Nghiên cứu hiện tượng sạt lở trên đường hồ chí minh khu vực đèo lò xo tỉnh kontum và đề xuất các giải pháp phòng chống

Đại học Quốc gia Tp. Hồ Chí Minh
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

ĐOÀN NGỌC TOẢN

NGHIÊN CỨU HIỆN TƯNG SẠT LỞ TRÊN ĐƯỜNG
HỒ CHÍ MINH KHU VỰC ĐÈO LÒ XO-TỈNH KONTUM
VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP PHÒNG CHỐNG

Chuyên ngành: Địa kỹ thuật
Mã số ngành: 60.44.68

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. Hồ Chí Minh, tháng 10 naêm 2005


ii

CHƯƠNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học : TS. Đậu Văn Ngọ
(Ghi rõ họ tên, học hàm, học vị và chữ ký)

Cán bộ chấm nhận xét 1: TS. Đặng Hữu Diệp
(Ghi rõ họ tên, học hàm, học vị và chữ ký)

Cán bộ chấm nhận xét 2: TS. Châu Ngọc Ẩn
(Ghi rõ họ tên, học hàm, học vị và chữ ký)

Luận văn thạc só được bảo vệ tại HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN
THẠC SĨ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày 26 tháng 11 năm 2005.


iii

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC

Tp. Hồ Chí Minh, ngày .....tháng ..... năm 2005

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên học viên: Đoàn Ngọc Toản
Ngày, tháng, năm sinh: 04/4/1958
Chuyên ngành: Địa kỹ thuật

Phái nam
Nơi sinh: An Giang
MSHV: 01603377

I. TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu hiện tượng sạt lở trên đường Hồ Chí Minh khu
vực đèo Lò Xo-tỉnh Kon Tum và đề xuất các giải pháp phòng chống.
II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG
- Nghiên cứu, tổng hợp điều kiện tự nhiên, địa chất, địa mạo, địa chất thuỷ văn,
địa chất công trình của khu vực đèo Lò Xo.

- Phân tích làm sáng tỏ các nguyên nhân cơ bản gây mất ổn định sườn dốc.
- Xác định những vị trí sạt lở điển hình với những điều kiện, tính chất nhằm cung
cấp dữ liệu đầu vào cho mô hình; sơ đồ hóa những vị trí này.
- Sử dụng phần mềm GEOSLOPE để xây dựng mô hình đánh giá tính ổn định của
sườn ở những vị trí lựa chọn và dự báo tính ổn định của chúng khi thay đổi các
điều kiện tự nhiên.
- Đề xuất những giải pháp phòng chống hiện tượng sạt lở nhằm duy trì sự hoạt
động lâu dài của con đường.
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ (ngày ký quyết định giao đề tài): 20/01/2005.
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VU:Ï 30/10/2005
V. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (ghi đầy đủ học hàm, học vị): Tiến só
Đậu Văn Ngọ.
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NGHIỆM NGÀNH

BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH

Nội dung và đề cương luận văn thạc só đã được Hội đồng Chuyên Ngành thông
qua.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2005
PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH
KHOA QUẢN LÝ NGÀNH


iv

LỜI CẢM ƠN
Với sự kính trọng và lòng biết ơn sâu sắc, tôi muốn dâng lên hương hồn
cha mẹ tôi kết quả học tập mà tôi đạt được hôm nay.
Xin gửi lời cảm ơn chân thành đến TS. Đậu Văn Ngọ, người đã tận tình
chỉ dạy và hướng dẫn tôi hoàn thành luận văn cao học. Chân thành cảm ơn các

cán bộ giảng dạy lớp CH. ĐKT K14 - Khoa Địa Chất & Dầu Khí đã hết lòng
truyền đạt những bài học quý giá, giúp tôi hoàn thiện những kiến thức trong
chuyên môn.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn đến Lãnh đạo Liên Đoàn ĐCTV-ĐCCT
miền Nam, Phòng Kỹ thuật đã tạo điều kiện thuận lợi nhất về mọi mặt để tôi
theo đuổi lớp cao học và hoàn thành luận văn này.
Xin chân thành cảm ơn!


v

Tóm tắt luận văn thạc só
Đường Hồ Chí Minh là quốc lộ quan trọng thứ hai của nước ta, bước đầu
đã phát huy vai trò và ý nghóa chiến lược về chính trị và kinh tế. Tuy nhiên,
tuyến đường này đã và đang chịu nhiều thiệt hại do hiện tượng trượt lở trên sườn
dốc, nhất là về mùa mưa. Để tiếp cận với vấn đề này, luận văn đặt ra nhiệm vụ
nghiên cứu các điều kiện tự nhiên có ảnh hưởng đến tính ổn định của sườn dốc
và là nguyên nhân, động lực gây trượt; sơ đồ hóa và mô hình hóa bằng phần
mềm GEOSLOPE các vị trí trượt điển hình để đánh giá tính ổn định của các mái
dốc có điều kiện tương tự, cũng như dự báo tính ổn định của các mái dốc này khi
thay đổi các điều kiện tự nhiên. Luận văn giới hạn diện tích nghiên cứu nằm ở
phía bắc huyện lỵ Đak Glei thuộc tỉnh Kon Tum giáp với tỉnh Quảng Nam, giới
hạn từ Km 334+245 (cầu Đak Chè) đến Km 360+850 (cầu Đak Ven), dài khoảng
26km.
Ngoài phần mở đầu và kết luận, luận văn được chia ra làm 6 chương, dài
106 trang bao gồm 4 bảng, 34 hình, ảnh chụp minh họa. Phần phụ lục bao gồm 1
bản vẽ khổ A3, 5 mặt cắt địa chất đại diện tại các vị trí nghiên cứu. Sau khi mô
tả tổng quan các điều kiện tự nhiên của khu vực nghiên cứu trong chương I,
chương II được dành để nêu tổng quan về hiện tượng trượt. Chương III tậâp trung
mô tả các động lực và nguyên nhân gây mất ổn định sườn dốc trên đoạn đường

