Tài liệu Công trình Thủy điện Hòa Bình_ Phần 8 ppt

8
ĐÁNH GIÁ TÌNH TRẠNG THẤM
VÀ BIỆN PHÁP XỬ LÝ
_____________________
Đập vật liệu địa phương – Xử lý đập vai Thác Mơ
ĐẬP VAI CỬA LẤY NƯỚC - CTTĐ THÁC MƠ
MỤC LỤC
Trang
PHẦN THỨ NHẤT
KHẢO SÁT, PHÂN TÍCH ĐÁNH GÍA
CHƯƠNG I
GIỚI THIỆU CHUNG
1 Địa chất công trình ..........................................................................................4
1.2 Kết cấu công trình ........................................................................................4
1.3 Tình hình quản lý công trình ......................................................................5
1.3.1. Công tác quan trắc .....................................................................................5
1.3.2. Đánh giá về công tác quan trắc ................................................................7
CHƯƠNG II
TÍNH TOÁN KIỂM TRA ỔN ĐỊNH THẤM
2.1 Các tài liệu cơ bản.........................................................................................8
2.2 Các tiêu chuẩn tính toán................................................................................8
2.3 Kết quả tính toán...........................................................................................8
CHƯƠNG III
TÍNH TOÁN KIỂM TRA ỔN ĐỊNH TRƯỢT CỦA ĐẬP
3.1 Tài liệu cơ bản...............................................................................................10
3.2 Kết qủa tính toán...........................................................................................10
CHƯƠNG IV
PHÂN TÍCH ĐÁNH GÍA ỔN ĐỊNH CHUNG CỦA CÔNG TRÌNH
4.1. Phân tích tình trạng thấm của đập vai.......................................................12
4.1.1. Theo kết quả khảo sát (qua các hố khoan lấy mẫu) ................................12
4.1.2. Theo các tài liệu quan trắc hiện trường ...................................................15

4.1.3. Theo các kết quả tính toán ...................................................................16
KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ................................................................................18
PH N TH HAIẦ Ứ
BI N PHÁP X LÝỆ Ử
CHÖ NG VƠ
KHOAN PH T T O MÀNG CH NG TH MỤ Ạ Ố Ấ
5.1. Thí nghiệm khoan phụt tạo màng chống thấm........................................20
5.1.1. Giới thiệu chung.........................................................................................20
5.1.2. Điều kiện địa chất của công trình.............................................................20
5.1.3. Chọn vị trí và sơ đồ khoan phụt ...............................................................20
5.1.4. Chọn dung dịch phụt .................................................................................22
5.1.5. Công tác khoan ..........................................................................................22
___________________________
Đập vật liệu địa phương – Đập vai Thác Mơ - 2 -
5.1.6. Phụt vữa vào hố khoan ..............................................................................22
5.1.7. Công tác lập tài liệu...................................................................................24
5.1.8. Tiến độ công tác khoan phụt.....................................................................24
5.1.9. Vữa ximăng-bentonit ................................................................................25
5.2. Khoan phụt tạo màng chống thấm............................................................25
5.2.1 Các phương án khoan phụt .......................................................................25
5.2.2 Khối lượng công tác khoan phụt ..............................................................26
5.3. Gia cố các thiết bị tiêu nước ở hạ lưu đập................................................27
___________________________
Đập vật liệu địa phương – Đập vai Thác Mơ - 3 -
PH NẦ THỨ NH TẤ
KHẢO SÁT, PHÂN TÍCH ĐÁNH GÍA
CHƯƠNG I
GIỚI THIỆU CHUNG
1. 1. ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH
Điều kiện địa chất của khu vực đập vai cửa lấy nước có đặc điểm sau:.

