CHƯƠNG 1 TONG QUAN VE DE, DAP VA UNG DỤNG CÁC PHƯƠNG PHÁP DIA VAT LY DE KHAO SAT AN HOA TRONG DE DAP DAT 1. GIOI THIEU VE DE, DAP DAT 1. Giới thiệu về đê Dé là những đường đất đắp cao doc theo bờ sông, bờ ngòi hoặc bờ biến dé giữ nước khỏi tràn vào đồng ruộng ở hai bên, và để gọi chung tất cả những đê phòng lụt, người ta dùng danh từ đê điều. Chống lại nước sông và nước biên, phương tiện hữu hiệu duy nhất là đê điều.
Ở miền Bắc Việt Nam có cả một hệ thống đê điều, có con đê đài, có con đê ngắn, có con đê lớn, có con đê nhỏ dé chống giữ nước lụt trong vụ nước. Ở Việt Nam việc đắp đê phô biến nhất dọc hai bên bờ sông Hồng, sông Lam,. Ngoài con đê chính, lui vào sâu hơn trong đất liền có khi người dân còn đắp thêm những con đê phụ gọi là đê quai hoặc đê con trạch, phòng hờ đê chính vỡ thì còn cứu được phần nào ruộng xa sông khỏi bị lụt (Cửu Long Giang, Toan Ánh, 1969) Từ khi chưa hình thành các triều đại phong kiến, các đê doc theo các con sông lớn chưa hình thành mà chỉ tồn tại dưới dạng các bờ bao, bờ vùng phục vụ cho việc chắn nước cục bộ trong phạm vi hẹp của các bộ lạc, bộ tộc. Việc xây dựng hệ thống đê trên các con sông lớn được manh nha ở Liên Lâm (nay thuộc Tiên Sơn), Long Biên (bờ bắc Sông Đuống).
Năm 824, chính quyền đô hộ nhà Đường dời phủ từ Long Biên về huyện Tống Bình gần sông Tô Lịch và đắp một hệ thống thành gọi là La Thành. Năm 1077, nhà Lý cho đắp đê sông Như Nguyệt - sông Cầu dài 67. Năm Quý Mui (1103), triều Lý Nhân Tông năm thứ 32, mùa xuân tháng giêng, vua xuống chiếu cho trong và ngoài kinh thành đều phải đắp đê ngăn nước lụt. Tháng 3 năm Mậu Tý (1108), con đê đầu tiên của sông Hồng được đắp ở phường Cơ Xá có nhiệm vụ bảo vệ kinh thành Thăng Long (từ Nghi Tam đến đầm Vạn Xoan - Thanh Trì).
Vào thời nhà Trần, 1248, nước sông Hồng lên to, đê vỡ làm nội thành bị lụt lội. Nhà vua ra lệnh cho các tỉnh ở hai bên sông Hong từ 14 thượng nguồn ra tới biển phải đắp đê phòng lũ. Từ đó, việc đắp đê rất được chú trọng. Ngoài các tuyến đê sông lớn như sông Hồng, các tuyến đê sông khác như sông Đuống, sông Đà, sông Day.
vẫn tiếp tục được xây dựng và nâng cấp dé chống với các trận lũ lớn hàng năm. Triều đình cũng cho phép các vương, hầu có quyền chiêu tập những người nghèo khó, lưu lạc đi khai khan đất hoang dé mở mang thêm ruộng nương. Có thể nói rằng hệ thống đê sông Hồng được hoàn chỉnh dưới thời vua Trần Thái Tông, cách nay hơn 750 năm (Trần Văn Tư, Đào Minh Đức, 2010). Giới thiệu về đập đất Đập dat là một loại công trình chặn dong dé tích nước rat phố biến.