nghiên cứu. Chương IV dành cho việc xây dựng mô hình tính toán ổn định mái
dốc, bao gồm lý thuyết cân bằng giới hạn tổng quát, sơ đồ hóa các điểm nghiên
cứu, lập mô hình và minh giải kết quả mô hình cho các điểm điển hình. Chương
V sử dụng các mô hình đã lập để dự báo tính ổn định của các kiểu mái dốc bằng
cách thay đổi các điều kiện tự nhiên. Cuối cùng, chương VI dành để kiến nghị
các giải pháp phòng chống để duy trì sự ổn định của các kiểu mái dốc.


vi

Abstract
The Hochiminh road is the second important National road, and
preliminary has proved its strategic politic and economic role and significance.
However, the road has suffered from damages due to landslides, especially in
rainy seasons. In order to approach this problem, the thesis put forward its tasks to
study natural conditions that affect stability of slopes and are causes and driving
force of the phenomenon; to schematize and model typical landslides by
GEOSLOPE for the purpose of evaluation of stability of slopes having similar
conditions, as well as to predict their stability while changing natural conditions.
The thesis restricted its study area to the North of Dak Glei town (Kon Tum
Province, bordering with Quang Nam Province), from Km 334+245 (Dak Che
bridge) to Km 360+850 (Dak Ven bridge), about 26km long.
Besides introduction and conclusion, the thesis consists of 6 chapters,
including 106 pages, 4 tables, 34 pictures. The appendices includes 1 drawing (A3
format), 5 representative cross sections at study sites. After describing natural
conditions in chapter I, the thesis reserved chapter II for over viewing landslide
phenomenon. Chapter III concentrated on causes and driving forces for
landslides, restricted in study area. Chapter IV was reserved for modeling slopes,
that includes theory of general limit equilibrium, schematization of study sites,
modeling and explanation for results of modeling of typical sites. Chapter V

concerns use of models for prediction of stability of slope types by alteration of
natural conditions. Finally, chapter VI deals with recommendations for preventing
landslides and maintaining stability of slope types.


vii

Tóm tắt lý lịch trích ngang
Họ và tên: Đoàn Ngọc Toản
Ngày tháng năm sinh: 04 tháng 4 năm 1958

Nơi sinh: An Giang

Địa chỉ liên lạc: Liên đoàn ĐCTV-ĐCCT miền Nam, số 59, đường 2,
phường Bình An, quận 2, TP. Hồ Chí Minh. Điện thoại: 5122906/090.8057050
QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Tốt nghiệp trường Đại học Bách khoa
Tashkent, Liên Xô (trước đây) khoá 1978-1983 ngành địa chất thuỷ văn-địa chất
công trình.
QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC:
- Từ năm 1984 đến 1993: làm việc ở Đoàn địa chất 801, Liên đoàn 8 Địa
chất thuỷ văn.
- Từ năm 1993 đến 1996: làm việc ở Phòng Kỹ thuật, Liên đoàn 8 Địa chất
thuỷ văn.
- Từ năm 1996 đến 1998: chủ nhiệm đề án điều tra địa chất đô thị Vónh
Long-Trà Vinh.
- Từ năm 1998 đến 2000: làm việc cho dự án Nghiên cứu nước dưới đất
đồng bằng sông Cửu Long (do Chính phủ Hà Lan tài trợ).
- Từ năm 1998 đến 2000: chuyên gia giám sát nước ngầm, dự án quản lý
môi trường TP. Hồ Chí Minh VIE/96/023.
- Từ năm 2000 đến nay: làm việc tại Liên đoàn Địa chất thuỷ văn-Địa chất

công trinh miền Nam.


1

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .......................................................................................................4
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU.................................12
I.1. Vị trí địa lý ...................................................................................12
I.2. Đặc điểm địa hình ........................................................................12
I.3. Đặc điểm khí hậu .........................................................................13
I.4. Đặc điểm thủy văn và địa chất thủy văn ......................................14
I.5. Đặc điểm địa chất và vỏ phong hóa .............................................18
I.5.1. Đặc điểm địa chất ....................................................................18
I.5.2. Vỏ phong hóa ...........................................................................24
CHƯƠNG II. TỔNG QUAN VỀ HIỆN TƯNG TRƯT TRÊN SƯỜN DỐC ........28
II.1. Những khái niệm chung ..............................................................28
II.2. Đặc điểm hình thái khu trượt ......................................................29
II.3. Cấu trúc khối trượt .....................................................................32
II.4. Nguyên nhân gây trượt................................................................34
II.5. Những điều kiện hỗ trợ sự thành tạo trượt ..................................36
II.6. Các phương pháp đánh giá ổn định trượt ...................................38
II.6.1. Mặt trượt nằm nghiêng...........................................................39
II.6.2. Mặt trượt cung trụ tròn ...........................................................43
II.6.3. Phương pháp Maxlov..............................................................44
II.7. Các giải pháp phòng, chống trượt ..............................................46
CHƯƠNG III. NGUYÊN NHÂN VÀ ĐỘNG LỰC GÂY MẤT ỔN ĐỊNH SƯỜN DỐC
ĐOẠN ĐƯỜNG ĐÈO LÒ XO .....................................................................................49

III.1. Khí hậu ......................................................................................49

III.2. Thực vật .....................................................................................49


