CHƯƠNG 1. NGUYÊN NHÂN CÁC SỰ CỐ ĐÊ SÔNG HỒNG VÀ ĐỊNH HƯỚNG MỘT SỐ GIẢI PHÁP KỸ THUẬT CHỐNG THẤM GIA CỐ ĐÊ SÔNG HỒNG .1 NHỮNG SỰ CỐ ĐÃ XẢY RA VỚI HỆ THỐNG ĐÊ SÔNG HỒNG .1Các trận lụt gây vỡ đê trong lịch sử .2Một số sự cố khác đã xảy ra đối với đê sông Hồng .2 PHÂN TÍCH NGUYÊN NHÂN XẢY RA SỰ CỐ .1Nguyên nhân gây xói và sạt lở bờ sông .2Lún đê và hư hỏng hệ thống công trình dưới đê .3Trượt mái đê phía sông và phía đồng .4Nguyên nhân quản lý .3 NGHIÊN CỨU ĐỊNH HƯỚNG MỘT SỐ GIẢI PHÁP KỸ THUẬT CHỐNG THẤM GIA CỐ ĐÊ SÔNG HỒNG .1Dòng thấm và các khả năng phá hoại sự an toàn làm việc của đê .2Một số biện pháp nâng cao ổn định thấm của thân và nền đê .4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2. ÁP DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN BIỆN PHÁP ĐỂ XỬ LÝ CHỐNG THẤM ĐÊ TẢ HỒNG ĐOẠN K27+500 – K64+126, HUYỆN ĐÔNG ANH THÀNH PHỐ HÀ NỘI .1 ĐẶC ĐIỂM CỦA TUYẾN ĐÊ TẢ HỒNG .1Hiện trạng tuyến đê tả Hồng Thành phố Hà Nội [4] .2Địa chất, địa chất thủy văn tuyến đê tả Hồng Thành phố Hà Nội .2 ĐỀ XUẤT VÀ TÍNH TOÁN CÁC GIẢI PHÁP AN TOÀN CHO TUYẾN ĐÊ TẢ HỒNG ĐOẠN TỪ K27+500 – K64+126 .1Lựa chọn đoạn đê điển hình tính toán .2Các trường hợp tính toán cụ thể và biện pháp xử lý .3Phân tích lựa chọn giải pháp hợp lý để chống thấm cho đê tả Hồng.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3. 85 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.
87 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Lượng mưa ngày lớn nhất phân bố ở các trạm đo của một số tỉnh thuộc lưu vực sông Hồng[23].1: Sự cố tuyến đê tả Hồng từ 1994 - 2003 .2: Sự cố tuyến đê Hữu Hồng từ 1994 - 2003.1: Trị số gradient thấm cho phép của đất nền [13] .2: Trị số gradient thấm cho phép của thân đê [13] .3: Hệ số an toàn ổn định chống trượt K của công trình đê đất [13] .4:Chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất tại mặt cắt vị trí K56+000.5: Kết quả phân tích mặt cắt hiện trạng chưa có công trình tại vị trí K56+000 .6: Kết quả phân tích mặt cắt xử lý chống thấm bằng tường hào xi măng- bentonite phía thượng lưu tại vị trí K56+000 .7: Chỉ tiêu cơ lý lớp đất đắp phản áp .8: Kết quả phân tích mặt cắt xử lý chống thấm bằng biện pháp đắp phản áp hạ lưu tại vị trí K56+000 .9:Kết quả phân tích mặt cắt xử lý chống thấm bằng giếng giảm áp hạ lưu tại vị trí K56+000 .10:Kết quả phân tích mặt cắt xử lý chống thấm bằng bằng cọc xi măng đất phía thượng lưu thi công theo phương pháp Jet-grouting tại vị trí K56+000. 