Nó thường có mặt ở các hệ thống đầu mối thủy lợi - thủy điện với chức năng tạo ra hồ chứa dé điều tiết chế độ dòng chảy tự nhiên của sông suối phục vụ các mục đích khác nhau như phát điện, chống lũ, cấp nước, tưới, v. Tính phố biến của đập đất là nhờ những ưu điểm sau đây: 1) Có cấu tạo đơn giản nhưng rất phong phú; 2) Cho phép sử dụng các loại đất có san ở khu vực công trình; 3) Có thể xây dựng trên mọi loại nên và trong mọi điều kiện khí hậu; 4) Cho phép cơ giới hoá các công đoạn thi công từ khai thác vật liệu, chuyên chở, dap, đầm nén, v.; 5) Làm việc tin cậy kế cả ở vùng có động dat. Đập đất không cho phép nước tràn qua, do vậy còn gọi là đập khô. Trường hợp cá biệt, ví dụ đập rất thấp ở miền núi, có thể cho nước tràn qua khi tháo lũ, nhưng phải có các bộ phận gia cố mặt tràn dé chống xói lở, đồng thời mái đốc phải đủ thoải (Trịnh Trọng Hàn, 2009).
Đập dat có các loại phô biến như sau: 1- Đập đồng chất, gồm một loại đất (Hình 1-1a). 2- Dap không đồng chất, gồm nhiều loại đất (Hình 1-1b). 3- Dap có tường nghiêng bằng đất sét (Hình I-Ic). 4- Đập có tường nghiêng bằng vật liệu không phải là đất (Hình 1-14).
5- Đập có lõi giữa bằng đất sét (Hình 1-14). 15 6- Đập có màn chống thâm (Hình 1-1e). Cac loai dap dat dap a) Dap đồng chat; b) Đập không đồng chất; c) Dap có tường nghiêng bằng đất sét; d) Đập có tường nghiêng không phải là đất; đ) Dap có lõi giữa bằng sét; e) Đập có màn chống thấm; 1- mái thượng lưu; 2- gia cô mái; 3- đính đập; 4- mái hạ lưu; 5- thân đập; 6- lăng trụ thoát nước; 7- đáy đập; 8- vùng chuyền tiếp; 9- khối trung tâm; 10- lớp bảo vệ; 11- tường nghiêng; 12- khối nêm thượng lưu; 13- lõi; 14- khối nêm hạ lưu; 15- màn chống thắm; MNDBT- Mực nước dâng bình thường; MNHL — Mực nước hạ lưu (Trịnh Trọng Hàn, 2009). CÁC LOẠI AN HỌA TRONG DE DAP DAT 1.
Sự cố gây ra do dòng thắm Tham gây ra hư hỏng cục bộ trong đê, đập và nén là hiện tượng thường gặp ở phan lớn các đê, đập đất - đá đang hoạt động. Chúng thuộc loại nguy cơ tiềm ân mà về lâu dai có thé dẫn đến sự cé vỡ đê, đập. Sự phá hủy ngầm của thấm diễn ra ở bên trong (không phát hiện được) một cách lặng lẽ, thường kéo dai trong nhiều năm nên khi bùng phát ra sự cố thường rất khó khắc phục (Hoàng Xuân Hồng, 2009). Sự cô thấm trong thân đê, đập Sự cố thấm trong thân đê, đập bắt nguồn từ sự phát triển dong thấm chuyền dần sang sự hình thành dòng chảy tự do.
Chiu áp lực của cột nước thượng lưu, dòng 16 chảy này ngày càng tăng lên cả lưu lượng lẫn lưu tốc vì quá trình chảy luôn cuốn theo các thành phan hạt nhỏ làm cho đường chảy luôn mở rộng. Sự phát trién đường chảy gây sập lở vùng chuyền tiếp đắp bằng các vật liệu thô tạo nên các hang rỗng và đến một thời điểm khi vận tốc, lưu lượng nước đủ mạnh thì phá vỡ cửa ra ở hạ lưu, lấn dần vào thân đập. Nếu không xử lý kịp thời có thể dẫn đến vỡ đập. Tìm được những nhược điềm, khiếm khuyết trong cau tạo mặt cắt đập coi như là đã giải quyết cơ bản được tai nạn thấm.
Sự cố thấm ở mang công trình Khi trong đê, đập đất có bố tri công trình bê tông (cống, tràn, .) thì ở vị trí tiếp giáp của công trình với dat đắp là nơi thường gây ra sự có về thấm. Vùng tiếp giáp này chỉ có thé ồn định khi van đề lún ở đây được khống chế chặt chẽ. Cu thể là lún của công trình bê tông luôn nhỏ hơn rất nhiều so với lún của đập. Điều này cho phép tạo ra sự nén ép thường xuyên của đất đắp đập lên công trình bê tông, bù kín và giảm thiểu bề rộng khe tiếp giáp.
Sự có thấm ở nên dé, đập Sự cố thấm ở nền đê, đập chủ yếu do đánh giá sai dia chất nền đập; do biện pháp thiết kế xử lý nền không đảm bảo chất lượng hoặc thi công xử lý không đúng thiết kế 1. Sự cô thắm qua bờ vai đập Hiện tượng mat ồn 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 có tính đính kết yếu, các đá nứt nẻ lớn. Xử lý tiếp giáp giữa đập đắp và đập bê tông với bờ vai không đúng cách cũng tạo ra sự cô này. Thông thường, vùng tiếp giáp với vai đập đất đá đều được san bạt giảm bớt độ dốc, đánh bậc rộng và xử lý chống thấm ăn sâu vào vai nhằm tạo ra đường thấm vòng trên mặt bang đủ dài để gradien thắm trong đất và cửa ra nhỏ hon gradien cho phép.
Sat, sập mái thượng lưu đập và mái dé phía sông Hiện tượng rút nước nhanh không kiểm soát trong thời kỳ hồ đầy nước là nguy cơ gây sập mái (trượt mái) nguy hiểm nhất. Hậu quả rút nước nhanh đã làm cho 17 cung trượt nặng thêm (do bị bão hòa), trong cung trượt xuất hiện dong thâm 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 thé dẫn đến hiện tượng sập mái. Sự cố do nứt ngang dé, đập Nứt ngang đập là sự cố thuộc dạng nguy hiểm, khó xử lý, đặc biệt ở những đập có chiều cao lớn.
Hiện tượng này cũng đã từng xảy ra ở Việt Nam. Nguyên nhân thiết kế dé xảy ra tình trạng nứt ngang đập nam ở phan tô chức mặt bằng nền đập. Thông thường, trên tuyến đập, cao độ ở vùng lòng dẫn chính thường ở thấp hơn rất nhiều so với các cao độ ở thềm. Nhiều khi thân và lòng sông chuyên tiếp bằng một bậc thụt thăng đứng.
Chiều cao đập ở lòng sông và thềm chênh nhau lớn thì kết quả lún ở 2 vị trí này cũng vậy. Nếu không cải tạo mặt bằng bờ tiếp giáp thì về lâu dài ở vị trí này sẽ phát sinh các vết nứt ngang đập, hình thành những vết nứt cắt ngang toan mặt cắt đập. Tương tự, trình tự triển khai thời gian giữa 2 khối dap dé cách nhau quá xa, tại vùng tiếp giáp ở hai phía cũng gây ra sự khác biệt về lún dẫn đến nứt ngang đập. Các vệt nứt này có thé không sâu nhưng cũng dé lại một khiếm khuyết có thé tạo ra sự cô.
Sự có do nứt dọc đê, đập Trong xây dựng, nhiều khi cũng gặp các vết nứt dọc đập. Nguyên nhân gây nứt van là tình trạng ôn định của cung trượt thấp. Trong các đập phân khối, khi bố trí lăng trụ chống thấm nằm doc mái thượng lưu nền không kiểm soát cần than có thể phát sinh hiện tượng trượt theo mặt tiếp xúc giữa 2 khối mà không phải trượt theo cung tràn như thường dùng trong tính ồn định mái. Giảm thiêu sự cỗ đập căn bản và hiệu quả nhất vẫn là tiếp tục nâng cao năng lực khảo sát thiết kế.
Cần sớm hoàn thiện, nâng cao công nghệ bằng cách định ra những bài toán trực tiếp liên quan đến an toàn đập và phải xem đó là một thành phần trong đồ án khảo sát thiết kế công trình. Cần có kinh phí để chủ đập cùng tư vấn thiết kế có điều kiện theo dõi, đánh giá diễn biến của công trình sau xây dựng, có thêm tư liệu nâng cao chất lượng kỹ thuật 18 1.