2

III.3. Địa hình địa mạo .......................................................................50
III.4. Kiến tạo .....................................................................................50
III.5. Địa chất (đá gốc, vỏ phong hóa) ...............................................51
III.6. Thủy văn, địa chất thủy văn.......................................................53
III.7. Thiết kế mái ...............................................................................53
CHƯƠNG IV. XÂY DỰNG MÔ HÌNH TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH MÁI DỐC ..........54
IV.1. Cơ sở lý thuyết của phương pháp cân bằng giới hạn tổng quát .54
IV.1.1. Cơ sở của phương pháp .........................................................54
IV.1.2. Nội dung của phương pháp .................................................56
IV.1.3. Kết quả của phương pháp và kiểm tra kết quả ...................59
IV.2. Xây dựng mô hình ......................................................................60
IV.2.1. Sơ đồ hóa vị trí nghiên cứu, xác định giới hạn nghiên cứu 60
IV.2.2. Lựa chọn các mặt cắt điển hình .........................................61
IV.2.3. Xây dựng mô hình................................................................65
IV.3. Chạy mô hình............................................................................68
IV.4. Phân tích và minh giải kết quả cho từng mô hình.....................68
IV.4.1. Mô hình điểm khảo sát 31 ....................................................68
IV.4.2. Mô hình điểm khảo sát 3 ......................................................71
IV.4.3. Tính hệ số an toàn cho điểm khảo sát 18 ............................74
CHƯƠNG V. DỰ BÁO SỰ ỔN ĐỊNH CỦA CÁC KIỂU MÁI DỐC .....................76
V.1. Phương pháp dự báo ...................................................................76
V.2. Thay đổi tính chất của đới phong hóa .........................................76
V.3. Sự hiện diện của nước ngầm .......................................................77
V.4. Kết quả ........................................................................................78
CHƯƠNG VI. KIẾN NGHỊ CÁC GIẢI PHÁP PHÒNG CHỐNG ĐỂ DUY TRÌ SỰ

ỔN ĐỊNH CỦA CÁC KIỂU MÁI DỐC ..........................................................................85


3

VI.1. Phân loại các kiểu mái dốc .......................................................85
VI.1.1. Phân loại theo trạng thái của mái dốc .................................85
VI.1.2. Phân loại theo kiểu chuyển động.........................................86
VI.2. Giải pháp đề xuất cho từng kiểu mái dốc ..................................88
VI.2.1. Các giải pháp phòng ngừa ....................................................89
VI.2.2. Các giải pháp làm giảm lực gây trượt..................................92
VI.2.3. Các giải pháp làm tăng lực chống trượt .............................94
KẾT LUẬN.................................................................................................98
Tài liệu tham khảo......................................................................................102
Danh mục các hình......................................................................................104
Danh mục các bảng....................................................................................106
Danh mục các phụ lục................................................................................106


4

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Đường Hồ Chí Minh là quốc lộ quan trọng thứ hai của nước ta, có chiều
dài 3.167km từ điểm đầu là Cao Bằng đến điểm cuối là Cà Mau. Đường Hồ Chí
Minh sẽ tạo sự liên thông, điều chỉnh lại cơ cấu kinh tế, phân bổ lại dân cư; hình
thành trục dọc xuyên Việt thứ hai kết hợp với hệ thống đường ngang hiện có để
dần hoàn thiện mạng lưới giao thông Bắc-Nam; góp phần phục vụ các mục tiêu
an ninh và quốc phòng. Theo báo cáo của Chính phủ tại Kỳ họp Quốc hội lần thứ
6 khoá XI, tổng mức đầu tư dự kiến cho cả hai giai đoạn là 36.646 tỉ đồng. Giai

đoạn 1 của đường Hồ Chí Minh (từ Hoà Lạc đến Ngọc Hồi) đã hoàn thành và
đưa vào sử dụng, góp phần cải thiện điều kiện giao thông của nước ta. Tuy nhiên,
từ đó cũng phát sinh nhiều vấn đề về tai biến môi trường đe dọa sự hoạt động ổn
định của công trình. Một trong những vấn đề đó là hiện tượng sạt lở mái ta luy
gây biến dạng và phá huỷ nền đường. Đường Hồ Chí Minh đi qua địa hình núi
cao, phân cắt mạnh trên các thành tạo địa chất rất đa dạng về thành phần và tính
chất. Khí hậu cũng là một tác nhân quan trọng với lượng mưa rất lớn ( khoảng
2000mm/năm) nhưng phân bố không đều, chỉ tập trung vào mùa mưa. Theo báo
cáo tổng hợp của Ban Quản lý Dự án đường Hồ Chí Minh thuộc Bộ Giao thông
Vận tải thì có khoảng 1.539 điểm mất ổn định cần gia cố (chủ yếu là có nguy cơ
sạt, trượt lở) với chiều dài tương đương 130km. Hiện nay các điểm có nguy cơ
mất ổn định đã và đang được gia cố bằng nhiều biện pháp khác nhau như thay
đổi mái dốc, xây tường chống giữ, thoát nước mặt và nước ngầm, làm lớp phủ
nhân tạo, sinh học...


