản Kiều sau khi bị lũ

Hình ảnh đập hồ Lawn 23 năm

phá vỡ

sau sự cố


2
Điều này chứng tỏ các cơng trình thủy lợi thủy điện luôn tiềm ẩn nguy cơ rủi
ro. Hiểu được điều này nên các quốc gia đều rất chú trọng qui trình quản lí an tồn
đập. Có nhiều tiêu chí để chọn địa điểm xây đập như tuyến, nền đập, khả năng tích
của bụng hồ chứa… Để đảm bảo an tồn, tiêu chí đầu tiên là nền đập tốt, có nghĩa là

khơng có đứt gãy đang hoạt động. Theo tổng kết 500 cơng trình bị hư hỏng của Hội
đập lớn thế giới (ICOLD), gần 70% vụ vỡ đập là do nền đập.
Mặt khác thế giới đặc biệt quan tâm đến an tồn đập vì khác với các cơng trình
hạ tầng khác, khi đập bị vỡ thì cả vùng rộng lớn ở hạ du bị tàn phá. Ở những nước
phát triển, khá nhiều đập lớn được xây dựng trên dưới 100 năm nay, đã hết "vòng
đời", đòi hỏi phải kiểm tra, xử lý an tồn đập kịp thời và nghiêm túc.
Cịn ở Việt Nam, tính đến nay có 5579 hồ chứa thuộc địa bàn của 45/64 tỉnh
thành, trong đó, có gần 100 hồ chứa nước lớn có dung tích trên 10 triệu m3, hơn 567
hồ có dung tích từ 1÷10 triệu m3, cịn lại là các hồ nhỏ. Tổng dung tích trữ nước của
các hồ là 35,8 tỷ m3, trong đó có 26 hồ chứa thủy điện lớn có dung tích là 27 tỷ m3
nước cịn lại là các hồ có nhiệm vụ tưới là chính với tổng dung tích là 8,8 tỷ m3
nước đảm bảo tưới cho 80 vạn ha. (Nguồn: Từ “Chương trình đảm bảo an tồn hồ
chứa nước của Bộ NN&PTNT”).
Các cơng trình hồ đập được đầu tư với các nguồn vốn khác nhau: ngân sách
nhà nước, các doanh nghiệp tư nhân, các nông trường, hợp tác xã, trong đó, nguồn
vốn từ ngân sách nhà nước là chủ yếu. Việc xây dựng nhiều hồ chứa đã góp phần
rất lớn vào phát triển sản xuất nông nghiệp, phát điện, chống lũ, cấp nước sinh hoạt
và bảo vệ môi trường. Tuy nhiên hồ chứa cũng gây ra các tác động tiêu cực đến môi
trường, xã hội. Những tồn tại trong thiết kế, thi công và quản lý hồ chứa cũng như
những biến đổi bất thường về khí hậu làm cho các tác động xấu này trầm trọng
thêm, đặc biệt có thể dẫn đến nguy cơ làm mất an toàn, làm vỡ đập và gây ra thảm
họa cho khu vực hạ du. Mối nguy tiềm ẩn này luôn hiện hữu ở các đập. Những tồn
tại này phần lớn nằm ở các hồ loại vừa và nhỏ, vì loại cơng trình này có tiêu chuẩn
thiết kế (về lũ cũng như an tồn cơng trình) thấp hơn, đặc biệt đối với các hồ đập
được xây dựng trong những năm 70, 80 của thế kỷ trước mà hầu hết đập dâng của


3
các hồ chứa này được xây dựng bằng vật liệu địa phương (đập đất, đá).
Nếu việc thiết kế, xây dựng và quản lý vận hành đập không tốt, không an toàn

để xảy ra các sự cố vỡ đập hoặc xả lũ lớn bất thường thì ngồi thiệt hại cho bản thân
cơng trình, phá hoại hoặc ngưng trệ sản xuất, cịn có thể gây ra tổn thất nặng nề về
sinh mạng, tài sản ở vùng hạ lưu đập, làm ách tắc giao thông gây thiệt hại to lớn cho
kinh tế, quốc phòng và an ninh của đất nước. Mức độ tác hại của sự cố phụ thuộc
vào quy mơ, vị trí cơng trình cũng như đặc điểm khu vực hạ du nhưng dù ở mức độ
nào thì tổn thất do sự cố vỡ đập gây ra sẽ là rất đáng kể về mặt kinh tế, chưa nói các
tổn thất về sinh mạng tài sản và làm đảo lộn môi trường sinh thái ở một khu vực
nhất định.
Vì vậy có thể nói vấn đề an tồn đập ln là một vấn đề cấp thiết được thế giới
và toàn xã hội quan tâm. Do đó trong đề tài này ta sẽ nghiên cứu việc sử dụng các
số liệu quan trắc để đánh giá mức độ an tồn của đập bê tơng.
II. Mục đích của đề tài
- Sử dụng các số liệu quan trắc để nghiên cứu đánh giá khả năng mất an toàn của
đập bê tông.
- Nghiên cứu đề xuất ý kiến để hồn thiện quy trình thiết kế, lắp đặt, sử dụng hệ
thống thiết bị quan trắc để thu thập số liệu và đánh giá an toàn đập.
III. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu:
- Thu thập thông tin và tổng hợp các tài liệu nghiên cứu đã có ở trong và ngồi nước
có liên quan đến đề tài này.
- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết, lựa chọn phương pháp tính tốn, mơ hình tính tốn và
phần mềm hợp lý để tính tốn.
IV. Kết quả đạt được:
- Tổng quan hiện trạng quan trắc đập bê tông
- Cơ sở lý thuyết đánh giá an toàn đập từ số liệu quan trắc
- Ứng dụng cho cơng trình thực tế là đập Sơn La, đã bước đầu đánh giá được khả
năng làm việc an toàn của đập dựa trên các kết quả quan trắc hiện có.