Cửa lấy nước do đào sâu nên nền đập được đặt trên đới IB đá bazan; tại 2 mái
dốc là đất lớp 3, 2, 1. Toàn bộ nền đập được đặt trên lớp 1.
Lớp 1 (edQ) sét màu nâu đỏ chứa không quá 5% vón kết laterit cứng chắc. Chiều
dày 2-9m thỉnh thoảng phân bố các thấu kính không quá 1 m dạng tổ ong, tính thấm
lớn.
Để xử lý, trong TKKT đã đào chân khay sâu cắt qua lớp laterit nhưng thực tế khi
mở móng các thấu kính không liên tục nên không đào chân khay trong quá trình thi
công.
Lớp 2 (eQ) chứa vón kết laterit, đất chặt, có chỉ tiêu cơ lý cao, dày 2-15 m.
Lớp 3 (eQ) sét màu vàng chứa ít dăm sạn dày 7-20 m.
Tổng cộng chiều dày 3 lớp đất sườn tàn tích và tàn tích trên nền đá bazan xấp xỉ
30m.
Sâu hơn là đới phong hóa mãnh liệt IA dày 2-3 m, sau đó là bazan đới IB, đới II.
Trong quá trình thi công ở đáy suối có lớp bùn, sau khi đào hết lớp bùn gặp đới
phong hóa mãnh liệt IA của bazan.
Do việc thoát nước không tốt nên có đào sâu vào lớp phụ đới IA1, đáp ứng được
yêu cầu làm nền cho lăng trụ đá hạ lưu.
1. 2. KẾT CẤU CÔNG TRÌNH
Đập dài 1.150 m, được chia làm 3 khu vực: đập vai phải, cửa lấy nước, đập vai
trái nối với đập Đức Hạnh.
+ Kết cấu đập vai cửa lấy nước, gồm 2 phần:
a. Phần qua cửa lấy nước (do Ucraina thiết kế).
- Loại đập : đất – đá hỗn hợp
- Cao trình đỉnh đập : 221.50 m
___________________________
Đập vật liệu địa phương – Đập vai Thác Mơ - 4 -
- Chiều rộng đỉnh đập : 8.00 m
- Phần đá ở thượng lưu, phần đất ở hạ lưu
- Mái thượng lưu : m
1

= 3.00
- Mái hạ lưu : m
2
= 3.00 và 4.00
- Tíêu nước hạ lưu : ống dọc, đặt trong thân đập
b. Phần tiếp theo (do Việt Nam thiết kế).
1. Loại đập : đập đất đồng chất
2. Cao trình đỉnh đập : 221.50 m
3. Chiều rộng đỉnh đập : 8.00 m
4. Mái thượng lưu : m
1
= 4.50
5. Mái hạ lưu : m
2
= 3.00 và 4.00
6. Tiêu nước hạ lưu : đống đá tiêu nước
7. Cao trình đỉnh đống đá : 201.00 m
8. Mái ngoài đống đá : 2.00
9. Mái trong đống đá : 1.50
c. Khối lượng chính của đập vai:
10. Đất đào : 190.000,00 m
3
11. Đất đắp : 1.382.235,00 m
3
12. Đá đổ (đắp đập) : 251.000 m
3
1.3 TÌNH HÌNH QUẢN LÝ VẬN HÀNH CÔNG TRÌNH
1.3..1 CÔNG TÁC QUAN TRẮC
i.) Hệ thống quan trắc
Hệ thống quan trắc của đập vai cửa lấy nước đã được lắp đặt nhằm mục đích:

+ Quan trắc chế độ thấm trong thân và nền đập. (đo vị trí đường baõo hòa, lưu
lượng thấm v.v…)
+ Quan trắc biến dạng của đập (độ lún, dịch chuyển ngang v.v…)
Hệ thống quan trắc mực nước trong các hố khoan ở cả thân và nền đập vai cửa
lấy nước đã được xác định trong đồ án thiết kế. Số lượng các hố khoan được bố trí
như sau:
Đặt trên 10 mặt cắt với tổng số 27 hố khoan, tổng độ sâu 494.5 m. Trên mỗi mặt
cắt đặt từ 2 đến 4 hố khoan. Có tất cả 19 hố khoan quan trắc mực nước trong thân
đập với tổng độ sâu là 337.3 m và 8 hố khoan quan trắc mực nước ở nền đập với
tổng độ sâu là 157.2 m.
Công tác đặt hệ thống quan trắc được xí nghiệp khảo sát tổng hợp Miền Nam tổ
chức thực hiện từ năm 1994 đến năm 1995 theo đề cương đã được duyệt. Trong
qúa trình khoan đặt ống quan trắc có một số hố khoan đã sử dụng để lấy mẫu thí
nghiệm xác định chất lượng đất đắp
Các hố khoan quan trắc được chia làm 2 loại:
___________________________
Đập vật liệu địa phương – Đập vai Thác Mơ - 5 -
- Loại 1: Đặt ống quan trắc ở trong đới phong hoá IB hay đới tương đối nguyên
khối II ( Đá Bazan, bột kết)
- Loại 2: Ống lọc đặt ở trong đất đắp hoặc trong đá đổ để quan trắc mực nước trong
thân đập. Mỗi loại đều có cấu trúc khoan riêng
ii.) Cấu tạo hố khoan quan trắc
Kết cấu của ống loại 1 và loại 2 cơ bản như nhau chỉ khác là nếu ống đặt ở trong
nền đập thì phải có nút ngăn nước rất tốt giữa đất đắp và đất nền
Việc lựa chọn ống quan trắc đã được thực hiện theo đúng các yêu cầu kỹ thuật của
thiết kế như :
- Cường độ ống nhựa chịu được áp lực 3-5 kg/cm
2
- Các khớp lồi đều dùng dạng ống múp ở ngoài và dùng máy ép nhiệt độ cao tạo
thành khớp nối kín, cứng chắc, lực kéo đạt tới 5 kg/cm

2

- Gia cường ống lọc đơn giản và đỡ tốn kém hơn ống thép.
Đường kính ống nhựa để làm lọc là 70 mm, với 3 lớp lưới lọc mỗi lơùp dày 1mm
và quấn dây thép đường kính 1 mm. Như vậy sau khi quấn lưới và dây thép đường
kính ống lọc sẽ là 78mm, khi đó đường kính hố khoan sẽ phải là 130 mm để xung
quanh ống lọc còn có lớp cát lọc.
Gia công ống quan trắc được thực hiện gồm 3 bộ phận : ống lọc, thân ống quan
trắc (nối từ ống lọc đến miệng hố khoan) và phần bảo vệ miệng ống
Phần ống lọc:lấy ống nhựa Φ70 dài 1.80m. Ðo từ dưới lên 0.50 m và kéo dài lên
thêm 1.12 m (đoạn ống lọc) là đoạn cần gia công. Phần trên còn lại 0,38m là đoạn
để nối với ống phía trên. Đoạn ống lọc dài 1.12 m đục lỗ Φ10 bố trí hình chéo
cách nhau 2 cm (tính từ tim) khoan 6 hàng, mỗi hàng 26 lỗ tổng cộng 256 lỗ. Sau
khi khoan lỗ xong, dùng dũa để làm nhẵn mặt ngoài, dùng lưới nylon Φ1 quấn 3-4
lớp, ở mặt ngoài dùng dây kẽm Φ1 quấn thật chặt. Phần dưới còn lại 0.5 m trở
xuống hơ nóng để uốn và bịt kín làm ống lắng. Loại ống lọc này sử dụng làm ống
loại 2 để đặt trong đất, còn ống loại 1 đoạn lọc chỉ cần đục lỗ, không cần quấn lưới
để đặt trong đá.
Phần thân ống quan trắc: cũng sử dụng ống nhựa Φ70, chiều dài phụ thuộc vào
độ sâu hố khoan, các đoạn ống được nối với nhau bằng ống nối dài 20 cm, dùng
máy nén nhiệt độ cao để nén chặt.
Phần bảo vệ miệng ống: để đảm bảo không bị hư hỏng phần trên của ống quan
trắc, ở trên bề mặt đã đổ một khối bê tông có kích thước 60 x 60 x 30cm (chiều dày
30 cm chìm trong đất 10cm). Ống nhựa đặt cao hơn mặt đất 90 cm, miệng ống có
nắp đậy. Phía ngoài đặt ống thép Φ130 dài 1.10 m (được cắm trong bê tông 10 cm),
phía trên có khoá. Khoảng giữa ống thép và ống nhựa đổ đá dăm. Xung quanh được
rào bằng khung thép.
iii.) Công tác khoan
Để thi công các hố khoan đã sử dụng máy khoan YTB-50M-CKBY4 (của Liên
Xô) và XJ-100 (của Trung Quốc). Khoan bằng phương pháp đóng cọc và khoan