5

Để kiến nghị những giải pháp phù hợp với môi trường, khả thi, kinh tế
nhằm phòng chống hiện tượng sạt lở đường Hồ Chí Minh, cần nghiên cứu một
cách tương đối toàn diện và định lượng điều kiện địa chất, địa chất thuỷ văn, địa
chất động lực dọc theo con đường nhằm mô hình hóa những vị trí điển hình,
đánh giá định lượng sự ổn định của mái dốc bằng công cụ phần mềm chuyên
môn khi những tác nhân gây mất ổn định thay đổi. Kết quả nghiên cứu đầy đủ ở
những vị trí điển hình có thể suy rộng ra cho khu vực bằng phương pháp tương tự.
Trên cơ sở kết quả nghiên cứu đó, có thể kiến nghị những giải pháp nhằm khắc
phục hiện tượng sạt lở, duy trì sự hoạt động ổn định của con đường.
Hiện tượng sạt lở gây mất ổn định đường Hồ Chí Minh đã và đang diễn ra
cùng với những thiệt hại đang đe dọa tính kinh tế và hiệu quả của con đường
quan trọng này. Vì vậy, những mục tiêu nghiên cứu của đề tài là cấp thiết, góp

phần vào việc giảm thiểu thiệt hại khi có sự thay đổi môi trường địa chất.
Luận văn: “Nghiên cứu hiện tượng sạt lở trên đường Hồ Chí Minh khu
vực đèo Lò Xo - tỉnh Kon Tum và đề xuất các giải pháp phòng chống” là đề tài
chuyên ngành tiếp cận vấn đề nghiên cứu địa chất động lực nhờ vào sự trợ giúp
của phần mềm GEO-SLOPE và bước đầu nghiên cứu tìm giải pháp cải thiện môi
trường địa chất động lực công trình.
2. Mục đích và nhiệm vụ
a-Mục đích
-

Đánh giá điều kiện ổn định của đường Hồ Chí Minh khu vực đèo Lò

Xo ở những vị trí đặc trưng và xung yếu nhất.
-

Sử dụng kết quả đánh giá để dự báo cho những khu vực có những điều

kiện tự nhiên tương tự.


6

b-Nhiệm vụ
-

Nghiên cứu, tổng hợp điều kiện tự nhiên, địa chất, địa mạo, địa chất

thuỷ văn, địa chất công trình của khu vực đèo Lò Xo.
-

Phân tích làm sáng tỏ các nguyên nhân cơ bản gây mất ổn định sườn.

-

Xác định những vị trí sạt lở điển hình với những điều kiện, tính chất

nhằm cung cấp dữ liệu đầu vào cho mô hình; sơ đồ hóa những vị trí này.
-

Sử dụng phần mềm GEO-SLOPE để xây dựng mô hình đánh giá tính

ổn định của sườn ở những vị trí lưạ chọn và dự báo tính ổn định của chúng khi
thay đổi các điều kiện tự nhiên.
-

Đề xuất những giải pháp phòng chống hiện tượng sạt lở nhằm góp phần

duy trì sự hoạt động lâu dài của con đường.
3. Phạm vi và Đối tượng nghiên cứu
a- Phạm vi nghiên cứu
Sử dụng phần mềm GEO-SLOPE, module SLOPE/W để mô phỏng các
mái dốc cấu tạo bởi thành tạo bở rời là sản phẩm phong hóa triệt để nằm trên các
đá biến chất cổ.
Chọn vị trí và vùng nghiên cứu: vùng nghiên cứu được chọn là đường Hồ
Chí Minh khu vực đèo Lò Xo. Đây là đoạn đường mơiù vừa hoàn thành của giai
đoạn I và đưa vào hoạt động, nhưng đã và đang xuất hiện hiện tượng trượt trên
sườn dốc. Đoạn đường này khá tiêu biểu cho hiện tượng trượt của các thành tạo
là sản phẩm phong hóa trên đá cứng vì quá trình phong hóa biểu hiện ở nhiều
mức độ khác nhau, với bề dày đới phong hóa khác nhau và từ nhiều loại đá mẹ

7

khác nhau. Khu vực nghiên cứu nằm dọc theo đường Hồ Chí Minh về phía bắc
huyện lỵ Đak Glei thuộc tỉnh Kon Tum giáp với tỉnh Quảng Nam.
b- Đối tượng nghiên cứu
-

Các thành tạo đất đá dọc đường Hồ Chí Minh (đoạn đèo Lò Xo).

-

Nguyên nhân và cơ chế gây ra hiện tượng trượt trên sản phẩm phong

hóa của đá biến chất cổ.
4. Nội dung nghiên cứu
a) Tổng hợp các điều kiện địa hình, thảm thực vật, địa chất, địa mạo, kiến
tạo, địa chất công trình, địa chất thuỷ văn, địa chất động lực của khu vực nghiên
cứu.
b) Nghiên cứu các điều kiện tự nhiên và nhân tạo ảnh hưởng đến sự ổn
định của sườn dốc, phân tích nguyên nhân gây mất ổn định sườn.
c) Tổng hợp những điểm sạt lở đặc trưng.
d) Ứng dụng phần mềm GEO-SLOPE để đánh giá mức độ ổn định trượt
của sườn dốc, dự báo sự ổn định khi những tác nhân gây trượt thay đổi theo
những kịch bản cho trước.
e) Xây dựng và kiến nghị những phương án phòng chống trượt cho những
mái dốc có các kiểu trượt khác nhau.
5. Phương pháp nghiên cứu
a) Phương pháp truyền thống: thu thập tài liệu, phân tích tổng hợp dữ liệu
để đánh giá điều kiện địa chất và địa chất công trình toàn vùng.

b) Thu thập thực địa bổ sung: trên cơ sở nguồn tài liệu thu thập sẽ thực
hiện một số hành trình thực địa để thu thập dữ liệu và nghiên cứu bổ sung.


