Phân tích nguyên nhân sự cố thấm ở các đập vật liệu địa phương, giải pháp xử lý và áp dụng cho đập sông Biêu (Luận văn thạc sĩ file word)

Phân tích nguyên nhân sự cố thấm ở các đập vật liệu địa phương, giải pháp xử lý và áp dụng cho đập sông Biêu (Luận văn thạc sĩ file word)Phân tích nguyên nhân sự cố thấm ở các đập vật liệu địa phương, giải pháp xử lý và áp dụng cho đập sông Biêu (Luận văn thạc sĩ file word)Phân tích nguyên nhân sự cố thấm ở các đập vật liệu địa phương, giải pháp xử lý và áp dụng cho đập sông Biêu (Luận văn thạc sĩ file word)Phân tích nguyên nhân sự cố thấm ở các đập vật liệu địa phương, giải pháp xử lý và áp dụng cho đập sông Biêu (Luận văn thạc sĩ file word)Phân tích nguyên nhân sự cố thấm ở các đập vật liệu địa phương, giải pháp xử lý và áp dụng cho đập sông Biêu (Luận văn thạc sĩ file word)Phân tích nguyên nhân sự cố thấm ở các đập vật liệu địa phương, giải pháp xử lý và áp dụng cho đập sông Biêu (Luận văn thạc sĩ file word)Phân tích nguyên nhân sự cố thấm ở các đập vật liệu địa phương, giải pháp xử lý và áp dụng cho đập sông Biêu (Luận văn thạc sĩ file word)Phân tích nguyên nhân sự cố thấm ở các đập vật liệu địa phương, giải pháp xử lý và áp dụng cho đập sông Biêu (Luận văn thạc sĩ file word)Phân tích nguyên nhân sự cố thấm ở các đập vật liệu địa phương, giải pháp xử lý và áp dụng cho đập sông Biêu (Luận văn thạc sĩ file word)Phân tích nguyên nhân sự cố thấm ở các đập vật liệu địa phương, giải pháp xử lý và áp dụng cho đập sông Biêu (Luận văn thạc sĩ file word)Phân tích nguyên nhân sự cố thấm ở các đập vật liệu địa phương, giải pháp xử lý và áp dụng cho đập sông Biêu (Luận văn thạc sĩ file word)Phân tích nguyên nhân sự cố thấm ở các đập vật liệu địa phương, giải pháp xử lý và áp dụng cho đập sông Biêu (Luận văn thạc sĩ file word)Phân tích nguyên nhân sự cố thấm ở các đập vật liệu địa phương, giải pháp xử lý và áp dụng cho đập sông Biêu (Luận văn thạc sĩ file word)Phân tích nguyên nhân sự cố thấm ở các đập vật liệu địa phương, giải pháp xử lý và áp dụng cho đập sông Biêu (Luận văn thạc sĩ file word)Phân tích nguyên nhân sự cố thấm ở các đập vật liệu địa phương, giải pháp xử lý và áp dụng cho đập sông Biêu (Luận văn thạc sĩ file word)Phân tích nguyên nhân sự cố thấm ở các đập vật liệu địa phương, giải pháp xử lý và áp dụng cho đập sông Biêu (Luận văn thạc sĩ file word)Phân tích nguyên nhân sự cố thấm ở các đập vật liệu địa phương, giải pháp xử lý và áp dụng cho đập sông Biêu (Luận văn thạc sĩ file word)Phân tích nguyên nhân sự cố thấm ở các đập vật liệu địa phương, giải pháp xử lý và áp dụng cho đập sông Biêu (Luận văn thạc sĩ file word)Phân tích nguyên nhân sự cố thấm ở các đập vật liệu địa phương, giải pháp xử lý và áp dụng cho đập sông Biêu (Luận văn thạc sĩ file word)Phân tích nguyên nhân sự cố thấm ở các đập vật liệu địa phương, giải pháp xử lý và áp dụng cho đập sông Biêu (Luận văn thạc sĩ file word)Phân tích nguyên nhân sự cố thấm ở các đập vật liệu địa phương, giải pháp xử lý và áp dụng cho đập sông Biêu (Luận văn thạc sĩ file word)Phân tích nguyên nhân sự cố thấm ở các đập vật liệu địa phương, giải pháp xử lý và áp dụng cho đập sông Biêu (Luận văn thạc sĩ file word)Phân tích nguyên nhân sự cố thấm ở các đập vật liệu địa phương, giải pháp xử lý và áp dụng cho đập sông Biêu (Luận văn thạc sĩ file word)Phân tích nguyên nhân sự cố thấm ở các đập vật liệu địa phương, giải pháp xử lý và áp dụng cho đập sông Biêu (Luận văn thạc sĩ file word)Phân tích nguyên nhân sự cố thấm ở các đập vật liệu địa phương, giải pháp xử lý và áp dụng cho đập sông Biêu (Luận văn thạc sĩ file word)Phân tích nguyên nhân sự cố thấm ở các đập vật liệu địa phương, giải pháp xử lý và áp dụng cho đập sông Biêu (Luận văn thạc sĩ file word)Phân tích nguyên nhân sự cố thấm ở các đập vật liệu địa phương, giải pháp xử lý và áp dụng cho đập sông Biêu (Luận văn thạc sĩ file word)Phân tích nguyên nhân sự cố thấm ở các đập vật liệu địa phương, giải pháp xử lý và áp dụng cho đập sông Biêu (Luận văn thạc sĩ file word)Phân tích nguyên nhân sự cố thấm ở các đập vật liệu địa phương, giải pháp xử lý và áp dụng cho đập sông Biêu (Luận văn thạc sĩ file word)Phân tích nguyên nhân sự cố thấm ở các đập vật liệu địa phương, giải pháp xử lý và áp dụng cho đập sông Biêu (Luận văn thạc sĩ file word)Phân tích nguyên nhân sự cố thấm ở các đập vật liệu địa phương, giải pháp xử lý và áp dụng cho đập sông Biêu (Luận văn thạc sĩ file word)Phân tích nguyên nhân sự cố thấm ở các đập vật liệu địa phương, giải pháp xử lý và áp dụng cho đập sông Biêu (Luận văn thạc sĩ file word)Phân tích nguyên nhân sự cố thấm ở các đập vật liệu địa phương, giải pháp xử lý và áp dụng cho đập sông Biêu (Luận văn thạc sĩ file word)Phân tích nguyên nhân sự cố thấm ở các đập vật liệu địa phương, giải pháp xử lý và áp dụng cho đập sông Biêu (Luận văn thạc sĩ file word)Phân tích nguyên nhân sự cố thấm ở các đập vật liệu địa phương, giải pháp xử lý và áp dụng cho đập sông Biêu (Luận văn thạc sĩ file word)Phân tích nguyên nhân sự cố thấm ở các đập vật liệu địa phương, giải pháp xử lý và áp dụng cho đập sông Biêu (Luận văn thạc sĩ file word)Phân tích nguyên nhân sự cố thấm ở các đập vật liệu địa phương, giải pháp xử lý và áp dụng cho đập sông Biêu (Luận văn thạc sĩ file word)Phân tích nguyên nhân sự cố thấm ở các đập vật liệu địa phương, giải pháp xử lý và áp dụng cho đập sông Biêu (Luận văn thạc sĩ file word)Phân tích nguyên nhân sự cố thấm ở các đập vật liệu địa phương, giải pháp xử lý và áp dụng cho đập sông Biêu (Luận văn thạc sĩ file word)Phân tích nguyên nhân sự cố thấm ở các đập vật liệu địa phương, giải pháp xử lý và áp dụng cho đập sông Biêu (Luận văn thạc sĩ file word)Phân tích nguyên nhân sự cố thấm ở các đập vật liệu địa phương, giải pháp xử lý và áp dụng cho đập sông Biêu (Luận văn thạc sĩ file word)Phân tích nguyên nhân sự cố thấm ở các đập vật liệu địa phương, giải pháp xử lý và áp dụng cho đập sông Biêu (Luận văn thạc sĩ file word)Phân tích nguyên nhân sự cố thấm ở các đập vật liệu địa phương, giải pháp xử lý và áp dụng cho đập sông Biêu (Luận văn thạc sĩ file word)Phân tích nguyên nhân sự cố thấm ở các đập vật liệu địa phương, giải pháp xử lý và áp dụng cho đập sông Biêu (Luận văn thạc sĩ file word)Phân tích nguyên nhân sự cố thấm ở các đập vật liệu địa phương, giải pháp xử lý và áp dụng cho đập sông Biêu (Luận văn thạc sĩ file word)Phân tích nguyên nhân sự cố thấm ở các đập vật liệu địa phương, giải pháp xử lý và áp dụng cho đập sông Biêu (Luận văn thạc sĩ file word)Phân tích nguyên nhân sự cố thấm ở các đập vật liệu địa phương, giải pháp xử lý và áp dụng cho đập sông Biêu (Luận văn thạc sĩ file word)Phân tích nguyên nhân sự cố thấm ở các đập vật liệu địa phương, giải pháp xử lý và áp dụng cho đập sông Biêu (Luận văn thạc sĩ file word)Phân tích nguyên nhân sự cố thấm ở các đập vật liệu địa phương, giải pháp xử lý và áp dụng cho đập sông Biêu (Luận văn thạc sĩ file word)Phân tích nguyên nhân sự cố thấm ở các đập vật liệu địa phương, giải pháp xử lý và áp dụng cho đập sông Biêu (Luận văn thạc sĩ file word)Phân tích nguyên nhân sự cố thấm ở các đập vật liệu địa phương, giải pháp xử lý và áp dụng cho đập sông Biêu (Luận văn thạc sĩ file word)

