nghiên cứu giải pháp công nghệ xử lý chống thấm nền đập vật liệu địa phương khu vực tỉnh ninh thuận áp dụng cho đập chính hồ chứa nước lanh ra

 TRƯƠNG THANH TRÌNH NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHỐNG THẤM NỀN ĐẬP VẬT LIỆU ĐỊA PHƯƠNG KHU VỰC TỈNH NINH THUẬN – ÁP DỤNG CHO ĐẬP CHÍNH HỒ CHỨA NƯỚC    LUẬN VĂN THẠC S



TRƯƠNG THANH TRÌNH

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ XỬ LÝ

CHỐNG THẤM NỀN ĐẬP VẬT LIỆU ĐỊA PHƯƠNG KHU VỰC TỈNH NINH THUẬN – ÁP

DỤNG CHO ĐẬP CHÍNH HỒ CHỨA NƯỚC

  

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TRƯƠNG THANH TRÌNH

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHỐNG THẤM NỀN ĐẬP VẬT LIỆU ĐỊA PHƯƠNG KHU VỰC TỈNH NINH THUẬN – ÁP DỤNG CHO ĐẬP CHÍNH HỒ

Chuyên ngành: XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH THỦY

Mã số: 60-58-40

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Người hướng dẫn khoa học:

PGS TS NGUYỄN TRỌNG TƯ

LỜI CẢM ƠN 1

MỞ ĐẦU 3

1 Tính cấp thiết của đề tài 3

2 Mục tiêu của đề tài 3

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 4

4 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 4

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ TÌNH HÌNH XÂY DỰNG ĐẬP TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH NINH THUẬN 5

1.1 Vị trí địa lý 7

1.2 Khí tượng, thủy văn 7

1.2.1 Khí tượng 7

1.2.2 Thủy văn 13

1.3 Đặc điểm địa hình, địa mạo 14

1.4 Đặc điểm địa chất 15

1.4.1 Phần địa chất chung 15

1.4.2 Địa chất công trình 15

1.5 Tổng quan về tình hình xây dựng các đập vật liệu địa phương và phương pháp xử lý nền trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận 16

1.5.1 Tổng quan về tình hình xây dựng các đập vật liệu địa phương 16

1.5.2 Phương pháp xử lý nền trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận 21

1.6 M t số sự cố thấm qua nền và qua thân đập đ xảy ra trong hu vực 22

1.6.1 Sự cố ở hu vực Nam Trung B , Đông Nam B và Tây Nguyên 23

1.6.2 Sự cố hồ, đập ở tỉnh Ninh Thuận 23

CHƯƠNG 2 NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP THIẾT KẾ XỨ LÝ CHỐNG THẤM NỀN ĐẬP TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH NINH THUẬN 25

2.1 Tổng quan về các giải pháp xử lý chống thấm nền đập 25

2.1.4 Giải pháp tường cừ chống thấm 28

2.1.5 Giải pháp tường hào bentonite chống thấm 30

2.1.6 Giải pháp cọc tr n sâu 31

2.1.7 Giải pháp hoan phụt vữa chống thấm 32

2.1.7.1 Khoan phụt truyền thống 34

2.1.7.2 Khoan phụt iểu ép đất (Compact grouting) 39

2.1.7.3 Khoan phụt thẩm thấu (Permeation grouting) 39

2.1.7.4 Khoan phụt cao áp (Jet-grouting) 39

2.2 Nghiên cứu và đề xuất giải pháp thiết ế xử lý chống thấm nền đập trong điều iện địa chất nền công trình trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận 42

2.2.1 Giới thiệu về công trình hồ chứa nước Lanh Ra 42

2.2.1.1 Giới thiệu chung 42

2.2.1.2 Thông số ỹ thuật công trình 44

2.2.1.3 Địa chất tuyến đập 45

2.2.1.4 Chọn giải pháp xử lý chống thấm nền đập 48

2.2.2 Giới thiệu về công trình hồ chứa nước đập Sông Biêu 49

2.2.2.1 Giới thiệu chung 49

2.2.2.2 Thông số ỹ thuật công trình 49

2.2.2.3 Địa chất tuyến đập 50

2.2.2.4 Chọn giải pháp xử lý chống thấm nền đập 54

2.2.3 Giới thiệu về công trình hồ chứa nước đập Cho Mo 54

2.2.3.1 Giới thiệu chung 54

2.2.3.2 Thông số ỹ thuật công trình 54

2.2.3.3 Địa chất tuyến đập 55

2.2.3.4 Chọn giải pháp xử lý chống thấm nền đập 58

2.3 Đề xuất giải pháp xử lý chống thấm nền đập trong điều iện địa chất nền

CHƯƠNG 3

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG GIẢI PHÁP THI CÔNG PHỤT VỮA XỬ LÝ

