Nghiên cứu đề xuất giải pháp xử lý chống thấm cho đập phụ hồ chứa nước dầu tiếng tỉnh tây ninh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

TRẦN ANH DŨNG

NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP XỬ LÝ CHỐNG THẤM
CHO ĐẬP PHỤ HỒ CHỨA NƯỚC DẦU TIẾNG
TỈNH TÂY NINH

Chuyên ngành

: Xây dựng cơng trình thủy

Mã số

: 60 – 58 – 40

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
Người hướng dẫn khoa học:
1.

GS.TS. Trần Thị Thanh

2.

TS. Nguyễn Hùng Sơn

Hà Nội - 2012

LỜI CẢM ƠN

Luận văn " Nghiên cứu đề xuất giải pháp xử lý chống thấm cho đập phụ hồ
chứa nước Dầu Tiếng, tỉnh Tây Ninh” được hoàn thành nhờ sự giúp đỡ nhiệt tình
của các thầy, cơ giáo, bạn bè đồng nghiệp, cơ quan và gia đình.
Có được thành quả này là nhờ sự truyền thụ kiến thức của các thầy giáo, cô
giáo trực tiếp giảng dạy và công tác tại Trường Đại học Thủy lợi trong suốt thời
gian tác giả học tập tại trường.
Tác giả xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của các thầy giáo, cô giáo của
Trường Đại học Thủy lợi trong thời gian tác giả học tập tại đây, sự quan tâm giúp
đỡ của Ban Lãnh đạo Ban Quản lý Đầu tư và Xây dựng Thủy lợi 9, gia đình, bạn bè
đồng nghiệp trong cơng tác và học tập để tác giả hoàn thành luận văn này.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GS.TS. Trần Thị Thanh, TS.
Nguyễn Hùng Sơn các thầy cô giáo trong bộ môn Thủy công trường Đại học Thủy
lợi và các cơ quan Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam, Công ty TNHH 1 thành viên
Quản lý khai thác Thủy lợi Dầu Tiếng – Phước Hòa đã tận tình hướng dẫn và cung
cấp các tài liệu cần thiết cho luận văn này.
Hà Nội ngày 14 tháng 05 năm 2012

Trần Anh Dũng


1

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 7

1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI: ...................................................................... 7

2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI: ....................................................... 7
3. MỤC TIÊU, NỘI DUNG, CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU:........................................................................................................................... 8

3.1. Mục tiêu ............................................................................................................... 8
3.2. Nội dung thực hiện ............................................................................................... 8
3.3. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu: ......................................................... 8
4. PHẠM VI NGHIÊN CỨU, Ý NGHĨA VÀ KẾT QUẢ DỰ KIẾN ĐẠT
ĐƯỢC: ....................................................................................................................... 9
4.1. Phạm vi nghiên cứu .............................................................................................. 9
4.2. Ý nghĩa nghiên cứu của đề tài .............................................................................. 9
4.3. Kết quả dự kiến đạt được của đề tài ................................................................... 10

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ VỀ TÌNH HÌNH THẤM QUA THÂN VÀ
NỀN ĐẬP VẬT LIỆU ĐỊA PHƯƠNG........................................................ 11
1.1. TỔNG QUAN VỀ THẤM QUA THÂN VÀ NỀN ĐẬP VẬT LIỆU ĐỊA

PHƯƠNG ................................................................................................................. 11
1.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU TÍNH TỐN THẤM .................... 12
1.3. NHỮNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VỀ XỬ LÝ DÒNG THẤM GÂY RA
SỰ CỐ Ở ĐẬP ĐẤT................................................................................................ 14
1.3.1. Những kết quả nghiên cứu ở các nước trên thế giới về xử lý dòng thấm gây ra
sự cố ở đập đất........................................................................................................... 14
1.3.2. Những kết quả nghiên cứu trong nước về xử lý dòng thấm xảy ra sự cố ở đập
đất .............................................................................................................................. 20
1.4. KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 ................................................................................. 22

CHƯƠNG 2.................................................................................................... 23
NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP XỬ LÝ CHỐNG THẤM
CHO THÂN VÀ NỀN ĐẬP VẬT LIỆU ĐỊA PHƯƠNG .......................... 23

2.1. THẤM VÀ MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU THẤM QUA ĐẬP ĐẤT [13] ..... 23


2

2.2. ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN VỀ THẤM VÀ PHẠM VI ỨNG DỤNG [13] ........ 24
2.3. CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÝ THẤM .................................................................. 25
2.3.1. Giải pháp tường hào bentonite chống thấm [8] .............................................. 25
2.3.2 Giải pháp chống thấm bằng vật liệu màng chống thấm địa kỹ thuật [3],[8].... 31
2.3.3 Giải pháp khoan phụt vữa chống thấm [3] ....................................................... 36
2.4. KẾT LUẬN CHƯƠNG 2................................................................................... 45

CHƯƠNG 3.................................................................................................... 46
XỬ LÝ CHỐNG THẤM CHO ĐẬP PHỤ.................................................. 46
HỒ CHỨA NƯỚC DẦU TIẾNG ................................................................. 46
3.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CƠNG TRÌNH ................................................... 47

3.1.1. Vị trí địa lý ...................................................................................................... 47
3.1.2. Đặc điểm tự nhiên .......................................................................................... 47
3.1.3. Đặc điểm địa chất [7] ...................................................................................... 51
3.1.4. Tình hình Dân sinh – Kinh tế – Xã hội [9] ................................................. 55
3.1.5. Qui mô, nhiệm vụ, các chỉ tiêu thiết kế cơng trình, đặc điểm kết cấu [6] ...... 56
3.2. ĐÁNH GIÁ CHUNG VỀ HIỆN TRẠNG ĐẬP PHỤ HỒ DẦU TIẾNG
[8],[9]......................................................................................................................... 58
3.3. NGUYÊN NHÂN GÂY RA THẤM Ở ĐẬP PHỤ HỒ DẦU TIẾNG ........ 59
3.4. PHÂN TÍCH, ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP XỬ LÝ CHỐNG THẤM ............... 60
3.4.1. Yêu cầu về xử lý chống thấm .......................................................................... 60
3.4.2. Cơ sở lựa chọn biện pháp chống thấm ........................................................ 60
3.4.3. Phương án chọn ............................................................................................. 61
3.5. TÍNH TỐN KHOAN PHỤT CHO ĐẬP PHỤ HỒ DẦU TIẾNG ............. 61

