LỜI CẢM ƠN
Luận văn Thạc sĩ chuyên ngành Xây dựng Công trình thủy với đề tài " Nghiên
cứu công nghệ thi công khoan phụt vữa xử lý chống thấm đập Tây Nguyên - Nghệ
An" được tác giả hoàn thành với sự giúp đỡ của Phòng Đào tạo đại học & Sau đại
học, khoa Công trình, các thầy cô giáo trường Đại học Thủy lợi, cùng với các bạn
bè đồng nghiệp và gia đình. Tác giả luận văn xin chân thành cả
m ơn sự giúp đỡ đó
để tác giả hoàn thành tốt nhiệm vụ nghiên cứu của mình.
Tác giả luận văn xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới:
GS.TS Vũ Thanh Te đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo tận tình và cung cấp các tài
liệu, thông tin khoa học kỹ thuật cần thiết trong quá trình thực hiện luận văn này.
Cuối cùng, Tác giả xin được bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, ng
ười thân đã quan
tâm, động viên và khích lệ tác giả để luận văn sớm được hoàn thành.
Tuy nhiên, do hạn chế về mặt thời gian cũng như trình độ chuyên môn nên Luận
văn không thể tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong được sự đóng góp ý kiến chỉ
bảo của các thầy, các cô và đồng nghiệp.


Hà Nội, ngày tháng năm 2014.
Học viên




Nguyễn Như Huy

BẢN CAM KẾT
Tên tôi là: Nguyễn Như Huy ; Mã số HV: 118605840107.
Học viên lớp: CH19C21;
Đề tài Luận văn Thạc sĩ chuyên ngành Xây dựng Công trình thủy "Nghiên cứu
công nghệ thi công khoan phụt vữa xử lý chống thấm đập Tây Nguyên - Nghệ
An" được trường Đại học Thủy lợi Hà Nội giao cho học viên Nguyễn Như Huy,
được sự hướng dẫn của GS.TS Vũ Thanh Te luận văn đã hoàn thành đúng thời gian
quy định;
Tôi xin cam đoan với Khoa Công trình và phòng Đào tạo Đại học & Sau đại học
- Trường Đại học Thủy lợi Hà Nội đề tài nghiên cứu này là công trình của cá nhân
tôi ./.
Hà Nội, ngày tháng năm 2014.
Tác giả luận văn




Nguyễn Như Huy


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ ĐẬP VẬT LIỆU ĐỊA PHƯƠNG 4
1.1. Tổng quan chung về đập vật liệu địa phương. 4
1.1.1 Nhiệm vụ, chức năng của đập vật liệu địa phương. 5
1.1.2 Yêu cầu cấu tạo của đập vật liệu địa phương. 6

1.1.3. Đặc điểm của đập vật liệu địa phương ở Việt Nam. 10
1.2. Các k
ết quả nghiên cứu về đập vật liệu địa phương. 16
1.3. Một số sự cố thường xảy ra đối với đập vật liệu địa phương [12]. 19
1.3.1. Các tài liệu quan trọng cần xem xét khi đánh giá an toàn đập 19
1.3.2. Đặc điểm làm việc của đập. 20
1.3.3. Đặc điểm về sự cố của đập đất. 20
1.3.4. Các dạng sự cố về đập đất. 21
1.3.5. Một số sự cố đập đã xảy ra ở Việt Nam. 24
1.3.6. Một số sự cố đập đã xảy ra ở nước ngoài. 25
1.4. Hiện trạng đập vật liệu địa phương trên địa bàn tỉnh Nghệ An 28
1.5. Đánh giá hiện trạng những hư hỏng. 34
1.6. Kết luận chương 1. 35
CHƯƠNG II. NGHIÊN CỨU MỘT SỐ CÁC GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ
THƯỜNG DÙNG TRONG XỬ LÝ SỰ CỐ TH
ẤM ĐẬP ĐẤT 37
2.1. Giải pháp chống thấm bằng tường nghiêng và sân phủ 37
2.2. Giải pháp tường răng kết hợp với lõi giữa. 38
2.3. Giải pháp tường hào CEMENT - BENTONITE 40
2.4. Giải pháp khoan phụt vữa tạo màng chống thấm. 48
2.5. Kết luận chương 2. 51
CHƯƠNG III: SỰ CỐ ĐẬP TÂY NGUYÊN – SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP
KHOAN PHỤT VỮA ĐỂ KHẮC PHỤC SỰ CỐ 53
3.1 Đặc điểm vùng đập Tây Nguyên. 53
3.1.1. Đặc
điểm địa chất 53


3.1.2. Đặc điểm dân sinh kinh tế vùng xây dựng đập 58
3.2 Xác định nguyên nhân vỡ đập Tây Nguyên. 59

3.3. Xử lý chống thấm đập Tây Nguyên. 61
3.3.1. Chọn vị trí tầng chống thấm. 61
3.3.2. Tính toán chiều dày màn chống thấm cho đập Tây Nguyên. 61
3.3.3. Bố trí số hàng và lỗ khoan phụt. 67
3.3.4. Tính toán xác định áp lực phụt vữa. 70
3.4. Chọn thành phần cấp phối vữa dùng cho khoan phụt. 71
3.4.1. Loại vật liệu sử dụng trong khoan phụt vữa thi công, gia cố đập 71
3.4.2. Nồng độ dung dịch vữa (tỷ lệ Đ/N)và thời gian phụt cho từng đó nồng độ vữa
thích hợp cho công tác thi công 71
3.4.3. Mức ăn vữa cho 01 mét khoan sâu 72
3.5. Quy trình khoan phụt xử lý chống thấm 72
3.5.1. Vật liệu 72
3.5.2. Thiết bị 73
3.5.3. Quy trình công nghệ khoan phụt 74
3.6. Đánh giá kết quả ổn định của đập sau khoan phụt 78
3.6.1. Các số liệu tính toán 78
3.6.2. Các trường hợp tính toán 78
3.6.3. Phương pháp tính toán 79
3.6.4. Kết quả tính thấm qua thân đập 80
3.6.5. Kết quả tính ổn định mái đập 83
3.7. Kết luận chương 3 100
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 101
TÀI LIỆU THAM KHẢO 104





DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1-1: Hồ Dầu Tiếng - Tây Ninh 5

