Sự cố một số công trình thủy lợi ở Việt Nam - Nguyên nhân và biện pháp khắc phục

Abstract: This paper presents the occurrence happened to some hydraulic structures in Vietnam and points out the remedial measures that have been applied to overcome the occurrence

1.  MỞ ĐẦU

Trong những năm vừa qua, việc xây dựng các công trình thủy lợi đã góp phần rất quan trọng trong việc giảm nhẹ thiên tai, xây dựng cơ sở hạ tầng tạo đà cho các ngành kinh tế phát triển một cách bền vững, góp phần cải tạo môi trường sinh thái.

Trong quá trình xây dựng và phát triển, bên cạnh những thành tựu đã đạt được vẫn có một số tồn tại trong khảo sát thiết kế và thi công dẫn đến sự cố hư hỏng một phần hoặc toàn bộ hạng mục công trình.

Trong báo cáo này, tác giả đề cập đến một vài sự cố đã xảy ra, phân tích, đánh giá dự đóan nguyên nhân và biện pháp khắc phục.

2.   ĐẶC ĐIỂM CÁC SỰ CỐ CÔNG TRÌNH THUỶ LỢI

Sự cố công trình thủy lợi cũng có những đặc điểm chung của hầu hết các công trình xây dựng, ngoài ra do đặc thù còn có các đặc điểm riêng:

-          Hầu hết được xây dựng tại những vùng chậm phát triển, xa xôi hẻo lánh, dân cư thưa thớt, giao thông khó khăn, thời tiết khắc nghiệt do đó khi có sự cố, việc cứu hộ, khắc phục gặp nhiều khó khăn.

-          Phần lớn các công trình đều được xây dựng ngay trên sông suối, bờ biển nên công tác thi công (dẫn dòng thi công, tiêu nước hố móng, thi công hố móng, thi công dưới nước,…) rất phức tạp và lệ thuộc nhiều vào thời tiết, dòng chảy và mực nước. Có trường hợp công trình sửa chữa bị sự cố ngay trong quá trình dẫn dòng và tiêu nước hố móng.

-          Các hạng mục công trình thường là khối lớn, chủ yếu dùng vật liệu địa phương vì vậy đòi hỏi sự đồng nhất trong chất liệu cấu thành. Thi công không đảm bảo sự đồng nhất cũng gây sự cố nghiêm trọng cho công trình.

-          Đại bộ phận là các công trình ngầm, chịu tải trọng lớn, đặc biệt là tải trọng của đất và áp lực của nước. Nhiều công trình bị sự cố do xói ngầm và ổn định.

-          Hậu quả do sự cố công trình thường rất lớn trên diện rộng, mức độ thường nghiêm trọng có khi là thảm hoạ; ảnh hưởng kéo dài hàng năm đến hàng chục năm. Việc khắc phục thường phức tạp và tốn kém.

3. SỰ CỐ THẤM ĐẬP CHÍNH HỒ KIM SƠN

3.1.      Giới thiệu công trình

Hồ chứa nước Kim Sơn nằm trên suối Khe Nang tỉnh Hà Tĩnh. Công trình được thi công từ năm 1990, hoàn thành vào năm 1993.

Nhiệm vụ của công trình là cấp nước sinh hoạt cho thị trấn Kỳ Anh, khu công nghiệp cảng biển Vũng Áng và bổ sung nước tưới cho 710 ha hệ thống thủy lợi Sông Trí.

Một số thông số kỹ thuật cơ bản hồ chứa nước Kim Sơn:

-            Diện tích lưu vực                              :   10,5 km².

-            Mực nước dâng bình thường             :   +97.00m.

-            Mực nước gia cường                        :  +99.00m.

-            Mực nước chết                                :   +88.50m.

-            Dung tích toàn bộ                             :  17,5x10⁶m³ 

Đập chính Kim Sơn được thiết kế với chiều dài đỉnh đập là 185m; chiều cao đập lớn nhất H_max=37,5m; cao trình đỉnh đập là +100.50m; mái thượng lưu m = 3,0 và 3,5; mái hạ lưu m = 2,75 và 3,25; đập đồng chất. Vật liệu đắp đập là đất á sét có nguồn gốc pha tàn tích của đá gốc khai thác ở sườn đồi phía hạ lưu đập. 