MỤCLỤC

LỜICAMĐOAN i

LỜICẢM ƠN ii

DANHMỤCHÌNHVẼ v

DANHMỤCBẢNGBIỂU viii

MỞĐẦU ix

CHƯƠNG1:TỔNGQUAN VỀĐẬPĐẤTVÀẢNHHƯỞNG CỦATHẤM ĐẾNỔNĐỊNHĐẬP 1

1.1 TìnhhìnhxâydựngđậpvậtliệuđịaphươngtrênthếgiớiởViệtNamvàNinhThuậ n: 1 1.1.1 Tìnhhìnhxâydựngđập vật liệuđịa phương trên thếgiới: 1

1.1.2 Tìnhhìnhxâydựngđập vật liệuđịaphương ởViệtNam: 1

1.1.3 Quátrìnhxâydựnghồđậptrên địabàn tỉnhNinhThuận: 2

1.2 Ảnhhưởng củadòngthấmđến đậpvật liệuđịaphương: 8

1.2.1 Sựhìnhthànhdòng thấm: 8

1.2.2 Tác hạidòngthấm lên côngtrình 8

1.3 Cácsựcốgâyhưhỏngđập vật liệuđịa phương: 8

1.3.1 Cácsựcố hưhỏngđậpvật liệuđịa phương trên thếgiới: 8

1.3.2 Cácsựcố vềđập vật liệu địaphương ở ViệtNam: 10

1.3.3 Cácsựcố vềđập vật liệu địaphương ở NinhThuận: 13

1.4 Các hiện tượngvà nguyên nhân sự cố thấm xảy ra ở đập vật liệu địa phương: 141.4.1Hiện tượng thấm gâysủinướcởhai bên vai đập: 14

