CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐẬP VẬT LIỆU ĐỊA PHƯƠNG 1.1 Tình hình xây dựng đập vật liệu địa phương ở Việt Nam Việt Nam là một nước có 14 lưu vực sông lớn với nguồn tài nguyên nước phong phú, hằng năm có khoảng 845 tỷ m3 nước chuyển tải trên 2360 trên con sông lớn nhỏ. Tuy nhiên do lượng mưa phân bố không đều trong năm nên dòng chảy cũng thay đổi theo mùa. Mùa khô kéo dài khoảng 6÷7 tháng, lượng mưa chỉ chiếm 15÷20% lượng mưa cả năm, còn lại 80÷85% lượng mưa trong 5÷6 tháng mùa mưa. Về địa hình nước ta có nhiều đồi núi thuận lợi cho việc xây dựng các hồ chứa phục vụ phát triển các ngành kinh tế và nhu cầu về nước cho dân sinh.
Theo thống kê của Tổng cục Thủy lợi đến tháng 12/2013 [1], cả nước có khoảng 6.648 hồ chứa thủy lợi và 150 hồ chứa thủy điện, với tổng dung tích chứa trên 50 tỷ m3 nước. Trong đó hồ thủy lợi có dung tích lớn hơn 10 triệu m3 có 103 hồ, dung tích từ 3,0 đến 10 triệu m3 có 255 hồ, từ 1,0 đến 3,0 triệu m3 có 459 hồ, từ 0,2 đến 1,0 triệu m3 có 1.752 hồ, và hồ có dung tích nhỏ hơn 0,2 triệu m3 có 4. Theo chiều cao đập có chiều cao không vượt quá 25m chiếm tới 87,18%. Việc xây dựng những đập cao hơn 25m đang bắt đầu được quan tâm đầu tư.
Hình thức kết cấu và kỹ thuật xây dựng từng loại công trình ở hồ chứa nước còn đơn điệu, ít có đổi mới, đa dạng hóa. Việc áp dụng vật liệu mới, công nghệ mới hiện đang được quan tâm. Tỷ lệ các loại hồ chứa thủy lợi ở Việt Nam thể hiện như biểu đồ hình 1. Hình 1-1 Tỷ lệ các loại hồ chứa thủy lợi ở Việt Nam thể hiện theo biểu đồ Trong số 63 tỉnh thành nước ta có 43 tỉnh và thành phố có hồ chứa nước.
Các tỉnh có số lượng các hồ chứa nhiều là Nghệ An (249 hồ); Hà Tĩnh (166 hồ); Thanh Hóa (123 hồ); Phú Thọ (118 hồ); Đăk Lăk (116 hồ); Bình Định (108 hồ); Vĩnh Phúc (96 hồ) …. Hầu hết các đập dâng của các hồ chứa là đập đất. 4 Hình 1-2 Đập hồ chứa nước Sông Quao – Bình Thuận Hình 1-3 Đập hồ chứa nước Sông Sắt – NinhThuận Do những tính năng ưu việt như: có cấu tạo đơn giản, có thể phù hợp với các điều kiện địa chất nền mà các loại đập khác không thể xây dựng được; đập được xây dựng chủ yếu từ vật liệu địa phương, khả năng cơ giới hoá cao trong thi công dẫn đến đa số trường hợp có giá thành hạ, mang lại hiệu quả kinh tế cao, nên đập đất là loại đập được ứng dụng rộng rãi nhất trong hầu hết các nước. Ngày nay, nhờ sự phát triển của nhiều ngành khoa học như cơ học đất, địa chất công trình, địa chất thuỷ văn, thủy văn, lý thuyết thấm, ứng suất biến dạng, vật liệu.
cũng như việc ứng dụng các biện pháp thi công tiên tiến sử dụng các thiết bị hiện đại, ứng dụng rộng rãi cơ giới hoá trong thi công cho nên đập đất càng có xu hướng phát triển mạnh mẽ, có thể xây dựng được cả 5 trong những điều kiện địa chất phức tạp. Kết cấu đập đất có thể gồm nhiều khối có các chỉ tiêu cơ lý khác nhau, để tận dụng được các bãi vật liệu có sẵn tại địa phương.1 Một số hồ đập lớn ở Việt Nam (Theo thứ tự chiều cao đập) Năm Năm Dung tích H max TT Tên hồ Tỉnh xây hoàn (106m3) (m) dựng thành 1 Đá Bàn Khánh Hòa 79,20 42,50 1977 1988 2 Cấm Sơn Bắc Giang 555,00 42,50 1966 1974 3 Xạ Hương Vĩnh Phúc 13,43 41,00 1977 1984 4 Yên Lập Quảng Ninh 118,10 40,00 1976 1980 5 Phú Ninh Quảng Nam 414,40 39,40 1977 1986 6 Đa Nhim Lâm Đồng 165,00 38,00 1960 1963 7 Kẻ Gỗ Hà Tĩnh 345,00 37,50 1976 1979 8 Tà Keo Lạng Sơn 14,00 35,00 1967 1972 9 Sông Mực Thanh Hóa 324,00 33,40 1977 1983 10 Tiên Lang Quảng Bình 17,90 32,30 1976 1978 11 Tuyền Lâm Lâm Đồng 10,60 32,00 1980 1987 12 Núi Một Bình Định 111,50 30,00 1978 1986 13 Cẩm Ly Quảng Bình 42,00 30,00 1963 1965 14 Vực Tròn Quảng Bình 52,80 29,00 1979 1986 15 Hội Sơn Bình Định 30,50 29,00 1982 1985 16 Liệt Sơn Quảng Ngãi 28,60 29,00 1977 1981 17 Dầu Tiếng Tây Ninh 1580,80 28,00 1979 1985 18 Núi Cốc Thái Nguyên 175,50 26,00 1972 1978 19 Pa Khoang Lai Châu 45,90 26,00 1974 1978 20 Khuôn Thần Bắc Giang 20,10 26,00 1960 1963 21 Hòa Trung Đà Nẵng 10,30 26,00 1979 1984 22 Khe Chè Quảng Ninh 11,50 25,20 1986 1990 23 Yên Mỹ Thanh Hóa 66,20 25,00 1978 1980 24 Thượng Tuy Hà Tĩnh 19,60 25,00 1961 1964 25 Suối Hai Hà Tây 46,50 24,00 1958 1963 6 26 Phú Xuân Phú Yên 12,10 23,70 1994 1996 27 Vĩnh Trinh Quảng Nam 20,30 23,00 1977 1980 28 Vực Trống Hà Tĩnh 130,00 22,8 1970 1974 29 Quất Đông Quảng Ninh 11,30 22,6 1978 1983 30 Khe Tân Quảng Nam 43,50 22,4 1985 1989 31 Đồng Mô Hà Tây 84,50 21,00 1970 1974 32 Biển Hồ Gia Lai 42,50 21,00 1980 1985 33 Kinh Môn Quảng Trị 16,70 21,00 1985 1989 1.2 Tình hình xây dựng đập vật liệu địa phương ở miền Trung Miền Trung hiện gồm 13 tỉnh thành có diện tích tự nhiên trên 10 vạn km2 chiếm 30,47% diện tích cả nước, với dân số chiếm khoảng 15% cả nước, có tiềm năng kinh tế xã hội to lớn. 40 năm qua kể từ ngày đất nước thống nhất, nhất là trên 20 năm đổi mới, hàng loạt công trình Thuỷ lợi ra đời, góp phần giảm nhẹ thiên tai, cải tạo môi tường sinh thái, xoá đói giảm nghèo, tạo cơ sở hạ tầng kỹ thuật cho các ngành kinh tế phát triển. Tiêu biểu như các công trình thủy lợi: Phú Ninh (Quảng Nam), Thạch Nham, Nước Trong, Núi Ngang (Quảng Ngãi), Vạn Hội, Núi Một, Định Bình, Hóc Xeo, Chánh Hùng (Bình Định); Phú Xuân, Đồng Tròn (Phú Yên); Suối Hành, Đá Bàn, Suối Dầu (Khánh Hòa), Sông Trâu, Sông Sắt (Ninh Thuận), Sông Quao, Cà Giây, Cà Tót (Bình Thuận)…Theo thống kê của ngành thủy lợi, số hồ chứa xây dựng ở vùng miền Trung chiếm khoảng 80% là đập vật liệu địa phương theo bảng thống kê một số đập đất ở khu vực miền Trung .2 Thống kê một số đập đất ở khu vực miền Trung Năm hoàn TT Tên hồ Tỉnh Loại đập Hmax (m) thành 1 Thượng Tuy Hà Tĩnh Đất 25,00 1964 2 Cẩm Ly Quảng Bình Đất 30,00 1965 3 Vực Trống Hà Tĩnh Đất 22,80 1974 4 Tiên Lang Quảng Bình Đất 32,30 1978 5 Yên Mỹ Thanh Hoá Đất 25,00 1980 6 Vĩnh Trinh Quảng Nam Đất 23,00 1980 7 Núi Một Bình Định Đất 32,50 1980 8 Liệt Sơn Quảng Ngãi Đất 29,00 1981 9 Phú Ninh Quảng Nam Đất 40,00 1982 10 Sông Mực Thanh Hoá Đất 33,40 1983 11 Hoà Trung Đà Nẵng Đất 26,00 1984 12 Hội Sơn Bình Định Đất 29,00 1985 13 Vực Tròn Quảng Bình Đất 29,00 1986 14 Đá Khánh Hoà Đất 42,50 1988 15 Kẻ Gỗ Hà Tĩnh Đất 37,40 1988 16 Khe Tân Quảng Nam Đất 22,40 1989 17 Kinh Môn Quảng Trị Đất 21,00 1989 18 Phú Xuân Phú Yên Đất 23,70 1996 19 Sông Rác Hà Tĩnh Đất 26,80 1996 20 Thuận Ninh Bình Định Đất 29,20 1996 21 Đồng Nghệ Đà Nẵng Đất 25,00 1996 22 Sông Quao Bình Thuận Đất 40,00 1997 23 Cà Giây Ninh thuận Đất 35,40 1999 24 Sông Hinh Phú Yên Đất 50,00 2000 25 Sông Sắt Ninh thuận Đất 29,00 2007 26 Sông Sào Nghệ An Đất 30,00 2008 27 Hoa Sơn Khánh Hòa Đất 29,00 2011 28 Tả Trạch T.