8

c) Thí nghiệm trong phòng xác định các tính chất cơ lý của đất.
d) Sơ đồ hóa điều kiện địa chất công trình cho từng vị trí điển hình.
e) Lập mô hình bằng phần mềm GEO-SLOPE do Canada sản xuất nhằm
mô phỏng môi trường địa chất công trình và giải các bài toán ổn định. Các kết
quả tính toán hệ số an toàn và bản vẽ các loại cũng sẽ được xuất ra từ mô hình
này.
f) Ứng dụng tin học: Tính toán xử lý dữ liệu sẽ sử dụng các phần mềm
chuyên dụng nhằm cung cấp dữ liệu đầu vào cho mô hình. Kết hợp sử dụng các
phần mềm của Microsolf Office như Excel, Notepad, ...với các phần mềm chuyên
dụng như Mapinfo 6.0, Surfer 7.0.
6. Những điểm mới của luận văn
-

Điều kiện địa chất, địa chất công trình được tổng hợp đánh giá chi tiết

và cụ thể cho đoạn đường khu vực đèo Lò Xo.
-

Đánh giá định lượng các yếu tố là nguyên nhân và động lực chủ yếu

gây hiện tượng trượt lở.
-

Sử dụng các phần mềm để mô hình hóa và tính toán ổn định của mái

-

Dự báo những khu vực, vị trí có nguy cơ sạt lở cao do thay đổi động lực

dốc.

gây trượt.
7. Cơ sở tài liệu
Luận văn sẽ được xây dựng trên cơ sở kết quả điều tra địa chất, địa chất
công trình, địa chất thủy văn trong khu vực và tài liệu khảo sát, thiết kế đường
Hồ Chí Minh:


9

-

Kết quả nghiên cứu của đề tài nghiên cứu khoa học cơ bản cấp Nhà

nước: ”Nghiên cứu các tai biến địa chất dọc đường Hồ Chí Minh khu vực Tây
Nguyên” do TS. Đậu Văn Ngọ chủ trì.
-

Báo cáo đo vẽ lập bản đồ địa chất và khoáng sản tỉ lệ: 1/200.000 tỉnh

Kon Tum do KS. Hồ Minh Thọ chủ biên.
-

Thiết kế đường Hồ Chí Minh do Ban Quản lý đường Hồ Chí Minh thực

hiện.
Ngoài ra, tùy yêu cầu nghiên cứu sẽ sử dụng thêm các dữ liệu và báo cáo
khác có liên quan.
8. Ý nghóa khoa học - thực tiễn của đề tài
Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin,
các nghiên cứu địa chất công trình có xu hướng chuyển dần sang lónh vực xây
dựng mô hình với sự xuất hiện nhiều phần mềm ứng dụng. Đây là một xu hướng
nghiên cứu không mới đối với nhiều nước trên thế giới nhưng là một lónh vực
nghiên cứu chưa được áp dụng rộng rãi ở Việt Nam.
Lập mô hình mái dốc để đánh giá mức độ ổn định của nó là dạng nghiên
cứu tổng hợp và sơ đồ hóa một mái dốc thực tế với độ dốc, cấu trúc địa chất và
tính chất cơ lý của đất đá, đặc tính thuỷ động của nước ngầm... Qua đó nghiên
cứu và tính toán sự ổn định của mái khi thay đổi các điều kiện theo những kịch
bản để mô phỏng sự thay đổi của những điều kiện này theo thời gian. Trong
tương lai chắc chắn hướng nghiên cứu này sẽ được phát triển mạnh mẽ ở Việt
Nam vì có được những lời giải tin cậy cho những bài toán địa chất động lực phức
tạp.
a- Ýù nghóa khoa hoïc


10

-

Độ ổn định của sườn dốc được tính toán sẽ có sức thuyết phục hơn

trước đây vì đã đánh giá định lượng đầy đủ các yếu tố nguyên nhân và tác động
gây trượt.
-

Trên cơ sở đánh giá toàn diện các nguyên nhân và động lực gây trượt

của những vị trí xung yếu, sẽ áp dụng phương pháp tương tự để đánh giá và dự
báo cho những vị trí khác trong vùng nghiên cứu.
-

Dự báo được sự ổn định của sườn dốc khi cho trước những kịch bản

khác nhau, mô phỏng sự thay đổi của các yếu tố tự nhiên theo thời gian.
-

Có thể áp dụng được hướng nghiên cứu này cho các vùng khác trên

tuyến đường Hồ Chí Minh có điều kiện địa chất, địa chất công trình tương tự.
b- Ýù nghóa thực tiễn
Việc đánh giá mức độ ổn định của mái dốc dựa trên kết quả lập mô hình
các kiểu mái dốc điển hình với những số liệu đầu vào thực tế sẽ góp phần giúp
cho việc quản lý khai thác tuyến đường (giới hạn trong khu vực nghiên cứu) hiệu
quả hơn. Việc thay đổi số liệu đầu vào theo những kịch bản giả định giúp cho
việc dự báo động thái của những sườn dốc có dấu hiệu mất ổn định cũng mang
tính định lượng hơn và có cơ sở khoa học hơn. Trên cơ sở nghiên cứu định lượng
mức độ ổn định của các sườn dốc, các giải pháp phòng chống sự mất ổn định
được đề nghị cũng sẽ thực tế và tiết kiệm hơn. Mô hình các sườn sẽ được thường
xuyên và dễ dàng cập nhật những thông tin và các nghiên cứu mới.
9. Cấu trúc của luận văn
Toàn bộ luận văn ngoài các phần mở đầu và kết luận được trình bày trong
6 chương, dày 106 trang khổ A4, có 4 bảng, 34 hình, ảnh chụp minh hoạ và danh
mục tài liệu tham khảo.