Hình 1-2: Hồ Kẻ Gỗ - Hà Tĩnh 5
Hình 1-3: Hồ Núi Cốc - Thái Nguyên 5
Hình 1- 4: Hồ Tuyền Lâm - Đà Lạt 5
Hình 1-5: Hồ Định Bình - Bình Định 7
Hình 1-6: Hồ Yên Lập - Quảng Ninh 7
Hình 1- 7: Hồ Thác Bà - Yên Bái 16
Hình 1- 8: Hồ Vực Mấu - Nghệ An 16
Hình 1-9: Vị trí các hồ chứa ở Nghệ An 31
Hình 1-10: Hồ Đồng Đáng - Tĩnh Gia - Thanh Hóa bị vỡ năm 2013 35
Hình 1-11: Hồ Thành - Nam Đàn - Nghệ An bị rò rỉ mùa lũ
năm 2013 35
Hình 1-12: Hồ Khe Am - Yên Thành- Nghệ An mái thượng lưu bị lún sụt năm 2011 35
Hình 1-13: Hồ Rú Trang – Yên Thành -Nghệ An bị sạt lở thượng lưu năm 2008 35
Hình 2-1: Sơ đồ tính thấm qua đập có tường nghiêng + sân phủ 37
Hình 2-2: Sơ đồ tính thấm qua đập tường lõi và chân răng 39
Hình 2-3: Sơ đồ tính thấm qua đập tường hào chống thấm bằng bentonite 40
Hình 2.4. Sơ đồ công nghệ trộn vữa C-B 44
Hình 2-5. Xi lô tạo dung dịch xi măng - bentonit 44
Hình 2-6: Kiểm tra chất l
ượng dung dịch xi măng - bentonit 44
Hình 2-7. Mặt cắt tường dẫn hướng 45
Hình 2-8: Sơ đồ đào hào chống thấm trên các panel 46
Hình 2-9: Gầu chuyên dung tạo hào 46
Hình 2-10: Thi công đào hào 46
Hình 2-11: Toàn cảnh thi công hào chống thấm xi măng -bentonit 47
Hình 2-12: Hào chống thấm xi măng –bentonit đã xây dựng xong 47
Hình 2-13: Sơ đồ tính thấm qua thân bằng khoan phụt vữa tạo màng chống thấm. . 49
Hình 3-1: Hồ Tây Nguyên - Quỳnh Lưu bị vỡ năm 2012 60
Hình 3-2: Nước phía sau hạ lưu Hồ Tây Nguyên - khi bị vỡ 60



Hình 3-3: Ruộng đồng và giao thông bị ngập khi Hồ Tây Nguyên bị vỡ 60
Hình 3-4: Ruộng đồng sau khi nước lũ tràn qua 60
Hình 3-5: Mực nước Hồ Tây Nguyên - Quỳnh Lưu sau khi vỡ đập 60
Hình 3-6: Thi công đắp hàn khẩu Hồ Tây Nguyên - Quỳnh Lưu 60
Hình 3-7: Mặt cắt tính toán chiều dày tầng chống thấm 62
Hình 3-8 : Sơ đồ bố trí hố khoan 67
Hình 3-9: Bố trí tuyến lỗ khoan 68
Hình 3-10: Tạo lỗ khoan để bơm phụt vữa cho hồ Tây Nguyên 69
Hình 3-11: Tạo lỗ khoan
để bơm phụt vữa cho hồ Tây Nguyên 69
Hình 3-12: Trình tự khoan phụt vữa. 69
Hình 3-13: Khoan phụt vữa tạo màng chống chấm cho Hồ Tây Nguyên 70
Hình 3-14: Lỗ khoan sau khi đã phụt no vữa 70
Hình 3-15: Trộn vữa để khoan phụt tạo màng chống chấm cho Hồ Tây Nguyên 72
Hình 3-16: Vữa được trộn đều theo cấp 72
phối thiết kế phục vụ cho khoan phụt 72
Hình 3-17: Giám sát thi công khoan phụt vữa chống thấm đập Tây Nguyên 77
Hình 3-18: Kiểm tra ổn định đập Tây Nguyên sau khi khoan phụ
t vữa 77
Hình 3-19. Sơ đồ phân thỏi và sơ đồ lực tác dụng lên thỏi thứ i 79
Hình 3-20. Sơ đồ tính toán theo phương pháp Bishop 80
Hình 3-21. Sơ đồ tính toán lưu lượng thấm qua thân đập 81
Hình 3-22: Kết quả tính thấm mặt cắt 5 – TH1 84
Hình 3-23: Gradien thấm tại chân đập 84
Hình 3-24: Gradien thấm tại nền đập 84
Hình 3-25: Kết quả tính ổn định mặt cắt 5 – TH1 85
Hình 3-26: Kết quả tính thấm mặt cắt 5 – TH1 – Sau khi khoan phụt 86
Hình 3-27: Gradien thấm tại chân đậ
p 86

Hình 3-28: Gradien thấm tại nền đập 86
Hình 3-29: Kết quả tính ổn định mặt cắt 5 – TH1 – Sau khoan phụt 87
Hình 3-30: Kết quả tính thấm mặt cắt 9 – TH1 88


Hình 3-31: Gradien thấm tại chân đập 88
Hình 3-32: Gradien thấm tại nền đập 88
Hình 3-33: Kết quả tính ổn định mặt cắt 9 – TH1 89
Hình 3-34: Kết quả tính thấm mặt cắt 9 – TH1 – Sau khi khoan phụt 90
Hình 3-35: Gradien thấm tại chân đập 90
Hình 3-36: Gradien thấm tại nền đập 90
Hình 3-37: Kết quả tính ổn định mặt cắt 9 – TH1 – Sau khoan phụt 91
Hình 3-38: Kết quả tính thấm mặt cắt 13 – TH1 92
Hình 3-39: Gradien thấm tại chân đập 92
Hình 3-40: Gradien thấm tại nền đậ
p 92
Hình 3-41: Kết quả tính ổn định mặt cắt 13 – TH1 93
Hình 3-42: Kết quả tính thấm mặt cắt 13 – TH1 – Sau khi khoan phụt 94
Hình 3-43: Gradien thấm tại chân đập 94
Hình 3-44: Gradien thấm tại nền đập 94
Hình 3-45: Kết quả tính ổn định mặt cắt 13 – TH1 – Sau khoan phụt 95
Hình 3-46: Kết quả tính thấm mặt cắt 17 – TH1 96
Hình 3-47: Gradien thấm tại chân đập 96
Hình 3-48: Gradien thấm tại nền đập 96
Hình 3-49: Kết quả tính ổn định mặt cắt 17 – TH1 97
Hình 3-50: Kết qu
ả tính thấm mặt cắt 17 – TH1 – Sau khi khoan phụt 98
Hình 3-51: Gradien thấm tại chân đập 98
Hình 3-52: Gradien thấm tại nền đập 98
Hình 3-53: Kết quả tính ổn định mặt cắt 17 – TH1 – Sau khoan phụt 99



DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1: Thống kê một số đập đất, đập đá cao hơn 100m 14
Bảng 1.2: Bảng thống kê một số sự cố đập ở Việt Nam [12]. 24
Bảng 1.3: Bảng thống kê một số sự cố đập ở nước ngoài [12]. 25
Bảng 1.4: Một số hồ chứa tiêu biểu của tỉnh Nghệ An [10] 29
Bảng 2.1. So sánh các tính năng kỹ thuật của tườ
ng hào đất-bentonite & tường hào
cement-bentonite: 40
Bảng 2.2. Tổ hợp mẫu A 41
Bảng 2.3. Tổ hợp mẫu B 42
Bảng 2.4. Tổ hợp mẫu C 42
Bảng 2.5. Tổ hợp mẫu D 42
Bảng 2.6. Tổ hợp mẫu E 42
Bảng 3.1: Tổng hợp chỉ tiêu cơ lý lực học các lớp đất nền đập, bãi vật liệu đất đắp -
hồ chứa nước Tây Nguyên 57
Bảng 3.2: Bảng trị số λ 63
B
ảng 3.3: Kết quả tính toán giải hệ phương trình 3 ẩn 66
Bảng 3.4: Kiểm tra các giá trị h1, h2, J1, J2 với T=2,5m 67
Bảng 3-5: Chỉ số chẵn của đồng hồ áp lực 70
Bảng 3.6: Quan hệ giữa tỷ lệ pha trộn dung dịch vữa và lượng mất nước đơn vị 72
Bảng 3-7. Các trường hợp tính toán thấm và ổn định thân đập 78
Bảng 3-8. Tổng lượng thấm qua thân đập khi chưa sử lý khoan phụt 81
Bả
ng 3-9. Tổng lượng thấm qua than đập khi đã xử lý khoan phụt 82
Bảng 3-10. Kết quả kiểm tra độ bền thấm qua thân đập và nền 83
Bảng 3-11. Kết quả ổn định mái đập trong các trường hợp 83