4
CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ ĐẬP BÊ TÔNG VÀ CÔNG TÁC QUAN TRẮC ĐẬP
1.1. TỔNG QUAN VỀ ĐẬP BÊ TÔNG TRỌNG LỰC

1.1.1. Tình hình xây dựng đập bê tơng trọng lực trên thế giới
Đập bê tông trọng lực là loại đập có khối lượng bê tơng lớn và được duy trì ổn
định nhờ trọng lượng bản thân đập. Loại đập này có ưu điểm là kết cấu và phương
pháp thi cơng đơn giản, độ ổn định cao có thể dùng để tràn nước hoặc khơng tràn
nước, độ an tồn xả lũ cao. Vì vậy nó sớm được sử dụng trên tồn thế giới.
Đập bê tơng trọng lực có từ 100 năm sau công nguyên ở Ponte di San Mauro.
Đập đầu tiên cao 15m được xây dựng khi chưa có cơ sở lý luận. Từ năm 853 việc
thiết kế và xây dựng đập bê tơng trọng lực đã bắt đầu có cơ sở lý luận dựa trên hai
chuẩn: cường độ và ổn định trượt. Từ năm 70 - 80 của thế kỷ XX đập bê tông trọng
lực bắt đầu phát triển mạnh, cứ vài ba ngày lại có một đập mới được xây dựng.
Theo con số thống kê của hội đập cao thế giới (ICOLD), tính đến năm 2000,
đập bê tơng trọng lực chiếm khoảng 12% trong tổng số các loại đập đã được xây
dựng trên thế giới, với đập cao trên 100m, đập bê tông trọng lực chiếm khoảng 30%.
Và Trung Quốc hiện đang đứng đầu thế giới về số lượng đập được xây dựng.
Ngoài những ưu điểm nêu trên, đập bê tơng trọng lực cũng có những nhược
đến giá thành cao so với các kiểu đập khác. Sử dụng không hết khả năng chịu lực
của vật liệu bê tông, đặc biệt là ở các đập không cao lắm (H<100m). Do tồn đập là
bê tơng khối lớn nên dễ sinh ra ứng suất nhiệt trong thân đập và các biến dạng nhiệt.
Từ những nhược điểm này, đặt ra sự cần thiết phải tìm ra các biện pháp cải tiến đập
bê tơng trọng lực khối lớn. Năm 1970, J.M.Rapher người Mỹ giới thiệu về “Đập
trọng lực tối ưu” lần đầu tiên đã đề ra phương pháp dùng máy đầm nén và vận
chuyển cơ giới của đập đất đá, dùng vật liệu cấp phối hạt thô tự nhiên trộn với xi
măng đầm nén tạo thành thân đập, cường độ kháng cắt của nó tăng lên nhiều so với
đập đất đá làm cho mặt cắt ngang thân đập giảm nhỏ đi, đồng thời so với đập bê
tơng trọng lực truyền thống có thể rút ngắn thời gian thi cơng, giảm giá thành cơng
trình. Đến năm 1972, ơng tiếp tục cơng bố kết quả thí nghiệm dùng xe ô tô tự đổ, rải

5
bằng máy gạt, và dùng đầm rung đầm nén bê tơng, hình thành khái niệm sơ bộ của
đập bê tơng đầm lăn (Roller Compacted Concrete - RCC). Đập bê tông đầm lăn là
đập làm bằng bê tông với công nghệ đầm lăn. Bê tông đầm lăn là loại bê tông sử
dụng các nguyên vật liệu như bê tông thường, nhưng khác với bê tông thường được
đầm chặt bằng thiết bị rung đưa vào trong lịng khối đổ, bê tơng đầm lăn được làm
chặt bằng thiết bị rung lèn từ mặt ngồi (lu rung). Những ưu điểm cơ bản nhất của
cơng nghệ này là: Sử dụng ít xi măng trong thành phần vữa bê tông, nên hạn chế
được lượng nhiệt tỏa ra trong q trình ngưng kết bê tơng, do đó cho phép tăng tốc
độ thi cơng đổ bê tơng. Ngồi ra việc đầm chặt bê tông được thực hiện bằng phương
pháp lăn ép trên mặt đổ rộng, khả năng cơ giới hóa cao, cho phép đẩy nhanh tốc độ
thi cơng, sớm đưa cơng trình vào vận hành khai thác. Cho tới nay, đập bê tông đầm
lăn được thi công xây dựng ở nhiều nước trên thế giới, ở nơi có nhiệt độ mơi trường
thấp cho đến nơi có nhiệt độ mơi trường cao và có thể trong cả những vùng thường
xun có mưa lớn.
Tính đến năm 2005, tồn thế giới đã xây dựng được trên dưới 300 đập RCC
với khối lượng tổng cộng khoảng trên 90 triệu m3 RCC. Hiện Trung Quốc là quốc
gia đang dẫn đầu về số lượng đập RCC, sau đó là Hoa Kỳ, Brazil và Tây Ban Nha.