CHỐNG THẤM NỀN ĐẬP CHÍNH HỒ CHỨA NƯỚC LANH RA 60

3.1 Công nghệ hoan phụt vữa xi măng sét áp lực cao 60

3.1.1 Vật liệu phụt vữa và vữa 60

3.1.2 Công cụ và thiết bị hoan phụt 62

3.1.3 Quy trình hoan phụt vữa áp lực cao bằng phương pháp phụt vữa bịt miệng lỗ 64

3.2 Vận dụng tính toán để xử lý nền công trình hồ chứa nước Lanh Ra 65

3.2.2 Phân tích lựa chọn giải pháp xử lý chống thấm 70

3.2.2.1 Phân tích đánh giá địa chất đất nền 70

3.2.2.2 Chọn giải pháp xử lý chống thấm nền đập 70

3.2.3 Nghiên cứu phương pháp hoan phụt vữa xi măng chống thấm nền đập hồ chứa nước Lanh Ra 71

3.2.3.1 Mục đích xử lý chống thấm 71

3.2.3.2 Phạm vi xử lý chống thấm nền đập 71

3.2.3.3 Xác định chiều dày màng hoan phụt 76

3.2.3.4 Bố trí mạng lưới hố hoan 77

3.2.3.5 Thiết bị hoan phụt và thí nghiệm 79

3.2.3.6 Khoan phụt thí nghiệm và hoan iểm tra 81

3.2.3.7 Khoan phụt đại trà 84

3.3 D ng phần mền tính iểm tra lại thấm sau hi xử lý nền 98

3.3.1 Cơ sở lý thuyết tính thấm SEEP/W 99

3.3.2 Phương trình đặc trưng của đất – nước (Frdlud &Xing 1994) 99

3.3.2.1 Hàm thấm theo Green & Corey (1971) 99

3.3.2.2 Cách xác định hàm thấm của SEEP/W 100

3.3.3 Cơ sở lý luận của SEEP/W 100

3.3.5 Tài liệu địa chất và vật liệu đ p đập 104

3.3.6 Trường hợp tính toán 104

3.3.7 Kết quả tính toán 105

3.3.7.1 Tính toán hi chưa gia cố hoan phụt nền TH1 105

3.3.7.2 Tính toán hi đ gia cố hoan phụt nền TH1 107

3.3.7.3 Tính toán hi đ gia cố hoan phụt nền TH2 110

3.3.8 So sánh và đánh giá chất lượng màng phụt 113

3.4 Kết luận chương 3 114

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 115

TÀI LIỆU THAM KHẢO 116

Bảng 1.2: Hướng gió chính tại một trạm trên lưu vực sông Cái 10

Bảng 1.3: Tốc độ gió trung bình các tháng trong năm tại một số trạm (m/s) 10

Bảng1.4: Lượng mưa bình quân tại một số trạm(mm) 12

Bảng1.5: Lượng mưa trung bình tháng tại một số trạm trong lưu vực (mm) 12

Bảng1.6: Kết quả quan trắc lượng mưa 1 ngày max tại các trạm 12

Bảng1.7: Lượng mưa 1 ngày max trên lưu vực ứng với các tần suất (mm) 12

Bảng 1.8: Đặc trưng sông suối tỉnh Ninh Thuận 13

Bảng 1.9: Các hồ chứa được xây dựng đến năm 2000 17

Bảng1.10: Các hồ chứa được xây dựng từ năm 2000-2011 18

Bảng 1.11: Các hồ chứa hoàn thành 2012 và đang xây dựng 18

Bảng 1.12: Các hồ chứa qui hoạch dự kiến xây dựng 19

Bảng1.13: Phương pháp xử lý nền của một số hồ đập ở tỉnh Ninh Thuận 21

Bảng 2.1 Một số công trình ứng dụng phương pháp khoan phụt truyền thống 37

Bảng 2.2: Các chỉ tiêu cơ lý như sau 46

Bảng 2.3: Các chỉ tiêu cơ lý của lớp phong hóa hoàn toàn tại tuyến đập chính 52

Bảng 2.4: Các chỉ tiêu cơ lý của lớp phong hóa nhẹ tại tuyến đập chính 53

Bảng 2.5: Các chỉ tiêu cơ lý đất nền tuyến đập 56

Bảng 2.6: Chỉ tiêu cơ lý của các lớp đá nền đập 57

Bảng 3.1: Kết quả ép nước thí nghiệm các hố khoan 65

Bảng 3.2: Các chỉ tiêu cơ lý mỏ vật liệu A 68

Bảng 3.3: Các chỉ tiêu cơ lý mỏ vật liệu D 69

Bảng 3.4: Phân loại mức độ thấm của khối đá (TCVN 4253-86) 70

Bảng 3.5: Kết quả tính toán chiều sâu và xác định cao trình đáy màng chống thấm73 Bảng 3.6: Tính toán xác định khoảng cách giữa các hố khoan 78

Bảng 3.7: Bảng xác định khoảng cách giữa 2 hàng khoan 79

Bảng 3.8: Các thiết bị khoan phụt của công trình 80

Bảng 3.9: Phân định các đá theo mức độ thấm nước (14 TCN 83-91) 89

Bảng 3.12: Áp lực phụt của công trình hồ chứa nước Lanh Ra 93

Bảng 3.13: Lưu lượng vữa nhỏ nhất cho phép ngừng phụt 94

Bảng 3.14: Các cấp áp lực ép nước kiểm tra 97

Bảng 3.15: Kết quả ép nước kiểm tra của công trình 98

Bảng 3.16: Tài liệu địa chất nền và vật liệu đất đắp đập tính toán 104

Bảng 3.17: Kết quả tính toán thấm qua đập đất công trình 113

Bảng 3.18: Kết quả tính toán so sánh lưu lượng thấm qua đập đất 113

Hình 1.2: Hình ảnh một số hồ chứa đã xây dựng ở Ninh Thuận 20

Hình 1.3: Sự cố vỡ đập hồ chứa nước Phước Trung ( Ninh Thuận) 24

Hình 2.1: Giải pháp sân phủ kết hợp với tường nghiêng thượng lưu chống thấm 26

Hình 2.2: Giải pháp chân khay kết hợp với tường nghiêng thượng lưu chống thấm.27 Hình 2.3: Giải pháp chân khay kết hợp với lõi giữa chống thấm 28

Hình 2.4: Giải pháp tường cừ kết hợp tường nghiêng hoặc tường lỏi chống thấm 29

Hình 2.5: Giải pháp tường hào bentonite chống thấm 30

Hình 2.6: Quy trình công nghệ thi công cọc bằng phương pháp trộn sâu 32

Hình 2.7: Một số hình ảnh thi công cọc bằng phương pháp trộn sâu 32

Hình 2.8: Giải pháp khoan phụt tạo màng chống thấm nền đập 33

Hình 2.9 : Các phương pháp và công nghệ khoan phụt vữa chống thấm 33

Hình 2.10 : Sơ đồ khoan phụt vữa tạo màng chống thấm 34

Hình 2.11 Nút phụt đơn và nút phụt kép trong công nghệ khoan phụt 36

Hình 2.12 : Hình ảnh khoan phụt tại công trình hồ chứa nước Tân Giang, Ninh Thuận 38

Hình 2.13 : Sơ đồ công nghệ Jet-grouting làm tường chống thấm 40

Hình 2.14: Phạm vi ứng dụng hiệu quả trong công nghệ khoan phụt 41

Hình 2.15: Hình ảnh chống thấm cho đê quai công trình Sơn La 41

Hình 2.16: Vị trí xây dựng Hồ chứa nước Lanh Ra 43

Hình 3.1 Mặt cắt dọc địa chất tuyến đập, công trình hồ chứa nước Lanh Ra, tỉnh Ninh Thuận 67

Hình 3.2: Mặt cắt dọc xác định phạm vi màng chống thấm nền đập, công trình hồ chứa nước Lanh Ra, tỉnh Ninh Thuận 75

Hình 3.3 Chiều dày màng phụt chống thấm 77

Hình 3.4: Sơ đồ bố trí mạng lưới hố khoan 79

Hình 3.5 Các loại máy khoan phụt 80

Hình 3.6: Sơ đồ bố trí hố khoan phụt thí nghiệm khu vực 1 82

Hình 3.9 : Sơ đồ khoan phụt vữa tạo màng chống thấm 86

Hình 3.10 : Mặt cắt khi chưa có màng phụt xi măng chống thấm 102

Hình 3.11 : Mặt cắt khi đã có màng phụt xi măng chống thấm 103

Hình 3.12: ết quả tính toán khi chưa có màng chống thấm 106

Hình 3.13: ết quả tính toán khi đã có màng chống thấm TH1 110

Hình 3.14: ết quả tính toán khi đã có màng chống thấm TH2 112

LỜI CẢM ƠN

Qua quá trình nỗ lực phấn đấu học tập và nghiên cứu của bản thân cùng với

sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo Trường ĐH Thủy lợi và các bạn bè đồng

nghiệp, luận văn thạc sỹ “ N u t

v t u u v t N T u ồ

ớ L R ” đã được tác giả hoàn thành

Để có được thành quả này, tác giả xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Trọng Tư đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo và cung cấp các thông tin khoa học cần thiết trong quá trình thực hiện luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo Phòng Đào tạo Đại học & Sau đại học, Trường Đại học Thủy lợi đã giảng dạy, tạo điều kiện giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình thực hiện luận văn

Cuối cùng tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Viện Đào tạo và Khoa học Ứng dụng Miền Trung - Trường Đại học Thủy lợi, gia đình, bạn bè đã động viên, tạo mọi điều kiện thuận lợi để tác giả hoàn thành luận văn này

Mặc dù đã hết sức cố gắng nhưng do hạn chế về thời gian, kiến thức khoa học và kinh nghiệm thực tế của bản thân tác giả còn ít nên luận văn không thể tránh khỏi những thiếu sót Tác giả rất mong nhận được ý kiến đóng góp và trao đổi chân thành giúp tác giả hoàn thiện hơn đề tài của luận văn

Xin trân trọng cảm ơn!