3.5.1 Xác định chiều dài màng phụt L m : ................................................................... 61
3.5.2 Xác định khoảng cách giữa hai hố khoan trong một hàng L 1 :........................ 61
3.5.3. Xác định khoảng cách giữa hai hàng khoan L 2 : ............................................. 62
3.5.4. Xác định chiều dày màng phụt T (m): ............................................................ 62
3.5.5. Bố trí mạng lưới khoan: .................................................................................. 63
3.5.6. Thiết bị khoan phụt và thí nghiệm: ................................................................ 64
3.5.7. Khoan phụt thí nghiệm và khoan kiểm tra: .................................................... 65


3

3.5.8. Trình tự khoan phụt đại trà: ............................................................................ 67
3.6. ỨNG DỤNG MƠ HÌNH TỐN ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA BIỆN
PHÁP KHOAN PHỤT CHỐNG THẤM .............................................................. 81
3.6.1. Lựa chọn phần mềm tính tốn ..................................................................... 81
3.6.2. Nội dung và kết quả tính tốn ...................................................................... 81
3.7. KỸ THUẬT THI CƠNG KHOAN PHỤT:.................................................... 86
3.7.1. Chỉ tiêu kỹ thuật khoan phụt chống thấm: ...................................................... 86
3.7.2. Cấp phối vật liệu khoan phụt chống thấm: ..................................................... 86
3.7.3. Quy trình thi cơng: .......................................................................................... 87
3.8. KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 ................................................................................. 90

CHƯƠNG 4.................................................................................................... 92
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................... 92
4.1. NHỮNG KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC CỦA LUẬN VĂN ................................... 92

4.2. NHỮNG VẤN ĐỀ TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ ............................................. 92

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 94
PHỤ LỤC ....................................................................................................... 96

4

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1- Tổng hợp một số công trình ứng dụng giải pháp chống thấm đập bằng
tường hào bentonite ..................................................................................................25
Bảng 2.2 - So sánh các tính năng kỹ thuật của 2 loại tường hào đất – ....................27
Bảng 2.3 - Quy cách sản xuất tiêu chuẩn của màng SD-HDPE ...............................32
Bảng 2.4- Thông số kỹ thuật của màng chống thấm SD-HDPE ...............................32
Bảng 2.5- Một số cơng trình Thủy lợi ứng dụng phương pháp khoan phụt truyền
thống. .........................................................................................................................41
Bảng 3.1- Các đặc trưng thống kê lượng mưa năm của các trạm ............................49
Bảng 3.2- Lượng mưa hàng năm tại 5 trạm trong lưu vực hồ Dầu Tiếng ...............49
Bảng 3.3- Các chỉ tiêu cơ lý của đất thân đập và nền đập .......................................54
Bảng 3.4- Diện tích, dân số các xã ven hồ Dầu Tiếng ..............................................56
Bảng 3.5 – Một số chỉ tiêu của hồ chứa nước Dầu Tiếng ........................................57
Bảng 3.6- Bảng xác định khoảng cách giữa 2 hàng khoan ......................................62
Bảng 3.7- Phân định các đất, đá theo mức độ ..........................................................73
Bảng 3.8- Sơ bộ chọn dung dịch N/X theo q .............................................................74
Bảng 3.9- Các cấp nồng độ vữa thiết kế ...................................................................74
Bảng 3.10- Bảng xác định trị số Po và P ..................................................................76
Bảng 3.11- Lưu lượng vữa nhỏ nhất cho phép ngừng phụt ......................................77
Bảng 3.12- Các cấp áp lực ép nước kiểm tra............................................................79
Bảng 3.13- Kết quả ép nước kiểm tra của cơng trình. ..............................................80
Bảng 3.14 - Kết quả tính toán thấm đập phụ hồ Dầu Tiếng .....................................84
Bảng 3.15 Kết quả tính tốn ổn định mái đập phụ hồ Dầu Tiếng ............................85


5

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1 Sơ đồ chống thấm cho đập đất có tường nghiêng sân phủ ........................15
Hình 1.2 Sơ đồ chống thấm cho đập đất bằng hào chân khay chống thấm ..............15
Hình 1.3 Sơ đồ chống thấm cho đập đất có màng chống thấm bằng khoan phụt vữa
ximăng-bentonite.......................................................................................................17
Hình 1.4 Sơ đồ chống thấm cho đập đất bằng cừ thép .............................................18
Hình 1.5 Mặt cắt điển hình của đập Brơng Bách ban đầu ........................................19
Hình 2.1 Giải pháp tường hào bentonite chống thấm. ..............................................26
Hình 2.2 Sơ đồ cơng nghệ trộn vữa. .........................................................................28
Hình 2.3 Sơ đồ thi công tường hào bentonite chống thấm. ......................................29
Hình 2.4 Hình ảnh thi cơng tường hào bentonite chống thấm. ................................30
Hình 2-5 Sơ đồ màng chống thấm Địa kỹ thuật........................................................31
Hình 2.6 Hình ảnh thi cơng màng chống thấm HDPE của cơng trình Hồ chứa nước
Dầu Tiếng ..................................................................................................................35
Hình 2.7 Giải pháp khoan phụt tạo màng chống thấm nền đập. ...............................37
Hình 2.8 Các phương pháp và công nghệ khoan phụt vữa chống thấm. ..................37
Hình 2.9 Sơ đồ khoan phụt vữa tạo màng chống thấm. ............................................38
Hình 2.10 Nút phụt đơn và nút phụt kép trong cơng nghệ khoan phụt. ....................40
Hình 2.11 Hình ảnh khoan phụt tại Đập phụ ............................................................42
Hình 2.12 Sơ đồ cơng nghệ Jet-grouting làm tường chống thấm .............................43
Hình 2.13 Phạm vi ứng dụng hiệu quả trong cơng nghệ khoan phụt........................44
Hình 3.1 Vị trí hồ Dầu Tiếng trong lưu vực sơng Sài Gịn – Đồng Nai ...................46
Hình 3.2 Chiều dày màng phụt chống thấm..............................................................63
Hình: 3.3 Sơ đồ bố trí mạng lưới hố khoan...............................................................64
Hình: 3.4 Bố trí khoan phụt thí nghiệm ....................................................................66
Hình: 3.5 Sơ đồ khoan phụt .....................................................................................69
Hình 3.6 Trình tự khoan phụt ....................................................................................70
Hình 3.7 Mơ phỏng bài tốn tính tốn thấm hiện trạng, MNDBT............................82
Hình 3.8 Gradient thân đập và lưu lượng thấm hiện trạng, MNDBT...................... 85

6

Hình 3.9 Gradient cửa ra và lưu lượng thấm hiện trạng, MNDBT.......................... 85
Hình 3.10 Mơ phỏng bài tốn thấm sau khi xử lý chống thấm, MNDBT.................. 83
Hình 3.11 Gradient thân đập và lưu lượng thấm sau khi xử lý chống thấm, MNDBT
...................................................................................................................................84
Hình 3.13 Mơ phỏng bài tốn tính tốn ổn định hiện trạng ......................................85
Hình 3.14 Kết quả tính tốn ổn định mái hạ lưu hiện trạng, MNDBT .....................85


7

MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI:
Sau khi Miền Nam hồn tồn giải phóng, hàng loạt cơng trình Thuỷ lợi ra
đời đã góp phần giảm nhẹ thiên tai, cải tạo mơi tường sinh thái, xố đói giảm nghèo,
tạo cơ sở hạ tầng kỹ thuật cho các ngành kinh tế phát triển.
Đặc biệt khu vực Miền Đông Nam Bộ là vùng kinh tế trọng điểm của nước
ta, nên nhu cầu dùng nước cho dân sinh và phát triển kinh tế xã hội rất cao, lượng
nước cung cấp chủ yếu bởi các sông chảy qua vùng này, tuy nhiên lưu lượng lại
phân bố khơng đều trong năm. Do đó, nhiều cơng trình thủy lợi trữ và cấp nước
được xây dựng trong vùng, như hồ Chứa Nước Đá đen, Hồ chứa nước Lộc Quang,
hồ chứa nước Dầu Tiếng,…. Đặc biệt là hồ chứa nước Dầu Tiếng, là hồ chứa nước
có dung tích lớn nhất khu vực Đông Nam Bộ phục vụ cho nước sinh hoạt và tưới
(dung tích hơn 1,5 tỷ m3 ) được xây dựng từ những năm 1977÷1985.
Các hồ chứa nước được xây dựng đa số có đập ngăn nước được đắp bằng đất
tại chỗ (vật liệu địa phương), đây là biện pháp kinh tế và hiệu quả. Nhưng vùng
Đông Nam Bộ có địa hình núi, biển và đồng bằng, cấu tạo địa chất phức tạp, vật

liệu đất đắp đập có hàm lượng sỏi sạn rất lớn, tính co ngót – trương nở cao, hơn nữa
những năm trước đây sự am hiểu về vật liệu đắp đập ở khu vực này còn bị hạn chế
nên sau một thời gian vận hành các sự cố chủ yếu là thấm ở hạ lưu hoặc có hiện
tượng mất nước (đập hồ Dầu Tiếng - Tây Ninh, đập Suối Giai – Bình Phước …).
Mặt khác trong q trình xây dựng, cơng tác khảo sát thiết kế, cơng tác thi cơng vẫn
cịn nhiều tồn tại đối với đập ngăn sông bằng vật liệu địa phương, nhất là ở khu vực
Miền Đông Nam Bộ mà điển hình là hồ Dầu Tiếng.
Vì vậy mà đề tài: “ Nghiên cứu đề xuất giải pháp xử lý chống thấm cho
đập phụ hồ chứa nước Dầu Tiếng tỉnh Tây Ninh” thực sự là rất cần thiết.
2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI:
Hầu hết các cơng trình đập đất khu vực Miền Đông Nam Bộ được xây dựng


8

bằng các loại đất Bazan, đất Bazan lẫn dăm sạn, đất tàn tích trên nền bột cát kết, do
sự hiểu biết về kinh nghiệm sử dụng các loại đất này trong xây dựng đập đất chưa
nhiều nên sau một thời gian vận hành khai thác, cơng trình đã xuất hiện thấm bất
thường. Với mục đích nâng cao ổn định về thấm cho các đập đất trong khu vực,
nghiên cứu nguyên nhân gây ra thấm và tìm giải pháp chống thấm cho đập phụ Hồ
Dầu Tiếng nhằm nâng cao ổn định, an tồn cho cơng trình đáp ứng nhu cầu dùng
nước cho khu vực Thành Phố Hồ Chí Minh, Tây Ninh, Bình Dương, Bình Phước và
tỉnh Long An.
3. MỤC TIÊU, NỘI DUNG, CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU:
3.1. Mục tiêu
Dựa vào các tài liệu thu thập, tài liệu khảo sát nghiên cứu về hiện tượng thấm
và mất nước của khu vực nghiên cứu, các tài liệu về thiết kế - thi công đập trước
đây, kết hợp với quan trắc thực tế hiện trường để tìm ra nguyên nhân gây ra hiện
tượng mất nước của đập, từ đó đề xuất giải pháp xử lý chống thấm cho đập.

3.2. Nội dung thực hiện
- Thu thập tài liệu về dân sinh, kinh tế và xã hội của khu vực nghiên cứu;
- Thu thập tài liệu về đất đai, thổ nhưỡng, khí hậu, khí tượng thủy văn của
khu vực nghiên cứu;
- Thu thập tài liệu về khảo sát - thiết kế - thi công đập khu vực nghiên cứu,
các tài liệu liên quan khác;
- Điều tra, khảo sát và đánh giá hiện trạng đập đất trong vùng;
- Đánh giá thực trạng thấm, tìm nguyên nhân gây thấm;
- Đề xuất các giải pháp công nghệ chống thấm;
- Hoàn thiện luận văn.
3.3. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu:
* Cách tiếp cận:
- Thu thập tài liệu và tìm hiểu đập đất, đặc biệt là trong khu vực nghiên cứu.


9

- Tìm hiểu về những đặc điểm cấu tạo địa chất và sự hình thành của đất trong
khu vực nghiên cứu. Những loại đất sử dụng để đắp đập trong khu vực Đông Nam
Bộ.
- Nghiên cứu những loại đất đặc trưng dùng đắp đập trong khu vực nghiên
cứu, các thí nghiệm thấm trong phòng cho loại đất sử dụng tại hiện trường.
- Tiếp cận từ thực tế: Điều tra, khảo sát sự làm việc của các đập đã xây dựng
- Khảo sát và theo dõi kết quả thấm tại hiện trường của đập phụ hồ chứa
nước Dầu Tiếng.
- So sánh các kết quả nghiên cứu biện pháp chống thấm cho đập đất, kiến
nghị các biện pháp chống thấm - tăng ổn định cho cơng trình đất đắp ở Tây Ninh, cụ
thể là đập phụ hồ chứa nước Dầu Tiếng.
*) Phương pháp nghiên cứu:
- Kế thừa các tài liệu nghiên cứu, khảo sát thiết kế đã có.

- Quan trắc hiện trường.
- Ứng dụng mơ hình tốn hiện đại để nghiên cứu đánh giá hiện trạng và đánh
giá biện pháp xử lý.
- Phương pháp nghiên cứu phân tích tổng hợp.
4. PHẠM VI NGHIÊN CỨU, Ý NGHĨA VÀ KẾT QUẢ DỰ KIẾN ĐẠT
ĐƯỢC:
4.1. Phạm vi nghiên cứu
Phạm vi nghiên cứu của đề tài là nghiên cứu đề xuất giải pháp chống thấm
cho đập phụ hồ Dầu Tiếng tỉnh Tây Ninh.
4.2. Ý nghĩa nghiên cứu của đề tài
Ý nghĩa khoa học:
Kết quả nghiên cứu của luận văn sẽ làm sáng tỏ thêm hiện tượng và giải
pháp xử lý hiện tượng thấm, đồng thời làm phong phú thêm nguồn tài liệu tham
khảo quí giá trong q trình thi cơng và vận hành cơng trình đập đất được đắp bằng
vật liệu địa phương ở khu vực Miền Đông Nam Bộ - Việt Nam


10

Ý nghĩa kinh tế - xã hội:
Kết quả nghiên cứu của đề tài có thể tham khảo trong q trình thiết kế lựa
chọn giải pháp cơng trình đập đất hợp lý và hiệu quả cao đồng thời có thể tham
khảo để lập biện pháp thi công hợp lý, năng suất cao giảm thiểu sự cố và đảm bảo
chất lượng, an tồn, ổn định cho cơng trình xây dựng.
4.3. Kết quả dự kiến đạt được của đề tài
- Tìm ra nguyên nhân gây thấm và biện pháp xử lý chống thấm cho Đập phụ
hồ Dầu Tiếng.
- Đề xuất được các giải pháp xử lý chống thấm cho các cơng trình đập đất đã
xây dựng tại khu vực nghiên cứu và những lưu ý trong tính tốn thiết kế, thi cơng,
các cơng trình đất đắp bằng vật liệu đất bazan, đất có nguồn gốc phong hóa từ đá

bột, cát kết.


11

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ VỀ TÌNH HÌNH THẤM QUA THÂN VÀ NỀN ĐẬP
VẬT LIỆU ĐỊA PHƯƠNG
1.1. TỔNG QUAN VỀ THẤM QUA THÂN VÀ NỀN ĐẬP VẬT LIỆU ĐỊA
PHƯƠNG
Đập bằng vật liệu địa phương là loại cơng trình dâng nước phổ biến hiện nay ở
nước ta và trên thế giới. Đập được xây dựng bằng các loại vật liệu hiện có trong khu
vực xây dựng cơng trình như: sét, á sét, á cát, sỏi cuội ... Đập bằng vật liệu địa
phương có cấu tạo đơn giản, vững chắc, có yêu cầu chất lượng của nền đối với đập
khơng cao lắm, có khả năng cơ giới hóa cao khi thi cơng và trong đa số trường hợp
có giá thành thấp nên là loại đập được ứng dụng rộng rãi nhất trên thế giới. Hiện
nay thế giới có khoảng bốn trăm ngàn đập được xây dựng trong đó đập đất chiếm
trên 70%, cịn lại là các loại đập khác như đập đá đổ, đập bê tơng trọng lực ...
Nước ta có lượng nước dồi dào song phân phối không đều theo thời gian, phần
lớn lượng nước tập trung vào mùa lũ, đồng thời cũng phân phối không đều trên lãnh
thổ. Mặt khác do biến động của thời tiết, khí hậu tồn cầu cũng như sự phát triển dân
số, nhu cầu sử dụng nước ngọt cho đời sống xã hội ngày càng tăng lên làm cho nguồn
nước ngọt ngày càng khan hiếm. Một trong những biện pháp phổ biến để cung cấp
nước ngọt cho đời sống dân sinh là đắp đập để tạo hồ chứa trữ nước ngọt, phân phối lại
nguồn nước theo không gian và điều chỉnh dòng chảy theo thời gian một cách hợp lý.
Hầu hết các đập tạo hồ chứa được xây dựng ở nước ta là đập đất, trong đó
phần lớn các đập nhỏ được xây theo hình thức đập đồng chất, mái thượng lưu được
bảo vệ bằng tấm bê tông hoặc đá xếp, mái hạ lưu bảo vệ bằng trồng cỏ trong các ơ
có đổ sỏi đá để thốt nước mưa mái đập. Đặc điểm chính các cơng trình này là

thường xun có dịng thấm trong thân và nền đập, có kích thước mặt cắt ngang lớn,
được đánh giá là bền và chịu chấn động tốt so với các loại đập khác. Tuy nhiên
trong quá trình làm việc, do tác động của các yếu tố tự nhiên và yếu tố sử dụng của
con người đã xảy ra tình trạng hư hỏng tại nhiều đập đất với nhiều mức độ khác


12

nhau. Ngun nhân chính có thể kể đến là do hiện tượng thấm qua nền đập, vai đập
và thân đập gây ra. Tác hại của dịng thấm thật khó lường, nó khơng chỉ làm mất
nước đối với các cơng trình trữ nước mà cịn làm giảm ổn định của cơng trình và
nền như: đẩy nổi, đẩy trượt, trơi đất, xói ngầm, trượt nền ...
Thấm là tình trạng xảy ra rất phổ biến ở các đập đất, nhiều hồ chứa bị thấm rất
nghiêm trọng mà việc xử lý lại rất tốn kém khó khăn và gây tổn thất lớn về kinh tế.
Sự cố về thấm mn hình mn vẻ, nó có thể xảy ra ngay khi cơng trình mới hồn
thành: điển hình như hồ chứa nước Nam Du - tỉnh Kiên Giang, khi thi công xong hồ
cạn hết nước dẫn đến phải xử lý chống thấm rất tốn kém, hay như đập Cà Giây Bình Thuận khi chưa hồn cơng (1988) đã xuất hiện thấm ra ở chân mái hạ lưu với
lưu lượng 5 ÷ 7 (l/phút), sau đó lưu lượng tăng nhanh có nguy cơ vỡ đập; hoặc sau
một vài năm làm việc hiện tượng thấm mới xảy ra mãnh liệt gây tổn hại rất lớn đến
cơng trình như: sự cố thấm gây vỡ đập đất của hồ chứa Suối Hành, Suối Trầu, Am
Chúa - Khánh Hồ, đập Vực Trịn - Quảng Bình… là một trong những ví dụ điển
hình. Đó là những đập đã bị vỡ rồi, cịn những đập tuy chưa vỡ nhưng phải xử lý
thấm rất tốn kém như đập Dầu Tiếng - Tây Ninh, Easoup Thượng - Đắc Lắc….
1.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU TÍNH TỐN THẤM
Thấm là một hiện tượng rất phức tạp diễn ra trong lỗ rỗng của các hạt đất đá.
Hiện tượng thấm của nước dưới đất trong môi trường lỗ rỗng được Darcy nghiên
cứu từ năm 1856. Trên cơ sở thực nghiệm Darcy đã xác định quy luật thấm của
nước trong môi trường lỗ rỗng, đó là quy luật thấm đường thẳng. Ngày nay lý
thuyết thấm vẫn tiếp tục phát triển không ngừng và ứng dụng cho nhiều chuyên
ngành khác nhau. Đặc biệt trong các cơng trình thủy lợi, thủy điện…, lý thuyết thấm

có vai trị quan trọng. Trong thiết kế cơng trình thủy lợi chỉ sau khi xác định được
các đặc trưng của dòng thấm (áp lực thấm, gradien…), giải quyết xong biện pháp
chống thấm thì mới có đủ điều kiện để đánh giá ổn định và độ bền cơng trình.
Hiện nay có rất nhiều mơ hình tốn học của lý thuyết thấm đang được sử dụng
để giải các bài toán thấm qua đập và các lĩnh vực liên quan. Các bài tốn lý thuyết
thấm của nước trong mơi trường đồng nhất và không đồng nhất, về cơ bản đều đưa


13

đến giải quyết phương trình vi phân cấp 2 đạo hàm riêng dạng eliptic hay parabolic
khi biết điều kiện đầu và điều kiện biên tương ứng.
Để giải quyết bài toán lý thuyết thấm, người ta đã sử dụng một số nhóm
phương pháp sau:
*) Phương pháp thuận, bao gồm các phương pháp phân ly tích số, phương
pháp biến đổi tích phân.
*) Phương pháp lý thuyết hàm biến phức (phương pháp biến hình bảo giác,
đưa đến bài tốn Rima-Gianke).
*) Các phương pháp dựa trên lý thuyết giải tích phương trình vi phân tuyến
tính, giải tích hàm, phép tính biến phân.
*) Các phương pháp số như sai phân hữu hạn, phần tử hữu hạn.
*) Các phương pháp biểu đồ, phương pháp mơ hình và tương tự điện.
Trong đó phương pháp tương tự điện thủy động lực học do Pavolopxki N.N đề
ra đã được xem như phương pháp chuẩn để giải các bài toán thấm thực tế và mức
độ tin cậy của các phương pháp khác. Phương pháp này địi hỏi cơng phu và tốn
kém nên những trường hợp thật cần thiết mới được sử dụng. Mặc dù vậy, những
vấn đề như thấm dị hướng, thấm phi tuyến, phương pháp này vẫn chưa giải quyết
được.
Ngoài phương pháp số, các phương pháp khác cũng chỉ giải cho một lớp các
bài tốn nhất định, thậm chí, một số cơng thức giải tích phải dựa trên kết quả

phương pháp tương tự điện thấm mới lập được, song phạm vi ứng dụng cũng còn
rất hạn chế.
Cùng với sự phát triển của máy tính điện tử, phương pháp số đã chiếm ưu thế
trong việc giải quyết các bài toán lý thuyết thấm, nhất là bài tốn có biến thay đổi và
chế độ vận động trong mơi trường có cấu tạo địa chất phức tạp. Đặc biệt là phương
pháp phần tử hữu hạn đang được dùng rộng rãi phổ biến. Vì phương pháp này
khơng những có một cơ sở tốn học chặt chẽ, dễ dàng tự động hóa trên máy tính, có


14

khả năng giải được tất cả các bài toán thấm với mức độ chính xác phù hợp thực tế
và thỏa mãn trong yêu cầu kỹ thuật.
1.3. NHỮNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VỀ XỬ LÝ DÒNG THẤM GÂY RA
SỰ CỐ Ở ĐẬP ĐẤT
1.3.1. Những kết quả nghiên cứu ở các nước trên thế giới về xử lý dòng thấm
gây ra sự cố ở đập đất
1.3.1.1. Một số biện pháp xử lý chống thấm ở nền bồi tích
Trong “Thơng tin khoa học thủy lợi” số 6 - 1977, tác giả Vũ Ngọc Quỳnh [4]
đã thu thập xử lý số liệu, cung cấp thông tin về một số biện pháp xử lý chống thấm
mất nước ở nền bồi tích đã được sử dụng nhiều nước trên thế giới. Các biện pháp đó
là: sân phủ chống thấm ở thượng lưu; hào chân khay chống thấm; phụt vữa trong
nền; vách chống thấm.
Sân phủ chống thấm ở thượng lưu
Ở nền bồi tích sâu, sân phủ chống thấm ở thượng lưu là biện pháp kinh tế để
chống thấm. Sân phủ chống thấm ở thượng lưu có tác dụng làm lưu lượng mất nước
và gradien thấm giảm tới mức cho phép. Đây là giải pháp được sử dụng ở nhiều đập
trên thế giới. Nếu nước thật quý hiếm và hồ chứa nhỏ có thể làm sân phủ kín khắp
đáy hồ. Lớp phủ có thể bằng đất đầm nện, đặt trên một lớp đệm bằng sỏi, đá dăm.
Người ta cũng bắt đầu sử dụng các tấm cao su nhân tạo (butyl) hoặc chất dẻo

(polyvinyl …).
Nhiều đập trên nền bồi tích có sân phủ thượng lưu. Tất cả các đập đất ở Liên
Xơ trước đây đều có sân phủ thượng lưu bằng đất hoặc bê tông (kết hợp vách cọc
cừ). Đập Tarbela cao 147m có sân chống thấm ở thượng lưu phủ lên một diện tích
khoảng 1,5x220 km2. Ở cơng trình Guadalteba – Tây Ban Nha, trong nền sa thạch
dính kết kém và cát mịn, phụt vữa gây khó khăn quá lớn nên đã sử dụng biện pháp
sân chống thấm ở thượng lưu, có bổ sung thiết bị tiêu và lọc nước.


15

MNDBT

H

0.5-0.8m

MNC

td

tc
L=(3-5)H

Hình 1.1 Sơ đồ chống thấm cho đập đất có tường nghiêng sân phủ
Hào chân khay chống thấm
Khi độ dày lớp bồi tích khơng lớn, thường làm chân khay chống thấm của
đập đến nền đá gốc. Chẳng hạn như đập Cochiti – Hoa Kỳ độ dày lớp bồi tích từ
0÷60m trên suốt dọc 9km chiều dài đập, làm hào chân khay tạo sân chống thấm ở
thượng lưu và giếng lọc ở hạ lưu.

Ở đập Girna - Ấn Độ cũng sử dụng biện pháp hào chân khay. Do thiếu thời
gian và phương tiện bơm nước, không đưa được tất cả chiều dài hào chân khay
xuống đến đá gốc nên ở các đoạn hào chân khay không xuống đến đá gốc đã tạo
phía dưới hào một màng phụt vữa. Chiều sâu lớn nhất của màng phụt là 7m.
Ở đập Mias – Canada đã làm hào chân khay trong nền bồi tích dày 46m phía
dưới lõi đập cao 243m.
MNDBT

0.5-0.8m

MNC

0.5-1.25m

Hình 1.2 Sơ đồ chống thấm cho đập đất bằng hào chân khay chống thấm
Phụt vữa trong nền
Hiện nay kỹ thuật phụt vữa đã hoàn thiện tới mức có thể chắc chắn đưa hệ số
thấm đạt xấp xỉ K=10-6m/s.
Công nghệ phụt vữa cần quan tâm đến các vấn đề sau:


16

a. Loại vữa: Loại vữa phụt ít khi chỉ là xi măng, thường là xi măng – bentonite,
hoặc sét – xi măng, hoặc vữa tam hợp sét – ximăng – bentonite. Đơi khi có
dùng chất phụ gia (tăng tốc đơng cứng, phụ gia dẻo, phụ gia gây nở). Thường
trộn thêm các hoạt chất (Aluninat, Bicacbonat). Do giá thành quá lớn nên
chưa sử dụng chất liệu tổng hợp làm vữa phụt trong nền bồi tích của đập.
b. Số hàng hố khoan phụt vữa: Trong nham thạch nứt nẻ thường chỉ phụt một
hàng hố khoan. Trái lại, trong các lớp bồi tích thấm nước thường phụt vữa

theo nhiều hàng hố khoan. Lý do cơ bản là trong mơi trường bồi tích xốp
khơng đồng chất, tuy không nên tiêu thụ vữa quá nhiều và vơ ích, nhưng
phụt vữa cho cả các vùng rất thấm nước và các vùng có kết cấu hạt mịn. Cịn
phải tạo cho màng chống thấm có chiều dày đảm bảo, tránh nguy cơ để sót
kẽ hở, tạo được tổn thất đầu nước.
c. Áp suất phụt vữa: Trong khu thí nghiệm ở Montcenis – Pháp, ngay với áp
suất vừa phải chỉ là P=0,3H (P: áp suất tính bằng atm, H: chiều cao của tầng
đất phía trên đoạn phụt tính bằng m) cũng thấy có hiện tượng căng, nghĩa là
có hiện tượng đứt gãy thủy lực qua đó vữa phụt ăn sâu vào khối đất. Hiện
tượng này không làm đội đất mà cịn có lợi. Vữa phụt có hiện tượng thâm
nhập từ khu này sang khu khác (thường có độ sâu lớn hơn), vượt qua một
khu có kết cấu hạt mịn lớn không để vữa thấm qua chỉ cần theo dõi kiểm tra
thường xuyên mặt nền, chú ý điều chỉnh áp suất và lượng vữa khi thấy có
hiện tượng đội đất, thì có thể sử dụng đến áp suất phụt cao. Đội đất lên
chừng vài ba cm không ảnh hưởng xấu gì. Hiện tượng này có liên quan với
áp suất phụt và lượng vữa phụt. Chỉ cần khống chế lượng vữa phụt không
quá 3l/phút.
d. Lượng hấp thụ vữa: Lượng hấp thụ vữa tính bằng khối lượng vữa cho 1m3
nền được xử lý, ở các cơng trình khơng khác nhau mấy. Nên chủ động khống
chế lượng hấp thụ, nhất là ở các hang khoan phía ngồi. Ở Montenis – Pháp
với mỗi mét khoan không vượt quá 3m3 vữa sét – xi măng.


17

MNDBT

MNC

Tấ

m phả
n á
p bằ
ng BTCT

Mà
ng chố
ng thố
ng bằ
ng
vữ
a xi mă
ng Bentonite

Hình 1.3 Sơ đồ chống thấm cho đập đất có màng chống thấm bằng khoan phụt
vữa ximăng-bentonite
Vách kín trên nền bồi tích
Có nhiều loại vách tấm ngăn liên tục ăn sâu xuống trong nền bồi tích.
a. Cừ kim loại: Đây là biện pháp thơng dụng trước kia, hiện nay ít dùng và chỉ
được dùng cho cơng trình loại thấp. Ví dụ đã được sử dụng ở đập Nurna cao
18m – Hà Lan. Vách cừ kim loại là biện pháp được sử dụng nhiều ở Liên Xô
trước đây cho những công trình trên nền cát. Vách cừ kim loại khơng sử
dụng trên nền bồi tích có lẫn đá, có nhiều trường hợp vách khơng kín nước.
b. Cọc kề nhau và nối tiếp nhau: Hiện nay có nhiều cách để hạ lỗ khoan kề
nhau và có đường kính lớn xuống dưới sâu; lỗ khoan có ống chèn ngồi hoặc
tạm đổ bùn để giữ cho ổn định, rồi sau được đổ đầy bê tông thường hoặc bê
tông – sét (kiểu cọc khoan nhồi). Ví dụ ở đập Manicouagan – Canada các
kiểu cọc này nối tiếp nhau đã hạ được xuống đến độ sâu 120m.
c. Tường khuôn: Vách kiểu tường khuôn ra đời khoảng vài chục năm nay,
nhưng trong mấy năm gần đây thì phát triển theo nhịp độ khá nhanh. Tùy

theo tính chất của lớp bồi tích mà dùng các loại thiết bị đào cần thiết (máy
đào, gàu ngoặm …) để đào dưới nền thành những khuôn tường thật dài và
sâu. Trong khuôn tường này sẽ đổ bê tông hoặc vữa bentonite. Thông thường
hiện nay sử dụng hai loại kỹ thuật về tường khuôn. Bên Châu Âu sử dụng
tường khuôn là bê tông dày 0,5 ÷ 1m, vữa có đơi chút dẻo và ln có xi
măng. Bên Mỹ là loại tường đất dày 1,5 ÷ 2,5m, trong vữa khơng có ximăng.
Cho đến nay các loại tường này cả ở Châu âu và ở Mỹ đều xuống tới độ sâu


18

khoảng 60m.
d. Vách mỏng: Đầu tiên cho đóng các cọc sắt hình xuống nền. Trong quá trình
từ từ rút cọc lên thì cho vữa xi măng vào khe hở do chỗ cọc vừa bị rút lên để
lại. Như vậy sẽ tạo được một màng vách mỏng liên tục cũng đủ độ dày cho
các đập thấp. Vách mỏng là kinh tế với chiều sâu tối đa chừng vài chục mét.
Ở đập Razzaza – Iraq 1m3 vách mỏng sâu 10m rẻ hơn được ba lần so với
phương án tường khn dày 0,5m.
MNDBT

0.3-0.6m

(a)

MNC

H=12m

>1.0m

Hình 1.4 Sơ đồ chống thấm cho đập đất bằng cừ thép
1.3.1.2. Làm kín nước cho đập xây trên nền sa thạch [5]
Trên thế giới có nhiều đập xây trên nền sa thạch. Nói chung, một tầng sa
thạch thường thể hiện dưới hình thức một tổng thể bị đập vỡ hoặc bị nứt rạn với hai
mức độ thấm nước: thấm nước nhiều và thấm nước ít.
Giải quyết vấn đề kín nước ở nền đập không phải dễ dàng. Giải pháp cổ điển
là phụt vữa trong nền sa thạch. Phụt vữa chống thấm trong tầng nham rất khó khăn.
Nếu như phụt xi măng thuần vào một khe nứt thì nham thạch chóng thấm hút phần
nước của hồ làm hồ nhanh chóng bị đặc quánh (ngay cả khi tỷ lệ xi măng trên nước
(X/N) ban đầu là nhỏ 1/10 đến 1/4). Sau khi hồ xi măng đi từ lỗ khoan vào khe nứt
độ vài ba dm là xi măng bị tắc ngay khe nứt làm cho hồ chối không tiêu thụ được
nữa. Như thế dễ bị ngộ nhận là hoàn hảo. Nhưng nếu muốn tạo ra một màng kín
nước cổ điển như ở đập chẳng hạn, thì khi thực hiện các lỗ khoan phụt ở đợt 2, rồi
đợt 3, sẽ thấy đúng là càng sít nhau hơn, cho đến khi khoảng cách giữa các lỗ khoan
chỉ còn 1m. Số hàng lỗ khoan cũng phải tăng nhiều lần nhưng không hẳn sẽ đạt


19

được kết quả mỹ mãn. Xử lý theo cách cổ điển này rất đắt tiền, bán kính hiệu quả
của mỗi lỗ khoan là quá nhỏ bé. Do vậy, khi xây dựng đập ở vùng sa thạch nứt nẻ,
người thiết kế cần suy nghĩ tìm tịi xem có giải pháp nào ngồi kỹ thuật khoan phụt
vữa hay khơng?. Một trong các giải pháp đó là tường khn, một giải pháp thường
là “triệt để” với điều kiện là hợp lý về mặt kinh tế. Ví vụ giải pháp chống thấm ở
đập Brơngbach – Tây Đức. Đất nền ở đập chủ yếu là nền sa thạch rắn với những
dải xen kẹp nhỏ đá mác nơ (sét vơi) hoặc sét rắn. Sa thạch có nguồn gốc Silic, rạn
nứt và thấm nước, phần giữa thân đập tương ứng với đáy thung lũng là lớp bồi tích
rời xốp (cát và cuội sỏi), thấm nước có chỗ dày tới 20m. Đập được đắp bằng vật
liệu ít thấm nước. Cơng trình chắn chống thấm ở phía dưới đập bao gồm một tường
bằng bê tông dẻo trong hẻm sâu lấp đầy cát sỏi, có phụt vữa bổ sung ở hai bên

tường và xuống dưới chân tường trong tầng gốc sa thạch (hình 1.5).
Trước khi chứa nước chủ nhiệm cơng trình cịn u cầu làm một tấm chắn đi
thẳng đứng từ trên đập xuống để cải thiện tính kín nước của thân đập. Đây là một
tường đào và thi công trong thân đập đã xây dựng. Tường dày 0,62m, cao khoảng
15m, diện tích 11.000 m2. Tường được đào trực tiếp trong hồ xi măng- bentonite
bằng thiết bị khoan lọc thủy lực.
411.0
412.50
410
Tườ
ng
khuô
n bằ
ng hồ
xi mang Bentonite
1

409

Tườ
ng khuô
n bằ
ng bêtô
ng dẻ
o
408

2

407

3
4

0

10

Phun vữ
a

Hình 1.5 Mặt cắt điển hình của đập Brơng Bách ban đầu
1-Đáy cát - sỏi; 2-4- Sa thạch; 3- Sét

20

30 m


20

1.3.2. Những kết quả nghiên cứu trong nước về xử lý dòng thấm xảy ra sự cố ở
đập đất
1.3.2.1. Những sự cố thường gặp trong đập đất
Phần lớn các công trình đầu mối của nhiều hồ chứa ở nước ta đều xây dựng
đập dâng bằng đất hoặc bằng đất đá hỗn hợp gọi chung là đập đất.
a. Thân đập: Xét theo tính chất của vật liệu đắp đập, có thể chia ra hai loại
chính: đập đồng chất và đập khơng đồng chất.
b. Nền đập: Nền đập cũng có thể chia ra hai dạng chính:
- Nền đất: dạng bồi tích hoặc xung tích, có chiều dày, cấp phối hạt và tính
thấm nước khác nhau.

- Nền đá: đá có thể có nhiều nguồn gốc khác nhau; trên mặt thường là lớp
phong hóa, nứt nẻ với mức độ khác nhau, có tính thấm khác nhau; dưới lớp phong
hóa là đá gốc có độ bền cao, chống thấm tốt.
Những sự cố thường gặp trong đập đất là: Lũ tràn qua đỉnh đập; thấm mạnh
hoặc sủi nước ở nền đập, ở thân đập xuất hiện những vết nứt ngang đập, dọc đập do
lún nền hoặc trượt mái đập thượng hạ lưu.
Các sự cố trên nếu khơng giải quyết kịp thời có thể dẫn đến đổ vỡ đập.
1.3.2.2. Nguyên nhân gây ra sự cố
Nguyên nhân khách quan
Đất là mơi trường xốp, có lỗ rỗng nên nước có thể len lỏi theo các lỗ rỗng mà
thấm qua. Khả năng thấm nước của đất được đặc trưng bởi hệ số thấm K. Các loại đất
khác nhau có hệ số thấm khác nhau.
Khi đắp đập thường sinh ra mặt tiếp giáp giữa thân và nền đập do đặc trưng cấu
tạo của hai mơi trường có tính chất cơ lý khác nhau như về hệ số thấm, cấp phối hạt, độ
chặt ... và nền đập có thể là đá cứng. Vì vậy sẽ xuất hiện dịng thấm chảy theo mặt tiếp
giáp giữa thân và nền đập. Ngồi ra dịng thấm còn xuất hiện dưới nền đập nếu nền là
đất, cuội sỏi hoặc đá nứt nẻ.


21

Nguyên nhân chủ quan
Trong hồ sơ thiết kế, người thiết kế chưa đưa ra biện pháp xử lý tối ưu đối với
hiện tượng thấm qua thân và nền đập; trong q trình thi cơng, nhà thầu thi cơng khơng
tn thủ nghiêm ngặt kỹ thuật cũng như quy trình thi cơng và các yêu cầu trong hồ sơ
thiết kế đã được phê duyệt, dẫn đến trong thân đập tồn tại những khu vực thấm mạnh
như mặt tiếp giáp giữa các lớp khơng được xử lý tốt, các khu vực đầm sót, đầm dối ...
1.3.2.3. Những biện pháp chống thấm qua nền và thân đập đất ở nước ta
Chân khay: Đối với nền bồi tích có chiều sâu H<10m, thường dùng biện
pháp xây dựng chân khay (ví dụ: xử lý nền đập Ngải Sơn – Đông Mô) hoặc kết hợp

chân khay và sân phủ thượng lưu (ví dụ: Đập Suối Ninh). Vấn đề xây dựng chân
khay cần chú ý biện pháp chống thấm nước vào chân khay khi đào móng chân khay.
Tường chống thấm bằng cừ thép: trong trường hợp nền bồi tích khơng có lẫn
đá lăn, đá tảng và chiều dày tầng bồi tích T<12m có thể dùng hàng cừ thép.
Màng chống thấm bằng khoan phụt vữa: Trong trường hợp lớp bồi tích dày
hơn 10m, phía dưới là đá nứt nẻ mạnh hoặc trong lớp bồi tích có lẫn đá lăn, đá tảng
lớn khơng thể đóng cừ thép được, hoặc nước ngầm có tính ăn mịn mạnh đối với
kim loại, thì biện pháp xử lý nền tốt nhất là khoan phụt vữa. Biện pháp này chống
thấm cho nền đập thủy điện Hịa Bình, nền đập Vực Trịn tỉnh Quảng Bình, nền đập
sông Ray tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu,…
Tường hào xi măng – bentonite: Tường hào xi măng – bentonite là loại tường
chống thấm được thi công bằng biện pháp chung là đào hào trong dung dịch
bentonite, sau đó sử dụng hỗn hợp vật liệu xi măng + betonite + phụ gia trộn vào
nước, sau thời gian nhất định đông cứng lại tạo thành tường chống thấm cho thân
đập và nền đập. Hào betonite thường có chiều rộng 0,5÷1,2m, nhưng thực tế những
cơng trình nước ta thi cơng gần đây như: Dầu Tiếng - Tây Ninh, Dương Đông - Phú
Quốc… bề rộng hào thường là 0,6m, do trong quá trình thi công bề rộng hào phụ
thuộc vào thiết bị thi công mà cụ thể là gầu đào.


22

1.4. KẾT LUẬN CHƯƠNG 1
 Qua nghiên cứu các tài liệu lí thuyết và đối chiếu với thực tế thiết kế - xây
dựng - quản lý vận hành các công trình bằng đất, rõ ràng vấn đề nước thấm qua
đập đất là một vấn đề rất phức tạp, nó đang đặt ra những yêu cầu cấp bách cần
phải giải quyết về mặt nghiên cứu cũng như tính tốn phục vụ xử lý các sự cố về
thấm, bổ sung thêm cho các nhà tư vấn và quản lý một lượng kiến thức và thông
tin thiết thực về thấm.
 Đánh giá điều kiện ổn định thấm của cơng trình phải đánh giá điều kiện ổn

định thấm cục bộ của các vùng vật liệu ở thân và nền cơng trình ứng với chế độ
thấm đã xác định. Ổn định thấm cục bộ liên quan chặt chẽ đến ổn định thấm
chung cho tồn cơng trình. Phương pháp này tiến bộ và tin cây hơn dùng
phương pháp trị số gradien trung bình cho phép và phù hợp với cách xác định độ
bền thấm của đất.
 Nghiên cứu ổn định thấm cho đập vật liệu địa phương phải gắn liền việc giải
bài toán thấm với việc xác định các điều kiện bền cơ học về thấm của các loại
vật liệu. Bao gồm xác định các tiêu chuẩn bền chống xói ngầm, xói tiếp xúc, sự
rửa trơi, bồi lắng,.. Đồng thời phải xác định điều kiện bảo tồn định luật thấm
Đacxi khi mơi trường thấm có độ rỗng lớn.
 Đối với các cơng trình quan trọng, việc đánh giá điều kiện ổn định thấm cần
thiết phải có những nghiên cứu riêng về độ bền thấm của các loại vật liệu và chỉ
tiêu cơ lí của nó. Có như vậy, lời giải bài tốn lí thuyết thấm mới có ý nghĩa thực
tiễn. Đồng thời cần phải xét đến ảnh hưởng của địa chất, địa hình đến chế độ
thấm không gian qua đập.


23

CHƯƠNG 2

NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP XỬ LÝ CHỐNG THẤM
CHO THÂN VÀ NỀN ĐẬP VẬT LIỆU ĐỊA PHƯƠNG
2.1. THẤM VÀ MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU THẤM QUA ĐẬP ĐẤT [13]
Thấm có ý nghĩa rất lớn trong việc xây dựng và khai thác những cơng trình
thủy lợi nói chung và riêng đối với đập đất thấm lại càng có ý nghĩa đặc biệt. Là
một loại cơng trình dâng nước và làm bằng vật liệu xốp (đất), đập đất chịu tác dụng
của cột nước và hình thành dịng thấm di chuyển qua thân đập và nền (nền đất hoặc
đá nứt nẻ) từ thượng lưu xuống hạ lưu. Sự xuất hiện dòng thấm qua đập đất gây nên
những tác hại nhiều lúc rất lớn về mặt tổn thất lưu lượng cũng như về tính bền vững

của cơng trình. Do đó, trong thiết kế và xây dựng đập đất vấn đề nghiên cứu, đánh
giá những đặc trưng cơ bản của dòng thấm là một khâu quan trọng và khơng thể
thiếu được.
Mục đích nghiên cứu thấm qua đập đất nhằm giải quyết những vấn đề:
Xác định lưu lượng nước thấm qua than đập, nền và bờ để đánh giá tổn thất
nước trong tính tốn kinh tế và cân bằng hồ chứa. Đồng thời trên cơ sở tính tốn đó
mà quyết định những hình thức chống thấm cho thân đập và nền.
Xác định vị trí của đường bão hịa để bố trí vật liệu xây dựng thân đập và
đánh giá sự ổn định của mái dốc hạ lưu. Việc xác định vị trí của đường bão hịa cịn
có mục đích lựa chọn hình thức thốt nước thích hợp cùng kích thước của nó nhằm
nâng cao ổn định mái dốc hạ lưu.
Tính tốn Gradient thấm để đánh giá mức độ xói ngầm chung và xói ngầm
cục bộ nhằm mục đích xác định kích thước hợp lý của thân đập, của những kết cấu
chống thấm, thoát nước và thành phần của tầng lọc ngược.
Thấm qua thân đập là thấm không áp nhưng thấm qua nền đập mang tính chất
thấm có áp cho nên khi nghiên cứu thấm qua đập đất khơng chỉ có thể ứng dụng các
định luật cơ bản về lý thuyết thấm mà dung cả những phương pháp tính thấm trong
trường hợp tổng quát.