Ảnh 1. Lòng hồ Kim Sơn

3.2.      Quá trình và hiện trạng thấm đập đất

a.        Trước năm 1998

Sau khi công trình xây dựng xong, hiện tượng thấm xuất hiện ở hai vai và mái hạ lưu đập chính, mức độ thấm tăng dần và đến năm 1998 trở lên trầm trọng, nước thấm trên hai vai đập và vùng cơ hạ lưu ở +87.40m chảy thành dòng. Mái hạ lưu đập từ cao trình +80.00m trở xuống thường bị ướt sũng nước. Theo kết quả kiểm tra của đơn vị tư vấn độc lập, năm 1998 lưu lượng thấm  khoảng 10¸12l/s.

Ảnh 2: Vùng thấm gây sình lầy mái hạ

lưu trên cơ +87,40m, phía bên trái đập

b.        Sau năm 1998

Trước tình trạng thấm đe dọa đến an toàn ổn định của hồ Kim Sơn, tháng 8/1998 Bộ chủ quản đã giao đơn vị tư vấn tiến hành khảo sát, lập “dự án xử lý khẩn cấp (bước 1) tình trạng thấm lậu ra mái hạ lưu và hai vai đập, giữ cho đập không bị sạt, trượt, gây mất an toàn cho hồ chứa”.

Công tác xử lý khẩn cấp đã hoàn tất vào đầu năm 1999 với các nội dung công việc như sau:

- Khoan phụt vữa xi măng sét tạo màng chống thấm vào nền đập với 2 hàng khoan phụt tại đỉnh đập. Phạm vi xử lý: 60m ở vai trái và 40m ở vai phải đập.

- Lát đá bổ sung dày 20cm, dưới có trải  lớp vải địa kỹ thuật đoạn mái đập hạ lưu từ cơ +87.4m đến cơ +80.00m, mở rộng cơ +80.00m thành 14m. Lát đá trên mặt, phía dưới bố trí tầng dăm cát lọc.

- Đắp áp trúc hạ lưu từ cơ +80.00 xuống đến  chân đập ở cao độ khoảng +65.00m, trên mặt lát đá, mái đập m=3, mái lăng trụ đá chân đập m=1.5 có cơ rộng 2m ở cao độ +74.00m.

Sau khi thi công các phần việc trên, vì vẫn trong mùa khô và còn vốn kết dư nên đã thi công thêm:

- Khoan phụt vữa xi măng sét một phần thân đập (dài 64m, đoạn đầu hai vai đập) từ cao trình +96.00 m xuống đến cao trình +86.00m.

- Lát đá, làm lọc ngược 2 băng mái hạ lưu  nằm sát phía trên cơ +87.40m.

Sau khi xử lý, tình trạng thấm hai vai đập đã cơ bản được giải quyết. Hai vai đập khô ráo, chỉ còn tình trạng thấm qua đoạn thân đập chưa được xử lý khoan phụt  làm ướt mái hạ lưu ở một số vị trí bên trái trên cơ +87.40m.         

Hình 1: Mặt bằng đập đất Kim Sơn

c.         Năm 2003

Ngày 30/6/2003 các đơn vị chức năng đã đi kiểm tra, trên cơ sở quan sát tại thực địa đập Kim Sơn, đoàn công tác đánh giá như sau:

- Tại những vị trí xử lý năm 1998, 1999 lưu lượng thấm đã giảm hẳn, hai vai đập không còn hiện tượng rò như trước đây.

- Tình trạng thấm chỉ còn tồn tại tập trung ở 75 m thân đập chưa được xử lý khoan phụt, trong đó nổi bật là 2 vùng: một ở phía vai trái, tại vùng cơ +87,40. Nước rò chảy thành dòng trên một phạm vi khoảng 10m². Đây là điểm  rò nhiều nhất trên mái hạ lưu. Vùng thứ hai ở phía lòng sông, tại cao độ +92,00, diện tích rò khoảng 8¸10m². Lượng nước rò ở vùng này ít hơn vùng thứ nhất. Nước từ hai vùng rò rỉ này chảy thành dòng đổ vào các rãnh thoát nước xả về hạ lưu, lưu lượng đo được khoảng 4¸5l/s. Quan sát thực tế thấy nước trong, không kéo theo các hạt đất. Còn các vùng khác dưới cơ +87,40 vẫn có nước thấm, nhưng mái đập đã được xử lý cát sỏi lọc và đá hộc.