N T u tháng 3 ă 2013

Trương Thanh Trình

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

theo đúng quy định

Học viên

Trương Thanh Trình

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Ninh Thuận được cả nước biết đến như là vùng đất có khí hậu khắc nghiệt Tình trạng hạn hán, thiếu nước thường xuyên xảy ra ở nhiều nơi Phần lớn dân cư sống chủ yếu vào nông – lâm nghiệp và nuôi trồng thủy sản

Các công trình đầu mối cấp nước đã và đang được xây dựng chủ yếu là đập vật liệu địa phương Một số công trình chưa đưa ra giải pháp thiết kế và công nghệ thi công hợp lý, thường gây ra lún sụt trong thời gian thi công công trình hoặc giai đoạn tích nước đưa vào sử dựng Nguyên nhân chủ yếu do dòng thấm phá hoại qua các hạng mục công trình như: thấm qua nền và thân đập đất, thấm tiếp xúc giữa các hạng mục xây đúc với nền hay thân đập đất

Trong những năm gần đây, quy trình công nghệ tiên tiến để xử lý chống thấm cho nền đập hồ chứa bằng khoan phụt vữa xi măng áp lực cao tạo màng chống thấm được ứng dụng và đánh giá rất cao trong việc xử lý chống thấm nền đập hồ chứa có khả năng thấm nước khá lớn

Để có một giải pháp thích hợp chống thấm cho nền đập với địa chất nền đá phong hóa nứt nẻ cần tiến hành nghiên cứu lựa chọn phương pháp xử lý đảm bảo yêu cầu chống thấm, chống xói nền công trình

Luận văn này tiến hành nghiên cứu giải pháp công nghệ xử lý chống thấm nền đập vật liệu địa phương khu vực tỉnh Ninh Thuận, áp dụng cho đập chính hồ chứa nước Lanh Ra

2 Mục tiêu của đề tài

- Nghiên cứu giải pháp thiết kế thi công xử lý chống thấm nền đập vật liệu địa phương trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận

- Đề xuất giải pháp thi công xử lý chống thấm nền đập đất hồ chứa nước Lanh Ra

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Nghiên cứu giải pháp thiết kế thi công xử lý nền bằng phương pháp phụt vữa

xi măng áp lực cao

- Phạm vi nghiên cứu: ứng dụng giải pháp xử lý nền bằng phương pháp phụt vữa xi măng áp lực cao chống thấm nền đập đất hồ chứa nước Lanh Ra tỉnh Ninh Thuận

4 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

- Cách tiếp cận từ lý thuyết và khảo sát thực tiễn

- Tổng kết kinh nghiệm xử lý chống thấm nền đập truyền thống và hiện đại Điều tra, khảo sát và thu thập tài liệu các công trình đã được xử lý chống thấm, kết quả đạt được và ý kiến của nhà khoa học

- Tổng hợp nội dung yêu cầu xử lý nền đập trong các dự thảo của ngành

- Nghiên cứu các giải pháp các công trình đã và đang xây dựng trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận và trong nước Từ đó thông qua đánh giá và đề xuất giải pháp xử

lý chống thấm nền đập hồ chứa nước Lanh Ra

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ TÌNH HÌNH XÂY DỰNG

ĐẬP TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH NINH THUẬN

Tỉnh Ninh Thuận có 7 đơn vị hành chính gồm 1 thành phố Phan Rang và 6 huyện lỵ trực thuộc gồm: huyện Ninh Phước, huyện Ninh Hải, huyện Ninh Sơn, huyện Bác Ái, huyện Thuận Bắc, huyện Thuận Nam Với địa hình: miền núi, đồng bằng và vùng biển Dân số toàn tỉnh 573 ngàn người, trong đó dân tộc thiểu số chiếm khoảng 21%, chủ yếu dân tộc Chăm và Raglai

Diện tích tự nhiên của tỉnh là 3.360,06km2 Nằm ở giao điểm 3 trục giao thông chiến lược là quốc lộ 1A, đường sắt Bắc Nam và quốc lộ 27 lên Tây nguyên; thành phố Phan Rang-Tháp Chàm cách sân bay quốc tế Cam Ranh (Khánh Hòa) 60km, cách thành phố Hồ Chí Minh 350km và cách thành phố Đà Lạt 110km Là cửa ngõ nối vùng kinh tế trọng điểm giữa kinh tế Đông Nam bộ với các tỉnh Tây Nguyên và Nam Trung bộ

1.1 Vị trí địa lý

Ninh Thuận thuộc vùng Duyên hải Nam Trung Bộ, lãnh thổ nằm trong tọa độ

từ 11° 18’ 14'' - 12° 09’ 15'' vĩ Bắc và 108° 09’ 08'' - 109°14’ 25'' kinh Đông

+ Phía Đông - Bắc giáp tỉnh Khánh Hoà

+ Phía Tây - Nam giáp tỉnh Bình Thuận

+ Phía Tây - Bắc giáp tỉnh Lâm Đồng

+ Phía Ðông - Nam giáp biển đông

Tổng chiều dài địa giới: 498 km

Phần chiều dài đất liền: 393 km

Trong đó:

+ Tiếp giáp với tỉnh Khánh Hòa: 89 km

+ Tiếp giáp với tỉnh Bình Thuận: 41 km

+ Tiếp giáp với tỉnh Lâm Ðồng: 263 km

Phần chiều dài bờ biển: 105 km

- Ninh Thuận là tỉnh ven biển Nam Trung bộ, cách TP Hồ Chí Minh theo hướng Đông-Bắc 350 km

+ Tổng diện tích tự nhiên: 3.360,06 km2

+ Dân số toàn tỉnh: 573 ngàn người

Là một tỉnh nhỏ duyên hải Cực Nam Trung bộ, song thiên nhiên đã không thật sự ưu đãi cho người dân Ninh Thuận: Khô hạn và nắng nóng được nhắc đến như một ví dụ điển hình về khí hậu khắc nghiệt, và đây chính là sự bất lợi lớn nhất của thiên nhiên đối với phát triển nông nghiệp nói riêng và phát triển kinh tế-xã hội nói chung của tỉnh

1.2 Khí tƣợng, thủy văn

1.2.1 Khí tƣợng

Tỉnh Ninh Thuận có nền khí hậu nhiệt đới gió mùa với các đặc trưng nắng nóng, gió nhiều, bốc hơi mạnh Nhiệt độ trung bình năm tại Phan Rang (hạ lưu lưu vực sông Cái) là 27oC Từ tháng IV-VIII là các tháng có nhiệt độ cao nhất trong năm, với 28-

29oC Tháng XII, tháng I là 2 tháng có nhiệt độ thấp nhất, dưới 25oC Ở vùng núi cao nhiệt độ có giảm đi so với đồng bằng nhưng không nhiều