Willow Creek – Đập RCC đầu tiên của Mỹ

Đập Longtan (Trung Quốc) – Đập RCC cao

(hoàn thành năm 1983)

nhất thế giới (216,5m)

Hình 1-1. Một số đập bê tơng đầm lăn trên thế giới

6
Bảng 1-1. Thống kê số lượng đập RCC tại một số nước trên thế giới tính đến
năm 2005

Tên nước

Số

Khối

đập đã

lượng

xây

RCC

dựng

(103m3)

Tỷ lệ
đập

Số đập
Tên nước

đã xây

dựng

(%)

Khối
lượng
RCC
(103m3)

Tỷ lệ
đập
(%)

Nam Mỹ

Châu Á
Trung Quốc

59

28 275

20,00

Nhật Bản

43

15 465

15,10

Thái Lan

3

5 248

Kyrgystan

1

Indonesia

1

Brazil

36

9 440

12,63

1,05

Chile

2

2 170

0,70

100

0,35

Colombia

2

2 974

0,70

528

0,35

Argentina

1

590

0,35

Châu Âu

Châu Phi

Tây Ban Nha

22

3164

7,72

Nam Phi

14

1 214

4,91

Pháp

6

234

2,10

Ma rốc

11

2 044

3,86

Hy Lạp

3

500

0,70

Algeria

2

2 760

0,7

Nga

1

1200

0,35

Angola

1

757

0,35

Ý

1

262

0,35

Eritrea

1

187

0,35

Bắc Mỹ

Châu Úc

Hoa Kỳ

37

5 081

12,98

Australia

9

596

3,15

Canada

2

622

0,70

Khác

17

7 534

5,96

1.1.2. Tình hình xây dựng đập bê tơng trọng lực ở Việt Nam
Thời kỳ trước những năm 30 của thế kỷ 20, ở nước ta đã xuất hiện một số đập

bê tông trọng lực nhưng mới chỉ là những đập thấp có chiều cao khoảng 5÷10m,
chưa có những đập lớn. Các đập có kết cấu đơn giản, thi cơng nhanh bằng thủ công,
kỹ thuật không phức tạp ngoại trừ đập Đồng Cam, tỉnh Phú Yên do đặc điểm của
sông Đà Rằng. Phần lớn công việc từ thiết kế, chỉ đạo thi công là do các kỹ sư
người Pháp thực hiện. Xi măng nhập từ châu Âu, cấp phối bê tông chủ yếu dựa vào


7
các kết quả nghiên cứu của nước ngồi, chưa có những giải pháp và công nghệ phù
hợp với Việt Nam.
Giai đoạn từ 1930 đến 1945 người Pháp tiếp tục xây dựng ở nước ta một số
đập bê tông trọng lực như đập dâng Đô Lương, Nghệ An làm nhiệm vụ cấp nước
tưới, đập Đáy ở Hà Tây có nhiệm vụ phân lũ, một số đập dâng nhỏ khác như đập
dâng An Trạch ở Quảng Nam, đập dâng Cẩm Ly ở Quảng Bình.
Bảng 1-2. Một số đập bê tơng lớn được xây dựng ở Việt Nam
trước năm 1945
TT

Tên

Địa điểm xây dựng

Năm xây dựng

1

Cầu Sơn

Sơng Thương-Bắc Giang

1902

2

Liễn Sơn

Sơng Phó Đáy

1914-1917

3

Bái Thượng

Sơng Chu-Thanh Hóa

1920

4

Thác Huống

Sơng Cầu-Thái Ngun

1922-1929

5

Đồng Cam

Sơng Đà Rằng-Phú n

1925-1929

6

Đơ Lương

Sơng Cả-Nghệ An

1934-1937

7

Đập Đáy

Sơng Đáy-Hà Tây

1934-1937

Hình ảnh đập Đồng Cam

Tồn cảnh đập Đáy

Hình 1-2. Một số đập bê tơng ở Việt Nam được xây dựng trước năm 1945
Giai đoạn từ năm 1945 đến 1975 đất nước có chiến tranh nên việc tập trung
đầu tư xây dựng các cơng trình thủy lợi bị hạn chế. Trong thời kỳ này chưa có đập
bê tơng trọng lực cao nhưng cũng đã xây dựng một số đập tràn thấp như đập tràn

8
thủy điện Thác Bà, đập tràn thủy điện Cấm Sơn, Đa Nhim...Kỹ thuật và cơng nghệ
xây dựng ở phía Bắc chủ yếu của Liên Xô (cũ) và của Trung Quốc, ở phía Nam là
của Nhật...
Từ năm 1975 đến nay nước ta bước vào sự nghiệp cơng nghiệp hóa – hiện đại
hóa nên các cơng trình thủy lợi thủy điện được xây dựng khắp cả nước, và đập bê
tông cũng trở nên khá phổ biến với quy mơ và hình thức ngày càng phong phú. Đầu
mối các cơng trình thủy lợi, thủy điện như: Pleikrong, Sê san 3 và Sê san 4, Bản Vẽ,
Thạch Nham, Tân Giang, Lịng Sơng...và đập tràn ở các đầu mối thủy điện Hịa
Bình, Tun Quang... là những đập bê tông với khối lượng hàng triệu m3 bê tông,
chiều cao đập từ 70-138m. Việt Nam đã và đang sử dụng thành công kỹ thuật và
công nghệ hiện đại để xây dựng các đập bê tông trọng lực có quy mơ cả về chiều
cao và khối lượng bê tông ngày một lớn hơn.
Một trong những kỹ thuật và công nghệ mới xây dựng đập Việt Nam đang áp
dụng thành cơng hiện nay là đập bê tơng đầm lăn.
Nhìn chung Việt Nam đến với công nghệ bê tông đầm lăn tương đối muộn so
với một số nước trên thế giới, nhưng trước sự phát triển nhanh chóng của nó và đặc
biệt tại nước láng giềng Trung Quốc- nước có đặc điểm tự nhiên gần tương tự như
Việt Nam, nên có rất nhiều dự án thủy lợi thủy điện lớn đã và đang chuẩn bị được
thi công với công nghệ này. Tới năm 2013 nước ta có một số đập bê tông trọng lực
lên tới 22 đập. Việt Nam trở thành nước được xếp hàng thứ 7 về tốc độ phát triển
đập bê tông trọng lực. Địa danh, quy mô các đập đã, đang và sẽ xây dựng ở nước ta
được thống kê ở bảng 1-3:
Bảng 1-3. Danh sách các đập bê tông trọng lực lớn đã và đang được xây dựng ở
Việt Nam cho đến năm 2013
Chiều cao
Địa điểm
(m)
XD
71