11

Luận văn được hoàn thành tại Khoa Địa chất và Dầu khí, trường Đại học
Bách khoa TP. Hồ Chí Minh, dưới sự hướng dẫn khoa học của thầy:
TS. Đậu Văn Ngọ
Trong quá trình hoàn thành luận văn tác giả đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt
tình của các thầy và đồng nghiệp trong Khoa Địa chất và Dầu khí, Trung tâm
Chuyển giao công nghệ và Thiết bị công nghiệp, Liên đoàn Địa chất thuỷ vănĐịa chất công trình miền Trung, Liên đoàn Địa chất thuỷ văn-Địa chất công trình
miền Nam, Viện Khoa học Thuỷ lợi miền Nam, Ban Quản lý Dự án đường Hồ
Chí Minh...Tác giả cũng nhận được sự giúp đỡ tận tình và những ý kiến đóng góp
quý báu của PGS.TS. Nguyễn Việt Kỳ, TS. Nguyễn Mạnh Thủy, TS. Tạ Đức
Thịnh, TS. Trần Thị Thanh, TS. Nguyễn Bá Hoằng, KS. Hồ Minh Thọ và nnk.
Nhân dịp này tác giả cũng bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến TS. Đậu Văn Ngọ,
người trực tiếp hướng dẫn khoa học và đến các cơ quan, các nhà khoa học, các
đồng nghiệp về sự giúp đỡ quý báu đó.
Đề tài nghiên cứu là một vấn đề lớn, khá mới mẻ và rất phức tạp nên luận
văn không tránh khỏi thiếu sót. Tác giả rất mong nhận được các nhận xét và góp
ý để luận văn được hoàn thiện hơn.
Xin chân thành cảm ơn.


12

CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU
I.1. Vị trí địa lý
Vùng nghiên cứu được chọn là đường Hồ Chí Minh khu vực đèo Lò Xo.
Đây là đoạn đường mơiù vừa hoàn thành của giai đoạn I và đưa vào hoạt động.
Đoạn đường này khá tiêu biểu cho hiện tượng trượt của các thành tạo là sản
phẩm phong hóa trên đá cứng vì quá trình phong hóa biểu hiện ở nhiều mức độ

khác nhau. Khu vực nghiên cứu nằm dọc theo đường Hồ Chí Minh về phía bắc
huyện lỵ Đak Glei thuộc tỉnh Kon Tum giáp với tỉnh Quảng Nam, giới hạn từ Km
334+245 (cầu Đak Chè) đến Km360+850 (cầu Đak Ven), dài khoảng 26km.
I.2. Đặc điểm địa hình
Địa hình là yếu tố có ảnh hưởng trực tiếp đến các hoạt động tai biến từ các
tác động ngoại sinh, ở đây là hiện tượng trượt trên sườn dốc. Khu vực nghiên cứu
có địa hình là khối núi vòm bị chia cắt khối tảng. Độ phân cắt sâu 5001000m/km2, sườn dốc 25÷30o, độ phân cắt ngang 0,5km/km2. Trên sườn phát triển
các khe rãnh xâm thực ngắn, hẹp và dốc [3]. Các vách sườn địa hình thường đang
ở trong giai đoạn bị phá huỷ để tạo thành các pediment. Quá trình bóc mòn xảy
ra theo cơ chế xâm thực sâu là chủ yếu vì vậy rất thuận lợi cho quá trình thành
tạo các cung trượt.
Xen kẽ với địa hình khối núi vòm là địa hình thung lũng bóc mòn tích tụ
mà đại diện trong vùng nghiên cứu là thung lũng sông Pô Kô. Hai bên sườn thung
lũng các dãy núi chạy song song theo phương kinh tuyến. Các dòng chảy nhỏ
thường vuông góc với thung lũng. Vật liệu trầm tích trong thung lũng thường là
hạt thô, nhiều đoạn chỉ là tích tuï coluvi.


13

I.3. Đặc điểm khí hậu
Khí hậu tỉnh Kon Tum nói chung và vùng nghiên cứu nói riêng mang đặc
trưng của khí hậu nhiệt đới gió mùa, có hai mùa rõ rệt trong một năm: mùa mưa
từ tháng 4 đến tháng 10, mùa khô từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau. Do nằm
trong khoảng vó độ từ 11 đến 15o Bắc, độ cao mặt trời trong năm lớn và ít thay
đổi nên khu vực nghiên cứu có khả năng tiếp nhận một lượng bức xạ dồi dào.
Lượng bức xạ tổng cộng đạt 120 – 140kcal/cm2.năm. Cán cân bức xạ trung bình
là 79 – 81kcal/cm2.năm. Chênh lệch giữa các tháng nhỏ (biên độ năm khoảng
7kcal/cm2), cực đại vào mùa xuân (tháng 3, 4) và cực tiểu vào mùa thu (tháng 9).
Cán cân bức xạ có giá trị lớn nhất vào mùa xuân- thời kỳ khô nhất trong năm,

nên hầu như toàn bộ lượng nhiệt do mặt trời cung cấp trong thời kỳ này được
dùng để đốt nóng mặt đất và lớp không khí bên trên nên mùa xuân cũng là mùa
nóng nhất trong năm [3].
Đặc trưng của khí hậu vùng nghiên cứu là chế độ nhiệt biến đổi ngày đêm
với biên độ lớn (trung bình 9÷11oC) vào mùa khô trong khi chênh lệch giữa các
mùa không lớn. Biên độ dao động nhiệt trung bình hàng năm 3÷5oC. Nhiệt độ
không khí trung bình thấp nhất vào tháng 1, nhỏ hơn 15oC. Nhiệt độ không khí
trung bình cao nhất vào tháng 6 là 28÷30oC. Đặc điểm nổi bậc nhất trong chế độ
nhiệt ở vùng nghiên cứu là sự hạ thấp của nền nhiệt độ do ảnh hưởng của độ cao.
Nhiệt độ không khí trung bình năm thay đổi từ 18 đến 24oC. Nhiệt độ mặt đất
trung bình từ 26 đến 28oC (cao hơn nhiệt độ không khí trung bình năm khoảng 56oC).
Chế độ mưa rất không đều nhau. Tổng lượng mưa hàng năm đạt tới 1780
mm. Phân bố mưa trong năm tập trung vào thời kỳ từ tháng 5 đến tháng 10,
chiếm 90-95% tổng lượng mưa năm. Lượng mưa lớn nhất 377mm/tháng (tháng 8)