Trong năm, trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận có 2 mùa là mùa mưa và mùa khô

rõ rệt Mùa mưa từ tháng VII đến tháng XI, mùa khô từ tháng XII đến tháng VI năm sau Lượng mưa có xu hướng tăng dần từ đồng bằng lên vùng núi cao Lượng mưa trung bình nhiều năm tại khu vực ven biển (mũi Dinh) khoảng 600 mm, Phan Rang-Tháp Chàm là 712 mm, Tân Mỹ 1.071 mm, Sông Pha 1.659 mm,… Ở phần núi cao (thượng nguồn sông Cái) lượng mưa năm có thể đạt trên 2.000 mm Lượng mưa năm phần lớn tập trung vào 3 tháng IX, X và XI Hạ lưu lưu vực sông Cái được xem là vùng khô hạn nhất cả nước

a Nhiệt độ

Ninh Thuận có nền nhiệt độ cao quanh năm và hầu hết các vùng đồng bằng ven biển và các vùng núi thấp kế cận đều có nhiệt độ trung bình năm trên 26oC và tổng nhiệt quanh năm trên 9.400o

C

Nơi có nhiệt độ cao nhất là khu vực Phan Rang, Nha Hố với nhiệt độ trung bình năm trên 27oC và tổng nhiệt trên 9.800oC

Nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối ở Nha Hố là 14oC (năm 1964) và ở Phan Rang

là 14,4oC (1931) Nhiệt độ cao nhất ở Nha Hố là 40,5oC (năm 1937) với chu kỳ 50 năm có thể quan sát được nhiệt độ cao nhất ở Phan Rang là 41,7oC và chu kỳ 100 năm là 42,6o

C

Dao động biên độ nhiệt ngày tại Ninh Thuận là khá lớn Nhiệt độ ngày của mùa đông lớn hơn mùa hạ, vùng xa biển lớn hơn vùng gần biển, chênh lệch giữa tháng nóng nhất và tháng lạnh nhất về nhiệt độ trung bình tháng đều chưa đến 5o

C, dao động nhiệt độ trung bình năm không lớn, không có mùa đông lạnh trừ vùng núi cao trên 1.000 m

b Số giờ nắng

Tỉnh Ninh Thuận nằm ở vĩ độ thấp, quanh năm có thời gian chiếu sáng dài Hơn nữa, mùa khô lại kéo dài 8-9 tháng, trời thường quang mây nên số giờ nắng

tháng III, trung bình một ngày có trên 10 giờ nắng Tháng nắng ít nhất là tháng VII, trung bình một ngày cũng có trên 8 giờ nắng

Nhìn chung, trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận số giờ nắng trung bình năm khoảng 3.285 giờ Phân bố giờ nắng khá đều trong năm, tuy nhiên mùa mưa có ít nắng hơn mùa khô và vùng thượng lưu có tổng số giờ nắng thấp hơn ít nhiều so với

hạ lưu

c Độ ẩm

Ninh Thuận có hai mùa tương đối rõ rệt là mùa ẩm trùng với mùa mưa và mùa ít ẩm trùng với mùa khô Trong mùa ẩm, độ ẩm trung bình tháng đều lớn hơn trị số trung bình năm và ngược lại

Tháng có độ ẩm thấp nhất là tháng II, còn những tháng có độ ẩm cao nhất là tháng IX-XI Chênh lệch giữa tháng ẩm nhất và khô nhất là khá lớn, từ 12-16%

Độ ẩm trung bình nhiều năm là 76% Đây là vùng có độ ẩm thấp do mưa ít, nhiệt độ trung bình cao, độ ẩm cao nhất xuất hiện vào các tháng mùa mưa từ tháng

VIII-XI Độ ẩm thấp nhất vào các tháng II- IV trong năm

Tỉnh Ninh Thuận chịu ảnh hưởng của 2 mùa gió chính:

+ Gió mùa Đông - Bắc thổi từ tháng XI đến tháng IV năm sau

+ Gió mùa Tây - Nam thổi từ tháng V đến tháng X

Tốc độ gió trung bình hàng năm vào khoảng 2,7 m/s

Bảng 1.2: Hướng gió chính tại một trạm trên lưu vực sông Cái

Phan Rang TB TB ĐN ĐN TB TB TB TB TB TB TB TB

% 31 27 24 29 26 30 27 17 33 32 24 28 Nha Hố ĐB ĐB TB TB ĐN ĐN N T ĐN ĐB ĐB ĐB

% 28 27 21 25 21 18 15 16 15 10 16 26

Giá trị lớn nhất của tốc độ gió thường xảy ra vào các tháng mùa hạ Tại Nha

Hố, theo số liệu quan trắc từ năm 1977 đến nay, tốc độ gió lớn nhất quan sát được là 24,0 m/s (ngày 27/05/1979 và ngày 18/09/1979)

Bảng 1.3: Tốc độ gió trung bình các tháng trong năm tại một số trạm (m/s)

năm

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Phan Rang 2,7 2,8 2,9 3,

- Bão

Bão và áp thấp nhiệt đới là dạng thời tiết nguy hiểm khi phải chịu ảnh hưởng Tuy nhiên, trên địa bàn Ninh Thuận thường ít chịu ảnh hưởng Bão, áp thấp nhiệt đới thường xuất hiện vào các tháng X-XII, trung bình mỗi năm không quá 1 cơn bão đổ bộ trực tiếp vào lưu vực Đáng chú ý trong 3 thập kỷ gần đây 1961-

1970, 1971-1980, 1981-1990 tần số xuất hiện của bão tăng lên rõ rệt như năm 1968

có 2 cơn bão, năm 1995 có 3 cơn bão

Nhờ ảnh hưởng của dạng bờ biển và đặc điểm địa hình làm cho sức gió của bão giảm hẳn khi đổ bộ vào lưu vực, không gây nhiều tác hại như các tỉnh phía Bắc Song bão thường đi kèm theo mưa lớn, thậm chí rất lớn, từ 200-300 mm/ngày, như tại Sông Pha 338,5 mm ngày 02/10/1962, 227,5 mm ngày 10/12/1964, tại Phan Rang 215,5 mm ngày 02/12/1986… Chính vì vậy, mưa bão thường gây ra lũ lớn đến đặc biệt lớn như cơn bão ngày 17/12/1964 gây ra lũ lịch sử trên sông Cái Phan Rang, nước cuốn trôi nhiều nhà cửa, làm ngập thị xã Phan Rang và làm thiệt hại lớn đến mùa màng

- Giông

Trên phạm vi tỉnh Ninh Thuận, hàng năm, vào mùa mưa thường xuất hiện khoảng 85 cơn giông Giông thường kéo theo gió xoáy lớn và mưa to (mưa giông nhiệt), có khi gió xoáy với tốc độ lớn hoặc mưa đối lưu cường suất cao sinh ra lũ quét làm thiệt hại lớn về nhà cửa và hoa màu các vùng ven sông, suối

f Mƣa

Trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận có 13 trạm đo mưa hầu hết có số liệu ngắn, thiếu và gián đoạn Có 3 trạm đo mưa trên lưu vực sông có số liệu tương đối dài: Trạm Nha Hố, Phan Rang, Tân Mỹ

Do ảnh hưởng chế độ nhiệt đới gió mùa nên chế độ mưa trong năm chia làm hai mùa rõ rệt: mùa mưa và mùa khô Mùa mưa từ tháng 9 đến tháng 12 chiếm 70÷80% lượng mưa cả năm Mùa khô từ tháng 1 đến tháng 8 chiếm 20÷30% lượng mưa cả năm