Kon Tum

2007

Cơng nghệ
XD
BT đầm lăn

Bình Định

2007

BT đầm lăn

83

Quảng Nam

2008

BT đầm lăn

80

Gia Lai

2008

BT đầm lăn

1

Tên
cơng trình
Pleikrong

2

Định Bình

54

3

A Vương

4

Sê san 4

STT

Năm hồn thành


9
5

Bắc Hà

100

Lào Cai

2008

BT đầm lăn

6

Bình Điền

70

Thừa Thiên-Huế

2008

BT đầm lăn

7

Hương Điền

75

Thừa Thiên-Huế

2008

BT đầm lăn

8

Đồng Nai 3

110

Đắc Nông

2010

BT đầm lăn

9

Đồng Nai 4

129

Đắc Nông

2011

BT đầm lăn

10

ĐakĐrinh

99

Quảng Ngãi

Đang xây dựng

BT đầm lăn

11

Nước Trong

70

Quảng Ngãi

Đang xây dựng

BT đầm lăn

12

Sơn La

138

Sơn La

2011

BT đầm lăn

13

Bản Chát

130

Lai Châu

2012

BT đầm lăn

15

Bản Vẽ

136

Nghệ An

2011

BT đầm lăn

16

Hủa Na

98

Nghệ An

2011

BT thường

17

Sông Bung 2

95

Quảng Ngãi

2010

BT đầm lăn

18

Sông Tranh 2

99

Quảng Ngãi

2010

BT đầm lăn

19

Sông Côn 2

50

Quảng Nam

2010

BT đầm lăn

20

Trung Sơn

88

Thanh Hóa

Đang xây dựng

BT đầm lăn

21

Huội Quảng

120

Sơn La

Đang xây dựng

BT thường

22

Lai Châu

137

Lai Châu

Đang xây dựng

BT đầm lăn

Thủy điện Bản Chát

Đập chính của nhà máy Thủy điện Sơn La

Hình 1-3. Một số đập RCC đã được xây dựng


10
1.1.3. Các vấn đề mất an toàn của đập bê tông ở Việt Nam hiện nay
Các vấn đề mất an tồn của đập bê tơng ở Việt Nam hiện nay có thể kể đến

đó là: Nứt thân đập, thấm qua thân và nền đập, rò rỉ nước qua các khe nối; lún,
nghiêng, phá hoại cục bộ do ứng suất kéo, mất ổn định gây động đất kích thích (đối
với đập cao). Ngồi ra cịn xảy ra hiện tượng sạt trượt mái bờ hai vai đập và cửa
nhận nước ở một số đập bê tông như: Sạt vai phải đập Thủy điện Bản Vẽ, vai trái
đập Thủy điện Bản Chát, sạt tại cửa nhận nước Thủy điện Hủa Na...
1.1.3.1. Nứt
a. Hiện tượng nứt ở đập bê tông

Vết nứt ở khoang 8 trong hành lang cao

Vết nứt trong khoang 8 ở cầu thang đệm,

trình 105,1m

cao trình 105,1m

Hình 1-4. Các vết nứt ở đập Thủy điện Sơn La
Vết nứt ở khối bê tông trong quá trình xây dựng đã được phát hiện ở một số
đập lớn như: Sơn La, Bản Chát, Bản Vẽ (các đập xây dựng theo công nghệ RCC) và
một số đập khác... Kết quả khảo sát cho thấy một số đặc điểm phân bố vết nứt như
sau:


11
- Phương của vết nứt: các vết nứt có phương thẳng đứng, kéo dài theo hướng song
song với trục đập (phổ biến nhất), hoặc hướng vng góc với trục đập (số lượng ít
hơn). Khơng có vết nứt theo mặt nằm ngang (song song với mặt đập)
- Chiều sâu vết nứt: thường khơng q 6m, tính từ bề mặt khối đổ bị phơi lộ.
- Chiều rộng vết nứt: thường nhỏ hơn 1mm
- Thời gian xuất hiện: ở các khối khác nhau, phát hiện thấy thời gian xuất hiện vết