xuay. Hố khoan không yêu cầu lấy nõn nhưng đã ghi chép đầy đủ và đã lấy được
___________________________
Đập vật liệu địa phương – Đập vai Thác Mơ - 6 -
hình trụ hố khoan.. Nói chung công tác khoan đã đảm bảo được các yệu cầu kỹ
thuật như đảm bảo độ sâu theo đúng thiết kế, đường kính cuối cùng không nhỏ hơn
130 mm và không làm ảnh hưởng đến chất lượng công trình chính .
iv.) Công tác lắp đặt ống quan trắc
Việc lắp đặt ống quan trắc cũng đã đảm bảo đúng các yêu cầu kỹ thuật như :
- Trước khi đặt ống lọc hố khoan đã được rửa sạch sẽ.
- Phần đáy đã đổ đá dăm Φ1-2 ( đá dăm là granit và bazan đã được rửa sạch).
Với những ống lọc đặt trong đất đã được đổ cát sạch
- Phần trên ống lọc: Đối với những ống lọc đặt trong đá đã được lấp bằng đá
dăm. Những ống lọc đặt trong đất đã được đổ thêm 1m đá dăm và cát sau đó được
lấp bằng đất sét.
- Đối với những ống lọc đặt ở phần nền thì phần tiếp giáp giữa nền và đất đắp đã
được bố trí một nút cách nước, được làm bằng đất sét hoặc bentonit đầm chặt.
Đối với những ống lọc đặt trong đất đắp thì phần trên cùng cách mặt đất 1 m
được đầm chặt bằng đất sét và bentonit với mục đích nhằm ngăn không cho nước
mưa thấm xuống chảy vào ống lọc
Sau khi hoàn thành công tác lắp đặt, việc lập sơ đồ,ghi tên hố quan trắc vào sổ
sách đã được thực hiện một cách một cách nghiêm túc và chu đáo.
1.3. 2 ĐÁNH GÍA VỀ CÔNG TÁC QUAN TRẮC
Sau khi các hố quan trắc đã được xây dựng, công tác quan trắc (đo mực nước)
đã được tiến hành ngay với thời gian 10-15 ngày một lần. Độ sâu mực nước được
đo bằng máy điện kế. Công tác quan trắc đã được Ban quản lý công trình thực hiện
từ tháng 8 năm 1994 đến tháng 10 năm 1995, sau đó bàn giao cho nhà máy.
Nhìn chung công tác lập mạng luới quan trắc thấm và biến dạng cũng như công
tác đo đạc (mực nước thấm trong các hố khoan, đo dịch chuyển ngang và lún) ở
đập vai cửa lấy nước đã được NMTĐ Thác Mơ thực hiện một cách liên tục, đầy đủ
theo đúng quy trình của thiết kế đề ra.