Huế Đất 56,00 2014 Theo thống kê bảng trên thì hơn một nửa trong tổng số hồ ở khu vực đã được xây dựng và sử dụng từ 20 đến 30 năm, các hồ chủ yếu là nhỏ và vừa, nhiều hồ đã bị xuống cấp. 8 Hình 1-4 Đập hồ chứa Cửa Đạt- Thanh Hóa 1.3 Các vấn đề kỹ thuật đối với đập vật liệu địa phương ở Miền Trung.1 Hiện trạng đập vật liệu địa phương ở miền Trung Hầu hết các đập đã được xây dựng ở nước ta là đập đất. Đất đắp đập được lấy tại chỗ gồm các loại đất: đất pha tàn tích sườn đồi, đất Bazan, đất ven biển miền Trung. Phần lớn các đập đất được xây dựng theo hình thức đập đất đồng chất, mái thượng lưu được bảo vệ bằng đá xếp, mái hạ lưu trồng cỏ trong các ô đổ sỏi.
Theo chiều cao đập có khoảng 20% số đập là cấp ba, hơn 70% là đập cấp bốn và cấp năm, còn lại khoảng 10% là đập từ cấp hai trở lên. Các đập được xây dựng thời kỳ trước 1960 khoảng 6%, từ 1960 đến 1975 khoảng 44%, từ 1975 đến nay khoảng 50%. Phân tích 100 hồ đã có dự án sửa chữa cải tạo hoặc nâng cấp thì 71 hồ có hiện tượng hư hỏng ở đập. Như vậy đập là loại công trình đầu mối có hư hỏng chiếm tỷ lệ cao nhất.
Các hư hỏng xảy ra ở đập thường là: − Do thấm gây ra như thấm mạnh, sủi nước Sông Mây-Đồng Nai… Thấm mạnh ở nơi tiếp giáp với tràn hoặc cống như đập Vĩnh Trinh- Đà Nẵng, Dầu Tiếng-Tây Ninh… Loại hư hỏng biểu hiện do thấm chiếm khoảng 44,9%. − Hư hỏng thiết bị bảo vệ mái thượng lưu. Khoảng 85% các đập đã xây dựng được bảo vệ mái bằng đá lát hoặc đá xây còn lại là tấm bê tông lắp ghép hoặc bê tông đổ tại chỗ. Số đập có hư hỏng kết cấu bảo vệ mái chiếm 35,4%.
9 − Các hư hỏng khác như sạt mái, lún không đều, nứt, tổ mối…chiếm khoảng 19,7%. [2] Có thể nói đập là hạng mục công trình quan trọng nhất ở công trình hồ chứa, những hư hỏng nặng ở đập dễ dẫn tới nguy cơ sự cố vỡ đập. Cho đến nay nước ta chưa có tài liệu thống kê đầy đủ các sự cố vỡ đập. Từ các nguồn thông tin quản lý, thông tin qua các hội thảo khoa học, cũng như tài liệu trích dẫn khác cho thấy nước ta chưa xảy ra các sự cố vỡ đập lớn nhưng đã xảy ra vỡ một số đập nhỏ ở miền Trung và Tây Nguyên như: − Sự cố đập đất hồ chứa Suối Hành - huyện Cam Ranh, tỉnh Khánh Hoà − Sự cố đập hồ Am Chúa- huyện Diên Khánh, tỉnh Khánh Hoà − Sự cố đập hồ Suối Trầu- tỉnh Khánh Hoà − Sự cố đập đất hồ Buôn Bông - thị xã Buôn Ma Thuột, tỉnh Đắk Lắk.