nứt sau khi bóc lộ bề mặt khối đổ RCC là rất khác nhau, có thể từ 40 ngày đến 300
ngày. [8]
b. Nguyên nhân gây nứt
Có rất nhiều ý kiến phân tích ngun nhân hình thành các vết nứt ở khối
RCC và một số đập bê tông khác. Ý kiến chung nhất quy về tổ hợp của các nguyên
nhân khác nhau, trong đó quan trọng nhất là:
- Do chênh lệch nhiệt độ giữa phần bên trong khối đổ và phần trên mặt bị bóc
lộ, chịu ảnh hưởng của nhiệt độ mơi trường có khi xuống rất thấp, làm xuất hiện
ứng suất kéo vượt quá cường độ chịu kéo của bê tông khi chưa phát triển đầy đủ.
- Do bê tơng giảm thể tích trong q trình ngưng kết (hiện tượng co khơ). Vữa
bê tơng có tỷ lệ N/X càng cao thì mức độ co khô càng lớn. Tuy nhiên trong thực tế,
đối với vữa RCC thường khống chế tỷ lệ N/X nhỏ, do đó ảnh hưởng của co khơ chỉ
là thứ yếu.
- Do kích thước bề mặt khối quá lớn:
Kích thước bề mặt khối theo phương dọc trục đập được giới hạn bởi hai khe
co giãn và được xác định trong thiết kế thơng qua tính tốn phân tích ứng suất nhiệt
trong khối đập ở các thời kỳ khác nhau (thi công, khai thác). Khoảng cách này ở
đập bê tông trọng lực trên nền đá thường lấy khoảng L = (20-30)m tùy theo quy mô
và đặc điểm của từng đập. Nếu lấy L thiên lớn thì số khe co giãn sẽ ít nhưng khả
năng hình thành vết nứt ngang do chênh lệch nhiệt và do co khơ sẽ nhiều, cịn lấy L
thiên nhỏ thì ngược lại.
Kích thước bề mặt khối đổ theo phương ngang trục đập được giới hạn từ mặt
thượng lưu đến mặt hạ lưu, thay đổi tùy theo từng cao trình khối đổ. Với những đập


12
cao thì ở phần gần đáy có bề rộng khối là lớn và không thể phân nhỏ ra bằng các
khe thi cơng được, vì điều này trái với ngun lý cơng nghệ RCC.
Như vậy chỉ có thể điều chỉnh kích thước bề mặt khối thông qua khoảng cách
L giữa hai khe co giãn. Ở những đập xuất hiện nhiều vết nứt dọc đập thì khơng thể

lấy lý do là bề ngang đập quá lớn, mà phải xem xét từ các yếu tố khác như khoảng
cách L giữa hai khe co giãn (ngang), hàm lượng xi măng trong vữa RCC, tỷ lệ
N/X....
c. Ảnh hưởng của vết nứt đến an toàn đập và hướng xử lý
Vết nứt làm mất tính chỉnh thể của khối đập. Tuy nhiên về an tồn đập thì phải
xét đến các khía cạnh tác động khác nhau của khe nứt.
Về mặt thấm nước:
- Các vết nứt thông từ thượng lưu về hạ lưu sẽ làm cho đập bị rị nước ra hạ
lưu và điều này là khơng cho phép. Cần xử lý theo hướng bịt kín miệng nước từ
phía thượng lưu, khoan thốt nước ở phần sau đó và dẫn về hành lang tập trung
nước trong thân đập.
- Các vết nứt phương dọc chạm đến bờ và nền đập cũng khơng cho phép xảy
ra, vì khi đó nước thấm từ nền và bờ sẽ tập trung vào khe nứt, làm tăng áp lực đẩy
nổi và lực xô ngang về phía hạ lưu có thể làm đập mất ổn định (bị trượt). Cần phải
xử lý không cho miệng vết nứt tiếp xúc với nền và bờ, khoan thoát nước từ vết nứt
cho tập trung vào hành lang trong thân đập.
Về mặt gây trượt:
- Các vết nứt nằm ngang là nguy hiểm nhất vì làm giảm khả năng chống cắt
trên mặt ngang, tăng áp lực đẩy nổi, dẫn đến khả năng đập bị trượt theo mặt ngang
bị nứt. Vì vậy các vết nứt loại này là không được phép tồn tại. Ở các đập RCC đã
xây dựng thì khơng phát hiện thấy vết nứt loại này.
- Các vết nứt thẳng đứng theo phương từ thượng lưu về hạ lưu nếu được xử lý
kín nước tốt ở mặt thượng lưu và thốt nước ở phần sau đó thì có thể chấp nhận như
một khe co giãn thông thường.


13
- Các vết nứt thẳng đứng theo phương song song với trục đập nếu có bề rộng
nhỏ và được xử lý cách ly với nền và bờ cũng như khoan thốt nước tốt thì nói
chung là khơng ảnh hưởng đến ổn định trượt của đập.