Số liệu thu thập được của tất cả các hố và các mốc quan trắc của đập vai cửa lấy
nước đều cho số liệu hợp lý, có thể tin cậy được.
___________________________
Đập vật liệu địa phương – Đập vai Thác Mơ - 7 -
CHƯƠNG II
TÍNH TOÁN KIỂM TRA ỔN ĐỊNH THẤM
2.1 KẾT QUẢ TÍNH TOÁN
2.1.1. CÁC TÀI LIỆU CƠ BẢN
Các tài liệu cơ bản dùng trong báo cáo này được khảo sát (khoan lấy mẫu), thí
nghiệm hiện trường (ép và đổ nước), thí nghiệm trong phòng (các chỉ tiếu cơ lý), đo
đạc (các mặt cắt dọc ngang đập vai) v.v… vào tháng 5 năm 2002. Tài liệu do
NMTĐ Thác Mơ cung cấp. Đơn vị trực tiếp thực hiện khảo sát là Xí nghiệp Đầu tư
& Xây dựng Điện 5 S thuộc Tổng Công ty Xây dựng Công trình Giao thông 5.
Các tài liệu này đã được đối chiếu với tài liệu hoàn công “Báo cáo của Hội đồng
nghiệm thu cơ sở về việc đưa Công trình thủy điện Thác Mơ vào sử dụng”, Tp. Hồ
Chí Minh, tháng 4/1995, cho thấy là hợp lý có thể sử dụng cho các tính toán kiểm
tra được.
2.1.2. TIÊU CHUẨN TÍNH TOÁN
Ðể xác dịnh gradien cột nước thấm cho phép [J
ra
]
CP
có thể sử dụng các công thức
giới thiệu trong quy phạm thiết kế tầng lọc ngược QP TL-C-5-75. Trong trường
hợp không đủ tài liệu về thành phần hạt của đất được bảo vệ và của các lớp lọc, có
thể sử dụng các trị số của [J
ra
]
CP
được kiến nghị trong sổ tay thiết kế các công trình

thủy công, ứng với từng loại đất đắp đập và cấp công trình cho trong bảng sau :
(lấy theo bảng 4.15 trang 151 trong “ sổ tay thiết kế công trình thuỷ công “ của
Viện thiết kế Thuỷ công CHLB Nga)
bảng 4.15
Loại đất Cấp công trình
I II III IV-V
Sét 1,ï 50 1, 65 1, 80 1, 90
Á Sét 1, 05 1, 15 1, 25 1, 55
Á cát 0, 75 0, 95 1, 00 1, 25
Cát mịn 0, 55 0, 65 0, 75 0, 85
+ Đối với trường hợp đất đắp của đập vai CTTĐ Thác Mơ là đất Bazan hạt mịn và
đều (xem như á cát), vận dụng các trị số trong bảng 4.15 nêu trên, có thể lấy J
ra
cho phép = 0.95 (công trình cấp II) để thiên về an toàn.
2.1.3. KẾT QUẢ TÍNH TOÁN
Để tính toán thấm cho đập vai cửa lấy nước đã sử dụng chương trình tính toán
thấm phẳng (2 chiều). Chương trình được viết trong ngôn ngữ FORTRAN - 77 và
___________________________
Đập vật liệu địa phương – Đập vai Thác Mơ - 8 -
PASCAL.
Các tính toán đã thực hiện cho 5 mặt cắt của đập vai cửa lấy nước :
No _ 5-5; No _ 6-6;
No _ 6a-6a; No _ 7-7; No _ 9-9;
Kết quả tính toán theo phương pháp phần tử hữu hạn để kiểm tra ổn định thấm
phẳng (2 chiều) ứng với đường bão hoà thực đođã được trình bày trên các bản vẽ
đính kèm theo báo cáo này (bao gồm các vector Gradient thấm theo các phần tử, vị
trí đường bão hòa trong thân đập v.v…)
Các gía trị Gradient cột nước J
ra max
cho ở bảng sau :

J
RA MAX
ĐẬP VAI CỬA LẤY NƯỚC
Mặt cắt J ra
max
Ghi chú
No _ 2 - 2 0.356
No _ 3 – 3 0.382
No _ 4 - 4 0.433
No _ 5 - 5 0.833
No _ 6 - 6 0.716
No _ 6a-6a 0.738
No _ 7 - 7 0.435
No 8 - 8 0.414
No 9 - 9 0.916
Kết quả tính toán cho thấy ở chỗ ra của đường bão hòa (vùng nền đập sát chân
mái hạ lưu của đập vai cửa lấy nước), các trị số Jra
max
nói chung đều nhỏ hơn trị
số [J ra]cp = 0.95 (bảng 4.15). Như vậy ở chỗ ra của đường bão hòa, không có khả
năng xẩy ra xói ngầm tiếp xúc.
Tuy vậy cũng cần nói thêm là các trị số Jra cho phép ở bảng 4.15 là khi chưa có
lớp bảo vệ, ở các đập Thác Mơ khi thiết kế đều bố trí lớp bảo vệ theo cấu tạo, Như
vậy tính an toàn về ổn định thấm của đập là khá cao.