Lượng mưa hàng năm thuộc loại nhỏ nhất trong cả nước (trung bình 794mm/năm) Đặc biệt vùng thượng nguồn sông Cái tiếp giáp với vùng mưa lớn ở Khánh Hòa có thể đạt trên 2.200mm Tuy lượng mưa nhỏ nhưng do ảnh hưởng của dải hội tụ nhiệt đới nên có năm đã gây nên những trận mưa lũ lớn

Do đặc điểm địa hình, lượng mưa phân bố không đều trong toàn tỉnh và có

xu hướng giảm dần từ vùng núi cao xuống đồng bằng ven biển

Bảng1.4: Lượng mưa bình quân tại một số trạm(mm)

Bảng1.6: Kết quả quan trắc lượng mưa 1 ngày max tại các trạm

1.2.2 Thủy văn

Ninh Thuận có nhiều sông, suối, tổng diện tích lưu vực các sông chính là 3.600 km2, tổng chiều dài các sông suối là 430 km, bao gồm hai hệ thống sông chính là:

- Hệ thống sông Cái ở phía Nam: lớn nhất tỉnh, bao gồm sông Cái và các sông nhánh như: sông Trà Co, sông Sắt, sông Cho Mo, sông Dầu, sông Than, sông Quao, sông Lu với tổng chiều dài là 246 km, tổng diện tích lưu vực là 1.929,5 km2

- Phía Bắc tỉnh có các sông ngắn, bắt nguồn và kết thúc trong lãnh thổ tỉnh như: sông Trâu, sông Bà Râu, sông Quán Thẻ

Bảng 1.8: Đặc trưng sông suối tỉnh Ninh Thuận

Sông suối Thuộc địa phận Flv

(km2)

Trong đó Chiều

dài (km) Ninh Thuận Tỉnh khác

Bác Ái Ninh Sơn N.Thuận+L.Đồng Ninh Sơn + Bác Ái Ninh Phước

N Thuận+B.Thuận Lưu vực sông Cái

Sông suối Thuộc địa phận Flv

(km2)

Trong đó Chiều

dài (km) Ninh Thuận Tỉnh khác

Ninh Phước Ninh Phước Bác Ái + Cam Ranh

Nhìn chung, hệ thống sông suối có lưu vực nhỏ, sông hẹp và ngắn Nguồn nước phân bố không đều theo thời gian và không gian, tập trung chủ yếu ở khu vực phía Nam và vùng trung tâm của tỉnh, khu vực phía Bắc và vùng ven biển thiếu nước nghiêm trọng Nguồn nước ngầm chỉ bằng 1/3 mức bình quân cả nước, lại bị nhiễm mặn, nhiễm phèn, nên việc khai thác gặp nhiều khó khăn

1.3 Đặc điểm địa hình, địa mạo

Ninh Thuận là vùng đất chuyển tiếp giữa vùng duyên hải ven biển Trung Trung bộ với các tỉnh Nam Trung bộ, có thế tựa vào cao nguyên Lâm viên hùng vĩ

ở phía Tây và hướng mặt nhìn ra biển Đông rộng lớn Hơn nửa diện tích Ninh Thuận nằm trên vùng địa hình đồi núi dốc và bị sông Cái Phan Rang phân ra hai phần khá tương xứng, với ba bề là núi cao, chỉ có một quãng hở không lớn ở phía Đông Nam là vùng cửa sông Cái đổ ra biển Tổng quát, cả tỉnh Ninh Thuận có hình dạng như một cái chảo lớn, do vành chảo chắn phần lớn các hướng gió gây mưa chính nên tỉnh có nắng thật nhiều và mưa cũng thật ít

Nhìn chung, Ninh Thuận có địa hình biến đổi rất đa dạng và phức tạp, vừa có vùng rừng núi cao, vùng trung du gò đồi và vùng đồng bằng ven biển khá trù phú

Địa hình miền núi sườn dốc cao và trung bình chiếm 60% tổng diện tích tự nhiên, có cao độ mặt đất tự nhiên từ 800-1.000 m Trong vùng này có đỉnh cao nhất

là Hòn Chon (xã Phước Bình) 1.978 m, phía Tây-Nam có đỉnh núi Cà Ná (Ninh

Phước) cao đến 1.528 m, phía Đông-Bắc là núi Chúa có cao độ 1.040 m

Địa hình trung du có diện tích chiếm khoảng 20% tổng diện tích tự nhiên Đây là vùng đồi gò xen lẫn một ít diện tích bằng phẳng, cao độ mặt đất tự nhiên từ 30-200 m

Đồng bằng châu thổ ven biển cũng chiếm khoảng 20% tổng diện tích tự nhiên, được phân bố chủ yếu ở hạ lưu của dòng chính sông Cái Phan Rang, sông Quao và sông Lu Đây là vùng đất khá màu mỡ, tương đối bằng phẳng, ruộng đất tập trung, cao độ biến đổi từ 2-20 m

Do đại bộ phận diện tích của Ninh Thuận có địa hình dốc nên khi có mưa lớn nước tập trung nhanh, dễ sinh ra lũ lớn cho hạ lưu Vùng trung du và vùng đồng bằng có độ dốc bé hơn nhưng cũng bị chia cắt mạnh bởi sông suối và gò đồi nên công trình chuyển nước tưới trong từng vùng và liên vùng rất khó khăn và tốn kém

- Vùng bán sơn địa phía trên là lớp đất xám, phía dưới là lớp sỏi sạn và sau

đó là lớp đá gốc Càng vào sát chân núi tầng đất càng mỏng dần, nhiều nới đá gốc

lộ lên cả bề mặt trên cả một vùng rộng lớn

1.4.2 Địa chất công trình

Kết quả khảo sát thăm dò một số hố đào tại các công trình dự kiến chỉ ra rằng tại hầu hết các vị trí dự kiến xây dựng công trình đều có nền móng là đá gốc,

tuy nhiên cũng có một số tuyến công trình như hồ Sông Biêu, Lanh Ra, Tân Mỹ,… phía dưới là lớp đá phong hoá nứt nẻ mạnh nên trong quá trình xây dựng cần chú ý đến hiện tượng mất nước qua đáy và vai các công trình

1.5 Tổng quan về tình hình xây dựng các đập vật liệu địa phương và phương pháp xử lý nền trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận

1.5.1 Tổng quan về tình hình xây dựng các đập vật liệu địa phương

Trước năm 1975, trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận (chủ yếu là lưu vực sông Phan Rang) chỉ có hệ thống thuỷ lợi Nha Trinh-Lâm Cấm lấy từ nguồn nước Đa Nhim tỉnh Lâm Đồng tưới cho 13.000 ha bằng 02 hệ thống đập dâng chính là: Đập Nha Trinh và đập Lâm Cấm

Cái-Sau năm 1975, Nhà nước đã có chủ trương đẩy mạnh công tác thuỷ lợi để phục vụ phát triển các ngành kinh tế, mà trọng tâm là nông nghiệp Đối với tỉnh Ninh Thuận, việc xây dựng các hồ chứa mang tằm quang trọng để đáp ứng nhu cầu nước tưới cho nông nghiệp và pháp triển ngành kinh tế - xã hội khác Một số nghiên cứu quy hoạch thuỷ lợi có liên quan đã được thực hiện, trong đó điển hình là “Quy hoạch thuỷ lợi tỉnh Ninh Thuận do Trung tâm ĐH2- Trường Đại học Thuỷ lợi thực hiện 1998 - 2000 và chính thức được Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn phê duyệt năm 2000” là bước khởi đầu cho sự phát triển thủy lợi nói chung và xây dựng các hồ chứa vừa và nhỏ nói riêng Quy hoạch này chủ yếu nhằm xây dựng các kế hoạch phát triển thuỷ lợi đáp ứng các yêu cầu cấp bách phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh Ninh Thuận