Về mặt chịu lực của khối đập:
Các vết nứt làm mất đi tính tồn khối của đập nên sẽ có ảnh hưởng đến trạng
thái ứng suất-biến dạng của toàn đập. Tuy nhiên theo nguyên lý Xanh-Vơ năng, sự
thay đổi này chỉ đáng kể trong một phạm vi nhất định xung quanh vết nứt và không
tác động đến các điểm ở xa. Vì vậy, về mặt kết cấu có thể chấp nhận vết nứt trong
khối nếu thỏa mãn các điều kiện sau:
- Vết nứt có chiều rộng nhỏ để các thành phần ứng suất có thể truyền qua khe
nứt thơng qua các hịn cốt liệu đan cài giữa hai bờ khe.
- Vết nứt đã được xử lý cách nước và thoát nước như đã nêu ở trên.
- Vết nứt nằm trong vùng ứng suất nén của khối đập (theo kết quả phân tích
ứng suất biến dạng với đập toàn khối).
Trường hợp vết nứt nằm trong vùng ứng suất kéo hoặc vùng phá hoại do
động đất thì cần phải xử lý để đảm bảo tính chỉnh thể và khả năng chịu ứng suất kéo
của đập.
1.1.3.2. Thấm và rò rỉ nước
Theo thống kê, trên cả nước có 35 cơng trình thủy lợi thủy điện có đập cao từ
50m trở lên hoặc có ảnh hưởng nghiêm trọng tới hạ du khi có sự cố. Trong số 35
cơng trình có 20 cơng trình có đập chính bằng kết cấu bê tơng trọng lực (13 cơng
trình được thi cơng bằng cơng nghệ bê tơng đầm lăn – RCC, 7 cơng trình được thi
cơng bằng cơng nghệ bê tơng truyền thống – CVC).
Có 7/13 đập RCC khi bắt đầu tích nước phát hiện dòng thấm mạnh qua khe
nhiệt vào hành lang kiểm tra hoặc qua các mạch dừng thi công về mái hạ lưu. Trong
đó thấm trên 30l/s xảy ra ở 4 đập là đập cơng trình Thủy điện Bản Vẽ (60 l/s), Thủy
điện Sê San 4 (31 l/s), Thủy điện Đồng Nai 4 (32,5 l/s), Thủy điện Sơng Tranh 2
(75 l/s). Có 3 đập thấm từ 10 l/s đến 30 l/s là: Thủy điện Ka Năk (25 l/s), Thủy điện
Đồng Nai 3 (19,8 l/s), số còn lại thấm nhẹ (dưới 10 l/s) [Theo báo cáo “Thực trạng


14
an tồn đập và cơng tác quản lý an tồn đập trên cả nước” của Cục giám định nhà

nước về chất lượng cơng trình xây dựng –Bộ xây dựng (Tháng 1/2013)]
Các cơng trình này hiện nay đang được các Chủ đập tích cực xử lý chống thấm
bằng các biện pháp bơm keo Epoxy, Polime, quét sơn chống thấm thượng lưu...Các
giải pháp xử lý này bước đầu cho thấy đã có hiệu quả tốt. Sau khi xử lý, lưu lượng
thấm qua đập tại Thủy điện Sơng Tranh 2 cịn 3,23 l/s; Thủy điện Sê San 4 còn 18
l/s, Thủy điện Bản Vẽ còn 35 l/s, Thủy điện Đồng Nai 3 và Thủy điện Đồng Nai 4
lưu lượng thấm nhỏ hơn 20 l/s và cơ bản đã không thấm nước ra mái hạ lưu đập.

Rị rỉ nước ở đập Sơng Tranh 2

Điểm rỉ nước thấm ra mặt đập hạ lưu bờ
phải - thủy điện Hố Hơ

Hình 1-5. Rị rỉ nước ở đập Thủy điện Sông Tranh 2, thủy điện Hố Hô
1.1.3.3. Động đất kích thích (đối với đập cao)
a. Một số khái niệm về động đất kích thích
Động đất kích thích là hoạt động động đất liên quan đến các hoạt động của con
người làm thay đổi trường ứng suất và biến dạng tại khu vực có các hoạt động đó.
Những hoạt động này chủ yếu gắn với các cơng trình cơng nghệ năng lượng như
tích nước tại các hồ chứa, khai thác mỏ, bơm các chất lỏng với áp suất cao vào
trong lòng đất - liên quan đến việc tạo ra năng lượng địa nhiệt, sản xuất dầu, xử lý
chất thải, các hoạt động liên quan đến việc rút chất lỏng ra khỏi lịng đất như dầu,
khí đốt, nước và nổ ngầm dưới lịng đất.
Động đất kích thích xảy ra khi các điều kiện bên dưới bề mặt thay đổi theo
chiều hướng các ứng suất tác động lên bề mặt đạt đến ngưỡng tới hạn tạo ra các


15
dịch trượt. Trong động đất kích thích, tham số áp suất lỗ rỗng đóng vai trị rất quan
trọng. Các lý thuyết dự báo và thực nghiệm đã chứng minh rằng khi ứng suất trong

