Mở đầu: Hiện nay các qui chuẩn và tiêu chuẩn Việt Nam cũng như các nước liên quan đến thiết kế đập đã được ban hành rất nhiều. Tuy nhiên trong công tác thiết kế và thi công do chủ quan cũng như do năng lực còn hạn chế dẫn đến các sự cố liên quan đến đập đất và gây nên những hậu quả ngiêm trọng. Theo khoản 29 điều 3 Luật Xây dựng: Sự cố công trình xây dựng là những hư hỏng vượt quá giới hạn an toàn cho phép làm cho công trình có nguy cơ sập đổ, đã sập đổ một phần, toàn bộ công trình hoặc công trình không sử dụng được theo thiết kế. Những nguyên nhân gây ra sự cố đập có thể được thống kê như sau: - Do tác giả đồ án thiết kế không nhận thức được hoặc đánh giá chưa đúng những bất lợi do điều kiện tự nhiên, thủy thế của lưu vực và vị trí xây dựng hồ đập; do áp dụng công nghệ không tương thích hoặc bỏ bớt những công việc đáng ra phải làm; thiếu tính thực tiễn vì không bám sát, học hỏi, rút kinh nghiệm từ thực địa, từ các công trình đã xây dựng trong vùng.
16 -Do thi công không tuân thù yêu cầu đặt ra của thiết kế, áp dụng công nghệ và trang thiết bị không phù hợp, xem nhẹ công tác giám sát chất lượng, sử dụng vật liệu kém chất lượng (đặc biệt là vật liệu đất đắp) nên để lại nhiều khiếm khuyết trong thân và nền đập. Người quản lý đập nhiều khi cũng là tác nhân gây nên sự cố đập dù là không cố ý. Nhìn chung, trình độ quản lý, tay nghề của cán bộ nhân viên quản lý đều bất cập. Công tác theo dõi, đánh giá chất lượng đập không được tiến hành nghiêm túc.
Vì vậy, chỉ khi tai nạn đã trở nên nghiêm trọng mới đặt yêu cầu giải cứu. Trong phần này chủ yếu tập trung đề cập đến những tai nạn, sự cố đập bắt nguồn từ khâu thiết kế đó là: 1. Sự cố đập do nước tràn qua đỉnh Sự cố vỡ đập do nước tràn qua đỉnh đặc biệt nguy hiểm với đập đắp bằng đất. Khi nước chảy qua đập đất làm xói lở, phá hoại đập gây mất ổn định dẫn đến khả năng đập bị vỡ.
Nguyên nhân gây ra tình trạng nước tràn qua đỉnh đập có thể bao gồm: 1. Mô hình lũ thiết kế không phù hợp với lũ thực tế trên lưu vực Tình trạng thiếu tài liệu thủy văn lưu vực là phổ biến, dòng chảy được nội suy từ lượng mưa, mô hình lũ vay mượn từ lưu vực bên ngoài. là nguyên nhân chính dẫn đến việc đưa ra mô hình lũ không phù hợp với thực tế. Dẫn đến tính toán khả năng tháo của tràn không đủ khi gặp lũ kép, gây nên sự cố tràn qua đỉnh đập.
Làm cho đập bị mất an toàn có khi gây vỡ đập. Ở Việt Nam cho thấy có khả năng xuất hiện nhiều dạng lũ trên lưu vực. Các trận mưa lớn thường đi kèm với bão. Khoảng cách các trận bão nhiều khi chỉ là năm, ba ngày, vì thế dạng lũ đơn được chọn để thiết kế cho phần lớn hồ chứa hiện nay chưa thể nói là đại diện cho dạng lũ bất lợi nhất.
Tràn qua đỉnh đập do công trình xả thiết kế không đảm bảo Thiết kế công trình xả chuẩn bao gồm: việc xác lập quy trình tích - xả nước 17 trong mùa lũ sao cho tận dụng được tối đa năng lượng và tích nước mà vẫn bảo đảm được an toàn cho công trình và tính bền vững của công trình xả. Nhìn chung việc đầu tư vào xác lập quy trình điều tiết tích - xả còn đơn điệu và ít được xem trọng, là tình trạng cứ đầu mùa cạn lại kêu hồ thiếu nước và mùa lũ đến luôn dự báo là “thời tiết sẽ bất lợi gặp lũ lớn” dẫn đến xả nước không đúng qui trình và nhiều lúc gây nên lũ nhân tạo cho vùng hạ du. Công tác thiết kế công trình tràn còn tồn tại một số vấn đề làm cho chất lượng thấp: Xác định không chuẩn các hệ số trong tính toán công trình dẫn đến tính thiếu khẩu diện tràn; nguy cơ lấp đường dẫn, cửa vào tràn hiện hữu ở nhiều công trình do mái không được bảo vệ và đánh giá ổn định chu đáo. Chỉ một sự cố sạt mái ở cửa vào cũng có thể dẫn đến ngụy cơ ách tắc đường xả, dẫn đến nước tràn qua đỉnh đập.
Đã từng xảy ra tình trạng kẹt cửa, vỡ cửa tràn ở một vài công trình lớn. Tất cả các nguy cơ tiềm ẩn này luôn uy hiếp an toàn đập và chính công trình tràn. Tràn qua đỉnh đập do động đất hoặc do các khối sạt lở lớn đổ vào hồ chứa ở vùng gần đập. Hiện tượng tạo áp lực sóng (sóng nước, sóng địa chấn) lên công trình do động đất và sập lở đột ngột các khối lớn, sập đổ các đảo có các hang ngầm kactơ gây nước tràn qua đỉnh đập chỉ nguy hiểm trong thời kỳ hồ chứa giữ ở mực nước cao.
Sự cố này đặc biệt nguy hiểm với đập bê tông vì hình dạng của chúng khá nhạy cảm và gần như tiếp nhận trọn vẹn các lực này. Ngoài khả năng gây ra nước tràn qua đỉnh đập thì thành phần áp lực ngang gia tăng có thể dẫn đến đổ vỡ những mảng đập yếu ở phần trên cao hoặc gây lật đập khi chỉ tiêu cơ lý ở mặt tiếp xúc đập – nền bị suy giảm. Sự cố đập gây ra do dòng thấm. Thấm gây ra hư hỏng cục bộ trong đập và nền là hiện tượng thường gặp ở phần lớn các đập đất - đá đang hoạt động.
Chúng thuộc loại nguy cơ tiềm ẩn mà về lâu dài có thể dẫn đến sự cố vỡ đập. Sự phá hủy ngầm của thấm diễn ra ở bên trong 18 (không phát hiện được) một cách lặng lẽ, thường kéo dài trong nhiều năm nên khi bùng phát ra sự cố thường rất khó khắc phục. Tuy nhiên, nếu quản lý chặt chẽ, thường xuyên quan sát thì có thể nhận biết được bằng mắt thường qua các biểu hiện như: mái hạ lưu bị ướt, vùng thềm sau đập bị lầy hóa các hố sụt, võng trên mặt đập, sự phát sinh các dòng chảy có mang theo đất,. để tiến hành ngăn chặn ngay từ đầu.
Dưới đây là một số dạng sự cố điển hình 1. Sự cố thấm trong thân đập Do một số nguyên nhân sau: - Bản thân đất đắp đập có chất lượng không tốt: Hàm lượng cát, bụi dăm sạn nhiều, hàm lượng sét ít, đất bị tan rã mạnh. - Kết quả khảo sát sai thực tế, cung cấp sai các chỉ tiêu cơ lý lực học, do khảo sát sơ sài, khối lượng khảo sát thực hiện ít, không thí nghiệm đầy đủ các chỉ tiêu cơ lý, lực học cần thiết, từ đó đánh giá sai chất lượng đất đắp. - Chọn dung trọng khô thiết kế quá thấp, nên đất sau khi đầm vẫn tơi xốp , bở rời.
- Không có biện pháp thích hợp để xử lý độ ẩm, do đó độ ẩm của đất đắp không đều, chỗ khô, chỗ ẩm, làm cho đất sau khi đắp có chỗ chặt, có chỗ vẫn rời rạc tơi xốp. - Khi thiết kế và thi công không có biện pháp xử lý khớp nối thi công do phân đoạn đập để đắp trong quá trình thi công. - Đất được đầm nện không đảm bảo độ chặt do yêu cầu do: lớp đât rải dày quá quy định, số lần đầm ít, nên đất sau khi đắp có độ chặt không đều, phân lớp. - Bố trí ống tiêu thoát nươc không hợp lý (hình thức, cao trình, cấp phối.
Thấm nước qua đập thủy điện sông Tranh 2 1. Sự cố thấm ở mang công trình Khi trong đập đất có bố trí công trình bê tông (cống, tràn,…) thì ở vị trí tiếp giáp của công trình với đắp đập thường gây nên sự cố về thấm do một số nguyên nhân sau đây: - Thiết kế không đề ra được biện pháp xử lý hoặc biện pháp xử lý để ra không tốt - Đất đắp ở mang công trình không đảm bảo chất lượng: Chất lượng đất đắp không được lựa chọn kỹ, không dọn vệ sinh sạch sẽ để vứt bỏ các tạp chất trước khi đắp đất, đầm nện không kỹ. - Thực hiện biện pháp xử lý không đảm bảo chất lượng. - Hỏng khớp nói của công trình.
- Cống bị thủng. Sự cố thấm ở nền đập Do các nguyên nhân sau: - Đánh giá sai tình hình địa chất nền, để sót lớp đất thấm mạnh không được xử lý. - Biện pháp thiết kế xử lý nền không đảm bảo chất lượng. - Chất lượng xử lý nền kém: Khoan phụt không đạt yêu cầu, thi công chân khay, sân phủ kém dẫn đến thủng lớp cách nước - Xử lý tiếp giáp nền và thân đập không tốt do thiết kế không để ra biện pháp xử lý hoặc do thi công không thực hiện tốt biện pháp xử lý.
Sự cố thấm qua bờ vai đập Hiện tượng mất ổn định do thấm dẫn đến hư hỏng bờ vai đập thường xảy ra ở vùng bờ vai là đất có độ rỗng lớn, xốp và đất bụi cỏ tính dính kết yếu, các đá nứt nẻ lớn. Thông thường do một số nguyên nhân sau: - Thiết kế không đề ra được biện pháp hoặc biện pháp không tốt. - Không bóc hết lớp thảo mộc ở các vai đập. - Đầm nện đất trên đoạn tiếp giáp ở các vai đập không tốt.
Những loại sự cố thường gặp khác 1. Sạt, sập mái thượng lưu đập Hiện tượng rút nước nhanh không kiểm soát trong thời kỳ hồ đầy nước là nguy cơ sây sập mái (trượt mái) nguy hiểm nhất. Hậu quả rút nước nhanh đã làm cho cung trượt nặng thêm (do bị bão hòa), trong cung trượt xuất hiện dòng thấm chảy về mái thượng lưu kéo cung trượt đi xuống. Dưới tác dụng của 2 loại lực gia tăng nói trên nếu không tính trước có thể dẫn đến hiện tượng sập mái.
Hiện tượng này cũng có thể xẩy ra khi đập có biểu hiện mất ổn định, yêu cầu phải hạ thấp nhanh nước trong hồ. Vỡ đập Khe Mơ – Hà Tĩnh ( Trong thời gian bóc lớp gia cố mái thượng lưu cũ để thi công lớp gia cố mới) 1. Sạt, sộp mái hạ lưu đập Sạt mái hạ lưu đập có thể xảy ra khi bố trí các công trình xả nước ở trong đập hoặc ở vai đập. Các đập tràn bê tông, đường ống xà trên tuyến đập nên mặt hạ lưu chịu tác động trực tiếp của dòng chảy tiêu năng.
Hình thức tiêu năng bể hường ít gây sự hư hại hơn hình thức tiêu năng mùi phun.