Hiện trạng các công trình hồ chứa trước năm 2000 chỉ đáp ứng một tỷ lệ rất nhỏ, nên việc thiếu nước và không đáp ứng được nhu cầu của các hoạt động phát triển kinh tế - xã hội là điều khó tránh khỏi Vì thế, việc hoạch định xây dựng các công trình hồ chứa được thể hiện rõ trong “Quy hoạch thuỷ lợi tỉnh Ninh Thuận được phê duyệt năm 2000” là việc làm cấp bách, cần được ưu tiên hàng đầu và cần được thực hiện sớm

Tính đến năm 2000, Ninh Thuận có 04 hồ chứa là: hồ Suối Lớn, hồ Thành

tích được tưới 720 ha Diện tích thực tế tưới bằng các công trình hồ chứa này chỉ chiếm diện tích rất nhỏ so với diện tích cây trồng cần tưới

Bảng 1.9: Các hồ chứa được xây dựng đến năm 2000

(10 6 m 3 )

Diện tích tưới (ha)

Năm hoàn thành

Ngoài ra còn có hàng chục cái ao chứa nước có dung tích mỗi ao <50.000 m3 nước phục vụ nước tưới trồng trọt và chăn nuôi

Kết quả đạt được đến năm 2011 tổng số các hồ chứa vừa và nhỏ đã được ra đời là 16 hồ chứa với tổng dung tích là 146,72 triệu m3, diện tích được tưới điển hình như các hồ chứa: hồ Tân Giang, hồ Sông Trâu, hồ Sông Sắt, hồ Nước Ngọt, hồ Trà Co… và 05 hồ chứa tiếp theo được hoàn thành trong năm 2012 là các hồ chứa:

hồ Sông Biêu, hồ Phước Trung, hồ Lanh Ra, hồ Bà Râu, hồ Núi Một và tiếp tục đầu

tư xây dựng vào các năm tiếp theo như hồ có dung tích lớn nhất là hồ Sông Cái thuộc hệ thống thủy lợi Tân Mỹ tỉnh Ninh Thuận có dung tích 209 triệu m3

và dự kiến hoàn thành năm 2015

Đập vật liệu địa phương do có nhiều ưu điểm về mặt kinh tế - kỹ thuật, cho nên đã chiếm ưu thế và phát triển mạnh ngay về số lượng cũng như tốc độ xây dựng

và quy mô công trình

Bảng1.10: Các hồ chứa được xây dựng từ năm 2000-2011

Dung tích (10 6 m 3 )

Diện tích tưới (ha)

Năm hoàn thành

5 Tân Giang Thuận Nam 13,39 3.000 2001

Bảng 1.11: Các hồ chứa hoàn thành 2012 và đang xây dựng

Hình thức đập

Dung tích (106m3)

Diện tích tưới (ha)

Năm hoàn thành

17 Sông Biêu Ninh Phước Đập đất 12,97 940 2012

18 Phước Trung Ninh Sơn Đập đất 3,70 270 2012

19 Lanh Ra Ninh Phước Đập đất 15,64 1050 2012

21 Núi Một Ninh Phước Đập đất 2,20 230 2012

22 Hồ Sông Cái Ninh Sơn

Đá đổ BTBM 219,91 4380 2015

Bảng 1.12: Các hồ chứa qui hoạch dự kiến xây dựng

Dung tích (106m3)

Diện tích tưới (ha)

24 Ô Căm

25 Tân Giang II Ninh Phước

Hồ Bầu N Hồ C M

Hồ S B u Hồ L R

Hình 1.2: Hình ảnh một số hồ chứa đã xây dựng ở Ninh Thuận

Các kết quả nghiên cứu quy hoạch thủy lợi Ninh Thuận đến nay về cơ bản đã tập trung giải quyết nhiệm vụ là khai thác nguồn nước phục vụ cho nhu cầu phát triển nông nghiệp (chủ yếu là cấp nước tưới) là chính và phát triển một số ngành

và nhất là đầu tư xây dựng các hồ chứa trên địa bàn Ninh Thuận là một trong những điều kiện then chốt nhằm nâng cao năng lực sản xuất nông nghiệp, bảo đảm đời sống nông dân, xây dựng nông thôn mới

1.5.2 Phương pháp xử lý nền trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận

Công trình thủy lợi nói chung, hồ chứa nước nói riêng thì sức phá hoại của tự nhiên thường xuyên tồn tại Cho đến nay, toàn bộ lý luận và kinh nghiệm mà loài người đã tích lũy được trong thực tiễn tuy đã có thể hạn chế được khả năng phá hoại công trình trong một phạm vi nhất định nhưng vẫn không thể xóa bỏ triệt để được khả năng này

Các hồ chứa nước đã xây dựng ở Ninh Thuận chủ yếu là các hồ thủy lợi làm nhiệm vụ cung cấp nước tưới Các đập chính tạo thành hồ chứa chủ yếu là đập đất

có quy mô lớn nhất là cấp 3, thuộc đập loại vừa và nhỏ đã xây dựng ở miền Trung

cũng như trong cả nước

Bảng1.13: Phương pháp xử lý nền của một số hồ đập ở tỉnh Ninh Thuận

(10 6 m 3 )

Hình thức đập

Phương pháp xử lý nền công trình

1 Tân Giang 13,39 Đập Bê tông

Đối với các hồ chứa ờ tỉnh Ninh Thuận, việc tiến hành xử lý chống thấm và gia cố tăng ổn định cho nền bằng khoan phụt có hiệu quả cao Trong nhiều trường hợp, nhờ kết quả của khoan phụt mà không cần phải thay đổi kết cấu thiết kế đê đập

1.6 Một số sự cố thấm qua nền và qua thân đập đã xảy ra trong hu vực

Các nguyên nhân gây sự cố ở các đập đất khu vực Nam Trung Bộ, Đông Nam Bộ và Tây Nguyên có thể phân theo nhóm chủ yếu :

- Nguyên nhân do yếu tố tự nhiên (địa chất, mưa bão, lũ…);

- Nguyên nhân do yếu tố khảo sát, thiết kế;

- Nguyên nhân do yếu tố thi công;

- Nguyên nhân do yếu tố quản lý, vận hành

Trong đó hiện tượng thấm mất nước của hồ chứa là một trong những nguyên

do có thể hội tụ một vài hay tất cả nguyên nhân nói trên, khiến cho công trình không phát huy được hiệu quả, thậm chí có công trình chưa năm nào tích được nước như

hồ Suối Rang (Đồng Nai) Qua phân tích kỹ về điều kiện địa chất của khu vực nghiên cứu, ta thấy rằng hiện tượng thấm mất nước qua nền đập là điều khó tránh khỏi nếu các nhà xây dựng không quan tâm đúng mức từ khâu đầu tiên là khảo sát đến khâu thiết kế cũng như thi công và vận hành công trình sau khi đã hoàn thành