môi trường đá gần đạt đến ngưỡng tới hạn để tạo ra các phá hủy đứt gãy, chỉ một
chút thay đổi nhỏ của áp suất lỗ rỗng cũng có thể tạo ra động đất kích thích. Nhìn
chung, động đất kích thích có độ lớn và cấp chấn động nhỏ và không gây ra thiệt hại.
Tuy nhiên trong một vài trường hợp khi ứng suất đã được tích lũy đủ lớn hoặc áp
suất lỗ rỗng được nâng lên đủ cao trên một diện rộng của đứt gãy, động đất mạnh có
thể xảy ra.
b. Động đất kích thích hồ chứa ở Việt Nam
Động đất kích thích ở các khu vực hồ chứa, còn gọi là động đất hồ chứa, là
hiện tượng biến đổi, chủ yếu là tăng hoạt động động đất tại đó khi hồ chứa được
tích nước.
Thực tế cho thấy, thủy điện hay được xây dựng tại những nơi có liên quan với
các hoạt động kiến tạo khu vực. Chính vì vậy, xung quanh hồ chứa và lân cận
thường có các đứt gãy kiến tạo. Khi tích nước, khối nước khổng lồ đó sẽ làm tăng
áp suất lên bề mặt lòng hồ chứa dẫn tới việc lan truyền bề mặt các đứt gãy xung
quanh khu vực hồ chứa. Ngồi ra q trình thấm nước từ hồ chứa vào trong lòng đất,
bề mặt đứt gãy và đất đá xung quanh cũng làm tăng áp suất lỗ rỗng - hai sự biến
đổi này đóng vai trị chủ yếu trong việc kích hoạt sự dịch chuyển của đứt gãy và tạo
ra động đất. Thông thường hai sự biến đổi này cùng diễn ra đối với trường hợp tích
nước hồ chứa nên động đất kích thích do nguyên nhân này gây ra thường diễn ra
nhanh và mạnh hơn so với các nguyên nhân khác.
Thủy điện Hịa Bình
Ở Việt Nam, vấn đề động đất kích thích được đặt ra vào năm 1976 khi tiến
hành khảo sát thiết kế cơng trình thủy điện Hịa Bình (đập cao 125m, hồ chứa dung
tích 9 tỷ m3, mực nước dâng bình thường 115m, độ cao cột nước ở gần đập hơn
100m). Trong báo cáo khảo sát đánh giá độ nguy hiểm động đất vấn đề động đất
kích thích đã được đánh giá: Động đất địa phương lớn nhất ở khu vực cơng trình
Mmax = 5,2; có khả năng xảy ra trên đứt gãy Chợ Bờ, giới hạn phía nam hồ chứa.


16

Tác nhân làm phát sinh động đất ấy chính là sự tích nước hồ chứa đến cao trình
thiết kế. Tháng 12 năm 1978 hồ chứa được tích nước đến cao trình 86m. Đến tháng
4/1989 xảy ra một số động đất ở khu vực cơng trình, trong vùng đứt gãy Chợ Bờ,
gây chấn động cảm thấy ở khu vực cơng trình và lân cận thị xã Hịa Bình. Ngày
23/5/1989 xảy ra trận động đất độ lớn M = 4,9 gây chấn động cấp 6-7 (thang cấp độ
mạnh MSK-64) cho toàn khu vực thị xã và ngày 27/5/1989 xảy ra trận động đất độ
lớn M = 4,1. Sau đó, hoạt động địa chấn yếu dần và yên tĩnh trở lại vào tháng
9/1989. Từ tháng 1/1990, sau khi hồ chứa được tích nước đến cao trình 90m, lại bắt
đầu một chu kỳ mới tăng độ hoạt động địa chấn trong vùng hồ. Số lượng động đất
yếu nhiều hơn nhưng số lượng động đất Ms >1 thì ít hơn so với năm 1989. Về sau
trong mỗi chu kỳ tích nước hồ chứa, số lượng động đất yếu đều tăng lên sau 4-6
tháng bắt đầu chu kỳ, rồi lại giảm dần đến mức bình thường. Động đất yếu xảy ra
nhiều nhất vào những năm 1990, 1991. Vào đầu chu kỳ tích nước 1991, mực nước
đạt cao trình 115m, ngày 6/10/1991 ở Tạ Khoa, trên đứt gãy Mường La – Bắc Yên
đã xảy ra trận động đất 5,0 độ Richter, gây chấn động cấp 7. Có thể đó là trận động
đất chính trong chuỗi động đất kích thích ở vùng hồ Hịa Bình. Từ năm 1992 trở đi
số lượng động đất yếu bắt đầu giảm, mặc dù mực nước hồ đạt mức cao nhất. Sau
năm 1994 chế độ động đất trong vùng hồ gần như bình ổn, khơng cịn thấy hiện
tượng tăng giảm số lượng động đất yếu theo chu kỳ tích nước.
Những điều nói trên đưa đến suy nghĩ là việc tích nước và hoạt động hồ chứa
Hịa Bình chỉ gây biến động chế độ động đất trong khu vực hồ trong khoảng thời
gian 4-5 năm đầu tiên, sau đó chế độ động đất trở lại trạng thái ổn định, động đất
kích thích mạnh nhất khơng đạt tới ngưỡng động đất cực đại dự đốn.
Sau nghiên cứu này vấn đề động đất kích thích được xem xét cho tất cả các
cơng trình thủy điện lớn như Trị An, Yaly, Sơn La...Đã nghiên cứu điều kiện và khả
năng phát sinh động đất kích thích, dự báo địa điểm và độ lớn của động đất kích
thích có thể xảy ra. Năm 1993 đã tiến hành đề án quan sát động đất kích thích ở các
vùng hồ chứa lớn Hịa Bình, Trị An, Yaly. Kết quả quan sát 3 năm không cho thấy
sự biến động nào về hoạt động động đất ở cả 3 vùng hồ, và như vậy, những kết luận