1.4.2 Hiện tượng thấm gâysủinướcởnền đập: 15

1.4.3 Hiệntượng thấm gâysủinướctrongphạm viđập (hoặc trênmái đập): 15

1.5 Nhữngnghiêncứu về antoànđập đãthựchiện: 15

1.5.1 Trênthếgiới: 15

1.5.2 ỞViệtNam: 16

1.6 Mộtsốgiải phápxửlý chốngthấmhiệnnayđãđượcsửdụng 16

1.6.1 Tường nghiêngchânrăng chốngthấm: 16

1.6.2 Tườngnghiêngbằng mànHDPEchốngthấm: 17

1.6.3 Chống thấmbằng côngnghệ khoanphụttruyềnthống: 18

1.7 KếtLuận Chương1: 19

CHƯƠNG2:CƠSỞLÝT H U Y Ế T VỀTHẤMV À ẢNHHƯỞNGCỦATHẤMT RONGĐẬPVẬTLIỆUĐỊAPHƯƠNG 20

2.1 Cơ sở lýthuyếtvềthấm: 20

2.1.1 Cácnghiêncứuquan trọngtrước đâyvềthấm: 20

2.1.2 Môitrường thấm gâyrahiệntượng thấm: 20

2.1.3 ĐườngcongđặctrưngĐất– Nước 21

2.1.4 Dòngnướcthấmnướcqua đất 22

2.1.5 Địnhluậtthấmápdụngcho đấtkhôngbão hoà: 23

2.1.6 Hàmthấm, quan hệgiữa hệsốthấmvà độhútdính 24

2.1.7 Phươngtrìnhviphâncơbản củabàitoánthấm 24

2.1.8 Cácphươngphápgiảibài toánthấm: 26

2.1.9 Lựachọnphương phápvà phầnmềmđể giải bàitoánthấm: 29

2.2 Phântích ổnđịnhmáichođậpvậtliệuđịa phương: 30

2.2.1 Bàitoán ổnđịnhtrượt của máidốc: 30

2.2.2 Cácphươngphápgiải bài toánổn địnhtrượt củamái dốc hiện nay 30

2.2.3 Lựachọnphươngphápgiải vàphần mềmsửdụngphục vụtínhtoán 40

2.3 Cácgiảiphápcông trình sửa chữa xửlý thấm trong đậpvậtliệuđịaphương: 40

2.3.1 Giảiphápsửdụngcông nghệ khoan phụtcaoáp Jet-Grounting: 40

2.3.2 Giảiphápsửdụngcông nghệ tường hàochống thấmBentonite: 42

2.3.3 Tườnghào đất– Bentonite: 42

2.3.4 Tườnghàoximang –Bentonite: 43

2.3.5 TrườngchốngthấmbằngcácloạivậtliệumớinhưmàngHDPE,túiđịakỹthu ật: 44

2.4 Kếtluậnchương2: 45

CHƯƠNG3:TÍNHTOÁNTHẤMVÀBIỆNPHÁPPHÒNGTHẤMÁPDỤNGCHO ĐẬPSÔNGBIÊUTỈNHNINHTHUẬN 46

3.1 Giớithiệuchungvề hồchứa nướcSôngBiêu: 46

3.1.1 Mụctiêu,vịtrí 46

3.1.2 Thôngsốkỹthuật chủyếucáchạng mụccủahồchứanước SôngBiêu 46

3.2 Hiệntrạng làmviệc của hồchứa nước SôngBiêu: 47

3.3 Tínhtoán, đánhgiá thấmchođập TràVanvàđậpphụSôngBiêu: 49

3.3.1 Tàiliệusửdụng tínhtoán, vị trí tính toán: 49

3.3.2 Sốliệusửdụngvà cáctrường hợp tínhtoán: 50

3.3.3 Tínhtoán vàđánh giá hiệntrạngthấmtạicác mặtcắtđãchọn: 53

3.4 Đềxuấtcácbiệnphápxửlýthấmcho đậpđất SôngBiêu 57

3.4.1 Tườngnghiêngsânphủbằng vậtliệuchốngthấm(đất sét): 57

3.4.2 Khoanphụtcao áp,sửdụngcọcximang đất (Jet–Grouting): 57

3.4.3 Tườnghào đất– Bentonite: 57

3.5 Tínhtoánkiểmtra xửlý chốngthấmchohồchứa nướcSôngBiêu: 58

3.5.1 Chọn mặtcắtvà các trường hợptínhtoán: 58

3.5.2 Xửlýchốngthấm bằngphươngpháp cọc ximang–đất (Jet-Grounting): 58

3.5.3 Xửlý chốngthấm bằngphươngphápcọcximang–đất(Jet-Grounting): 60

3.5.4 Phântích,sosánhhaigiảipháp vàchọnra giảipháp hợplý: 62

3.5.5 Tínhổnđịnhchohồchứanướcsông biêusaukhixửlý thấm: 63

3.6 Kếtluận chương 3: 64

KẾTLUẬNVÀKIẾN NGHỊ: 66

TÀILIỆU THAMKHẢO: 67

PHỤLỤCTÍNH TOÁN 68

Hình1 -1:Hồchứa nước SôngSắt–Dungtíchhữuích69,3triệu m3 3

Hình1-2: HồSôngTrâu,Dungtíchchứa 31,5triệu m3

3 Hình1 - 3:HồLanhRa– Dungtích13,88triệum3

4 Hình1- 4: HồTràCo,Dung tíchchứa 10 triệum3

4 Hình1 - 5:HồÔngKinh– dungtích0,83triệum3

5 Hình1-6: SựcốđậpthủyđiệnIaKrel 2 10

Hình1 -7:Sựcốvỡ đậpTây Nguyên tỉnhNghệAn 11

Hình1 - 8(a) Sựcố đập Z20 tỉnhHàTĩnh;(b) SựcốđậpKheMơtỉnhHàTĩnh 12

Hình1 -9(a)VỡđậpPhânLân(VĩnhPhúc);(b)Vỡ đậpĐakme 3;(c)VỡđậpIakret .12

Hình1-10: ĐậpLanhRa bịvỡkhilũ về 14

Hình1 -11: Đậpcótường nghiêngchân răngchống thấm 17

Hình1 -12:Chốngthấm bằngphươngpháp mànđịakỹthuật (HDPE) 18

Hình1-13: Cấutạomũikhoanphụthainút 18

Hình2 -1:Sơđồcác pha trong đất 21

Hình2 -2:Đườngcongđặt trưngnước–đất 22

Hình2-3:Gradien áp lựcvàhútdính qua mộtphân tốđất 22

Hình2 -4:Quan hệgiữa hệsốthấm và độhútdính 24

Hình2 -5: Các loại phần tửthườngdùngtrongphươngphápphầntửhữuhạn 28

Hình2 -6: Máidốc đậpvật liệuđịaphương 30

Hình2 -7:Các lực tácdụngvà mặtcắt hìnhhọcmái dốc với mặt trượt trụtròn 33

Hình2 -8:Các lựctácdụngvà mặtcắt hình họcmái dốc với mặt trượthỗnhợp 33

Hình2 -9:Các lực tácdụngvà mặtcắthìnhhọcmáidốcvới mặt trượt bất kỳ 34

Hình2 -10:Mặttrượt trụtròn 36

Hình2 -11: Các lực tác dụngtrong phương pháp Fellenius chohai dải 5vàdải 6 36

Hình2 - 12: Dạngmặt trượt trụtròn 37

Hình2- 13:Đagiáclựctheo phươngpháp BiShop đơngiản 38

Hình2- 14: Chống thấmsửdụng công nghệ JET-Grounting 41

Hình2- 15: Sơđồbố trí cọcximang–đất(1 hàng) 41

Hình2- 16: Sơđồbố trí cọcximang–đất(2 hàng) 42

Hình2-17:Phương phápchống thấmbằng tường hào Đất- Bentonite 43

Hình2- 18:Thiếtbị đào hàobentonitechốngthấm chohồDầu Tiếng 44

Hình2- 19: Màngđịa kỹ thuậtchốngthấm HDPE 44

Hình3- 1: Sơđồmặt bằngtổngthể hồchứanướcSôngBiêu 46

Hình3- 2: Mặtbằng tổng thể phầnđập trànSôngBiêu 48

Hình3-3:D ò n g thấmtại vịtrí tiếp giápvới trànbêtôngcủađập SôngBiêu 48

Hình3- 4: Dòngthấm tại vịtrítiếpgiápvới trànbêtôngcủađậpSôngBiêu 49

Hình3- 5:Mặtbằng vị trí tínhtoáncủađậpphụSôngBiêu 50

Hình3- 6: Sơđồtính toán hiệntrạng mặt cắtE32 đậpphụSôngBiêu 53

Hình3- 7:Môhình chialướiphần tửvàđiềukiệnbiênmặt cắtE32 53

Hình3- 8: Sơđồtính toán hiệntrạng mặt cắtE41 đậpphụSôngBiêu 54

Hình3- 9:Môhình chialướiphần tửvàđiềukiệnbiênmặt cắtE41 54

Hình3- 10: Sơđồtính toánhiện trạng chomặtcắtD7 đập Trà Van 54

Hình3- 11: Môhìnhchialướiphầntửvàgánđiều kiện biên mặtcắtD7 54

Hình3- 12: Sơđồtính toánhiện trạng chomặtcắtD9 đập Trà Van 55

Hình3-13:Mô hìnhchialướiphần tửvàgánđiều kiện biênmặtcắt D9 55

Hình3- 14: Sơđồbố trí cáclỗkhoan 59

Hình3- 15: Môhình chialướiphầntửvàđiềukiệnbiênchomặtcắtE41 59

Hình3 -16:Đườngđẳng gradientXYTH1:MNTL=102.25;hạlưukhôngcónước 5 9 Hình3-17:Đường đẳng gradientTH2:MNTL= 102,93hạlưu khôngcónước 60

Hình3 - 18:Đường đẳng gradientTH3:MNTL =103,43;hạlưukhôngcónước 60

Hình3- 19: Môhình chia lướiphầntửvà điềukiệnbiêncho mặtcắtE41 61

Hình3 -20:Đườngđẳng gradientXYTH1:MNTL=102.25;hạlưukhôngcónước.

61Hình3 -21:Đườngđẳng gradientXYTH2:MNTL=102.93;hạlưukhôngcónước

61Hình3 -22:Đườngđẳng gradientXYTH3:MNTL=103,43;hạ lưukhôngcó nước

62Hình 3 - 23 : Xác định tâm và bán kính cung trượt mái hạ lưu; MNHL = 102,25 hạ lưukhôngcónước 63Hình3-24:Kiểmtraổnđịnhmáihạlưumặtcắt

E41.TH1:MNTL=102,25m;hạlưukhôngnước (K=1,575) 63Hình3-25 :KiểmtraổnđịnhmáihạlưumặtcắtE41.TH2:MNTL=102,93m;hạlưukhông nước (K=1,576) 64Hình3-26 :KiểmtraổnđịnhmáihạlưumặtcắtE41.TH3:MNTL=103,43m;hạlưukhông nước (K=1,574) 64

MỤCLỤCB Ả N G BIỂU

Bảng1 - 1: Bảng tổnghợp số hồchứathuỷlợitrên cảnước 2

Bảng1-2 :Tổnghợp các hồchứa được xâydựng trên địabàn tỉnhNinhThuận 5

Bảng3 - 1 :Thôngsố thiếtkếhồchứanướcSôngBiêu 47

Bảng3 - 2 :Cácchỉtiêucơlýcủađất đắp đậpSôngBiêu 50

Bảng3 - 3 :Cácchỉ tiêu cơlýcủađất đắp đậpTrà Van 51

Bảng3 - 4:Tổng hợp cácchỉtiêucơlý đất nềntuyếnđậpSôngBiêu 51

Bảng3 - 5:Tổng hợpcác chỉtiêucơlýđấtnềntuyếnđậpTrà Van 51

Bảng3 - 6:Mựcnước tính toáncủa hồchứanướcSôngBiêu 52

Bảng3 - 7 :Cáctrường hợptính toánkiểm trathấm 52

Bảng3 - 8 :Kết quảtính thấmcácmặtcắtđã chọn 55

Bảng3 - 9:Cáctrườnghợptính toán 58

Bảng3 -10 :Kếtquảtínhtoánxửlýthấmbằng cọcximang–đất(Jet–Grounting) 60

Bảng3-11 :Kếtquảtínhtoánxửlý thấm bằng tườnghàobentonite Ximang–đất 62

Bảng3 - 12 :Bảngso sánhcác phươngán xửlýchohồ SôngBiêu 62

1 Tínhcấpthiếtcủa Đềtài:

Với sự phát triển của kinh tế ngày nay nhu cầu dùng nước và các sản phẩm phụthuộcvào nước ngày càng cao, đời sống sinh hoạt con người ngày càng được cải thiệnnênyêu cầu về cả chất và lượng càng phải đáp ứng tốt Để điều chỉnh nguồn nước chophùhợp với yêu cầu sử dụng, vì thế nên vai trò của các hồ chứa là rất quan trọng trongviệcđáp ứng nhu cầu sử dụng nước cũng như phát triển kinh tế của một huyện, tỉnh, haymộtquốcgia