3.3.      Đặc điểm địa chất nền đập và đất đắp thân đập

Theo đồ án thiết kế công trình, địa chất nền đập chính bao gồm tầng phủ  đất màu xám nâu lẫn nhiều mảnh dăm của đá gốc phong hóa mạnh dày 2¸4m phân bố ở sườn đồi núi của lũng suối, bên dưới tầng phủ là đá diệp thạch sét philít phong hóa nứt nẻ mạnh, chiều dày tầng phong hóa 2¸3m ở phía sườn vai trái và 3¸5m ở sườn vai phải tuyến đập. Phía dưới là đới phong hóa nứt nẻ yếu.

Đập chính Kim Sơn là đồng chất, vật liệu đắp đập là đất á sét có nguồn gốc pha tàn tích của đá gốc khai thác ở sườn đồi phía hạ lưu đập.

Theo tài liệu khảo sát địa chất công trình năm 1998  để phục vụ cho công tác xử lý bước 1 năm 1998, kết quả khảo sát địa chất cho thấy địa tầng khu vực đập chính Kim Sơn theo thứ tự từ trên xuống như sau:

+ Đất đắp đập: (ký hiệu lớp 1):

Bao gồm đất á sét trung đến nặng lẫn dăm sạn, màu nâu vàng, nâu đỏ, trạng thái chặt vừa đến chặt, đất nửa cứng ở phần trên trên đường bão hòa đến dẻo cứng – dẻo mềm ở phía dưới đường bão hòa. Chiều dày thay đổi từ 1m ở sườn vai đập đến 37.5m ở khu vực lòng suối. Đất thấm có hệ số thấm không đều, từ 1x10^-4cm/s ¸ 1x10^-5 cm/s. Hệ số thấm bình quân cho toàn lớp K=5x10^-5cm/s. Đất đắp có dung trọng khô g_K=1,61 T/m³

+ Đất nền đập: (ký hiệu lớp 2):

Bao gồm tầng phủ chưa bóc bỏ hết, được tạo thành bởi đất á sét trung đến nặng lẫn nhiều dăm sạn, đất có trạng thái tự nhiên chặt vừa, dẻo mềm bão hòa nước, chiều dày từ 2¸3m phần bố ở sườn vai đập, đất có nguồn gốc pha tàn tích không phân chia (deQ). Đất có hệ số thấm K=(0,2¸1)x10^-4cm/s.

 + Đá gốc nền đập:

Bao gồm cát bột kết xen kẹp sét kết dạng filít màu xám. Theo bản đồ địa chất 1:200 000 Hà Tĩnh – Kỳ Anh, đá gốc thuộc hệ tầng Sông Cả, đá phong hóa không đều từ mạnh đến nhẹ tươi. Tại khu vực tiếp giáp với tầng phủ, đá phong hóa mạnh, nứt nẻ nhiều với chiều dày 4¸6m, hệ số thấm K=(5¸9)x10^-4cm/s ứng với lưu lượng tiêu hao đơn vị q khi ép nước thí nghiệm q=0,4¸0,7 l/ph-m²; phía dưới là đới phong hóa vừa đến nhẹ có q=0,08 l/ph.m², tương ứng với hệ số thấm K=1x10^-4cm/s.

3.4. Đánh giá nguyên nhân thấm đập đất

Qua kiểm tra, tính toán, thí nghiệm địa chất có thể đưa ra một số nguyên nhân chính gây ra hiện tượng thấm ở đập chính Kim Sơn như sau:

-  Độ đầm chặt của đất khi đắp chưa đảm bảo: theo hồ sơ thiết kế, đơn vị tư vấn chọn chỉ tiêu đất đắp đập với dung trọng khô g_K=1,60T/m³. Thực tế qua kết quả thí nghiệm trên 17 mẫu đất đắp cho thấy: có 8 mẫu đất đạt g_K=1,60¸1,68T/m³; 9 mẫu đạt g_K=1,55¸1,59 T/m³. Trị số bình quân đạt g_K=1,61T/m³. Tuy vậy, kết quả đầm Proctor tiêu chuẩn 2 mẫu đất đắp cho kết quả g_cmax=1,73¸1,75 T/m³ với độ ẩm thích hợp Wop=17¸18%, nếu lấy độ chặt Kc=0,5 g_cmax để chọn chỉ tiêu thiết kế thì dung trọng khô thiết kế phải là g_cTK=1,64T/m³, thực tế đất đắp đập mới đạt độ chặt K=0,90 do đó  việc chọn g_cTK=1,60T/m³ là nhỏ dẫn đến tình trạng thấm nhiều trên mái.

- Trong quá trình thi công, việc xử lý tiếp giáp giữa các lớp đất đầm không tốt, gây ra hiện tượng thấm dị hướng,  (K_ngang >> K_đứng ), điều này dẫn đến một số vị trí trên mái nước thấm mạnh chảy thành dòng.

- Đập Kim Sơn là một đập cao, trong khi đó tràn xả lũ thuộc loại tràn không cửa van, cống lấy nước lại được bố trí theo yêu cầu phát điện nên  đặt ở dưới mực nước dâng bình thường chỉ 10m, do đó đập thường xuyên chịu tải trọng lớn bất lợi.  

3.5. Biện pháp xử lý

Trước mắt để hạn chế thấm, đảm bảo an toàn cho đập chính trong mùa mưa lũ 2003, biện pháp xử lý khẩn cấp là khoan phụt vữa xi măng đất sét vào  đoạn thân đập chưa được xử lý khoan phụt trước đây bao quanh hai vùng thấm mạnh đã nêu trên, bố trí 3 hàng khoan phụt dọc tim đập tạo màng chống thấm thân đập từ cao độ +96,0m xuống đến nền đập với chiều dài 75m. Hố khoan phụt thứ nhất cách tim mốc ĐKS1/1 bên vai trái đập 38m.

Hình 2: Bố trí khoan phụt xử lý đập và nền

3.6.    Kết luận

- Kết quả sau khi xử lý khoan phụt, hiện tượng thấm thân đập hầu như giảm hẳn, lưu lượng thấm qua đập đo được chỉ còn rất nhỏ khoảng 0,03 l/s. Hai vùng thấm lớn bên trái trên cơ +87,4m đã hết. 

- Qua quá trình thi công khoan phụt cho thấy đất đắp thân đập có độ đầm chặt kém, có chỗ bị tụt cần khoan, điều đó phản ánh đúng nguyên nhân gây ra tình trạng thấm như đã đánh giá nguyên nhân thấm trong hồ sơ xử lý sự cố trên.    

- Do đập có chiều cao lớn, cột nước thấm cao, phương án xử lý sự cố đã đáp ứng được mục tiêu xử lý khẩn cấp chống lũ năm 2003. Tuy nhiên để đảm bảo ổn định lâu dài cho đập chính, bước tiếp theo cần tiếp tục đầu tư nghiên cứu các giải pháp chống thấm ổn định, lâu dài hơn.

4. SỰ CỐ Ở TRẠM BƠM CẨM GIANG 1

4.1  Giới thiệu công trình

Trạm bơm Cẩm Giang 1 được xây dựng bên bờ tả sông Mã tỉnh Thanh Hoá. Công tác khảo sát, thiết kế thực hiện vào năm 1996 và xây dựng năm 1997-2000.

Nhà trạm nằm cách mép sông gần 2m, kích thước 5x5,8 cao 3,6m bố trí một máy bơm xiên P18M của ấn Độ với lưu lượng thiết kế 550l/s và công suất động cơ N=110Kw. Kết cấu nhà loại khung sàn bê tông cốt thép,  tường gạch xây dày 11cm,  móng đơn kết hợp giằng móng. Nền nhà trạm được tôn cao  khoảng 2m so với cao độ bờ sông.  

Thân bơm đặt trên ray được gắn chặt vào các trụ đỡ bê tông cốt thép dạng khung hoặc tường với góc nghiêng khoảng 30^o, mái sông khu vực thân bơm có độ dốc 1,73 gia cố bằng đá xây dày 0.3m.