1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Tính đến nay cả nước có 5.579 hồ chứa. Trong đó có khoảng 2.198 hồ chứa có
dung tích lớn hơn 0,2 triệu m
3
, gần 100 hồ có dung tích trên 10 triệu m
3
. Tổng dung
tích trữ nước của các hồ là 35,8 tỷ. Trong số hồ trên có 10 hồ do ngành điện quản lý
với tổng dung tích 19 tỷ m
3
. Có 45 tỉnh và thành phố trong 64 tỉnh thành Việt Nam
có hồ chứa. Tỉnh có nhiều hồ nhất là Nghệ An 625 hồ, Thanh Hóa 618 hồ, Hòa
Bình 521 hồ, Tuyên Quang 503 hồ, Bắc Giang 461 hồ, Đắc Lắc 439 hồ, Hà Tĩnh
345 hồ, Vĩnh Phúc 209 hồ, Bình Định 161 hồ, Phú Thọ 124 hồ.
Hồ cấp nước tưới do Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn quản lý là 1.957
hồ được phân loại theo dung tích có: 79 hồ có dung tích trên 10 triệu m
3
, 66 hồ có
dung tích từ 5 đến 10 triệu m
3
, 442 hồ có dung tích từ 1 đến 5 triệu m
3
, 1.370 hồ có
dung tích từ 0,2 đến 1 triệu m
3
. Tổng dung tích các hồ chứa này là 5,8 tỷ m
3

nước
tưới cho 505.162 ha.
Nói chung đến hiện tại các hồ được xây dựng sau này và các hồ chứa lớn có dung
tích trữ trên 1 triệu m
3
ở tất cả các địa phương là cơ bản đã được nâng cấp tu sửa
đảm bảo yêu cầu cấp nước và chống lũ. Tuy nhiên hiện vẫn đang còn rất nhiều hồ
chứa trên địa bàn cả nước nói chung và tỉnh Nghệ An nói riêng còn có đặc điểm là:
Đầu mối công trình: Đất đắp đập chất lượng kém. Thời kỳ trước đây do trình độ
thi công còn lạc hậu, chưa có máy móc thiết bị, thi công chủ yếu đắp thủ công. Đất
đắp đập độ cố kết yếu dễ tan rã khi mưa lớn gây xói mòn mái đập mạnh và thẩm lậu
qua đập là rất lớn.
Mặt cắt đập còn nhỏ, chưa đảm bảo mặt cắt thiết kế. Các hồ do nhiều đơn vị địa
phương tự thiết kế không đảm bảo quy trình, quy phạm. Mặt đập thấp chưa đảm bảo
an toàn chống lũ. Năm 1978, 1986 nước ở các hồ này đều mấp mé đỉnh đập. Đặc
biệt có hồ chứa đã tràn qua đỉnh đập, nếu không ứng cứu kịp thời thì đã bị vỡ đập.
Tràn xả lũ hầu hết là tràn đất đã bị xói lở nham nhở, đặc biệt là các tràn ở sát vai
đập. Khẩu độ tràn chưa đảm bảo thoát lưu lượng lũ.


2
Cống lấy nước dưới đập hầu hết là cống bê tông lắp ghép đã bị hư hỏng, nứt gãy
nên bị thẩm lậu lớn hai bên mang cống đe dọa nghiêm trọng cho an toàn đập, hầu
hết các cống không có cầu công tác nên việc vận hành còn gặp nhiều khó khăn.
Trong những năm qua, đã có nhiều đề tài, chương trình khoa học, các dự án
nghiên cứu đầu tư nâng cấp chống thấm để
bảo vệ an toàn cho các công trình hồ
chứa ở nước ta do các cơ quan, đơn vị nghiên cứu, các tổ chức cá nhân trong nước
thực hiện. Tuy nhiên, kết quả chỉ mới dừng lại ở mức xử lý an toàn cho các hồ chứa
có dung tích lớn, kinh phí khắc phục lớn dẫn đến hạn chế về khả năng ứng dụng.

Việc nghiên cứu cơ bản nhằm làm cơ sở dữ liệu cho việc khắc phục và xử lý
thấm của các hồ chứa dung tích nhỏ dưới 1 triệu m
3
củng cố an toàn hệ thống các hồ
chứa với các yếu tố tự nhiên đặc trưng cho mỗi vùng, mỗi địa phương và đề xuất
các giải pháp công nghệ, lập được quy trình khoan phụt vữa chống thấm trước và
sau khi xử lý củng cố, nâng cấp hệ thống hồ chứa là rất cần thiết.
Để có cơ sở khoa học phục vụ công tác chống thấm cho các đập vật liệu địa
phương trên địa bàn của tỉnh Nghệ An, việc nghiên cứu cơ sở khoa học để giải
quyết các tồn tại thấm trong thân đập phục vụ tốt hơn công tác vận hành duy tu và
bảo dưỡng các hồ chứa vừa và nhỏ nhằm phát triển kinh tế, xã hội, đảm bảo an toàn
vùng hạ du công trình lâu dài là điều rất cấp thiết [1]
.
2. Mục tiêu của đề tài
Nghiên cứu cơ sở khoa học để lựa chọn giải pháp hợp lý về khoan phụt vữa xử lý
chống thấm các đập vật liệu địa phương phù hợp với điều kiện tỉnh Nghệ An.
3. Cách tiếp cận và phương pháp thực hiện
- Tổng hợp, kế thừa các kết quả nghiên cứu từ trước đến nay trong lĩnh vực
khoan ph
ụt vữa xử lý chống thấm.
- Phương pháp thống kê và phân tích số liệu thực đo.
- Phương pháp mô hình.
- Phương pháp hệ thống điều tra thực địa.
- Chuyển giao và ứng dụng các công nghệ mới trong nước và quốc tế.


3
4. Kết quả dự kiến đạt được
- Đánh giá được hiện trạng, phân tích nguyên nhân gây ra thấm của hệ thống đập
vật liệu địa phương trên địa bàn tỉnh Nghệ An.

- Tiêu chí đánh giá tính hợp lý biện pháp xử lý chống thấm các hồ chứa trên địa
bàn tỉnh Nghệ An nói chung hồ chứa nước Tây Nguyên nói riêng bằng phương
pháp phụt vữa.
- Quy trình xử lý chống thấm hợp lý cho hồ chứ
a nước Tây Nguyên.
5. Nội dung của luận văn
Phần mở đầu khẳng định tính cấp thiết của đề tài, các mục tiêu cần đạt được khi
thực hiện đề tài, các cách tiếp cận và phương pháp thực hiện để đạt được các mục
tiêu đó. Ngoài phần mở đầu, phần kết thúc phần phụ lục, danh mục tài liệu tham
khảo, nội dung chính của luận văn gồm 3 chươ
ng chính.
Chương I: Tổng quan về đập vật liệu địa phương
Chương II: Nghiên cứu một số các giải pháp công nghệ thường dùng trong xử lý
sự cố thấm đập đất.
Chương III: Sự cố đập Tây Nguyên - Sử dụng phương pháp khoan phụt vữa để
khắc phục sự cố.