83 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 : Bản đồ lưu vực sông Hồng .1: Đê Yên Phụ trong trận lũ lịch sử năm 1971 .2: Sạt lở bờ tả sông Hồng tại K66+650 phường Ngọc Lâm, quận Long Biên, Hà Nội (tháng 7/2010) .3: Sạt lở khu vực kè Hồng Hậu, tuyến đê Hữu Hồng từ K29+850 – K30+050 phường Phú Thịnh (Sơn Tây) .4: Hiện tượng xói xói lở bờ sông tại khu vực bến đò Vân Phúc, xã Vân Phúc, huyện Phúc Thọ, thành phố Hà Nội .5: Dòng chảy tại đoạn sông cong .6: Quan hệ giữa η và F(η).7: Sự cố mất ổn định đê ở vùng có công trình qua đê.8: Mô tả sự cố trượt mái do đê nằm trên nền đất yếu .9: Khả năng sự cố ở vùng tiếp giáp khi tôn cao đê .10: Biểu đồ quan hệ Jgh ̴ ŋ, [J] ̴ ŋ.11: Sơ đồ tính toán đẩy trồi đất ở hạ lưu công trình .12 : Sơ đồ tính toán ổn định thấm cục bộ nền đê .13: Sơ đồ tính toán gradient thấm ở mặt dốc đê đất trường hợp hạ lưu không có nước, nền thấm nước .14: Sơ đồ tính toán gradient thấm ở mặt dốc đê đất trường hợp hạ lưu có nước, nền thấm nước. Sơ đồ bố trí tuyến lỗ khoan .16: Sơ đồ bố trí các lỗ khoan phụt gia cố thân đê .17: Sơ đồ trình tự khoan phụt vữa .18: Mô tả quá trình thi công công nghệ KPCA .19: Phạm vi ứng dụng hiệu quả của các loại công nghệ khoan phụt .20: Sơ đồ tính toán bề dầy khối phản áp sau chân đê .21 : Cấu tạo của giếng khoan giảm áp .22: Giếng đào giảm áp .23: Cấu tạo giếng đào giảm áp .24: Sơ đồ cấu tạo giếng bơm giảm áp .25 : Giếng khoan giảm ápvà kết quả tính toán hạ thấp cột nước khi có giếng .1:Hư hỏng mặt đê tả Hồng đoạn K54+500 xã Hải Bối, huyện Đông Anh .2: Sạt lở bờ sông khu vực Văn Khê – Mê Linh .3: Sạt lờ bờ sông tả Hồng đoạn qua xã Đại Mạch, huyện Đông Anh.4 : Mặt cắt đê điển hình đoạn trí K56+000 thiết kế xử lý .5: Sơ đồ thứ tự thi công 1 hàng cọc xi măng đất. Tính cấp thiết của đề tài Trong bước phát triển mạnh mẽ của kinh tế xã hội trong các năm gần đây, hiện nay hai bên bờ các con sông chảy qua Hà Nội đã hình thành các khu dân cư, khu công nghiệp tập trung lớn.
Theo quy hoạch thành phố Hà Nội tới năm 2020 Hà Nội phát triển mạnh sang phía Đông và phía Bắc sẽ có nhiều khu đô thị lớn được xây dựng. Khi đó sông Hồng, sông Đuống, sông Cầu chảy qua trung tâm các khu đô thị này và sẽ trở thành một cảnh quan kiến trúc đô thị đẹp của Thủ đô Hà Nội. Với tầm quan trọng như trên, các đoạn sông Hồng, sông Đuống, sông Cầu thuộc địa phận Hà Nội rất cần thiết phải được ổn định. Tuy nhiên, do tính chất phức tạp của chế độ thuỷ văn, thuỷ lực của khu vực phân lưu sông Hồng sông Đuống và tương tác giữa chế độ dòng chảy giữa sông Hồng và sông Thái Bình nên các đoạn sông này luôn có những biến động mạnh và rất phức tạp.
Vì vậy đối với mỗi đoạn đê, tuỳ theo đặc thù của nó cần có biện pháp xử lý cho phù hợp. Tuyến đê tả Hồng dài khoảng 50km từ Km27 +500 đến Km77 + 284, từ huyện Mê Linh đến huyện Gia Lâm. Trên toàn tuyến đê có cao trình đỉnh từ +13,3 đến +15,55m (lớn hơn mực nước lũ thiết kế từ 0,3 ÷ 1m). Mặt đê trung bình rộng 6m.