17
của những nghiên cứu trước đó về động đất kích thích ở các vùng hồ đó gián tiếp
được chứng minh.
Thủy điện sông Tranh
Thủy điện sông Tranh nằm tại huyện Bắc Trà My, tỉnh Quảng Nam, là khu
vực có các đới đứt gãy kiến tạo lớn như Trà Bồng và Hưng Nhượng - Tà Vi cắt qua.
Đây là các đới đứt gãy có biểu hiện hoạt động trong giai đoạn hiện tại, có khả năng
phát sinh động đất cực đại với độ lớn (Magnitude) M = 5,5 gây ra chấn động
(Intensity) cấp 7 (Theo thang MSK-64) ở vùng chấn tâm. Những ghi chép trong lịch
sử và tài liệu quan trắc của mạng trạm địa chấn Việt Nam cho thấy trong thời gian
từ năm 1715 đến 2003 (Khi chưa có thủy điện Sông Tranh 2) tại khu vực Bắc Trà
My là lân cận đã xảy ra 8 trận động đất, chủ yếu là động đất nhỏ. Mạnh nhất trong
số này là trận động đất có độ lớn Ms = 4,8 xảy ra năm 1957 cách khu vực cơng trình
thủy điện Sơng Tranh 2 khoảng 100km về phía Đơng Nam.
Hồ thủy điện Sơng Tranh 2 có dung tích hồ chứa 730 triệu m3, diện tích mặt
hồ khoảng 36 km2, nơi sâu nhất trong lịng hồ xấp xỉ 91m và được tích nước từ
tháng 11/2010. Theo các bản tin động đất của Viện Vật lý địa cầu, tính từ thời điểm
bắt đầu tích nước tháng 3/2011 cho đến cuối tháng 12/2012, tại hồ chứa sơng Tranh
đã có 3 trận động đất với độ lớn lớn hơn 4 và 4 trận động đất có độ lớn lớn hơn 3.
Ngồi ra cịn có rất nhiều trận động đất có độ lớn nhỏ khơng cảm thấy. Hiện nay
hiện tượng đó vẫn đang tiếp diễn. Theo những thơng tin như vậy, có thể nói rằng
hiện tượng động đất xảy ra ở khu vực thủy điện sông Tranh 2 sau khi hồ chứa được
tích nước và hiện nay vẫn đang tiếp diễn là hiện tượng động đất kích thích xảy ra
dưới tác động của hồ chứa sông Tranh 2. Để biết được giai đoạn tiền chấn đã kết
thúc hay chưa, và như vậy, khả năng xảy ra động đất chính mạnh hơn những trận
động đất vừa xảy ra hay khơng và có độ lớn bao nhiêu thì vẫn cần phải theo dõi và
nghiên cứu thêm thì mới có thể đi đến kết luận chính xác. Tuy nhiên, trong thời gian
tới, dù động đất kích thích vẫn tiếp tục xảy ra, thậm chí có thể lớn hơn trước, thì
cũng khơng thể vượt ngưỡng động đất cực đại của khu vực đó.

18
1.2. TỔNG QUAN VỀ CƠNG TÁC QUAN TRẮC ĐẬP

1.2.1. Tình hình lắp đặt thiết bị quan trắc ở các đập đã xây dựng
Theo thống kê trong báo cáo “Thực trạng an tồn đập và cơng tác quản lý an
tồn đập trên cả nước” thì tình hình lắp đặt thiết bị quan trắc đối với các đập đã xây
dựng ở Việt Nam như sau:
1.2.1.1. Đối với các cơng trình thủy điện, thủy lợi có đập cao từ 50m trở lên hoặc có
ảnh hưởng nghiêm trọng tới hạ du khi có sự cố (35 cơng trình)
Hầu hết các cơng trình (33/35 cơng trình) đều có thiết kế lắp đặt thiết bị quan
trắc tại các hạng mục cơng trình đầu mối. Có 2 cơng trình chưa có bố trí đầy đủ
thiết bị quan trắc là: Cơng trình Thủy điện Suối Sập 1, Thủy điện Sơng Cơn 2.
Tại một số cơng trình, cơng tác lắp đặt thiết bị quan trắc chưa được quan tâm
đúng mức dẫn đến nhiều thiết bị quan trắc sau khi lắp đặt bị hư hỏng, gây ảnh
hưởng đến việc đánh giá sự làm việc của đập như tại cơng trình Thủy điện Tuyên
Quang, Thủy điện Sê San 4 (hỏng gần 15% số lượng thiết bị đã lắp đặt)...
Một số công trình mặc dù đã được đưa vào sử dụng nhưng thiết bị quan trắc
vẫn chưa được kết nối đồng bộ để thực hiện quan trắc tự động theo yêu cầu thiết kế
như đập Hồ chứa nước Cửa Đạt, hồ chứa nước Định Bình...
1.2.1.2. Đối với các cơng trình thủy điện có đập cao từ 15m đến 50m hoặc dung tích
hồ chứa trên 3 triệu m3
Trong số 56 hồ chứa có 22 hồ chứa được chủ đập thực hiện quan trắc theo
quy định, 33 đập hồ chứa chưa thực hiện quan trắc đập, 1 đập hồ chứa chưa lắp đặt
thiết bị quan trắc đập (Thủy điện Ayun Thượng 1A)
1.2.1.3. Đối với các cơng trình thủy lợi có đập cao từ 15m đến 50m hoặc dung tích
hồ chứa trên 3 triệu m3
Theo kết quả tổng hợp báo cáo về thực trạng 271/551 hồ thủy lợi tại các địa
phương: Quảng Bình, Ninh Bình, Ninh Thuận, Điện Biên, Thừa Thiên Huế, Sơn La,

Kon Tum, Quảng Ngãi... thì số cơng trình được tổ chức quan trắc đầy đủ chiếm tỷ lệ
nhỏ, chỉ có 30/271 cơng trình, khơng quan trắc đầy đủ là 119/271 cơng trình, khơng
có thiết bị quan trắc là 122/271 cơng trình.