14

và nhỏ nhất (không có mùa mưa) vào tháng 1, tháng 2. Lượng mưa cũng tăng
theo cao độ địa hình.
Chế độ gió thay đổi rõ rệt theo mùa. Từ tháng 5 đến tháng 9 gió có thành
phần tây là chủ yếu, trong đó nhiều nhất là các hướng 180-270o. Từ tháng 10 đến
tháng 4 năm sau gió có thành phần đông chiếm đa số, tập trung vào các hướng 090o. Tốc độ gió trung bình dao động từ 2 đến 6m/giây, tốc độ gió mạnh nhất có
thể lên đến 10 hoặc hơn 10m/giây.
Độ ẩm tương đối trung bình năm 80 – 85%. Phân bố không gian của độ ẩm
tương đối thể hiện quy luật chung là tăng theo độ cao địa hình. Biến trình năm
của độ ẩm tương đối phù hợp với biến trình mưa và ngược với biến trình nhiệt độ.
Tháng 8 và tháng 9 độ ẩm đạt giá trị cao nhất (88-92%), tháng 2 và tháng 3 có
giá trị thấp nhất (70-72%). Lượng bốc hơi có thể (khả năng bốc hơi) trung bình
năm ở Tây Nguyên khác nhau giữa các vùng và dao động từ 600 – 1500mm. Biến

trình năm của lượng bốc hơi ngược với biến trình năm của lượng mưa, thời kỳ bốc
hơi nhiều nhất là thời kỳ mưa ít nhất và ngược lại.
Lượng mây tổng quan trung bình tháng có trị số lớn nhất vào mùa mưa và
nhỏ nhất vào mùa ít mưa. Trong những ngày nhiều mây lượng mây tổng quan
trung bình ngày trên 8/10 bầu trời, trong những ngày quang mây lượng mây trung
bình ngày dưới 2/10 bầu trời (rất ít thấy ở khu vực Tây Nguyên). Tổng số giờ
nắng trung bình năm ở các vùng của Tây Nguyên dao động từ 2.000 đến 3.500
giờ. Sự phân bố giờ nắng khá phù hợp với phân bố lượng mây, nơi nhiều mây
nhất cũng là nơi ít giờ nắng nhất và ngược lại.
I.4. Đặc điểm thủy văn và địa chất thủy văn
Đặc điểm thuỷ văn:


15

Mạng thủy văn của Kon Tum chủ yếu bao gồm trong hai lưu vực: Sông
Đak Bla và sông Pô Kô. Đó là hai phụ lưu chính của sông Sê San.
Sông Đak Bla bắt nguồn từ phía nam núi Ngọc Linh, chảy về phía nam,
tây nam qua các khu vực Kon Plong, chảy theo hướng đông-tây và hợp lưu với
sông Pô Kô ở phía tây thị xã Kon Tum. Lưu lượng sông Đak Bla khi kiệt nhất
(tháng 3) là 20m3/s, lúc lớn nhất đạt tới 305m3/s (tháng 9). Tổng lượng nước hàng
năm đạt khoảng 4,5 tỷ mét khối.
Sông chính trong vùng nghiên cứu là sông Pô Kô. Sông Pô Kô bắt nguồn
từ Đak Glei chảy theo phương kinh tuyến với tổng chiều dài gần 100km. Tổng
lượng nước hàng năm khoảng 8 tỷ mét khối. Trong khu vực nghiên cứu sông Pô
Kô có các phụ lưu chính là Đak Mi, Đak Hoi, Đak Pek...
Đặc điểm địa chất thuỷ văn:
Nước lỗ hổng
Ở Kon Tum nước lỗ hổng tồn tại chủ yếu trong các bồi tích ở các thềm
sông và bãi bồi của những dòng sông lớn như Đak Bla, Pô Kô, hình thành những

hệ thống thủy lực ngầm liên tục dọc theo thung lũng các sông và các chi lưu của
chúng. Thành phần chứa nước chủ yếu là cuội, sỏi, cát - sạn. Bề dày tầng chứa
nước từ 4 - 5 m (trong thể địa chất aQIV1-2 ) đến 15 - 20m ( trong aQII-III ). Tính
thấm của các trầm tích này khá cao. Hệ số thấm vào khoảng 1,0 - 10,0 m/ngày,
bình quân 4,0 m/ngày.
Những hệ thống nêu trên là những thực thể bất đồng nhất bao gồm những
lớp thấm nước và những lớp cách nước xen kẽ. Tuy nhiên, ở đây, trên mặt cắt,
thành phần hạt mịn (sét, bột) chỉ chiếm một tỷ lệ thấp, không có lớp cách nước
dày liên tục. Vì thế, nước lỗ hổng chỉ thành tạo những tầng chứa nước không có