___________________________
Đập vật liệu địa phương – Đập vai Thác Mơ - 9 -
CHƯƠNG III
TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH TRƯỢT CỦA ĐẬP
3.1 KẾT QỦA TÍNH TOÁN KIỂM TRA ỔN ĐỊNH TRƯỢT

3.1.1. TÀI LIỆU CƠ BẢN
Các tài liệu cơ bản dùng trong báo cáo này được khảo sát (khoan lấy mẫu),
thí nghiệm hiện trường (ép và đổ nước), thí nghiệm trong phòng (các chỉ tiếu cơ
lý), đo đạc (các mặt cắt dọc ngang đập vai) v.v… vào tháng 5 năm 2002. Tài liệu
do NMTĐ Thác Mơ cung cấp. Đơn vị trực tiếp thực hiện khảo sát là Xí nghiệp Đầu
tư & Xây dưng Điện 5 S thuộc Tổng Công ty Xây dựng Công trình Giao thông 5
Các tài liệu này đã được đối chiếu với tài liệu hoàn công “Báo cáo của Hội đồng
nghiệm thu cơ sở về việc đưa Công trình thủy điện Thác Mơ vào sử dụng”, Tp. Hồ
Chí Minh, tháng 4/1995,cho thấy là hợp lý có thể sử dụng cho các tính toán kiểm
tra được.
3.1.2. KẾT QUẢ TÍNH TOÁN
Sử dụng chương trình tính toán ổn định trượt mái đập theo phương pháp vòng
cung trượt để tính toán kiểm tra ổn định trượt cho 10 mặt cắt của đập vai cửa lấy
nước :
No _ 2-2 (số 2-2); No _ 3-3 ;
No _ 4-4; No _ 5-5;
No _ 6-6; No _ 6a-6a;
No _ 7-7; No _ 8-8;
No _ 9-9; No _ 12-12;
Kết quả tính toán theo phương pháp vòng cung trượt để kiểm tra ổn định :
a.) Mái hạ lưu đập cho 2 trường hợp:
i.) Tổ hợp lực cơ bản (không có động đất) với đường bão hòa thực đo.
ii.) Tổ hợp lực đặc biệt : khi thiết bị tiêu nước bị hỏng làm cho đường bão hòa
dâng lên, với đường bão hòa tính toán (lý thuyết).
b.) Mái thượng lưu đập cho trường hợp:
Tổ hợp lực đặc biệt : khi rút nước nhanh, ứng với đường bão hòa thực đo.
Kết quả tính toán cho thấy các giá trị về hệ số an toàn ổn định K
ô.đ
ở mái hạ lưu
vàmái thượng lưu của đập vai cửa lấy nước ở tổ hợp lực cơ bản cũng như tổ hợp

lực đặc biệt đều lớn hơn trị số cho phép.
Như vậy ứng với đường bão hòa thực đo cao nhất trong 7 năm vận hành (1995-
2002), đập không có khả năng mất ổn định trượt mái hạ lưu và thượng lưu.
___________________________
Đập vật liệu địa phương – Đập vai Thác Mơ - 10 -
KẾ QUẢ TÍNH TOÁN HỆ SỐ ỔN ĐỊNH ĐẬP VAI CỬA LẤY NƯỚC
Mái hạ lưu Mái thượng lưu
Mặt cắt Tổ hợp lực cơ bản Tổ hợp lực đặc biệt Tổ hợp lực đặc biệt
No 2 - 2 1.517 1.441 1.338
No 3 - 3 1.538 1.314 1.242
No 4 – 4 1.420 1.293 1.235
No 5 – 5 1.390 1.327 1.256
No 6 - 6 1.385 1.317 1.241
No 6a–6a 1.394 1.322 1.244
No 7 – 7 1.378 1.241 1.201
No 8 – 8 1.423 1.305 1.232
No 9 – 9 1.287 1.216 1.201
No 12–12 1.475 1.326 1.253



___________________________
Đập vật liệu địa phương – Đập vai Thác Mơ - 11 -