4

CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ ĐẬP VẬT LIỆU ĐỊA PHƯƠNG
1.1. Tổng quan chung về đập vật liệu địa phương
Đập đất đã được xây dựng từ thời sơ khai của văn minh loài người để trữ nước
cấp cho cây trồng. Một số đập được xây dựng thời cổ xưa khá lớn như đập đất được
xây dựng ở Ceylou (Xrilanca) vào nă
m 504 trước công nguyên dài 17 km, cao 21,5
m có khối lượng đất đắp 13.000.000 m
3
. Cho đến nay đập đất vẫn là loại đập được
xây dựng phổ biến nhất chủ yếu do việc xây dựng đập sử dụng vật liệu tự nhiên
không cần phải xử lý nhiều.
Trước năm 1930 thiết kế đập đất chủ yếu dựa vào kinh nghiệm vì vậy có rất
nhiều sự cố đã xảy ra. Các sự cố làm cho con người nhận thức được là việc xây
dựng đập theo kinh nghiệm cần phải được thay thế bởi phương pháp kỹ thuật có
tính logic cả trong thiết kế và thi công đập đất.
Sau năm 1930, cùng với sự phát triển nhanh chóng của lĩnh vực cơ học đất đá
dẫn đến sự thay đổi lớn trong sự phát triển và hoàn thiện các phương pháp tính toán
thiết kế đập đất các bước thiết kế bao gồm:
- Nghiên cứu một cách kỹ
lưỡng điều kiện địa chất nền móng và vật liệu trước
khi xây dựng.
- Áp dụng các kỹ thuật tính toán trong thiết kế.
- Lập kế hoạch chi tiết và kiểm soát chặt chẽ chất lượng thi công.
- Bố trí và thiết kế hệ thống quan trắc.
Sự xuyên suốt các quá trình quy hoạch thiết kế, xây dựng, vận hành và quá trình
bảo dưỡng chỉ được coi là kết thúc khi đập làm việc đúng theo mục
đích thiết kế và
an toàn sau nhiều năm hoạt động.
Hiện nay đã có những đập đất cao tới 300 m được xây dựng và rất nhiều đập đất
được xây dựng trong vòng 60 năm qua và làm việc an toàn. Các hư hỏng phần lớn

xảy ra ở các đập nhỏ, một số do sai sót trong thiết kế, rất nhiều trường hợp hư hỏng
do thi công kém chất lượng. Việc sử dụng một khối lượ
ng lớn vật liệu tự nhiên sẵn
có tại khu vực xây dựng công trình là yếu tố kinh tế thuận lợi của đập đất. Ngoài ra
yêu cầu về địa hình, địa chất thấp hơn so với các loại đập khác. Trong tương lai đập


5
đất sẽ tiếp tục chiếm ưu thế so với các loại đập khác khi xây dựng hồ chứa nước vì
các vị trí thuận lợi để xây dựng các loại đập khác giảm dần.
Đập đất cần có các công trình phụ trợ như công trình tháo lũ, công trình lấy nước.
Nhược điểm chủ yếu của đập đất là nó sẽ bị hư hỏng, thậm chí bị phá huỷ do tác
động gây xói mòn c
ủa dòng nước khi tràn qua đỉnh đập [12].

Hình 1-1: Hồ Dầu Tiếng - Tây Ninh
Hình 1-2: Hồ Kẻ Gỗ - Hà Tĩnh
1.1.1 Nhiệm vụ, chức năng của đập vật liệu địa phương
Đập vật liệu địa phương là công trình làm nhiệm vụ ngăn nước và cùng với các
công trình có liên quan, tạo hồ chứa nước nhằm thực hiện các mục đích sau đây:
- Tích trữ nước, cung cấp cho các nhu cầu dùng nước;
- Điều tiết hoặc phân chia dòng chảy lũ, giảm ngập lụt cho vùng hạ du;
- Tạo áp lực nước
để phục vụ phát điện.
Hình 1-3: Hồ Núi Cốc - Thái Nguyên
Hình 1- 4: Hồ Tuyền Lâm - Đà Lạt



6

1.1.2 Yêu cầu cấu tạo của đập vật liệu địa phương
Trong giai đoạn đầu của việc lập quy hoạch và thiết kế lựa chọn vị trí và loại đập
cần được cân nhắc kỹ lưỡng. Chỉ trong một số trường hợp đặc biệt tại một vị trí
công trình nhất định nào đó chỉ có một loại đập phù hợp, nhìn chung trong giai đo
ạn
quy hoạch và thiết kế ban đầu cần cân nhắc các loại đập khác nhau cho đến khi xác
định được loại đập nào là thích hợp nhất về kinh tế, kỹ thuật.
Trong thiết kế, khi lựa chọn loại đập cùng những kết cấu của nó cần dựa trên cơ
sở những tài liệu về địa hình, địa chất công trình, địa chất thủy văn, khí tượng, trị số
cột nướ
c trước đập, vật liệu xây dựng hiện có, các tài liệu về động đất, vấn đề tổ
chức thi công, điều kiện tháo nước thi công, thời hạn xây dựng v.v mà phân tích
so sánh về mặt kinh tế kỹ thuật các phương án có thể để lựa chọn phương án tốt
nhất.
Khi so sánh các phương án phải xuất phát từ cùng một yêu cầu về kỹ thuật và
phải xét đến giá thành toàn bộ hệ thố
ng công trình thay đổi do việc thay đổi phương
án kết cấu đập đất.
Tận dụng những vật liệu đào hố móng hoặc những vật liệu dễ khai thác cũng
coi là một yếu tố quan trọng phải xét khi chọn loại đập. Việc sử dụng những vật liệu
quý như bê tông, thép, gỗ, nhựa đường, chất dẻo để làm vật liệu chống thấm chỉ
trong trườ
ng hợp vùng xây dựng hoàn toàn không có các loại vật liệu dẻo như sét, á
sét, than bùn v.v
Việc lựa chọn loại đập cần có sự phối hợp của các chuyên gia thuộc nhiều lĩnh
vực quy hoạch, thuỷ văn, địa cơ học, thuỷ lực, kết cấu và địa chất để đảm bảo việc
thiết kế hợp lý về kinh tế và kỹ thuật phù hợp với các điều kiện địa hình, địa chất
nền móng, vật liệu, thuỷ văn, động đất…
Thông thường việc lựa chọn loại đập dựa vào so sánh giá thành xây dựng của các
loại đập được nghiên cứu. Một số yếu tố chính ảnh hưởng đến việc lựa chọn loại

đập được đề cập dưới đây.