Số lượng công trình hồ đập lớn, vừa và nhỏ được xây dựng trong vùng Nam Trung Bộ, Đông Nam Bộ và Tây Nguyên trong những năm qua lên đến hàng trăm Sau khi hoàn tất xây dựng, hầu hết các công trình hồ chứa trong khu vực đã được đưa vào phục vụ sản xuất kịp thời và phát huy tác dụng tốt Tuy nhiên, trong quá trình sử dụng, do nhiều nguyên nhân khác nhau như đã trình bày ở mục 1, hoặc đôi khi do tổng hợp các nguyên nhân dẫn đến sự cố công trình Trong những năm qua,

các công trình gặp sự cố có thể kể đến như sau:

1.6.1 Sự cố ở hu vực Nam Trung Bộ, Đông Nam Bộ và Tây Nguyên

a Sự cố xảy ra đối với các hồ chứa lớn

Trong các hồ chứa lớn do ngành quản lý hiện có một số bị phá hủy hoặc hư hỏng nặng phải sửa chữa như hồ Suối Trầu (Khánh Hòa); các hồ EA Sup Thượng (Đăk Lăk), hồ Dầu Tiếng (Tây Ninh), hồ Cà Giây, Sông Quao (Bình Thuận), …

Nguyên nhân hư hỏng của phần lớn các hồ chứa nói trên là bị thấm thân và nền đập, rò rỉ khớp nối, van cửa cống, mái lát đá không đảm bảo chất lượng

b Sự cố xảy ra đối với các hồ chứa vừa và nhỏ

Hồ Hoàng Ân (Gia Lai), hồ NT8 (Bình Phước), hồ Đại Hàn - Thành Sơn, CK7 (Ninh Thuận), hồ Đá Bàn, Am Chúa, Suối Hành, Suối Trầu, Đồng Bò, Cam Ranh, Láng Nhớt (Khánh Hòa), Suối Rang (Đồng Nai) và một số công trình khác bị

hư hỏng cũng do nhiều nguyên nhân khác nhau như do thấm, lát mái thượng lưu bị

xô tụt, cao trình đỉnh đập thấp hơn thiết kế, thi công không đảm bảo chất lượng, cống lấy nước bê tông bị xâm thực, khớp nối bị hư hỏng, xói tiêu năng tràn xả lũ, v.v…

Thực tế từ công tác xây dựng đến quản lý khai thác đều có nhiều vấn đế tồn tại Theo tài liệu kiểm tra 96 hồ chứa của Cục Thủy Lợi [5] thì đã có tới 25 hồ bị hư hỏng nặng, 32 hồ có vấn đề cần phải xử lý sửa chữa, chỉ còn 39 hồ hoạt động bình thường

1.6.2 Sự cố hồ, đập ở tỉnh Ninh Thuận

1 S vỡ ồ P ớ Tru : Xảy ra vào ngày 01/11/2010 do mưa lớn 03 ngày

liên tiếp Đập trong tình trạng đập mới thi công xong Nguyên nhân khả năng do nước tràn qua đỉnh đập, do đất đắp mới thi công chưa kịp cố kết

2 S t Đ Trà V ồ S B u: Xảy ra vào ngày 01/11/2010 do mưa lớn

03 ngày liên tiếp Đập trong tình trạng đang thi công đạt đến cao trình đỉnh đập thiết

kế Nguyên nhân do đất đắp đập, tài liệu đánh giá địa chất nền đập chưa đúng dẫn đến thấm qua nền

3 S vỡ t ợ u ồ L R : Xảy ra do mưa lớn kéo dài trên lưu vực

hồ lanh Ra vào ngày 27,28,29,30/5/2011 Đập trong tình trạng đang thi công đắp đất

khối thương lưu đến cao trình vượt lũ tiểu mãn, lưu lượng nước đến với tần suất P=10% vượt qua cao trình lũ tiểu mãn thiết kế, nước tràn qua cao trình đỉnh khối đất đắp đang thi công Nguyên nhân chính do đơn vị thi công không đảm bảo tiến

độ theo thiết kế được duyệt, do quy trình quản lý chất lượng công trình

4 S trà ớ qu ồ Bà Râu: Xảy ra do mưa lớn kéo dài trên lưu vực hồ

lanh Ra vào ngày 27,28,29,30/5/2011, với tổng lượng mưa đo được tại trạm Bà Râu

là 177,1mm Nguyên nhân chính do đơn vị thi công không đảm bảo tiến độ theo thiết kế được duyệt, do quy trình quản lý chất lượng công trình

Hình 1.3: Sự cố vỡ đập hồ chứa nước Phước Trung ( Ninh Thuận)

Kết luận chương 1

- Điều kiện tự nhiên tỉnh Ninh Thuận cho thấy có địa hình dốc mưa lớn tập trung nhanh, dễ sinh ra lũ lớn cho hạ lưu Ninh Thuận đến nay đã xây dựng được nhiều hồ chứa nước nhưng nhìn chung có dung tích nhỏ, lượng nước đáp ứng cho nhu cầu sản xuất và nước sinh hoạt còn thiếu nhiều

- Tình hình địa chất tại các vùng xây dựng hồ chứa khá phức tạp, việc xử lý chống thấm gặp nhiều khó khăn và rất tốn kém Một số giải pháp xử lý chống thấm

và gia cố tăng ổn định là công việc rất quan trọng Đề tài sẽ tập trung vào nghiên

cứu t v t u u v t

N T u ồ ớ L R

CHƯƠNG 2 NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP THIẾT KẾ XỨ LÝ CHỐNG THẤM NỀN ĐẬP

TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH NINH THUẬN 2.1 Tổng quan về các giải pháp xử lý chống thấm nền đập

Công trình thủy lợi nói chung, hồ chứa nước nói riêng thì sức phá hoại của tự nhiên thường xuyên tồn tại Cho đến nay, toàn bộ lý luận và kinh nghiệm mà loài người đã tích lũy được trong thực tiễn tuy đã có thể hạn chế được khả năng phá hoại công trình trong một phạm vi nhất định nhưng vẫn không thể xóa bỏ triệt để được khả năng này

Theo thống kê sự cố các công trình thủy lợi trên thế giới thì thường là các nguyên nhân gây ra các vụ vỡ đập đất do:

Đây là giải pháp truyền thống dùng kéo dài đường viền thấm Vật liệu thông thường dùng để làm sân phủ chống thấm nền đập bao gồm các loại vật liệu mềm như đất sét, á sét nặng, bụi, than bùn có hệ số thấm nhỏ hoặc vật liệu polyme hóa dẻo, ngoài ra còn dùng vật liệu hỗn hợp nhân tạo gọi là bê tông – sét, ngày nay còn sử dụng các loại vải lọc địa kỹ thuật chống thấm

- Ưu điểm: Thi công đơn giản, sử dụng được các loại máy thi công thông thường như máy đào Vật liệu rất phong phú dễ sử dụng, nên chi phí thấp

- Hạn chế: Do vật chống thấm nằm ngoài thân đập, chịu nhiều tác động của ngoại lực nên khả năng bị mất ổn định rất cao Vật liệu làm sân phủ dễ nứt nẻ do thay đổi nhiệt độ và cũng bị dễ bị tan rã do bởi chịu tác động của sóng gió trong hồ

Vì vậy cần thiết phải có lớp gia tải bảo vệ mặt ngoài, thoát nước tốt

- Phạm vi ứng dụng: Thường áp dụng cho đập đồng chất có chiều cao thấp và đối với nền có chiều sâu tầng thấm nước khá dày hoặc vô hạn (T ≥ 5m)