Bể hút hình thức chữ U bằng bê tông kích thước 0.7x5.8m, cao trình đáy bể hút +12.20m. Bể xả hình hộp bê tông cốt thép 3x3,2m, cao trình đáy bể xả +25.30m

Kênh tưới nằm song song với bờ sông có mặt cắt hình chữ nhật rộng 1m, tường đá xây, đáy bằng bê tông, bên cạnh kênh tưới là các ao hồ của dân.

Ảnh 3: Nhìn từ phía hạ lưu trạm bơm

- Sự cố lần 1: tháng 3/1998 khi thi công các mố đỡ ống thì xuất hiện vết nứt hình vòng cung ở cao độ +21,50m dài khoảng 50m chiều rộng vết nứt lớn nhất  10cm độ sâu vết nứt 1,2m. Sau khi xảy ra sự cố Cơ quan thiết kế đã thay đổi đồ án bằng cách cho kéo dài các trụ đỡ A1 và A 2 xuống cao độ +12 và +12.36, làm thêm trụ đỡ A4, lùi nhà trạm vào phía trong 2m và thay đổi hình thức kết cấu từ tường chịu lực, móng đá xây sang kết cấu khung, móng đơn bê tông cốt thép kết hợp giằng. Toàn bộ phần đất nằm trong khối trượt được đào ra và đắp lại, đầm kỹ. Sau đó thi công hòan tất tòan bộ công trình và bàn giao cho đơn vị quản lý sử dụng, trong quá trình không xuất hiện vết nứt hay trượt.

- Sự cố lần 2: xảy ra đột ngột, các vết nứt và chuyển vị đều xuất hiện trong khỏang thời gian chiều và tối 30/1/2002.

+ Phía trong nhà trạm bệ đặt máy và nền xuất hiện nhiều vết nứt rộng 5¸ 7cm. Bên ngoài nhà nhiều nơi nền bị lún, nứt vỡ và bong mạch vữa.

+ Các trụ đỡ:

  . Trụ B: đá xây ở chân trụ bị tụt xuống khoảng 14,0 ¸ 20,0cm; hai bên chân trụ bậc đá xây bị nứt vỡ, khe nứt rộng từ 3,0¸8,0cm có chỗ tới 30cm.

  . Trụ A2: Chỗ tiếp giáp với đá xây bị nứt vỡ hoàn toàn, khe nứt rộng 4¸7cm, sâu 10 ¸ 12cm.

  . Trụ A3: thân trụ bị nứt ngang, vết nứt cách mặt trụ 0,70cm, rộng tới 0,4cm đá xây dưới chân trụ bị nứt vỡ, bong mạch vữa.

     . Trụ A4:  hầu như  không bị nứt vỡ.

Ảnh 4: Trụ B - bậc đá xây chân trụ bị nứt 3¸8cm

Ảnh 5. Trụ A3- trụ bị trồi lên, đá xây bị nứt

   + Mái sông: vết nứt trên mái sông dài khoảng 60m hình vòng cung từ  chân mái dốc bên trái trạm bơm lên cao dần đến chân tường rào bảo vệ và trụ đỡ ống bơm (trụ B) sau đó phát triển sang bên phải và kết thúc tại chân mái dốc. Chiều rộng vết nứt tại chân mái dốc bên trái từ 1¸3cm và mở rộng dần lên chân tường rào và trụ B ở đây vết nứt rộng 15¸20cm. Bên phải trạm bơm vết nứt rộng 5¸10cm.

Các vết nứt trên có xu hướng ngày càng phát triển nên Bộ chủ quản đã cho tháo máy bơm và giao đơn vị tư vấn nghiên cứu xử lý.

Hình 3: Mặt cắt ngang mô tả vết nứt

4.3  Khảo sát địa chất và kiểm toán ổn định

1) Để đánh giá nguyên nhân nứt đơn vị tư vấn đã tiến hành khảo sát thăm dò địa chất và kiểm toán ổn định hiện trạng. Địa tầng khu vực trạm bơm từ trên xuống bao gồm các lớp đất sau:

·  Lớp 1: Lớp đất đắp trong các hố móng trụ, đắp nền, bờ kênh thuộc đất á sét dẻo mềm đến dẻo cứng kết cấu kém chặt chiều dày từ  0,7¸ 2,0 m.