Toàn tuyến đê có mái đê phía sông từ m = 1,5 đến m = 2,0; mái đê phía đồng từ m = 2,5 đến m = 3,0. Thân đê được đắp bằng nhiều loại đất, hình thức đắp đê trước đây chỉ bằng thủ công, có nhiều đoạn bằng đất phù sa có lẫn nhiều cát nên cấu tạo của thân đê rất phức tạp, có nhiều chỗ là lớp cát kẹp, lớp chứa nhiều tạp chất hữu cơ dày cắt qua thân đê. Khi có lũ cao dài ngày có hiện tượng rò rỉ ở chân đê phía đồng khu vực Mê Linh, Vĩnh Ngọc, Sáp Mai, Xuân Canh, Đại Độ… Ngoài ra, trên các đoạn đê này hàng năm vẫn xuất hiện nhiều hang 2 chuột, tổ mối phải tiến hành đào bắt, xử lý… Hạng mục công trình đề xuất trong đề tài dựa trên cơ sở Dự án quy hoạch gia cố chỉnh trang đê điều Thành phố Hà Nội đến năm 2015; có mục tiêu, quy mô đầu tư phù hợp với chiến lược đê điều giai đoạn 2010 ÷ 2015 của Cục quản lý đê điều và phòng chống lụt bão. Với mục đích nâng cao chất lượng cho các đoạn đê và đề phòng hiện tượng thấm rò rỉ nước ở mái đê hạ lưu thì đề tài: “Nghiên cứu biện pháp chống thấm gia cố thân đê tả Hồng đoạn K27+500 - K64+126, huyện Đông Anh, thành phố Hà Nội” là rất cần thiết để góp phần ổn định đường bờ sông, phát triển bền vững dân cư, đảm bảo an toàn trong mùa mưa lũ.
Mục đích của Đề tài - Phân tích tổng quan về đặc điểm thủy văn, dòng chảy trên sông Hồng ảnh hưởng đến sự làm việc của tuyến đê; - Nghiên cứu các nguyên nhân và các nhân tố ảnh hưởng đến sự cố đê sông Hồng; - Nghiên cứu định hướng một số giải pháp kỹ thuật xử lý sự cố đê sông Hồng; - Đề xuất và tính toán các giải pháp gia cố thân đê tả Hồng; - Phân tích lựa chọn giải pháp phù hợp để xử lý chống thấm cho đê tả Hồng. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 3.1 Cách tiếp cận - Thống kê tài liệu: Thống kê các sự cố công trình liên quan đến hệ thống đê sông Hồng. - Thu thập các tài liệu liên quan đến thiết kế đê và công trình bảo vệ bờ, các số liệu sự cố đê qua các thời kỳ. 3 - Nghiên cứu sử dụng các phần mềm tính toán mới để mô phỏng tính ứng dụng cho bài toán cụ thể.
Phương pháp nghiên cứu - Dùng phương pháp điều tra, khảo sát, thu thập số liệu, phương pháp tổng hợp phân tích lý thuyết; - Dùng phần mềm Geo – Slope tính toán cho từng trường hợp cụ thể. Kết quả đạt được - Nghiên cứu tổng quan về điều kiện tự nhiên, diễn biến lòng dẫn, sự thay đổi của các điều kiện thủy văn dòng chảy; - Đề cập đến các sự số và phân tích các nguyên nhân xảy ra sự cố; - Lựa chọn giải pháp kỹ thuật vận dụng xử lý gia cố đê tả Hồng. - Ứng dụng phần mềm Geo – Slope để giải bài toán thấm và ổn định. TỔNG QUAN HỆ THỐNG ĐÊ SÔNG HỒNG 1.1 ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN LƯU VỰC SÔNG HỒNG 1.1 Vị trí địa lý Sông Hồng bắt đầu chảy từ Nghi Sơn ở độ cao 1.776m thuộc huyện Nhị Độ, tỉnh Vân Nam, Trung Quốc, chảy theo hướng Tây Bắc xuống Đông Nam vào Việt Nam từ Hà Khẩu, tỉnh Lào Cai đi qua các tỉnh Yên Bái, Phú Thọ, Sơn Tây, Vĩnh Phúc, Hà Nam, Hà Nội, Hưng Yên, Thái Bình và chảy ra Vịnh Bắc Bộ ở cửa Ba Lạt tỉnh Nam Định.Dòng chảy chính của sông Hồng dài 1.160 km, phần chảy qua Việt Nam khoảng 556km.
Diện tích lưu vực sông là 168.600km2, trong đó phần thượng nguồn nằm trong lãnh thổ Trung Quốc là 81. Là con sông lớn nhất Miền Bắc, Việt Nam, hai bên bờ sông được bao bọc bởi tuyến đê dài 110km bắt đầu từ tỉnh Phú Thọ cho đến hết cửa Ba Lạt tỉnh Nam Định.1 :Bản đồ lưu vực sông Hồng 5 1.2 Đặc điểm địa hình Địa hình lưu vực sông Hồng có hướng dốc chung từ tây bắc xuống đông nam, địa hình phần lớn là đồi núi, chia cắt mạnh, khoảng 70% diện tích ở độ cao trên 500m và khoảng 47% diện tích lưu vực ở độ cao trên 1000m. Độ cao bình quân lưu vực khoảng 1090m.