7
Hình 1-5: Hồ Định Bình - Bình Định
Hình 1-6: Hồ Yên Lập - Quảng Ninh
1.1.2.1. Điều kiện địa hình
Điều kiện địa hình bao gồm hình dạng bề mặt vị trí xây dựng công trình và khu
vực hồ chứa, khả năng tiếp cận vị trí xây dựng đập cũng như bãi vật liệu. Yếu tố địa
hình thường ảnh hưởng đầu tiên đến việc lựa chọn loại đập. Một dòng suối chảy
giữa hai vách núi đá cao thường gợi ý s
ự lựa chọn đập đá đổ hoặc đập bê tông.
Ngược lại hai bên bờ suối thoải, thấp thường dẫn đến sự lựa chọn đập đất. Điều kiện
trung gian giữa 2 cực trên dẫn đến sự lựa chọn của các loại đập khác.
Địa hình cũng đồng thời có ảnh hưởng quan trọng đến việc lựa chọn các công
trình kèm theo. Ví dụ nếu có một vài v
ị trí yên ngựa, công trình tháo lũ có thể bố trí
tại vị trí yên ngựa đó.
Việc lựa chọn hình thức công trình tháo lũ có thể ảnh hưởng tới loại đập. Khi
thung lũng hẹp, dốc việc xây dựng đập bê tông với phần tràn nước sẽ kinh tế hơn
đập đá đổ với công trình tháo lũ.
1.1.2.2. Điều kiện địa chất
Địa chất nền tại vị trí xây dựng công trình c
ần được nghiên cứu kỹ lưỡng. Điều
kiện địa chất thường quyết định loại đập phù hợp nhất cho vị trí đó, cường độ, độ
dày, góc nghiêng của các lớp nền, hệ số thấm, mức độ rạn nứt, các vết nứt kiến tạo
đều là các yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến việc lựa chọn loại đập. Trong thực tế

thường gặp một số loại nền như sau:



8
a. Nền đá
Nền đá rắn chắc có cường độ cao, ít xói mòn, ít thấm cho phép xây dựng các loại
đập khác nhau. Khi đó yếu tố quyết định là loại vật liệu sẵn có và tổng giá thành
xây dựng. Các khối đá nứt nẻ thường được bóc bỏ và biện pháp khoan phụ được
tiến hành để gắn kết các vết rạn nứt. Các loại đá yếu hơn như cát kết, sét kế
t, đá
bazan bị phong hoá … có thể gây ra các vấn đề lớn trong thiết kế xây dựng đập và
có ảnh hưởng lớn đến quyết định lựa chọn loại đập.
b. Nền cuội sỏi
Nền cuội sỏi, nếu được đầm nện tốt, phù hợp cho đập đất và đập đá đổ. Trong
nền cuội sỏi hiện tượng thấm mạch xảy ra vấn đề ch
ống thấm cần phải được đặc
biệt quan tâm.
c. Nền đất, cát mịn
Nền đất và cát mịn có thể sử dụng để xây dựng các đập bê tông thấp và đập đất.
Loại nền này nhìn chung không phù hợp đối với đập đá đổ. Những vấn đề cần quan
tâm trong thiết kế bao gồm lún không đều, khả năng đất lún sụt khi bị bão hoà nước,
áp lực đẩy ngược, hi
ện tượng xói ngầm, tổn thất thấm và bảo vệ nền hạ lưu đập khỏi
bị xói ngầm.
d. Nền sét
Nền sét có thể dùng khi xây dựng đập đất nhưng yêu cầu đập có mái dốc khá
thoải bởi cường độ cố kết của nền tương đối thấp. Hiện tượng cố kết của nền đất sét
xảy ra khá lớn trong một thời gian tươ
ng đối dài. Do yêu cầu đập có mái dốc khá
thoải và nền bị lún nhiều trong quá trình cố kết nhìn chung việc xây dựng đập đá đổ
trên nền đất sét không kinh tế. Loại nền này cũng không phù hợp với loại đập bê
tông. Cần tiến hành kiểm tra vật liệu nền trong trạng thái tự nhiên để xác định các

đặc tính cố kết và khả năng chịu tải của nền.
e. Nền không đồng nhất
Đ
ôi khi xảy ra một số trường hợp mà các nền đồng nhất được đề cập ở trên
không tồn tại, thay vào đó là nền không đồng nhất gồm các lớp đá và đất yếu. Trong
những trường hợp đó cần có các biện pháp xử lý thích hợp.


9
1.1.2.3. Vật liệu
Vật liệu dùng cho các loại đập khác nhau có thể sẵn có ở khu vực xây dựng công
trình hay gần đó là:
- Đất đắp đập.
- Đá đắp đập, bảo vệ mái.
- Vật liệu cấp phối bê tông (cát, cuội sỏi, đá nghiền.)
Việc giảm cự li vận chuyển vật liệu xây dựng đặc biệt là những vật liệu sử dụng
vớ
i khối lượng lớn làm giảm đáng kể giá thành xây dựng công trình. Loại đập kinh
tế nhất thường là loại đập mà vật liệu chủ yếu để xây dựng có thể lấy trong cự ly
thích hợp quanh khu vực tuyến đập.
Sự sẵn có của cát, sỏi phù hợp cho vật liệu bê tông là một yếu tố thuận lợi cho
việc lựa chọn đập bê tông. Trong khi đó nếu sẵn có vật liệu đá sẽ dẫn đến sự lựa
chọn đập đá đổ.
Tất cả các loại vật liệu sẵn có ở khu vực xây dựng công trình có thể làm giảm giá
thành mà không làm giảm hiệu quả và chất lượng xây dựng công trình cần được sử dụng.
Khi tiến hành khảo sát bãi vật liệu cần khảo sát với trữ lượng từ 2-3 lần khối
lượng vật liệu đắp đập yêu c
ầu.
1.1.2.4. Công trình tháo lũ
Công trình tháo lũ là bộ phận quan trọng đi đôi với đập. Kích thước, loại công

trình tháo lũ, những điều kiện tự nhiên nhạn chế việc lựa chọn vị trí công trình tháo
lũ thường có ảnh hưởng đến việc lựa chọn loại đập.
Trong trường hợp đòi hỏi có công trình tháo lũ lớn, tỷ lệ kinh phí xây dựng công
trình tháo lũ chiếm một tỷ lệ
lớn trong tổng kinh phí xây dựng công trình khi đó
thường có xu hướng kết hợp công trình thác lũ là một phần của đập dẫn đến sự lựa
chọn đập bê tông trọng lực kết hợp phần ngăn nước và phần tràn nước.
Trong một số trường hợp khi công trình tháo lũ có thể bố trí riêng biệt, đá đào từ
công trình tháo lũ có thể dùng để đắp đất khi đó đập đất thường chi
ếm ưu thế. Đối
với những trường hợp chỉ cần xây dựng công trình tháo lũ loại nhỏ, đập đá đổ hoặc
đập đất thường được lựa chọn.


10
Trong thực tế việc xây dựng đập hỗn hợp bao gồm phần đập tràn bê tông trọng
lực nằm trong đập đất hoặc đập đá đổ thường rất hạn chế. Những vấn đề phức tạp sẽ
nảy sinh đối với loại hình đập nói trên bao gồm lún không đều của công trình gây ra
bởi quá trình cố kết của đập và nền; Sự liên kết giữa phần bê tông và ph
ần đất đắp;
Yêu cầu đập phải hoàn thành trước khi công trình tháo lũ được đưa vào hoạt động;
Khả năng rò rỉ và xói ngầm tại vị trí tiếp xúc…
1.1.3. Đặc điểm của đập vật liệu địa phương ở Việt Nam
1.1.3.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến việc xây dựng
- Địa hình
Việt Nam đa dạng, bao gồm đồi núi, đồng bằng, bờ biển và thề
m lục địa, phản
ánh lịch sử phát triển địa chất, địa hình lâu dài trong môi trường gió mùa, nóng ẩm,
phong hóa mạnh mẽ. Địa hình thấp dần theo hướng Tây Bắc - Đông Nam, được thể
hiện rõ qua hướng chảy của các dòng sông lớn.