·  Lớp 2a: Đất á sét dẻo  mềm, kết cấu kém chặt. Chiều dày từ 1,5¸4,0m chỉ phân bố trong phạm vi hẹp .

·  Lớp 2: Đất á sét  dẻo cứng kết cấu chặt phân bố rộng trong khu vực trạm bơm với chiều dày từ 2,0 ¸ 5,0m.

·  Lớp 3: Hỗn hợp cát cuội sỏi cuội sỏi chiếm 50 ¸ 60% chủ yếu là thạch anh cứng chắc, chiều dày thăm dò tới 8,0m và phân bố tương đối rộng và thường lộ ra ở bờ sông bên trái . 

·  Lớp 4: Đất á sét nặng dẻo cứng sản phẩm phong hoá hoàn toàn của đá cát bột kết và nằm tương đối sâu, chiều dày từ 3,50 ¸ 6,50m.

·  Dưới lớp 4 là đá cát bột kết phong hóa không đều, tương đối mềm.

2)  Trên cơ sở tài liệu khảo sát địa chất tiến hành tính toán ổn định mái với các trường hợp.

a)      Mực nước kênh +26.00m, mực nước sông +14.80m

b)      Mực nước ao hồ +23.50m, mực nước sông +14.80m

c)      Mực nước ngầm +17.00m, mực nước sông +14.80m

Kết quả kiểm toán cho thấy hệ số ổn định  mái không đảm bảo an toàn như   trên bảng sau:

Trường hợp tính	a	b	c
Kmin	0,80	0,86	0,95

4.4   Đánh giá nguyên nhân 

Công tác khảo sát địa chất, hiện trạng vết nứt cũng như kiểm toán ổn định cho kết quả tương đối thống nhất và phù hợp, cụ thể như sau:

1) Địa chất: đọc theo ống đẩy là các lớp đất dính (lớp 1, lớp 2a, và lớp 2) phân bố theo độ dốc mái và kết thúc tại trụ A1, bên dưới là cát cuội sỏi có khả năng chịu lực cao do đó khả năng trượt chỉ xảy ra trong các lớp đất dính trong phạm vi từ nhà trạm đến trụ A1.

2) Hiện trạng nứt:  Vết nứt chỉ xuất hiện ở nền nhà trạm, chân trụ B, A3 (phần đá xây) và cắt ngang thân trụA2, trụ A1 không bị nứt. Đối chiếu với địa chất thì các trụ B và A3 nằm trên và đầu cung trượt, lớp đất dính mỏng nên ít bị ảnh hưởng trượt. Trụ A2 được chôn vào lớp đất cuội sỏi có lớp đất dính dày lại nằm giữa cung trượt, nên sẽ bị ảnh hưởng trượt lớn, trụ A1 nằm cuối cung trượt có lớp đất dính rất mỏng và chôn sâu vào lớp cuội sỏi nên không bị ảnh hưởng trượt.

3) Kiểm toán ổn định:  kết quả phân tích ổn định cho thấy các cung trượt đều xuất phát khoảng giữa nhà trạm và kết thúc trong khoảng trụ A1 và bể hút. Điểm xuất phát cung trượt không ở đầu mái dốc (thực tế) là do ổng đẩy bằng thép f500mm dày 10mm  có độ cứng lớn lại được gắn cố định vào các trụ, bể hút và bể xả kết cấu khối tảng nên phần nào ngăn chặn chuyển vị trượt làm thay đổi hình dạng vết nứt. Kết quả kiểm toán cũng chỉ ra tại các thỏi đất ở vị trí trụ B ,A3 và A1 lực gây trượt nhỏ còn tại vị trí trụ A2 có lực gây trượt rất lớn.

Như vậy có  thể nói nguyên nhân chủ yếu gây sự cố là mái sông không đảm bảo ổn định gây trượt mái đất.

Một số yếu tố dưới đây cũng góp phần thúc đẩy nhanh quá trình trượt đất

1) Nước rút nhanh: Vị trí trạm bơm đặt đúng vào khuỷ cong bờ sông Mã chịu tác động phức tạp về chế độ thuỷ lực,  mực nước mùa kiệt có cao độ 14,50 ¸ 15,0m, mùa lũ lên đến 20,00 ¸ 21,00m. Một đặc điểm của sông Mã là vào  mùa lũ nước lên nhanh và rút cũng rất nhanh, độ bền kháng cắt của đất có thể giảm khi  mực nước sông thay đổi đột ngột và tác dụng chống  trượt của nước bị loại bỏ. 