NhưđãbiếttừrấtlâuđậpđấtđãđượcxâydựngnhiềuởAiCập,ẤnĐộ,Trungquốcvà cácnước trung Á, với mục đích dân nước, trữ nước để tưới hay để phòng lũ Về sauđập đất ngày càng đóng vai trò quan trọng trong các hệ thốngthủy lợi nhằm lợi dụngtổng hợp tài nguyên nguồn nước Nhờ sự phát triển của các ngày khoahọc, các nhàkhoa học đã đưa ra và chứng minh được nhiều lý luận của các môn khoahọc cơ sở nhưcơ học đất, lý luận thấm, địachất thủy văn và địa chất công trình, đưa ra đượccácphươngtrình,cũngnhưmôhìnhhóav v…

cộngvớiviệcứngdụngrộng rãicơgiớihóa trong thi công nên đập đất ngày càng đảm bảo chất lượng đồng thờigiá thành vàyêu cầu về nền của đập đất thấp hơn rất nhiều so với đập bê tông có cùng quy

mô nênđập đất được sử dụng khá rộng rãi Tuy vậy trong những năm gần đây cùngvới sự phổbiến của đập đất người ta cũng đã ghi nhận được rất nhiều sự cố ở loại đập này trên thếgiới cũng như ở Việt Nam Đã có rấtnhiều người thiệt mạng, hoa màu bị tàn phá thiệthại nhiều tỷ đồng, chính vì thế việc tìm ra nguyên nhân

và khắc phục các sự cố đập làvôcùngquantrọng

Riêng đối với huyện Thuận Nam tỉnh Ninh Thuận được biết tới là một huyệnnghèo,khí hậu nóng và khô hạn quanh năm, với thu nhập chủ yếu là từ nông nghiệpthì việcnhà nước quyết định đầu tư xây dựng hồ chứa nước Sông Biêu thì đây đượccoi là mộttín hiệu mừng cho bà con nơi đây, khi có thể chủ động được nước phục vụsinh hoạtsản xuất Tuy nhiên kể từ sau khi thi công và trong quá trình đưa vào sử

liêntụcbịthấmdẫntớimấtnướcvàcónguycơgâynguyhiểmchocôngtrìnhkhiếnđơnvịquảnlýkhôngthểchủđộngtíchnướcphụcvụsảnxuất.Chínhvìvậyhọcviênlựa

chọnđềtài:“Phântíchnguyênnhânsự cốthấmởcácđậpvậtliệuđịaphương, giải pháp xửlývà áp dụngchođậpSôngBiêu" đểnghiêncứu.

+ Phương pháp kế thừa: Nghiên cứu có chọn lọcn h ữ n g n g h i ê n c ứ u c ó

l i ê n q u a n đ ế n đề tài,kếthừacáckết quả nghiêncứuđãđượccôngnhậntrong nướcvàtrênthế giới

+ Phương pháp thống kê và phân tích: Thu thập các tài liệu, số liệu và khảo sáthiệntrạng Phân tích định tính và định lượng các công thức, phương pháp tính toánthấm,tínhtoánổn địnhtrượtmái hạlưu sửdụngphươngphápsố để tínhtoán

+ Phương pháp mô hình hoá: Sử dụng mô hình để tính toán bài toán hiện trạng, từđóđề ra biệnphápxửlý hiện trạng

NỘIDUNGLUẬNVĂN

CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ ĐẬP ĐẤT VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA THẤMĐẾN

ỔNĐỊNHĐẬP 1.1 TìnhhìnhxâydựngđậpvậtliệuđịaphươngtrênthếgiớiởViệtNamvàNinhThuận:

Đập vật liệu địa phương là công trình thủy công được xây dựng từ rất lâu trên thếgiới,được người Ai Cập, Ấn Độ, Trung Quốc và các nước Trung Á xây dựng với mục đíchgiữ nước dâng nước để`tưới hoặc phòng lũ Và ngày càng đóng vai trò quantrọngtrongcáchệthốngThủylợinhằmlợidụng tổng hợptài nguyênnước

Sử dụng chính vật liệu tự nhiên sẵn có tại khu vực xây dựng công trình là mộttrongnhững yếu tố kinh tế thuận lợi của đập đất, đồng thời với công nghệ thi công đơngiảnđã làm giảm chi phí cho công trình, chính vì vậy, đập vật liệu địa phương đượcxâydựng phổ biến ở khắp các nước trên thế giới, nhất là đốiv ớ i c á c h ồ c h ứ a

n ư ớ c l o ạ i nhỏ Ngày nay, nhờ sự phát triển của nhiều ngành khoa học như cơ họcđất, lý luậnthấm … kết hợp với thiết bị cơ giới hiện đại năng suất cao, nên nhiều đậplớn đã đượcxây dựng như:

- ĐậpOroville–Mỹ:cao262,4m,dài2358m

- ĐậpSwift–Mỹ:cao156mdài640m, đượchoàn thànhnăm1959

- Đập Serre Ponson (Serre-Ponçon)– Pháp: cao 122m dài 600m, hoàn thành năm1960

- Đậpmaltmark–Thụysĩ:cao115m,dài 780m, hoànthành năm 1960

Ở Việt Nam các hồ chứa được xây dựng nhiều từ sau khi thống nhất đất nước(năm1975) giai đoạn này nông nghiệp là ngành kinh tế chính của Việt Nam nên nhucầu vềnướccàngngàycàngcao.Kểtừđóđếnnaysốhồchứaxâydựngmớichiếm67%phát

triển không ngừng cả về số lượng và quy mô Hiện nay, chúng ta đang xây dựngnhiềuhồlớncóđậpcao,ngaycảnhững nơicóđiều kiệnđịahình,địachấtphứctạp.

Theo báo cáo của Tổng cục thuỷ lợi về công tác quản lý an toàn hồ chứa nướcvàotháng 10 năm 2015 thì cả nước ta hiện có 6.886 hồ nước trong đó có 6.648 hồchứathủy lợi (chiếm 96,5%) và 238 hồ chứa thuỷ điện (chiếm 3,5%) Với tổng dungtíchkhoảng 63 tỷ m3nước

Bảng1-1:Bảng tổnghợpsốhồchứathuỷlợitrêncảnướcQuy mô (Triệu m3) V ≥ 10 V= 3÷10, H≥ 15m V = 1÷3 V= 0,2÷1 V ≤ 0,2

Sau giải phóng hơn 43năm, Ninh Thuận đã có nhiều đổi thay cũng như thành tựu,trong

đó có sự đóng góp rất lớn của ngành nông nghiệp nói chung và đặc biệt là các hồchứanướcnóiriêng cũngnhưbảnthân đập vậtliệuđịaphương

Trước năm 1975, hệ thống thủy lợi trên địa bàn tỉnh chưa có một hồ chứa nào, chỉcóhệ thống Nha Trinh - Lâm Cấm lấy nguồn nước từ thủy điện Đa Nhim,Lâm Đồngtướicho khoảng13.000ha nguồnnước không chủ động,diệntíchcanhtác không lớn

Sau năm 1975 Đảng và Nhà Nước có những chủ trương mới đẩy mạnh công tácThủylợi nhằm phục vụ phát triển các ngành kinh tế, lấy trọng tâm là nông nghiệp.Tính chođến năm 2000 tổng số hồ chứa trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận là 4 hồ chứagồm: hồ SuốiLớn, hồ Thành Sơn, hồ CK7 và hồ Ông Kinh với tổng dung tích hữu ích là hơn 6 triệum3nước, phục vụdiện tích tưới 720ha Diện tích thực tế tưới bằng các công trình hồchứa này chỉ chiếm

tỷ trọng rất nhỏ so với nhu cầu dùng nước cả về nông nghiệp cũngnhưsinh hoạttrên địabàntỉnhthời bấygiờ

Trước tình hình khó khăn về nước như trên, qua nhiều chủ trương, quan tâm củanhànước đến tỉnh đến năm 2016 tổng số hồ chứa vừa và nhỏ trong địa bàn tỉnh đã lêntớihơn 20 hồ với tổng dung tích khoảng hơn 192 triệu m3, và tiếp tục đầu tư xây dựngcáchồ vào những năm tiếp theo trong đó lớn nhất là hồ Sông Cái thuộc hệ thống thủy lợiTân Mỹ códungtích 209triệum3

Hình1 -1:Hồchứa nước SôngSắt–Dungtíchhữuích69,3triệu m3

Hình1-2:HồSôngTrâu,Dungtíchchứa31,5triệum3

Hình1 -3 :HồLanh Ra – Dungtích13,88 triệu m3

Hình1- 4: HồTràCo,Dung tíchchứa10 triệum3

Hình1 -5:HồÔngKinh– dungtích0,83triệu m3Bảng1-2 :Tổnghợp cáchồchứa đượcxâydựngtrênđịabàntỉnhNinhThuận

TT Tênhồ

Năm hoànth ành

Chiềuc ao đập(m)

Dung tích(1

lưu,đốngđá tiêunước

3 CK7 1996 16,50 1,43 Đậpđấtđồngchất,thượng lưuhạ lưu

đá xây,đ ố n g đátiêunước hạlưu

4 Ông

Đập đất đồng chất, thượng lưu đá xây,hạlưutrồngcỏ,đốngđátiêunước hạlưu

lưu

Đậpđấtđồngchất,thượng lưuBTCT,hạlưutrồngcỏ,đốngđátiêunướchạ

lưu

11 SôngSắt 2008 33,90 69,30

Đập hỗn hợp 03 khối, thiết bị thoátnước thân đập Ống khói + gối phẳngvà đốngđá, MáiTLbêtông,máihạlưutrồngcỏ

Đập đất đồng chất, thượng lưu đá lát,hạlưutrồngcỏ,đốngđátiêunước hạlưu

13 TràCo 2011 26,70 10,09 Đập hỗn hợp 03 khối, thiết bị

thoátnước thân đập Ốngkhói+gốiphẳng

và đống đá, Mái TL bê tông, mái hạlưutrồng cỏ

Đập hỗn hợp 03 khối, thiết bị thoátnước thân đập Ống khói + gối phẳngvà đốngđá, MáiTLbêtông,máihạlưutrồngcỏ

15 Phước

Đập02 khối, thiếtbịthoát nướcthânđập Ống khói + gối phẳng và đống đá,Mái TLbêtông, mái hạlưutrồngcỏ

Đập đất đồng chất, thượng lưu đá lát,hạlưutrồngcỏ,đốngđátiêunước hạlưu

17 Phước

Đập hỗn hợp 02 khối, thiết bị thoátnước thân đập Ống khói + gối phẳngvà đốngđá, MáiTLbêtông,máihạlưutrồngcỏ

Đập hỗn hợp 03 khối, thiết bị thoátnước thân đập Ống khói + gối phẳngvà đốngđá, MáiTLbêtông,máihạlưutrồngcỏ

Đập đồng chất, Mái TL bê tông dướilótmàngchốngthấm Bentomat, mái

hạ lưutrồngcỏ

20 Lanh Ra 2012 22,00 13,80

Đập hỗn hợp 03 khối, thiết bị thoátnước thân đập Ống khói + gối phẳngvà đốngđá, MáiTLbêtông,máihạlưutrồngcỏ

21 NúiMột 2012 19,00 2,20

Đập02khốichống t hấ mbằngtư ờnghàoximăngđất,MáiTLbêtông,mái

hạ lưutrồngcỏ

1.2 Ảnhhưởngcủadòngthấmđếnđập vậtliệuđịaphương:

Lớp đất phía dưới nền và hai bên vai công trình trừ trường hợp đã được xử lý hoặclàlớp đá tốt không nứt nẻ, hay lớp đất sét chặt thì thường là loại thấm nước Khi đậpvậtliệuđịaphươnglàmviệctrong điềukiệncóchênhlệchcộtnướcgiữa thượngvàhạlưu.Dòngnướcsẽđiquacáckherỗng trongđấtnềnvàhaibênphíavaicôngtrình(nơithấm nước)tạo thànhdòngthấm

Trênthực thế dòngthấmtrongmôi trường đất rỗngđượcchia thànhhai loại:

- Dòng thấm có áp:Là dòng thấm có mặt tiếp xúc là tầng không thấm, không tiếp

xúcvới khí trời, chuyển động của dòng thấm giống như dòng chảytrong ống cóáp.Thường dòng thấm nàyxuấthiệnởdưới đáy cáccôngtrình

- Dòng thấm không áp:Là dòng thấm không bị giới hạn phía trên bởi công trình.

Đâycó thể là dòng thấm từ hai bên vai công trình hoặc dòng thấm qua đập đất, giớihạnphía trên của dòng thấm này là mặt thoáng tại đây có áp suất chính bằng áp suấtkhítrời

- Gây áplực lêncác bộphận côngtrìnhgiớihạnmiềnthấm(bảnđáy, tườngchắn)

- Làm dịch chuyển những hạt đất về phía dòng thấm gây hiện tượng xói ngầm,

hìnhthành cáchangthấm tập trung

1.3 Cácsựcốgâyhưhỏngđậpvậtliệuđịaphương:

Như đã biết việc sự cố dẫn đến vỡ đập luôn là một trong những thảm hoạ kinhhoàngđối với con người, thiệt hại là thựcs ự t o l ớ n k h i h à n g n g à n m é t

k h ố i n ư ớ c đ ổ ậ p xuống Trong quá khứ đã có rất nhiều bài học cay đắng khinhững công trình được xâydựng với mục đích có lợi lại trở thành thảm hoạ cướp đi mạng sống hàng nghìn ngườivà gâythiệthạilớnvềkinhtế Mộtvàisựcốvỡđập trênthế giới đượcghi nhận như:

Đập Tenton tại Hoa Kỳ bị vỡ được giới thiệu trong cuốn sách “Đập và an toàn vềđập“Dama n d P u b l i c S a f e t y ” d o V ă n p h ò n g C ả i t ạ o đ ậ p c ủ a M ỹ x u ấ t b ả n n

ă m 1 9 8 3 ĐậpT e n t o n l à đ ậ p đ ấ t c a o 9 3 m , d u n g t í c h h ồ 2 8 9 t r i ệ u m3t r ê n s

ô n g T e n t o n T ừ ngày10/4/1976mực nướchồtăngnhanhdocólũlớn.Ngày3/6/1976xuấthiệnhaivị trí thấm cách chân đập 400m về phía hạ lưu với lưu lượng thấm khá lớn Ngày4/6/1976 pháthiện một vị trí thấm nhỏ ở bờ bên phải cách chânh ạ l ư u đ ậ p 4 5 ÷ 6 0 m với lưulượng thấm 20 gallon/phút Ngày 5/6/1976 từ 7 giờ sáng xuất hiện thấm lớnhơn trongthân đập, sau đó dòng thấm lớn dần rồi xuất hiện dòng nước xoáy ở thượnglưu hồchứa Đến 11 giờ 30 xuất hiện các vết nứt lớn, phát triển nhanh phá vỡ toàn bộđập.Như vậy, từ khi phát hiện có thấm ở phía hạ lưu đập đến khi vỡ đập chỉ có 5 giờđồng

hồ Thiệt hại về người tuy không nhiều, nhưng có đến 25.000 người bị mất nhàcửa,nhiều đường xá, cầu cống, ruộng đồng bị hư hại vùi lấp, thiệt hại ước tínhkhoảng400triệuUSD

Vào tháng 10 năm 1963 tại Italia, một trong những con đập cao nhất thế giới mangtênVajont nằm trên sông Vajont bất ngờ đổ sập hơn 260 triêu mét khối nước đã baotrùmtoàn bộ khuvựckhiếnkhoảng2000ngườithiệt mạng

Tại Trung Quốc, vụ vỡ đập thủy điện Bản Kiều được coi là sự cố vỡ đập tồi tệnhấttrong lịch sử nước này Đập Bản Kiều được xây trên sông Hoài Nam năm 1952,tỉnhHà Nam, Trung Quốc được mệnh danh là đập thủy điện quy mô lớn đầu tiêncủaTrung Quốc Nhưng tới năm 1975, siêu bão Nina (1 trong 5 siêu bão gây thiệt hạilớnnhất thế giới) đổ bộ vào nước này, lượng mưa đo được trong 3 ngày lên đến1605,3mm Không chịu được sức nước, đập Bản Kiều đã sụp đổ, khiến Trung Quốcthiệt

hạilớn.Vụvỡđậpnàyđãkhiếnkhoảng171.000ngườithiệtmạng,khoảng11triệud

ântrởnênvôgiacưkhi hơn5triệungôinhàbịpháhủy, khôngnhữngthế l ượ ng điện

năng của nhà máy này cung cấp đến 1/3 nhu cầu sử dụng vào lúc cao điểm của cảđấtnước Trung Quốc.

Gần đây nhất vào ngày 8 tháng 2 năm 2017 nhà chức trách đã yêu cầu di tản hơn

200000 người sống dưới đập nước Oroville miền bắc California ngays a u k h i c ơ

q u a n chức năng báo cáo tình trạng khẩn cấp do đập phụ của đập Oroville bị thủng,dòngthấm đưa nước cuộn qua thân đập phụ làm sạt lở sườn trái đập dẫn đến nguy cơ

cả đậpnước sụp đổ Được biết đập Oroville là một trong số 20 con đập lớn nhất thếgiới vàcũng làđậpnướccóchiềucaocaonhất ở Hoa Kỳ(213m)

Ở Việt Nam vào tháng 6 năm 2013, đập dâng của thủy điện Ia Krêl 2 có công suấtthiếtkế 5,5 MW đã bị vỡ cống dẫn dòng Hơn 5 triệu mét khối nước tích trong lòng hồ đổxuống hạ nguồn gây thiệt hạihơn 200 ha cây trồng, hoa màu cùng nhiều tài sản kháccủa đồng bào dân tộc thiểu số,nhưng may mắn là không có thiệt hại về người Tuynhiên hơn 200 ha cây trong vànhiều hoa màu và tài sản của nhân dân đã bị cuốn trôigây thiệt hạihơn3,6 tỉ đồng

Hình 1 -6:Sựcốđập thủyđiệnIaKrel2

àn các hồchứa thìthời giangầnđây đã ghi nhậnrấtnhiềuđậpbị sựcố về đậpnhư:

- Năm2009:sựcốvỡ đậphồZ20huyện HươngKhê tỉnhHà Tĩnh

- Năm2010: vỡđậphồKheMơ tỉnhHà Tĩnh,hồPhướcTrungtỉnhNinhThuận

Hình1 -7:Sựcốvỡ đậpTây NguyêntỉnhNghệAn

1.3.3 Cácsựcốvềđậpvật liệuđịaphươngở NinhThuận:

Do tình hình thay đổi thời tiết trên địa bàn tỉnh nên gần đây đã xuất hiện nhiềuhơnnhữnghiệntượngthờitiếttiêucựcnênmộtsốđậptrênđịabàntỉnhđãxảyranhữngs

ự cố gây ảnh hưởng lớn đến điều kiện sinh hoạt, sản xuất của khu vực mà những hồnày điều tiết Sau đây là một số sự

cố đáng chú ý trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận đượctổng hợp tại phòng quản lý nước vàcông trình của đơn vị quản lý công trình thủy lợitỉnh:

Vào tháng 11 năm 2010 xảy ra mưa lớn trên toàn tỉnh, lượng mưa trên lưu vựchồPhước Trung đạt tới trên 700 mm, theo báo cáo của Ban chỉ huy phòng chống lụtbãotại hồ Phước Trung thì lượng mưa quá lớn và thời gian mưa kéo dài dẫn đến mựcnướctrong hồ dâng cao đột ngột Do đập đất mới thi công xong, đất chưa có đủ thời giancốkếtcộngvớichiềudàiđậplớnnênkhigặplũlớnnướctronghồdângnhanhdẫntớiđập không chịu được áp lực dòng thấm tại những vị tríđ ắ p m ớ i h o à n t h à n h g â y r ò nướcquathânđậpcuốicùng gâyvỡđập

Khi thi công Hồ Lanh Ra vào những ngày cuối tháng 5 năm 2011 xảy ra mưa lớnkéodài nhiều ngày nên lượng dòng chảy trong lưu vực tập trung về hồ lớn,đơn vị thicôngđã cho một phần được dẫn dòng qua cống dưới đập chính và đập phụ, một phầnđượctích lại trong hồ, trong 2 ngày sau đó mực nước hồ vẫn thấp hơn cao trình lũ tiểumãn (ứng với tần suất 10%) là 2,2 m và thấp hơn khối đắp thượng lưu đến 2,8m Tuy nhiênđến ngày 30/5/2011 xuấthiện những lỗ nước thấm từ chân mái taluy tràn ra và ngàycàng mở rộng, đến ngày 31tháng 5 thì xảy ra vỡ khối thượng lưu đập dài khoảng 10m.Bước đầu qua kiểm tra đánh giá nguyênnhân là do quá trình đắp đập không đảm bảotiến độ theo thiết kế được duyệt(khối đất đắp đập thi côngchênh lệch lớn dẫn đến quátrìnhcốkếtđất không đạt theoyêucầuthiếtkế gâyxuấthiệnnhững lỗrò nước

Hình1-10:ĐậpLanh Rabịvỡkhi lũvề.

Tại hồ Bà Râu ngày 31/5/2011 đơn vị thi công đã phải chủ động phá bỏ đoạn mộtphầnđoạn mặt cắt đã đắp đập để dẫn nước qua nhằm giảm mực nước trong lòng hồ và đảmbảo an toàn cho tuyến đập,nguyên nhân được biết là do thi công không đảm bảo tiếnđộ theo thiết kế được duyệtkết hợp với mưa lớn trong 4 ngày trước đó (tổng lượngmưa đo được lên tới 177,1

mm dẫn đến nước tràn qua đập gây đe dọa đến an toàn củatoàn tuyếnđậpvừamới thicông

1.4 Cáchiệntượngvànguyênnhânsựcốthấmxảyraởđậpvậtliệuđịaphương:

- Do thiết kế chưa đề ra biện pháp xử lý hoặc có đề ra nhưng biện pháp không hiệuquảkhiáp dụngvào công trình thực tế

- Dokhôngbóc hếtlớp phonghoáởhai bên bai đập

- Dođầmnện trênđoạn tiếp giáp ởvịtrí vaiđậpchưa đủyêucầukỹthuật

-Do quátrìnhthi côngxửlýkhôngđều

- Quá trìnhthicôngkhông đạtyêucầu thiếtkế

- Do kết quả khảo sát các chỉ tiêu cơ lý của đất đắp đập không đúng, không thínghiệmđầyđủcácchỉ tiêucơlýcầnthiết từ đó đánh giásaichất lượng đấtđắp

- Do đất đắp có chất lượng cấp phối không tốt, bụi dăm sạn nhiều hàm lướng sét ít,đấtdễbị tanrã

- Do trong quá trình thiết kế chọn dung trọng khô quá thấm , nên đất sau khi đầmvẫntơixốp,không chặtđược

- Do quá trình thi công không có biện pháp thích hợp để xử lý độ ẩm, dẫn đến độẩmcủa đấtđắpkhôngđều khiến cho đấtsau khi đầmcóchỗ rời rạc, chưa chặt

- Do quá trình thi công đất được đầm chưa đến độ chặt yêu cầu khi thiết kế tổ chứcthicông, có thể do lớp đất rải quá dày, số lần đầm còn ít, thiết bị đầm chưa đủ côngcôngsuất…

- Dothiếtkế biệnpháp chốngthấmchưa thực sựhiệuquả

- Doquátrìnhthicôngmàngchốngthấm(hoặccácthiếtbịchốngthấm)khôngđámbảoyêucầuthiết kế

- Dokhithicông,hoặckhiđưavàosửdụngthiếtbịthoátnướcphíahạlưubịtắcdẫnđến đường bãohoàtrong đập dângcaovàđira phíamáigây sạtlởmáihạlưu

1.5 Nhữngnghiêncứuvềantoànđậpđãthựchiện:

Megan R.Sheffer và Ken Y.Lum đã tiến hành nghiên cứu, đánh giá các phươngphápđịa vật lý nhằm phát hiện thẩm thấu và xói ngầm bên trong các đập đất Ngoàiranghiêncứucũngđưaramộtsốphươngphápđơn giản, khôngcầnđếnthiết bịquantrắcđể giải quyếtvấnđềnày,nóilênđược ưuvà nhượcđiểm củatừngphươngpháp.

Nic Lane đã đi sâu phân tích những rủi ro đập, trong đó có sự cố thấm trong đậpvậtliệu địa phương và các biện pháp quản lý an toàn đập, hạn chế những thiệt hại dođậphưhỏng gâyra

Ngày nay vấn đề an toàn đập vật liệu đia phương ngày càng trở nên cấp thiết vàđượcquan tâm nhiều hơn Đã có nhiều nghiên cứu được sử dụng như tài liệu thamkhảo đểđánh giá an toàn đập, thiết kế và thi công, một số công trình nghiên cứu có thể

kể đếnnhư:

Nghiên cứu GS.TS Phan Sỹ Kỳ về “Dòng thấm không ổn định qua khối đất chữnhậtđồng chất trên nền không thấm nước nằm ngang” năm 1986 nhằm chỉ rõ độngthái củadòngthấmtrong đậpđấtnhằmphânbiệt sựkhác nhauvềtrạngtháitrong đậpđất

Thầy Nguyễn Văn Mạo và nhóm nghiên cứu (ĐHTL) năm 2010 đãnghiên cứu cơsởkhoa học để từ đó đề xuất các giải pháp kỹ thuật nhằm đảm bảo an toàn cho cáccôngtrìnhxây dựngtrong điềukiệnthời tiếtbấtthường ởmiềntrung ViệtNam

GS.TS Phan Sỹ Kỳ đã thống kê sự cố một số công trình thủy lợi ở Việt Nam và tìmranguyên nhân, đề ra biện pháp phòng tránh được nhà xuất ản nông nghiệp, Hà Nội xuấtbản năm2007

TS Lê Thị Nhật năm 2003 có nghiên cứu “giải bài toán thấm cho đập vật liệuđịaphương có biên phức tạp” với mục đích thiết lập mô hình tính toán và mô hình vậtlýtác giả đã đưua ra lời giải tương đối chính xác phản ánh được dòng thấm trong thânvànền đậpvậtliệuđịaphươngkhi xéttớibiênphứctạp

1.6 Mộtsốgiảiphápxửlýchốngthấmhiệnnayđãđượcsửdụng:

Đây là phương pháp được sử dụng rộng rãi ở nước ta Có tác dụng kéo dài đườngviềnthấm Đối với nền có tầng thấm có chiều dày dưới 10m thì đây là biện pháp xử lýrấttốt.Tường nghiên và chân khay chống thấm được làm bằng vật liệu ít thấm (sét),cắmsâuvàotầngkhôngthấm.Tuỳvàonềnlàđáhayđấtvàchấtlượngnềncóthểchọnkích thướcchânkhayhợplý.

Điều kiệnápdụng:chỉsửdụngkhitầngthấmnướcdướinền T<10m

Một số công trình đã áp dụng: đập Phú Ninh tỉnh Quảng Nam, đập Gò Miếu tỉnh

TháiNguyên, đậpNgài Sơntp HàNội…

Hình1 -11:Đập cótường nghiêngchân răngchống thấm

Phương pháp này đã được áp dụng ở một số công trình vừa và nhỏ, với nguyên lýkéodài đường viền thấm phía thượng lưu, làm giảm áp lực thấm phía hạ lưu Mànchốngthấm địa kỹ thuật (HDPE) có hệ số thấm rất nhỏ khoảng 5.10-11cm/s, chiều dầy0,5 –20 mm với tuổi thọ hơn 20 năm Màn chống thấm HDPE thường được sử dụnglàmtườngnghiêng vàsân phủchốngthấmcho đập đấtthay chođấtsét truyềnthống

Một số công trình đã áp dụng: chống thấm mái đập Sông Biêu tỉnh Ninh Thuận,

sửachữa hồ DầuTiếngtỉnhTâyNinh,hay đậpĐáBạcvà đậpNhàĐường ởHàTĩnh

Hình1 -12:Chống thấmbằngphươngpháp mànđịakỹthuật(HDPE)

Sử dụng cho những công trình trong quá trình thi công có tầng địa chất có hệ số thấmlớn Khoan phụt bằng công nghệ truyền thống sử dụng áp lực để ép vữa (sét –Ximang) len sâu lấp đầy các lỗ rỗng trong kẽ đá nứt nẻ Đây là phương pháp được sửdụng rất phổ biến, quy trình thi công đã khá hoàn chỉnh Tuy nhiên với đất, cát mịnhoặc bùn đất yếu, mực nước ngầm cao sẽ khó kiểm soát được độ

di động và hướng dichuyểncủavữa

Hình1-13:Cấutạo mũi khoanphụthai nút

1.7 KếtLuậnChương1:

Đập vật liệu địa phương là loại đập được sử dụng rộng rãi nhất trên thế giới, vớiưuthế là tận dụng được vật liệu tại địa phương nên giá thành hạ Dễ thi công cộng vớisựphát triển của công nghệ máy móc hiện nay phát triển thì đập vật liệu địa phươngngàycàng đảm bảo hơn về chất lượng Tuy nhiên song song với việc phát triển thì bên cạnhđócũng córất nhiều đậpxảyrasựcốgâythiệthạilớncả vềngười và của

Trong phạm vi chương một tác giả đã nêu được tổng quan về tình hình xây dựngđậpđất ở nước ta, trên thế giới và trong địa bàn tỉnh Ninh Thuận tính đến nay Nêuđượcảnh hưởng tiêu cực của dòng thấm lên công trình thuỷ Đồng thời thống kê lạimột sốsự cố và thiệt hại liên quan đến đập vật liệu địa phương Thống kê các sự cố vềthấm ởđập vật liệu địa phương đồng thời chỉ ra nguyên nhân của sự cố Liệt kê nhữngnghiêncứu liên quan đến đề tài đã được hoàn thành trước đó cả trong nước và thế giới,sau đógiới thiệu một số giải pháp chống thấm cho đập vật liệu địa phương hiện nay đã vàđang đượcsửdụngởViệtNam

CHƯƠNG 2:CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ THẤM VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA

THẤMTRONGĐẬP VẬTLIỆUĐỊAPHƯƠNG 2.1 Cơsởlýthuyếtvềthấm:

Từ thế kỷ 18 các nhà khoa học người Nga Lômônôxôp đã cho ra đời những tácphẩmnổi tiếng về sự vận động của nước dưới đất, trong tác phẩm Các lớ vỏ trái đất”đượcxuấtbản năm 1750 ông đã viết “Nước dưới đất liên hệ chặt chẽ với đá vâyquanh.Nước dưới đất là dung dịch tự nhiên ở trạng thái tuần hoàn liên tục” Chínhông đã đặtcơ sở đểpháttriển của môn khoa học vềsựvận độngcủanướcdưới đất

Năm 1856 trên cơ sở thực nghiệm Darcy đã xác định được quy luật thấm củanướctrongmôitrườnglỗrỗng,bằngphátbiểusau:“Vậntốcdòngthấmnướcquakhốiđấttỷlệ(quanhệbậcnhất–tuyếntính)với gradient cộtnướcthuỷlực”

Năm 1898 nhà khoa học N.E.Jucôvxky công ố tác phẩm “Nghiên cứu lý thuyếtvậnđộng của nước ngầm” Ông đã nêu được khái niệm lực cản, lực khối lượng khithấm vàđầu tiên đưa ra phương trình vi phân về sự vận động của nước dưới đất đây chính là cơsở khoahọcquantrọngđểpháttriểnlýthuyếtthấmsaunày

Năm 1930 Viện sỹ Pavlopsky đã tổng quát các bài toán chuyển động không đềucủanước ngầm Ông cũng nghiên cứu các dạng của các mặt tự do nhận được Năm1934ông đã phát triển lý thuyết thuỷ lực thấm rối đến năm 1936 ông đã soạn thảoraphươngpháptừngmảnhđểtínhtoánđộthấmdừng.Vàđếnnăm1956M.ALavrenchev đãứng dingj phương pháp biến phân trong các bài toán thấm dừng cuảnước

Ngày nay lý thuyết về thấm vẫn không ngừng phát triển và được ứng dụng trongrấtnhiềulĩnh vực

Môit r ư ờ n g n g h i ê n c ứ u t h ấ m t r o n g p h ạ m v i l u ậ n v ă n c h ủ y ế u l à m ô i t r ư ờ n g đ

ấ t Như đã biết, đất được tạo thành bởi 3 thể chính: thể rắn, thể lỏng, và thể khí, tuỳ vào tỷlệ phânbốcủa3thểtrêntrecaphânđược ra hailoại đất chính:

V VV

- Đất bão hoà:Đất bão hoà chỉ chứa hạt rắn và nước - lỗ rỗng chứa đầy nước, nênmôi trườnggồm2pha,độbãohoà:Vn/Vr=1,độ chứanướcthểtích:w= Vn/V=Vr/V

= n, độrỗng (n):n= Vr/V;

- Đất không bão hoà:Đất không bão hoà chứa hạt rắn, khí và nước: môi trường

3pha, lỗ rỗng chứa cả khí và nước, độ bão hoà: Vn/Vr< 1, độ chứa nước thểtích:w=Vn/V;w< n; độrỗng (n): n= Vr/V;

V≠ 0 V= 0 V≠ 0

Độẩmdư hayđ ộ bãohoà dư:độbãohoà th ấp nhấtkhi nướctrong các lỗrỗng không liên thông

Giátrịkhívàotớihạn:độhútdínhứngvớilúckhícóthểt h ấ m vàocáclỗrỗnglớnnhất

-100 -50

đất khôNg bão hòa

-50 -25

-200 -150

đất khôNg bão hòa

-50 0

-200 -100

đất khôNg bão hòa

0 200

= n

Giỏ trị khớvàotớihạn

Trong đất khụng bóo hoà, gradient hỳt dớnh đụi khi được xem như thếtruyềnđộng của dũng thấm nước Tuy nhiờn, dũngthấm nước khụng phụ thuộc chủyếu vàduy nhất vào gradient hỳt dớnh Hỡnh 2 - 7 giải thớch ba trường hợp giả thiết ởnơi cỏcgradient ỏp lực khớ và nước được kiểm soỏt qua một phõn tố đất khụng bóo hoàtại mộtcao trỡnh cố định.Trong cỏc trường hợp đú, cỏc ỏp lực hơi nước và khớ ở phớa bờn trỏilớn hơn ỏp lực ởphớabờnphải

thế nào, để phản ứng lại gradient áp lực trong các pha riêng biệt, khí và nước sẽthấmtừ trái sang phải Ngay cả trong trường hợp 2, nếu có gradient hút dính bằngkhông khívà nướcvẫnthấm

Dòng thấm có thể được xác định thích hợphơn theo gradient cột nước thuỷ lực (tứclàgradient cột nước áp lực trong trường hợp này) cho mỗi pha Do vậy, gradient hút dínhkhông phải là thế truyền động cơ bản cho dòng thấmnước cho đất không bão hoà.Trong trường hợp đặc biệt, nói gradient áp lực khí bằng không,gradient hút dính về trịsố bằng gradient áp lực trong nước.Đó là tình hình phổ biến trong tự nhiên và có thể lànguyên nhân choviệc đề nghị đưa dạng hút dính vào dòng nước thấm.Tuy nhiên, sauđóphảibỏđi thànhphần cột nướccaotrình.Dòng nước thấm qua đất không chỉ bị khống chế bởi gradien áp lực mà cũng cònbởigradient do độ chênh cao trình Gradient áp lực và gradient cao trình được kết hợplạiđểchomột gradient cộtnướcthuỷlựcnhư làm ộ t t h ế t r u y ề n đ ộ n g c h o

d ò n g t h ấ m trongphanày Điều nàyđúngchocảđất bãohoà vàkhôngbãohòa

Theo kết quả nghiên cứu của rất nhiều nhà khoa học, chuyển động của dòng thấm tuântheo định luật Đácxi là loại chảy tầng Như vậy nếu chuyển động của dòng thấm làchảy rối thì nó sẽ không tuân theo định luật này nữa N.N.Pavơlốpski đã lập nên biểuthức xác định lưu tốc thấm giới hạn (nếu lưu tốc thấm vượt quá giới hạn này thì khôngứngdụng đượcđịnh luật Đácxi)

V1 

0,75p0,23 .N6,5

Trongđó:

p: độrỗng;

υ:hệsốnhớtđộnghọctính(cm2/sd:đườngkínhcủa hạt đất tính(cm);

H:cột nướcthấmtổng;

kx:hệ sốthấmtheophương ngang;

Trạng thái ứng suất cho cả hai trường hợp bão hòa và không bão hòa được biểudiễntương ứng (-ua) và (ua- uw) đó là ứng suất tổng, ualà áp lực khí lỗ rỗng, uwlà áplựcnướclỗrỗng.

Hai giả thiết cơ bản của phương trình vi phân đối với dòng thấm hai chiều: trạngtháiứngsuấttổngvàáplựckhílỗrỗngkhôngthayđổi.Cónghĩa:(σ-

ua)k h ô n g thayđổivàkhôngảnhhưởngđếnsựthayđổicủatỷlệhàmlượngthểtíchnước.Sựthayđổicủa tỷ lệ hàm lượng thể tích nước thực sự chỉ phụ thuộc vào sự thay đổi của (ua-uw)màuakhôngđổinênchỉ phụ thuộcvàosựthayđổicủa áplựcnước lỗrỗng.Nhưvậy:

mw:độ dốc của đường congđất – nước;uw:áp lựcnướclỗrỗng;

γw:dung trọngnước;

y:cao trình;

V:Vậntốc thấm;

Do đất có kết cấu hạt, dòng thấm chịu sức cản lớn nênv ậ n t ố c t h ấ m t h ư ờ n g

n h ỏ , v ì vậy để đơn giản hóa thường bỏ qua cột nước vận tốc trong các bài thấm.Nên (2-6) cóthểviết thành:

2.1.8.1 Các phươngpháptính thấmbằngphươngpháp cổđiển:

- Phương pháp cơ học chất lỏng:Phương pháp này do viện sỹ Pavlovski đề xuất đểgiải

bài toán thấm bằng cách sử dụng những công cụ toán học để xác định các vấnđềcủadòngthấm.Ưuđiểmcủaphương pháplàphảnánhkháđúngbảnchấtvậtlývàtoán học của bài toán, tuy nhiên phương pháp này chỉ sử dụng đối với những bàitoáncóbiênđơngiản.Khigặpnhữngtrườnghợpphứctạp,dòngthấmdạngđachiềuthì

gặp nhiều khó khăn vì vậy nên được sử dụng rất hạn chế trong tính toán thực tếhiệnnay.

- Phương pháp thực nghiệm: phương pháp này sử dụng mô hình thực tế để tính

toánđặc trưng của dòng thấm Đây là phương pháp được ứng dụng rộng rãi vì khá tiệnlợivàcóthểgiảiquyếtđượcnhữngsơđồthấmphứctạp.Tuynhiêngiáthànhthựchiệnt

hí nghiệm còn cao, kết quả thí nghiệm phụ thuộc vào điều kiện thí nghiệm cũng nhưtínhchủ quancủa ngườilàm thínghiệm

2.1.8.2 Các phương phápgiải bàitoán thấmbằng phương pháp số:

Các cơ sở giải bài toán thấm theo phương pháp số chính là phương trình vi phân 10)kết hợp các điều kiện biên và điều kiện ban đầu Có thể giải bài toán theo hai phươngpháp sau:

(2 Phương pháp sai phân hữu hạn(PPSPHH):Là phương pháp rời rạc kiểu toán học

nókhông thay đổi gì miền tính toán mà chỉ phủ lên miền tính toán một lưới và nó thaythếmột một hàm xác định trong một miền liên tục bằng một hàm lưới bằngm ộ t t ậ p h ợ p rờirạchữu hạncácđiểm cóđạohàmđượcthaythếbằngtỷ số viphân

- Phương pháp phần tử hữu hạn (PPPTHH):Đây được xem là phương pháp rất

tổngquátvàhữuhiệu,cholờigiảikháchínhxácvớicácbàitoánkỹthuậtnhưphântíchứng suất biến dạng trong kết cấu công trình, những bài toán về lý thuyết cơ học chấtlỏng…trình tựtínhtoáncủaphươngphápphầntửhữu hạngồm:

+Chiamiềnliêntục(miềntínhtoánhayvậtthể)thànhmộtsốhữuhạncácmiềnconcó kíchthước hữu hạn( mỗi miền đó được gọi là một phần tử) Các Các miền này liênkết vớinhau tạimột sốhữu hạnđiểmtrênbiên(gọilàcác điểmnút)

+ Các đại lượng cần tìm ở nút sẽ là ẩn số của bài toán Điều kiên trên các phần tửcũngđược đưavềcácnút

Trong mỗi phần tử, đại lượng cần tìm được xấp xỉ bằng những biểu thức đơngiản(thường làcácnguyênhàm) vàcóthểbiểudiễnhoàn toànquacác ẩnsốnút