Đồi núi chiếm tới 3/4 diện tích lãnh thổ nhưng chủ yếu là đồi núi thấp. Địa hình
thấp dưới 1.000 m chiếm tới 85% lãnh thổ. Núi cao trên 2.000m chỉ chiếm 1%. Đồi
núi Việt Nam tạo thành mộ
t cánh cung lớn hướng ra Biển Đông, chạy dài 1.400 km,
từ Tây Bắc tới Đông Nam Bộ. Những dãy núi đồ sộ nhất đều nằm ở phía Tây và
Tây Bắc với đỉnh Phan-xi-phăng cao nhất bán đảo Đông Dương (3.143m). Càng ra
phía Đông, các dãy núi thấp dần và thường kết thúc bằng một dải đất thấp ven biển.
Từ đèo Hải Vân vào Nam, địa hình đơn giản hơn. Ở đây không có những dãy núi đá
vôi dài mà có nhữ
ng khối đá hoa cương rộng lớn, thỉnh thoảng nhô lên thành đỉnh
cao; còn lại là những cao nguyên liên tiếp hợp thành Tây Nguyên, rìa phía đông
được nâng lên thành dãy Trường Sơn.
Đồng bằng chỉ chiếm ¼ diện tích trên đất liền và bị đồi núi ngăn cách thành
nhiều khu vực. Ở hai đầu đất nước có hai đồng bằng rộng lớn, phì nhiêu là đồng
bằng Bắc Bộ (lưu vực sông Hồng rộng 16.700 km2) và đồng bằng Nam Bộ (lưu vự
c
sông Mê Công rộng 40.000 km2). Nằm giữa hai châu thổ lớn đó là một chuỗi đồng
bằng nhỏ hẹp, phân bố dọc theo duyên hải miền Trung, từ đồng bằng thuộc lưu vực
sông Mã (Thanh Hóa) đến Phan Thiết với tổng diện tích 15.000 km2.


11
Có thể chia lãnh thổ Việt Nam thành ba miền như sau: Miền Bắc và Đông Bắc
Bộ, Miền Tây Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ, Miền Nam Trung Bộ và Nam Bộ.
Địa hình Việt Nam có nhiều lợi thế để xây dựng các hồ chứa nước nhất là loại
vừa và nhỏ. Nét nổi bật của địa hình là tính phân bậc, các bậc cao nằm về phía Tây
– Tây Bắc – Tây Nam, các bậc thấp nhất về phía Đông và có đường b
ờ biển bao bọc
tương đối dài vì vậy vị trí xây dựng hồ chứa rất đa dạng, do vùng núi và vùng trung
du rất dốc, có thể gặp những thung lũng lớn để tạo thành các hồ chứa lớn, đồng thời

cũng thường gặp các địa hình hẹp, cân đối, các eo ngựa để ngăn sông tạo các hồ
chứa nước nhỏ và vừa.
- Địa chất
Địa chất Việt Nam được chia làm 8 mi
ền là: Đông Bắc Bộ, Bắc Bắc Bộ, Tây Bắc
Bộ, Bắc Trung Bộ, Kon Tum, Nam Trung Bộ và Nam Bộ, Cực Tây Bắc Bộ, và
Hoàng Sa –Trường Sa trên cơ sở chung nhất về lịch sử địa chất khu vực. Các miền
gần nhau có sự phát triển địa chất tương tự trong một khoảng thời gian nào đó.
Địa chất khá phức tạp theo từng vùng và từng vị trí xây dựng công trình. Các lớp
đất nền là b
ồi tích cũng có màu sắc của lũ tích và pha tích. Mặt khác do vỏ phong
hoá phần lớn được hình thành trong điều kiện khô nóng, độ ẩm cao nên thường là
không đồng nhất, thấm mạnh. Nền đá phong hoá có số thấm lớn, cần phải chống
thấm bằng các vật liệu có hệ số thấm nhỏ.
- Sông ngòi
Nước ta có hệ thống sông kênh rất lớn bao gồm 2.300 con sông, kênh lớn nhỏ,
với chiều dài tổng số khoảng 198.000 Km. Trong đó có thể đưa vào khai thác sử
dụng khoảng 41.000 Km tập trung chủ yếu ở hai vùng Đồng bằng : Bắc Bộ và Nam
Bộ. Mạng lưới sông và kênh đào chạy qua hầu hết các thành phố, thị xã, các trung
tâm kinh tế lớn tạo thành các trục giao thông hết sức thuận tiện với tiềm năng vận
tải thuỷ rất phong phú.
Địa hình Việt Nam với mạng sông suối dày đặc tạo nên sự phân cắt mạnh mẽ
1km sông suối/1km2 và bị cắt sâu dữ dội.


12
Tổng lượng dòng chảy sông ngòi trung bình hàng năm của nước ta bằng khoảng
847 km3, trong đó tổng lượng ngoài vùng chảy vào là 507 km3 chiếm 60% và dòng
chảy nội địa là 340 km3, chiếm 40%.
Nếu xét chung cho cả nước, thì tài nguyên nước mặt của nước ta tương đối phong

phú, chiếm khoảng 2% tổng lượng dòng chảy của các sông trên thế giới, trong khi
đó diện tích đất liền nước ta chỉ chiếm khoảng 1,35% của thế giới. Tuy nhiên, một
đặ
c điểm quan trọng của tài nguyên nước mặt là những biến đổi mạnh mẽ theo thời
gian (dao động giữa các năm và phân phối không đều trong năm) và còn phân bố rất
không đều giữa các hệ thống sông và các vùng.
Tổng lượng dòng chảy năm của sông Mê Kông bằng khoảng 500 km3, chiếm tới
59% tổng lượng dòng chảy năm của các sông trong cả nước, sau đó đến hệ thống
sông Hồng 126,5 km3 (14,9%), hệ thống sông Đồ
ng Nai 36,3 km3 (4,3%), sông
Mã, Cả, Thu Bồn có tổng lượng dòng chảy xấp xỉ nhau, khoảng trên dưới 20 km3
(2,3 - 2,6%), các hệ thống sông Kỳ Cùng, Thái Bình và sông Ba cũng xấp xỉ nhau,
khoảng 9 km3 (1%), các sông còn lại là 94,5 km3 (11,1%).
Do đặc điểm địa hình mà sông ngòi nước ta tương đối đa dạng và phong phú,
lòng sông có dạng phân biệt rõ rệt, nhiều ghềnh thác và tất cả các sông đều đổ ra
biển Đông, tạo nhiều bậc thang và dốc thuận lợi cho xây dựng hồ chứa.
- Khí hậ
u
Việt Nam nằm trong vành đai nội chí tuyến, quanh năm có nhiệt độ cao và độ
ẩm lớn. Phía Bắc chịu ảnh hưởng của lục địa Trung Hoa nên ít nhiều mang tính khí
hậu lục địa. Biển Đông ảnh hưởng sâu sắc đến tính chất nhiệt đới gió mùa ẩm của
đất liền. Khí hậu nhiệt đới gió mùa ẩm không thuần nhất trên toàn lãnh thổ Việt
Nam, hình thành nên các miền và vùng khí hậu khác nhau rõ rệt. Khí hậu Việt Nam
thay
đổi theo mùa và theo vùng từ thấp lên cao, từ Bắc vào Nam và từ Đông sang
Tây. Do chịu sự tác động mạnh của gió mùa Đông Bắc nên nhiệt độ trung bình ở
Việt Nam thấp hơn nhiệt độ trung bình nhiều nước khác cùng vĩ độ ở Châu Á.
Việt Nam có thể được chia ra làm hai đới khí hậu lớn: Miền Bắc (từ đèo Hải Vân
trở ra) là khí hậu nhiệt đới gió mùa, với 4 mùa rõ rệt (Xuân-Hạ-Thu-Đông), chịu