2) Về địa tầng:  Lớp 3 là hỗn hợp cát cuội sỏi lẫn đất khá dày có tính thấm nước mạnh.  Khi quá trình rút nước nhanh xảy ra áp lực nước trong lớp 3 bị giảm đột ngột có khả năng mang theo  một lượng cát và đất của lớp này gây lún cho lớp 2 nằm trên nó.

3) Vị trí:  Bờ sông khu vực này có tiền sử chưa ổn định theo dân sở tại cho biết trước khi xây trạm bơm Cẩm Giang 1, sau các mùa lũ khu vực bờ sông thường xuất hiện các vết nứt, có năm đã xảy ra sụt lún ở bờ sông đất phía dưới bị cắt do kết quả của sự dịch chuyển và kéo theo là độ bền của nó giảm đi chỉ bằng 50% độ bền ban đầu. Mặt khác các vết nứt lại không được khảo sát và xử lý triệt để ví dụ như vết nứt năm 1998 do đó vẫn tiềm ẩn nguy cơ tái diễn trượt mái.

4) Giải pháp thiết kế:  Trạm bơm đặt bên bờ sông có chiều cao 11m, dài  27m lại được chất thêm 2m đất, mặt khác khi nước ao hồ dâng cao hoặc khi kênh tưới dẫn nước, mực nước ngầm dâng cao (cách mặt đất khoảng 2m) nhưng không có biện pháp thoát nước. Vì vậy việc chất tải và không làm thoát nước đã thúc đẩy sự phá hoại mái dốc. 

4.5   Biện pháp xử lý

1) Giảm tải trọng:  dỡ bỏ nhà trạm, tường rào, và khối đất tôn nền, bạt đất (phá bớt trụ bê tông đỡ ống)  tạo  mái dốc 2.5 và làm thêm cơ rộng 2m tại cao độ +20.00.  

2) Thoát nước: Bao gồm thoát nước mặt và nước ngầm bằng các rãnh thoát nước và mương thấm nối với nhau bằng các ống PVC f300 tại cao độ 20.00 và 25.00 và mạng ống thoát nước PVC f50 khoáng cách 2m được bố trí từ cơ +20.00 xuống +15.50     

3) Bảo  vệ mái:  Xây đá dày 30cm bên dưới là các lớp đá dăm dày 15cm và cát thô dày 10cm  toàn bộ mái từ cao độ +20,00 xuống +15,50. Khu vực chân mái dốc cao độ +15,50m được xếp đá dày 40cm trong khung đá xây bên dưới là vải địa kỹ thuật.  

Hình 4: Xử lý mái trạm bơm

 

Các biện pháp trên đã đảm bảo hệ số ổn định mái tối thiểu 1,2; công việc sửa chữa hoàn tất vào cuối năm 2002, đến nay trạm bơm hoạt động tốt, mái sông ổn định.  

Trên đây trình bày một số sự công trình thuỷ lợi, bước đầu phân tích nguyên nhân và các biện pháp khắc phục đã thực hiện. Mong rằng bài viết sẽ ít nhiều bổ ích cho các đồng nghiệp đến vấn đề này.

Tài liệu tham khảo

1. Hồ sơ thiết kế công trình hồ Kim Sơn, năm 1988-1990.

2. Hồ sơ thiết kế sửa chữa đập chính Kim Sơn, Công ty Tư vấn Xây dựng thuỷ lợi 1, năm 1998, 2003.

3.        Hồ sơ thiết kế công trình trạm bơm Cẩm Giàng 1, năm 1996.

4.        Hồ sơ thiết kế sửa chữa trạm  bơm  Cẩm Giàng 1, Công ty Tư vấn Xây dựng thuỷ lợi 1, năm  2002.

                                        (GS.TSKH.Phạm Hồng Giang , KS. Nguyễn Ngọc Thuật, ThS. Nguyễn Hoài Nam - Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn)