Nghiên cứu nguyên nhân và biện pháp xử lý sạt trượt mái đê kè tuyến đê hữu Hồng, Nam Định

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

1. CHƯƠNG MỞ ĐẦU

1.1. Tính cấp thiết của đề tài

1.2. Mục đích của đề tài

1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

1.4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

1.4.1. Cách tiếp cận

1.4.2. Phương pháp nghiên cứu

1.5. Kết quả đạt được

2. TỔNG QUAN VỀ ĐÊ SÔNG HỒNG VÀ SỰ CỐ ĐÊ

2.1. Tổng quan về đê sông Hồng

2.2. Lịch sử hình thành

2.3. Địa hình hai bên ven đê

2.4. Cấu trúc địa chất và tính chất địa chất công trình của các lớp đất ở nền đê

2.5. Đặc điểm địa chất thủy văn

2.6. Cấu tạo thân đê và sự làm việc của đê

2.7. Mặt cắt ngang đặc trưng của đê

2.8. Các sự cố đê và nguyên nhân gây sự cố

2.8.1. Sự cố đê trên nền đất yếu

2.8.2. Sự cố thấm ở chân mái hạ lưu

2.8.3. Khuyết tật trong thân đê

2.8.4. Sự cố ở vùng nối tiếp khi tôn cao

2.8.5. Mạch đùn, mạch sủi vào mùa lũ

2.8.6. Nguyên nhân gây sự cố đê

2.8.6.1. Địa chất nền đê và vật liệu đắp đê

2.8.6.2. Sóng, gió và mưa bão

2.8.6.3. Dòng chảy và việc xây dựng các hồ chứa ở thượng nguồn

2.8.6.4. Do phát triển các hoạt động dân sinh ở vùng ven sông

2.8.6.5. Do khai thác cát, sỏi lòng sông trái phép

2.8.6.6. Do ảnh hưởng của thủy triều

2.8.6.7. Do hoạt động của sinh, động vật trong thân đê

2.8.7. Các sự cố đê trên tuyến đê hữu Hồng, tỉnh Nam Định

3. CƠ SỞ LÝ THUYẾT PHÂN TÍCH THẤM VÀ ỔN ĐỊNH

3.1. Phân tích thấm, các phương pháp tính thấm và lựa chọn phương pháp tính

3.1.1. Phân tích thấm

3.1.2. Bài toán thấm

3.1.3. Cấu trúc thành phần của đất bão hòa và đất không bão hòa

3.1.4. Dòng thấm nước

3.1.5. Thế truyền động của pha nước

3.1.6. Ảnh hưởng của pha khí

3.1.7. Đường cong đặc trưng Nước-Đất

3.1.8. Định luật Darcy cho đất không bão hoà

3.1.9. Phương trình vi phân cơ bản của bài toán thấm

3.1.10. Các phương pháp giải bài toán thấm

3.1.10.1. Phương pháp thủy lực

3.1.10.2. Các phương pháp số

3.1.10.2.1. Phương pháp sai phân hữu hạn (PPSPHH)

3.1.10.2.2. Phương pháp phần tử hữu hạn (PPPTHH)

3.1.11. Lựa chọn phương pháp giải

3.1.12. Giải bài toán thấm bằng phương pháp phần tử hữu hạn

3.2. Phân tích ổn định, các phương pháp tính ổn định và lựa chọn phương pháp tính

3.2.1. Phân tích ổn định

3.2.2. Bài toán ổn định trượt của mái dốc

3.2.3. Các phương pháp giải bài toán ổn định trượt của mái dốc

3.2.3.1. Phương pháp phân thỏi

3.2.3.2. Phương pháp Fellenius (phương pháp thông dụng)

3.2.3.3. Phương pháp Bishop đơn giản

3.2.3.4. Phương pháp Janbu tổng quát

3.2.4. Lựa chọn phương pháp giải và phần mềm tính toán

3.3. Các giải pháp xử lý sạt trượt mái đê, kè

3.3.1. Vải địa kỹ thuật

3.3.2. Neo trong đất

3.3.3. Dùng cọc để ổn định mái dốc (Piled - Slope)

3.3.4. Đắp khối phản áp tại chân mái dốc và căn chỉnh độ dốc mái đê

3.3.5. Tiêu thoát nước mái đê

4. PHÂN TÍCH VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP XỬ LÝ SỰ CỐ SẠT TRƯỢT MÁI KÈ QUY PHÚ TUYẾN ĐÊ HỮU HỒNG, TỈNH NAM ĐỊNH

4.1. Giới thiệu về kè Quy Phú và đặc điểm địa hình, địa chất của tuyến đê

4.1.1. Giới thiệu về kè Quy Phú

4.1.2. Đặc điểm địa hình, địa chất kè Quy Phú

4.1.2.1. Địa hình, địa mạo

4.1.2.2. Đặc điểm Địa tầng

4.1.2.3. Đặc điểm địa chất công trình

4.1.3. Hiện trạng và đánh giá hiện trạng

4.2. Đề xuất giải pháp xử lý và tính toán

4.2.1. Đề xuất giải pháp xử lý

4.2.2. Tính toán khi chưa có giải pháp xử lý

4.2.2.1. Kết quả tính toán thấm

4.2.2.2. Kết quả tính toán ổn định

4.2.3. Tính toán khi có giải pháp đề xuất

4.2.3.1. Kết quả tính toán thấm

4.2.3.2. Kết quả tính toán ổn định

5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

5.1. Kết quả đạt được của luận văn

5.2. Những tồn tại của luận văn

5.3. Kiến nghị về hướng nghiên cứu tiếp theo

DANH MỤC HÌNH

DANH MỤC BẢNG BIỂU

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

I. Tổng quan về đê sông Hồng và sự cố đê

Nghiên cứu này tập trung vào sạt trượt và các biện pháp xử lý liên quan đến mái đê và đê kè trên tuyến đê hữu Hồng, Nam Định. Nguyên nhân sạt trượt được phân tích dựa trên các yếu tố địa chất, thủy văn và tác động của biến đổi khí hậu. Quản lý đê điều và bảo vệ bờ sông là những vấn đề trọng tâm, đặc biệt trong bối cảnh công trình thủy lợi đang chịu nhiều áp lực từ thiên nhiên và con người.

1.1. Lịch sử hình thành đê sông Hồng

Hệ thống đê sông Hồng được hình thành từ thời Lý-Trần, với mục đích ngăn lũ và bảo vệ dân cư. Qua các triều đại, hệ thống đê được củng cố và mở rộng, đặc biệt dưới thời Nguyễn và thời kỳ Pháp thuộc. Địa hình và địa chất khu vực này có ảnh hưởng lớn đến sự ổn định của đê. Các sự cố đê như sạt lở đất, thấm nước và mạch sủi thường xuyên xảy ra, đặc biệt ở những khu vực có nền đất yếu.

1.2. Đặc điểm địa hình và địa chất

Địa hình ven tuyến đê hữu Hồng có xu hướng thấp dần từ thượng nguồn về phía biển. Địa chất khu vực này chủ yếu là đất sa bồi, dễ bị xói mòn và sạt lở. Thủy văn và dòng chảy của sông Hồng cũng góp phần làm gia tăng nguy cơ sạt trượt. Các công trình thủy lợi như kè bảo vệ và cống qua đê được xây dựng để giảm thiểu rủi ro, nhưng vẫn còn nhiều hạn chế.

II. Nguyên nhân và biện pháp xử lý sạt trượt

Nguyên nhân sạt trượt được xác định bao gồm địa chất nền yếu, tác động của dòng chảy, khai thác cát trái phép và biến đổi khí hậu. Biện pháp xử lý được đề xuất bao gồm sử dụng vải địa kỹ thuật, neo trong đất, cọc gia cố và đắp khối phản áp. Các giải pháp này nhằm đảm bảo ổn định mái đê và phòng chống thiên tai hiệu quả.

2.1. Nguyên nhân sạt trượt

Nguyên nhân chính gây sạt trượt bao gồm địa chất nền yếu, tác động của dòng chảy và khai thác cát trái phép. Biến đổi khí hậu cũng làm gia tăng tần suất và cường độ của các hiện tượng thời tiết cực đoan, gây áp lực lớn lên công trình thủy lợi. Các sự cố đê như thấm nước và mạch sủi thường xuyên xảy ra, đặc biệt ở những khu vực có nền đất yếu.

2.2. Biện pháp xử lý

Các biện pháp xử lý được đề xuất bao gồm sử dụng vải địa kỹ thuật để gia cố mái đê, neo trong đất để tăng cường độ ổn định, và cọc gia cố để chống sạt lở đất. Đắp khối phản áp cũng là một giải pháp hiệu quả để giảm áp lực lên mái đê. Các giải pháp này được áp dụng tại kè Quy Phú và cho thấy hiệu quả rõ rệt trong việc giảm thiểu sạt trượt.

III. Phân tích và đề xuất giải pháp cho kè Quy Phú

Kè Quy Phú là một trong những khu vực trọng điểm trên tuyến đê hữu Hồng, thường xuyên xảy ra sạt trượt. Nghiên cứu địa chất và thủy văn tại khu vực này cho thấy địa hình và địa chất không ổn định, dễ bị xói mòn. Các giải pháp xử lý được đề xuất bao gồm gia cố mái đê bằng vải địa kỹ thuật và cọc gia cố, đồng thời áp dụng kỹ thuật xây dựng hiện đại để đảm bảo độ bền vững của công trình.

3.1. Đặc điểm địa hình và địa chất kè Quy Phú

Kè Quy Phú nằm trên tuyến đê hữu Hồng, có địa hình và địa chất không ổn định. Địa tầng khu vực này chủ yếu là đất sa bồi, dễ bị xói mòn và sạt lở. Thủy văn và dòng chảy của sông Hồng cũng góp phần làm gia tăng nguy cơ sạt trượt. Các công trình thủy lợi như kè bảo vệ và cống qua đê được xây dựng để giảm thiểu rủi ro, nhưng vẫn còn nhiều hạn chế.

3.2. Giải pháp xử lý cho kè Quy Phú

Các giải pháp xử lý được đề xuất cho kè Quy Phú bao gồm sử dụng vải địa kỹ thuật để gia cố mái đê, neo trong đất để tăng cường độ ổn định, và cọc gia cố để chống sạt lở đất. Đắp khối phản áp cũng là một giải pháp hiệu quả để giảm áp lực lên mái đê. Các giải pháp này được áp dụng tại kè Quy Phú và cho thấy hiệu quả rõ rệt trong việc giảm thiểu sạt trượt.

Luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu nguyên nhân và đề xuất biện pháp xử lý sạt trượt mái đê kè tuyến đê hữu Hồng, tỉnh Nam Định