13
ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc và gió mùa Đông Nam. Miền Nam (từ đèo Hải
Vân trở vào) do ít chịu ảnh hưởng của gió mùa nên khí hậu nhiệt đới khá điều hòa,
nóng quanh năm và chia thành hai mùa rõ rệt (mùa khô và mùa mưa).
Bên cạnh đó do cấu tạo của địa hình, Việt Nam còn có những vùng tiểu khí hậu.
Có nơi có khí hậu ôn đới như tại Sa Pa, tỉnh Lào Cai; Đà Lạt, tỉnh Lâm Đồng; có
nơi thuộc khí hậu lụ
c địa như Lai Châu, Sơn La. Đây là những địa điểm lý tưởng
cho du lịch, nghỉ mát.
Nhiệt độ trung bình tại Việt Nam dao động từ 21
0
C đến 27
0
C và tăng dần từ Bắc
vào Nam. Mùa hè, nhiệt độ trung bình trên cả nước là 25
0
C (Hà Nội 23
0
C, Huế
25
0
C, thành phố Hồ Chí Minh 26
0
C). Mùa Đông ở miền Bắc, nhiệt độ xuống thấp
nhất vào các tháng Mười Hai và tháng Giêng. Ở vùng núi phía Bắc, như Sa Pa, Tam
Đảo, Hoàng Liên Sơn, nhiệt độ xuống tới 0
0
C, có tuyết rơi.
Việt Nam có lượng bức xạ mặt trời rất lớn với số giờ nắng từ 1.400 - 3.000

giờ/năm. Lượng mưa trung bình hàng năm từ 1.500 đến 2.000 mm. Độ ẩm không
khí trên dưới 80%. Do ảnh hưởng gió mùa và sự phức tạp về địa hình nên Việt Nam
thường gặp bất lợi về thời tiết như bão, lũ lụt, hạn hán (trung bình một năm có 6 -10
cơn bão và áp thấ
p nhiệt đới, lũ lụt, hạn hán đe dọa).
Khí hậu Việt Nam nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa xích đạo, có gió mùa khô
kéo dài, nóng lắm mưa nhiều, đồng thời mang khí hậu vùng duyên hải và chia làm
hai mùa rõ rệt là mùa mưa và mùa khô. Trong năm, lượng nước tập trung vào mùa
mưa, khí hậu không ổn định gây lũ lụt, mùa khô thì thiếu nước gây hạn hán kéo dài.
Nên cần xây dựng hồ chứa để điều tiết nước.
1.1.3.2. Các đặc điểm c
ủa đập vật liệu địa phương
Từ các yếu tố ảnh hưởng tới việc xây dựng nêu trên, đập vật liệu địa phương có
các đặc điểm như sau:
Đập đất (hay đập đất đá) là một loại xây dựng bằng các loại đất hiện có ở vùng
xây dựng như: sét, á sét, á cát, cát, sỏi, cuội Đập đất có cấu tạo đơn giản, vững
chắc, có kh
ả năng cơ giới hóa cao khi thi công và trong đa số trường hợp có giá
thành hạ nên là loại đập được ứng dụng rộng rãi nhất trong hầu hết các nước.


14
Đập đất đá là loại đập không tràn có nhiệm vụ dâng nước và giữ nước trong các
hồ chứa hoặc cùng với các loại đập và công trình khác tham gia nhiệm vụ dâng
nước trong các hệ thống thủy lợi hay xây dựng nhằm mục đích chỉnh trị dòng sông.
Từ mấy nghìn năm trước công nguyên, đập đất đá đã được xây dựng nhiều ở Ai
Cập, Ấn Độ, Trung Quốc và các nước Trung Á củ
a Liên Xô cũ với mục đích dâng
và giữ nước để tưới hoặc phòng lũ. Về sau, đập đất ngày càng đóng vai trò quan
trọng trong các hệ thống thủy lợi nhằm lợi dụng tổng hợp tài nguyên dòng nước.

Ngày nay, nhờ sự phát triển của nhiều ngành khoa học như cơ học đất, lý luận
thấm, địa chất thủy văn và địa chất công trình v.v cũng như việc ứng dụng rộng
rãi cơ giới hóa và thủy cơ hóa trong thi công cho nên đập đất càng có xu hướng phát
triển mạnh mẽ. Cho đến nay, các nước đã xây dựng hàng nghìn đập đất (riêng Nhật
đã có 1281 đập đất cao hơn 15 m) trong đó có trên 70 đập cao hơn 75 m. Những đập
đất cao hơn 100 m giới thiệu trong bảng 1.1 [12].
Bảng 1.1: Thống kê một số đập đất, đập đá cao hơn 100m
Số
TT
Tên đập Tên nước
Chiều cao
(m)
Chiều dài
(m)
Khối lượng
1000 (m
3
)
Năm kết
thúc XD
1 Nurek ( Nurek ) Liên Xô 300 1850 95.000 1982
2 Orovin (Oroville) Mỹ 224 1520 61.000
3 Xitviptơ (Swift) Mỹ 156 640 12.200 1959
4 Anđecxôn Rănsơ
(AndersonRanch
Mỹ 139 412 7.400 1950
5 Navajô (Navajo) Mỹ 124 1160 19.000 1960
6 Xerơ Pôngxông Pháp 122 600 14.500 -
7 Hiks (Hicks) Mỹ 122
8 Matmac

(Mattmarh)
Thụy sĩ 115 780 10.000 -
9 Benmô Tân Tây Lan 110 1070 12.200 -
10 Đôratlam Pakitxtăng 110 4000 30.000 -
11 Hin coric Mỹ 105 595 8.415 1962
12 Lucky-Peak MỸ 104 519 4.816 1956
13 Caxita (Vasitas) MỸ 101 640 1.997


15
Các công trình thuỷ công nói chung và đập đất đá nói riêng là loại công trình
thường xuyên chịu áp lực nước và được sử dụng rất phổ biến ở tất cả các nước trên
thế giới khi xây dựng các dự án thuỷ lợi, thuỷ điện, giao thông thuỷ v.v Các đập
đất đã xuất hiện khá sớm, từ hàng nghìn năm trước công nguyên (như ở Trung Quốc
thời cổ đại đã có đê đập ven sông Hoàng Hà,
ở Ấn Độ đã thời cổ cũng đã có đê đập
ngăn nước lũ của sông Hằng, ở Việt Nam từ thời Lý đã có đê ven sông Hồng
v.v ).
Với nhịp độ phát triển kinh tế của đất nước, cũng như tốc độ phát triển của ngành
năng lượng như hiện nay, chắc chắn rằng trong tương lai các đập đất đá ở các đầu
mối thủy điện sẽ còn được xây dựng nhiều hơn nữa ở nước ta.
Đặc điểm chính của các đập đất đá là thường xuyên chịu áp lực nước tĩnh và
động. Qua phân tích sự làm việc và tổng kết các công trình đã được xây dựng, khai
thác vận hành người ta nhận thấy rằng các công trình thuỷ công như các đập đất đá
là loaị công trình có nhiều vấn đề kỹ thuật hơ
n cả. Sự có mặt thường xuyên của
dòng thấm trong thân và nền của các công trình thuỷ công đã dẫn dến sự tăng kích
thước mặt cắt ngang của chúng cũng như đòi hỏi quá trình thi công nghiêm ngặt,
cho nên giá thành công trình cao hơn rất nhiều giá thành các công trình không chịu
tác dụng của dòng nước (ví như so với các công trình kiến trúc trên mặt đất ).

Để hạn chế tới mức tối thiểu nhất tác hại các loại ngoại lực bên ngoài tác độ
ng
lên các đập đất đá mà vẫn đảm bảo tính kinh tế kỹ thuật, nhất thiết phải hiểu được
bản chất của của các loại nội lực phát sinh trong thân và nền công trình .
Ngày nay, cùng với sự phát triển như vũ bão của các loại máy tính, đặc biệt là sự
phát triển cực kỳ nhanh chóng của các phần mềm ứng dụng, đã cho phép chúng ta
giải quyết được rất nhiều vấn đề
khoa học và công nghệ phức tạp đặt ra đối với các
công trình thuỷ công như các đập đất đá.
Nói chung, với nền khoa học và công nghệ còn non trẻ của nước ta, cũng như
kinh nghiệm trong thiết kế xây dựng và khai thác các công trình thuỷ công còn chưa
nhiều, nên vấn đề nghiên cứu ứng dụng các công nghệ tiên tiến trong thiết kế các
công trình thuỷ công ở Việt nam là cần thiết và cấp bách. Đối với ngành năng lượng


16
cũng như Tổng công ty điện lực nói riêng, nơi đang vận hành hàng loạt các công
trình thuỷ công - thủy điện (như Sơn La, Cửa Đạt, Bản Vẽ, Na Hang, Hòa Bình
v.v ) thì việc nghiên cứu thành lập ngân hàng dữ liệu an toàn đập vật liêu địa
phương rõ ràng là hết sức cần thiết và cấp bách. Bởi vì kết quả nghiên cứu, tổng kết
theo vấn đề này, khi ứng dụng vào thiết kế không chỉ
làm cho công trình an toàn và
hợp lý về mặt kỹ thuật, mà còn giảm giá thành công trình; đồng thời cũng giúp nâng
cao dần trình độ thiết kế của các kỹ sư, góp phần nhỏ vào việc đưa cơ quan tư vấn
hòa nhập vào trình độ chung của khu vực.
Hình 1- 7: Hồ Thác Bà - Yên Bái
Hình 1- 8: Hồ Vực Mấu - Nghệ An
Tuy nhiên, như mọi người đã biết, thiết kế công trình thủy điện nói chung và các
đập đất đá nói riêng là mặt công việc hết sức phức tạp, yêu cầu mặt khối lượng nhân
lực khá lớn tham gia (thường là một Viện Thiết kế một Công ty) và kéo dài trong

một thời gian nhất định. Sau khi đã có đầy đủ tài liệu cơ bản (địa hình, địa chất,
thủy văn.v.v ) nói chung công việc thiết kế
được tiến hành qua các bước như khảo
sát thực địa, tính toán thủy văn, thủy năng kinh tế năng lượng để lựa chọn phương
án tuyến công trình, tính toán kết cấu để lực chọn kết cấu công trình (theo vật liệu
và kích thước) tính toán kinh tế lập tiến độ thi công, lập bản kỹ thuật và bản vẽ thi
công v.v
1.2. Các kết quả nghiên cứu về đập vật liệu địa phươ
ng
Tính đến nay, ở nước ta có 5.579 hồ chứa thuộc địa bàn của 45/64 tỉnh thành,
trong đó, có gần 100 hồ chứa nước lớn có dung tích trên 10 triệu m3, hơn 567 hồ có


17
dung tích từ 1÷10 triệu m3, còn lại là các hồ nhỏ. Tổng dung tích trữ nước của các
hồ là 35,8 tỷ m3, trong đó có 26 hồ chứa thủy điện lớn có dung tích là 27 tỷ m3
nước còn lại là các hồ có nhiệm vụ tưới là chính với tổng dung tích là 8,8 tỷ m3
nước đảm bảo tưới cho 80 vạn ha. (Nguồn: từ “Chương trình đảm bảo an toàn hồ
chứa nước của Bộ NN&PTNT”) [1]
Các công trình hồ đập được
đầu tư với các nguồn vốn khác nhau: ngân sách nhà
nước, các doanh nghiệp tư nhân, các nông trường, hợp tác xã, trong đó, nguồn vốn
từ ngân sách nhà nước là chủ yếu. Việc xây dựng nhiều hồ chứa đã góp phần rất lớn
vào phát triển sản xuất nông nghiệp, phát điện, chống lũ, cấp nước sinh hoạt và bảo
vệ môi trường. Tuy nhiên hồ chứa cũng gây ra các tác động tiêu cực đến môi
trường, xã hộ
i. Những tồn tại trong thiết kế, thi công và quản lý hồ chứa cũng như
những biến đổi bất thường về khí hậu làm cho các tác động xấu này trầm trọng
thêm, đặc biệt có thể dẫn đến nguy cơ làm mất an toàn, làm vỡ đập và gây ra thảm
họa cho khu vực hạ du. Mối nguy tiềm ẩn này luôn hiện hữu ở các đập. Những tồn

tại này phần lớn nằm ở các h
ồ loại vừa và nhỏ, vì loại công trình này có tiêu chuẩn
thiết kế (về lũ cũng như an toàn công trình) thấp hơn, đặc biệt đối với các hồ đập
được xây dựng trong những năm 70, 80 của thế kỷ trước mà hầu hết đập dâng của
các hồ chứa này được xây dựng bằng vật liệu địa phương (đập đất, đá).
Về mặt đầu tư, do thiếu kinh phí xây dựng nên các hạng mục công trình không
được đầu tư xây dựng đầy đủ và có độ kiên cố cần thiết. Một số hồ chứa tràn xả lũ
không đủ năng lực xả, không được xây dựng một cách chắc chắn. Một số đập mái
thượng lưu không được gia cố. Nhiều hồ chứa không có đường quản lý, gây khó
khăn cho công tác quản lý và ứng cứu khi hồ có sự cố. Trường hợp này xẩy ra phổ
biến ở các hồ loại vừa và nhỏ.
Về mặt khảo sát thiết kế, việc hạn chế các tài liệu về khí tượng thủy văn, địa hình
địa chất cũng như các phương pháp tính toán dẫn đến việc các hồ sơ thiết kế không
sát với thực tế, chưa đảm bảo mức độ an toàn đặc biệt là những hồ nhỏ. Tiêu chuẩn
lũ
áp dụng cho thiết kế hồ chứa được lựa chọn chủ yếu căn cứ vào quy mô đặc điểm
của công trình mà chưa xem xét đến đặc điểm khu vực hạ du đập.