Hình 2.1: Giải pháp sân phủ kết hợp với tường nghiêng thượng lưu chống thấm

Đây là giải pháp truyền thống và có nhiều tính ưu việt giống như giải pháp chống thấm bằng sân phủ kết hợp với tường nghiêng thượng lưu chống thấm nêu trên, là sử dụng được nhiều loại vật liệu địa phương và có công nghệ thi công đơn giản Chân khay được bố trí cùng với tường nghiêng thượng lưu chống thấm, chiều sâu chân khay được thiết kế ăn sâu xuống đến tầng không thấm hoặc thấm ít, xem hình vẽ 2.2 sau

Vật liệu thường dùng để làm chân khay chống thấm nền đập bao gồm các loại vật liệu mềm như đất sét, á sét nặng, bụi, than bùn có hệ số thấm nhỏ hoặc dùng vật liệu hỗn hợp nhân tạo bằng bê tông - sét

- Ưu điểm: Công nghệ thi công đơn giản, sử dụng được các loại máy thi công thông thường như máy đào, máy xúc, máy ủi, máy đầm Vật liệu rất phong phú và

dễ sử dụng Giải pháp này phù hợp với loại nền có chiều dày tầng thấm nước nhỏ

Do chân khay bố trí ăn sâu vào nền, ít bị tác động bởi ngoại lực, vì vậy ít bị tan rã hay co ngót

- Nhược điểm: Chiều sâu xử lý chống thấm rất hạn chế, chỉ phù hợp với loại nền có chiều dày tầng thấm hữu hạn Nếu chọn giải pháp này đối với nền có chiều dày tầng thấm nước khá dày hoặc vô hạn thì khối lượng đào đắp xử lý sẽ rất lớn, dẫn đến giá thành cao nhưng hiệu quả chống thấm có phần hạn chế hơn so với các giải pháp khác

- Phạm vi ứng dụng: Thường được áp dụng cho đập đồng chất hoặc đập nhiều khối và nền có chiều sâu tầng thấm nước hữu hạn (T ≤ 5m)

>3m

> 1 H

<5m T H

Hình 2.2: Giải pháp chân khay kết hợp với tường nghiêng thượng lưu chống thấm

2.1.3 Chân hay ết hợp với lỏi giữa chống thấm

Đây cũng chính là một trong các giải pháp truyền thống và có nhiều tính ưu việt giống như 2 giải pháp chống thấm nêu trên, là sử dụng được nhiều loại vật liệu địa phương và có công nghệ thi công đơn giản Chân khay được bố trí cùng với tường lỏi chống thấm giữa đập và được ăn sâu xuống đến tầng không thấm hoặc thấm ít, xem hình vẽ 2.3 sau

- Vật liệu thường dùng để làm chân khay cũng giống như giải pháp chân khay chống thấm nền đập nêu ở phần trên

- Ưu điểm: Phương pháp này có công nghệ thi công đơn giản và rất thích hợp với loại nền có chiều dày tầng thấm hữu hạn Chân khay được bố trí ăn sâu vào nên nên ít bị tan rã hay co ngót

- Nhược điểm: Chiều sâu xử lý chống thấm hạn chế, chỉ phù hợp với loại nền

có chiều dày tầng thấm hữu hạn Đối với nền có chiều dày tầng thấm nước khá dày hoặc vô hạn thì giải pháp chống thấm này không phù hợp

- Phạm vi ứng dụng: Thường áp dụng cho đập đồng chất và thích hợp nhất là

áp dụng cho loại đập nhiều khối vì được kết hợp với tường lỏi chống thấm giữa đập Giải pháp này phù hợp với loại nền có chiều sâu tầng thấm hữu hạn T ≤ 5m, đối với tầng thấm nước dày hơn sẽ không phù hợp và kinh tế

>3m

> 1 H

<5m T

H

Hình 2.3: Giải pháp chân khay kết hợp với lõi giữa chống thấm

Có nhiều loại cừ để sử dụng chống thấm cho nền đập như cừ gỗ, cừ nhựa,

cừ thép, cừ bê tông cốt thép, cừ bê tông cốt thép dự ứng lực… Là loại cọc chế tạo sẵn và được đóng xuống đất bằng búa đóng cọc, máy rung hoặc máy ép, nều cần thiết thì có sự hỗ trợ của thiết bị phun nước để làm rời đất khi hạ cọc Biện pháp đóng cọc bố trí thành hàng, giữa các cọc có khớp nối và goăng kín nước để chống thấm, xem hình vẽ 2.4

> 1 H

> 5m T

H

> 3m

> 1 H

>5m T

H

Hình 2.4: Giải pháp tường cừ kết hợp tường nghiêng hoặc tường lỏi chống thấm

Ưu điểm: Có tính ổn định cao vì ít bị ảnh hưởng do tác động của ngoại lực,

dễ kiểm tra chất lượng cọc và quản lý chất lượng trong quá trình thi công Chiều sâu

xử lý chống thấm khá sâu từ (2÷22)m, nếu cừ BTCT dự ứng lực có thể xử lý chống thấm đến chiều sâu 22m và nếu được kết hợp với chân chống thấm giữa đập thì chiều sâu xử lý sâu hơn

Hạn chế: Kết cấu phức tạp, thi công khó khăn đòi hỏi phải sử dụng công nghệ phù hợp, dùng loại vật liệu đắt tiền nên chi phí xây dựng khá cao

Phạm vi ứng dụng: Nên chỉ sử dụng trong trường hợp nền ít bị biến dạng và trong điều kiện không có vật liệu dẻo chống thấm như đất sét, á sét nặng, bê tông sét… Nếu địa chất nền có nhiều đá tảng hoặc đá lăn thì không nên dùng biện pháp đóng cọc vì nếu gặp phải sẽ khó xử lý

2.1.5 Giải pháp tường hào bentonite chống thấm

Công nghệ tường hào bentonite chống thấm là một trong các giải pháp mới được phát triển rộng rãi trên thế giới Hiện nay ở trong nước đã có một số công trình ứng dụng công nghệ này để xử lý chống thấm như hồ chứa nước Dầu Tiếng, Am Chúa, Dương Đông, Iasuop, Esoup v.v…

- Tuy mới phát triển và ứng dụng trong các năm gần đây, nhưng qua thực tiễn xử lý chống thấm cho các công trình thủy lợi lớn, cho thấy đây là giải pháp ứng dụng công nghệ mới rất hiệu quả để xử lý chống thấm công trình

Có 2 loại tường hào: hào đất – bentonite và hào Cement – bentonite Biện pháp chung là đào hào trong dung dịch bentonite trước, khi đào hào xong thì hút dần dung dịch bentonite và đồng thời bơm vữa Cement – bentonite vào ngay để luôn giữ ổn định vách hào, dần dần vữa sẽ đông kết trở thành tường chống thấm, xem hình 2.5 sau Để tăng cường chống sập vách hào thì có thể trộn dung dịch Cement – bentonite bơm ngay từ đào hào Tường hào có vách đứng, hẹp và sâu; thường có chiều rộng từ (0,6÷1,2)m và sâu từ (5÷120)m Hào luôn thi công trong dung dịch bentonite nên được gọi là “tường hào bentonite”