16

áp lực. Mực nước ngầm thường nằm ở độ sâu nhỏ hơn 2m, nhiều chỗ nước ngầm
xuất lộ hay thấm rỉ trên mặt đất. Độ nghiêng của mặt gương nước ngầm giảm dần
từ hai bờ thung lũng về phía lòng sông và thường chỉ vào khoảng 0,008 ÷ 0,01.
Các tầng chứa nước lỗ hổng thường có bề dày không lớn. Theo những mặt cắt đã
được quan sát tại các thung lũng sông, bề dày tầng chứa nước thay đổi từ 1 - 3m
đến 15 - 20m, có xu hướng tăng dần từ thượng lưu xuống hạ lưu. Ngoài ra, cũng
cần lưu ý là các trầm tích cổ hơn (Pleistocen) thì có bề dày lớn hơn các trầm tích
hiện đại (Holocen).
Về chất lượng, nước lỗ hổng thường có độ khoáng hóa M = 0,1 - 0,5 g/l,
hiếm thấy loại nước siêu nhạt (M < 0,1 g/l) và nước có độ khoáng hóa cao hơn
(M >0,5 g/l). Khả năng nhiễm bẩn từ các nguồn chất thải bề mặt là khá cao, bởi
diện phân bố các trầm tích này nằm ở những nơi trũng và không có lớp cách nước
dày và liên tục [13].
Nguồn bổ sung cho nước lỗ hổng là nước mưa và các dòng chảy bề mặt.
Miền cung cấp và miền thoát của nước ngầm nằm trùng với nhau và trùng với
thung lũng các sông.
Động thái nước lỗ hổng ở Kon Tum là động thái ven bờ với biên độ dao

động mực nước hàng năm ∆H ≈ 2,0 m. Lưu lượng mạch lộ và thành phần hóa học
của nước biến động khá nhanh trong mùa mưa lũ. Các cực trị của nước ngầm chỉ
đến chậm hơn các cực trị của lượng mưa và lượng dòng chảy bề mặt chừng 10 15 ngày.
Về chất lượng, nước thuộc loại nhạt (M = 0,1 - 0,5 g/l), loại hình hóa học
chủ yếu là bicarbonat - clorua natri-magie (canxi). Nước sạch, đảm bảo các tiêu
chuẩn vệ sinh để sử dụng trong cấp nước sinh hoạt đô thị và công nghiệp. Song,
cần lưu ý các biện pháp ngăn chặn sự nhiễm bẩn từ các nguồn chất thải bề mặt.


17

Nước khe nứt
Ở Kon Tum, nước khe nứt tồn tại trong các khối đá nứt nẻ thuộc các thành
tạo bazan các trầm tích Neogen, các trầm tích và phun trào Mezoi và Paleozoi,
các thành tạo biến chất Proterozoi và Arkei. Nước khe nứt không nằm trong một
hệ thống thủy lực liên tục, mà trong các bồn chứa ngầm, cách biệt với nhau. Mặt
gương nước ngầm có dạng bậc thang, độ sâu mực nước biến đổi rất nhiều: Từ 2 5m đến 5 - 10m và hơn nữa.
Phần lớn các tầng chứa nước khe nứt là những tầng chứa nước không áp
lực, nhưng đôi chỗ nằm dưới các lớp sét cách nước, chúng trở nên những tầng có
áp.
Về chất lượng nói chung nước khe nứt thuộc loại siêu nhạt (M < 0,1 g/l).
Do bề mặt địa hình dốc và lớp phủ bề mặt thấm yếu nên khả năng nhiễm bẩn từ
các nguồn ô nhiễm bề mặt là rất yếu.
Nguồn bổ sung của nước khe nứt chủ yếu là nước mưa rơi trên diện lộ và
nước lỗ hổng thấm từ trên xuống.
Động thái của nước khe nứt là động thái biến đổi theo mùa nhưng các cực
trị của mực nước đều chậm hơn so với nước lỗ hổng.
Nước tàng trữ trong các đới nứt nẻ vỡ vụn do phong hóa và kiến tạo. Bề
dày của đới nứt nẻ vỡ vụn thường thay đổi từ 50 đến 100m. Bình quân vào
khoảng 70m. Tính thấm nhìn chung kém. Hệ số thấm vào khoảng 10-1 ÷ 10-4

m/ngày.
Độ sâu mực nước ngầm (thường gặp tầng chứa nước không áp) thường
trong khoảng 2- 5m (nơi địa hình thấp, thấp bằng phẳng) và > 5m (nơi sườn dốc,
đỉnh phân thủy).


18

Mức độ giàu nước của các thành tạo này nhìn chung là kém (nghèo nước)
các mạch nước thường là loại thấm rỉ (Q < 0,1 l/s), đôi khi quan sát được các
mạch nước có lưu lượng 0,1 l/s đến 0,5 l/s.
Chất lượng nước nhìn chung là tốt, độ khoáng hóa vào khoảng 0,05 0,1g/l. Loại hình hóa học thường gặp là bicacbonat-clorua-natri-canxi. Nước sạch,
đảm bảo các tiêu chuẩn vệ sinh để cấp nước cho đô thị và nông nghiệp.
Miền bổ cập chủ yếu và miền thoát nước trùng nhau và trùng với các sông
lớn như Đak Bla, Pô Kô v.v...
Các thể địa chất rất nghèo nước hay thực tế coi như cách nước
Đó là những thành tạo magma xâm nhập. Chúng là đá nguyên khối hay
đá nứt nẻ yếu (các khe nứt có bề rộng không quá 1mm).
I.5. Đặc điểm địa chất và vỏ phong hóa
I.5.1. Đặc điểm địa chất
Tham gia vào cấu trúc địa chất vùng nghiên cứu bao gồm các đá trầm tích,
phun trào, xâm nhập, biến chất có tuổi từ Arkei đến Đệ Tứ. Sau đây chỉ mô tả
các thành tạo có mặt trong vùng nghiên cứu.
Địa tầng

Trong vùng nghiên cứu chủ yếu là các đá biến chất cao tuổi Proterozoi và
một ít trầm tích Đệ tứ tích tụ trong các sông suối. Các thể đá xâm nhập có kích
thước bé nằm trong trường đá biến chất cao. Các đá biến chất được mô tả theo
các mức tuổi sau:
Paleoproterozoi (PR1)- Hệ tầng Tắc Pỏ