Đồ án: Đánh giá điều kiện địa chất công trình tuyến đập I và II, công trình thủy điện Chu Linh, Sa Pa, Lào Cai. So sánh chọn phương án tuyến hợp lý. Thiết kế khảo sát địa chất công trình phục vụ cho thiết kế kỹ thuật tuyến chọn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT

BỘ MÔN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH



ĐỒ ÁN MÔN HỌC

KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH

Đề tài: “ Đánh giá điều kiện địa chất công trình tuyến đập I và II,

công trình thủy điện Chu Linh, Sa Pa, Lào Cai. So sánh chọn phương án

tuyến hợp lý. Thiết kế khảo sát địa chất công trình phục vụ cho thiết kế

kỹ thuật tuyến chọn”.

Ths: Nguyễn Văn Hùng

Lê Đình Thuật

Mssv: 1321020738

Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:

Lớp: ĐCCT-58A

HÀ NỘI, THÁNG 11 NĂM 2017

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

MỞ ĐẦU

Đất nước ta đang trên đà phát triển theo hướng công nghiệp hóa, hiện đại hóa.

Cùng với đó là nhu cầu sử dụng năng lượng ngày càng cao ở mọi mặt đời sống,

trong đó có điện năng, một dạng năng lượng không thể thiếu trong đời sống sản

xuất và sinh hoạt.

Với mạng lưới sông ngòi dày đặc, lượng mưa trung bình hằng năm cao, đặc

biệt phần lớn các hệ thống sông ngòi đều bắt nguồn hoặc chảy qua địa hình đồi núi

cao, đó chình là điều kiện tự nhiên thuận lợi để phát triển mạnh về thủy điện, là

dạng năng lượng tái tạo, thân thiện với môi trường. Hồ chứa thủy điện kết hợp điều

tiết chống lũ và cấp nước cho nhu cầu phát triển kinh tế ở vùng hạ du, cải thiện

điều kiện giao thông thủy trên sông.

Việc xây dựng thủy điện mang lại hiệu quả to lớn song cũng làm thay đổi

nhiều về môi trường tự nhiên, đôi khi gây những tai biến như xói lở, phá hủy và

bồi tụ vùng cửa sông, thay đổi chế độ dòng chảy làm nhiễm mặn vùng nước sông

cửa biển và có thể làm tăng hoạt động địa chấn khu vực… Hơn nữa khi xây dựng

công trình thủy điện có tính sai sót trong thiết kế kỹ thuật cũng như thiếu tính

chuyên môn trong khảo sát ĐCCT sẽ để lại nhiều hậu quả to lớn về kinh tế, môi

trường, con người…

Trên thực tế trên thế giới đã có nhiều thảm họa để lại hậu quả nặng nề liên

quan đến các hồ chứa của các công trình thủy điện như: Vỡ đập Machchu - 2 tại

Morbi, Ấn Độ làm chết 25000 người; vỡ đập thủy điện Bản Kiều được xây dựng

trên sông trên Ru tỉnh Hà Nam, Trung Quốc làm cho 175.000 người thiệt mạng và

hơn 11 triệu người khác mất nhà cửa. Hay điển hình như tại Ý vào tháng 10/1963,

một trong những con đập cao nhất thế giới mang tên Vajont nằm ở vùng thung

lũng sông Vajont đã bất ngờ sụp đổ, nguyên nhân được nhận định do một ngon núi

trong lòng hồ bị ngâm nước dẫn đến đất đá bị mềm yếu cùng với một trận động đất kích thích đã làm cho ngọn núi đổ xuống và hậu quả là 260 triệu m3 nước đã bao

Trang 2

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

trùm toàn bộ khu vực, nước từ hồ chứa khi đổ xuống các ngôi làng cạnh đó còn tạo

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT nên các cơn sóng cao tới 250m khiến khoảng 2.000 người thiệt mạng. Hiện nay

đập Vajont đã bị bỏ hoang không còn sử dụng nữa… Ở Việt Nam với công trình

thủy điện Sông Tranh 2, thuộc địa bàn huyện Bắc Trà My, tỉnh Quảng Nam sau khi

đi vào hoạt động năm 2012, các nhà khoa học cho biết lượng nước thấm

qua đập thủy điện Sông Tranh 2 đã gấp 5 lần mức cho phép, bên cạnh việc nước

thấm qua đập, hàng loạt các đợt địa chấn xảy ra trong khu vực có thủy điện được

cho là động đất kích thích.

Do tính chất và quy mô của các công trình thủy điện và cũng như các hạng

mục công trình khác, để đảm bảo cho sự hoạt động của công trình ổn định và lâu

dài đòi hỏi người thiết phải có sự luận chứng về mọi khía cạnh và đặc biệt về mặt

ĐCCT một cách sâu rộng và chi tiết. Đó chính là nhiệm vụ của các kỹ sư Địa chất

công trình – Địa kỹ thuật. Để làm được điều đó đòi hỏi người thiết kế phải am hiểu

sâu rộng các kiến thức về: Thành phần, tính chất và các đặc trưng cơ lý của đất đá;

Các quá trình và hiện tượng địa chất ảnh hưởng đến việc thi công, xây dựng và sử

dụng công trình; Nghiên cứu các giải pháp thiết kế, thi công, xử lý nền móng công

trình…

Đó chính là những nội dung nằm trong chương trình giảng dạy của trường

Đại học Mỏ - Địa Chất đối với sinh viên ngành Địa chất công trình – Địa kỹ thuật.

Trên cơ sở đó sau khi học xong môn học “Các phương pháp nghiên cứu và khảo

sát địa chất công trình”, Bộ môn Địa chất công trình đã giao cho mỗi sinh viên làm

Đồ án môn học Khảo sát địa chất công trình với những đề tài khác nhau với mục

đích giúp cho mỗi sinh viên củng cố và mở rộng kiến thức đã được học để vận

dụng vào thực tế, biết được một phần công việc của các kỹ sư Địa chất công trình

khi ra trường trong việc đánh giá điều kiện địa chất công trình, dự báo các vấn đề

về địa chất công trình hay thiết kế phương án khảo sát địa chất công trình. Đây

cũng là một bước thực hành để giúp cho sinh viên biết được một phần khối lượng

Trang 3

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

của kỳ làm đồ án tốt nghiệp sắp tới.

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

Theo sự phân công của bộ môn em được giao làm đồ án với đề tài:

“ Đánh giá điều kiện địa chất công trình tuyến đập I và II, công trình

thủy điện Chu Linh, Sa Pa, Lào Cai. So sánh chọn phương án tuyến hợp lý.

Thiết kế khảo sát địa chất công trình phục vụ cho thiết kế kỹ thuật tuyến

chọn”.

Được sự hướng dẫn tận tình của Thầy giáo ThS: Nguyễn Văn Hùng em

xin được trình bày bài Đồ án của mình với những nội dung chính sau:

 MỞ ĐẦU;

 CHƯƠNG 1: ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH

TUYẾN ĐẬP I VÀ II CÔNG TRÌNH THỦY ĐIỆN CHU LINH, SA

PA, LÀO CAI;

 CHƯƠNG 2: DỰ BÁO CÁC VẤN ĐỀ ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH;

 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT

CÔNG TRÌNH;

 KẾT LUẬN.

Cùng các phụ lục kèm theo:

- Phụ lục 1: Bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý các lớp đất đá;

- Phụ lục 2: Mặt cắt địa chất công trình tuyến đập I;

- Phụ lục 3: Mặt cắt địa chất công trình tuyến đập II;

- Phụ lục 4: Sơ đồ bố trí công trình thăm dò tuyến đập I – Giai đoạn thiết kế

kỹ thuật;

- Phụ lục 5: Sơ đồ tài liệu thực tế khảo sát ĐCCT sơ bộ tuyến đập II.

Em xin chân thành cảm ơn!

Trang 4

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

Sinh viên: Lê Đình Thuật.

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

CHƯƠNG 1

ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH TUYẾN ĐẬP I VÀ II

CÔNG TRÌNH THỦY ĐIỆN CHU LINH, SA PA, LÀO CAI

1.1. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN VÀ ĐỊA CHẤT KHU VỰC

NGHIÊN CỨU

1.1.1. Vị trí địa lý.

Khu vực nghiên cứu có diện tích 36 km2 đã tiến hành công tác đo vẽ, lập bản

đồ địa chất, địa chất công trinh vùng hồ, vùng tuyến tỉ lệ 1:5000 thủy điện Chu

Linh- Cốc San, chạy theo thung lũng Ngòi Đum.

Khu xây dựng tuyến đập, tuyến năng lượng nhà máy bậc 1, tuyến năng lượng

bậc 2 thuộc địa phận xã Sa Pả, Tòng Sanh huyện Sa Pa. Một phần tuyến năng

lượng bậc 2, nhà máy bậc 2 thuộc xã Cốc San, huyện Bát Sát, tỉnh Lào Cai. Khu

vực công trình có tọa độ địa lý:

X: 24 72 700 – 24 84 000

Y: 18 380 800 – 183 92 000

1.1.2. Đặc điểm địa hình.

Khu vực nghiên cứu nằm trong vùng núi phía Bắc Việt Nam thuộc sườn phía

Bắc dãy Phanxipang. Độ cao tuyệt đối của toàn vùng chênh lệch lớn từ +150m đến

+2000m. Bề mặt địa hình bị phân cắt mạnh với đặc điểm sườn có độ dốc lớn. Các

sườn núi cao thường phát triển dọc theo hai bờ Ngòi Đum, vách dốc đứng. Bề mặt

sườn dạng bậc thang, có xu hướng thấp dần về phía sông Hồng (cao độ tuyệt đối từ

1500-700m và 700-150m)

1.1.3. Địa tầng.

Trong phạm vi nghiên cứu có các phân vị địa tầng từ Proterozoi đến

Kainozoi.

Giới Proterozoi – Phụ giới dưới – giữa

Phức hệ Sinh Quyền – hệ tầng Lũng Pô (PR1-2lp)

Hệ này phân bố dạng dãi, hẹp kéo dài theo phương Tây Bắc – Đông Nam với

Trang 5

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

diện lộ nhỏ ở sườn Đông dãy Phanxipang thuộc khu vực xã Cốc San. Đá nằm đơn

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT nghiêng hướng về phía Đông Bắc.

Mặt cắt đơn giản của hệ tầng đọc theo suối Ngòi Đum từ thượng lưu tuyến

Thủy điện Cốc San (cũ) đến xã Cốc San như sau:

Tập 1: Đá granitogonai có ít phiến amfibon, granitbiotit bị cà nhẹ, thế nằm

nghiêng về phía Đông Bắc với góc dốc 60-700, granit kataclazit, chiều dày tập

khoảng 100-150m.

Tập 2: Gồm granitognai giàu amfibon có biotit, kataclazit, granitbiotit và

quaczit xerixit, chiều dày tập từ 100-150m.

Tập 3: Gồm đá gonai amfibon, đá phiến amfibon xen kẹp các lớp mỏng đá

phiến biotit, đá vôi kết tinh, dày 300-350m.

Tổng chiều dày của hệ tầng khoảng từ 700-900m.

Thành phần thạch học của hệ tầng Lũng Pô bao gồm: plaziogonai amfibon,

plaziogonai amfibon-biotit bị micmatit hóa, granit biotit và granit bị katagranit hóa

mạnh.

Phân tích các tổ hợp cộng sinh khoáng vật tiêu biểu cho thấy các đá biến chất

khu vực trình độ cao, đạt tới tướng anmandin-amfibon, tuổi biến chất tiến triển

trong khoảng Proteozoi sớm giữa.

Hoạt động biến chất động lực xảy ra mạnh mẽ, tạo nên các đới milonit,

kataclazit có kích thước lớn, tương ứng với hoạt động biến chất động lực trong khu

vực xảy ra theo hệ thống đứt gãy sông Hồng- sông Chảy, liên quan đến chuyển

động Himalaya.

Phụ giới trên

Hệ tầng Sa Pa (PRsp)

Dựa vào thành phần thạch học có thể chia hệ tầng Sa Pa thành hai phụ hệ tầng,

có quan hệ chuyển tiếp với nhau.

Phụ hệ tầng dưới (PR3sp1)

Trong vùng nghiên cứu, phụ hệ tầng phân bố tại xã Sa Pả (cao trình +1300m) với diện tích 4-5 km2 và xã Cốc San (cao trình +150m) với diện lộ khoảng 1-2 km2

Trang 6

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

, chủ yếu theo dạng dải, thế nằm đơn nghiêng hướng về phía Đông Bắc với góc

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT dốc thoải (30-400). Dựa vào mức độ biến chất và thành phần thạch học có thể chia

đá thành 3 tập có quan hệ chỉnh hợp như sau:

Tập 1: Chủ yếu là đá phiến xerixit, xerixit thạch anh phân lớp mỏng xen

kẹp các lớp phiến sét, bột kết màu xám. Đôi khi xen kẹp các lớp cát kết hạt nhỏ và

vừa, dày 3-5 cm, thế nằm 40-5040. Chiều dày tập khoảng 150-200m.

Tập 2: Cát kết quaczit xen phiến xerixit thạch anh- cacbonat, bột kết chứa

thấu kính và lớp kẹp đá màu xám trắng với chiều dày 3-5cm, đôi khi 10cm, thế

nằm 40-5040. Chiều dày tập khoảng 350-400m.

Tập 3: Gồm phiến xerixit, xerixit thạch anh- cacbonat, phiến mica bị

milonit hóa mạnh, thế nằm đặc trưng 40-5040, chiều dày tập khoảng 200-250m.

Tổng chiều dày của phụ hệ tầng từ 600-800m.

Phụ hệ tầng trên (PR3sp2)

Phụ hệ tầng này lộ ra ở vùng hồ thuộc xã Sa Pả dưới dạng khối núi đá hoa, dolomit vách dựng đứng (diện lộ khoảng 0,5-1 km2). Khối phía Tây Bắc nối liền

các khối đá hoa, khối đá vôi bên thung lũng bản Tà Phình. Đá có cấu tạo phân lớp,

phương cấu tạo trùng với phương cấu trúc chung là Tây bắc- Đông Nam. Thế nằm đơn nghiêng hướng về phía Đông Bắc với góc dốc 60-700.

Dựa vào thành phần thạch học mô tả mặt cắt hệ tầng từ dưới lên như sau:

Phần giữa là dolomit màu trắng sữa, hạt mịn đến vừa, cấu tạo khối, đôi khi

xen lớp đá phiến mỏng.

Phần trên cùng là đá vôi silic, dolomit phân dải màu xám trắng, hạt mịn,

muscovit vảy nhỏ xen đá vôi màu xám phân dải.

Chiều dày phụ hệ tầng này khoảng 250-300m.

Giới Kainozoi

Hệ đệ tứ

Các trầm tích Đệ Tứ phất triển không nhiều, bao gồm các tích tụ nguồn gốc

suối tạo nên một số bãi bồi cao, bãi bồi ven lòng có cao độ khác nhau.

Trầm tích cuội sỏi thạch anh, granit của bãi bồi cao được thấy ở cao trình 5-

Trang 7

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

8m so với lòng suối khu vực Cốc San, thành phần bao gồm các hạt cuội thạch anh,

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT granit kích thước 2-10mm, khá tròn cạnh đến rất tròn cạnh, ít hạt cuội của đá phiến

và các loại đá khác. Chiều dày từ 3-4m.

Trên bãi bồi ven lòng ở cao trình 3-5m từ mặt suối hình thành các dãi trầm

tích bãi bồi với quy mô nhỏ. Thành phần gồm sét pha, cát pha lẫn sỏi sạn tại các vị

trí hợp lưu của các suối lớn (như Móng Xến) hình thành các bãi bồi với thành phần

gồm sét pha, cát pha, sỏi sạn và các tảng granodiorit, granitognai kích thước 1-3m.

dây là sản phẩm của quá trình lũ tích và bồi tích. Chiều dày 1-3m.

 Macma xâm nhập: Macma xâm nhập trong khu vực nghiên cứu có phức hệ

Po Sen (PRps). Chúng phân bố khá rộng và được xem là phức hệ đá granitoit

rất phức tạp về tướng đá cũng như về cấu trúc, khó phân biệt được ranh giới của

các pha xâm nhập. Dựa vào mức độ nén ép và cáu trúc đá có thể chia thành 2 pha

xâm nhập như sau:

Pha 1(PRps1): Phân bố ở rìa khối xâm nhập vùng dự kiến tuyến đập I,II ,

cửa lấy nước bậc một, nhà máy bậc hai và một phần tuyến năng lượng bậc 1 và 2.

Thành phần thạch học chủ yếu đá granitbiotit hạt vừa, granit sáng màu, đôi chổ

diorit thạch anh nhiều amfibon và biotit bị nén mạnh và milonit hóa.

Do ảnh hưởng của hoạt động tân kiến tạo các đá phần ngoài bị ép nén và cà

nát mạnh mẽ. Các đới milonit siêu milonit, kataclazit, các đới phiến mica-biotit

phát hiện thường đi kèm với các đứt gãy kiến tạo bậc 4, bậc 5. Các đới trên có chiều dày từ 0,5 đến 2-3m cắm về hướng Đông Bắc với góc nghiêng 60-700, đôi chổ cắm về hướng Đông nghiêng 700. Trên các mặt cắt địa vật lý các đới phiến ép

này được biểu hiện bằng các dị thường địa vật lý tại các tuyến năng lượng I và II.

Pha 2 (PRps2): Phân bố ở trung tâm khối xâm nhập, chiếm gần 1/3 diện

tích nghiên cứu (khu vực tuyến năng lượng nhà máy bậc 1, tuyến đập III, phần đầu

tuyến năng lượng bậc 2). Thành phần thạch học chủ yếu là diorit thạch anh,

granitdiorit, granitbiotit hạt lớn.

Tương tự pha 1 do ảnh hưởng của hệ thống kiến tạo trong vùng, đá bị cà nát

Trang 8

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

ép phiến mạnh, tạo thành các đới milonit, kataclazit cắt qua khu vực nhà máy 1, tuyến đập III phương á vĩ tuyến đổ về hướng Đông Bắc nghiêng 800. Đây là

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT nguyên nhân chủ yếu gây ra hiện tượng trượt lở tầng phủ với khối lượng lớn trên

các sườn dốc ở khu vực này.

Nhìn chung các đá trong phức hệ Po Sen phân bố trong khu vực nghiên cứu

không có ranh giới phân chia rõ rệt, có thể do bị phân dị trong các quá trình thành

tạo và chịu ảnh hưởng của lực ép khu vực. Chúng thường bị các mạch granit hạt

vừa và granit sáng màu, các mạch amfibon xuyên cắt. Tất cả các đá trong giới Po

Sen đều bị epidot hóa mạnh. Mức độ nén ép của các khối đá không đồng đều. Ranh

giới giữa chúng với các đá biến chất hệ tầng Lũng Pô không rõ ràng và thể hiện sự

biến chất trao đổi mạnh, phát triển micmatit. Ngược lại, có ranh giới rõ rệt với hệ

Trang 9

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

tầng Sa Pa qua các đứt gãy theo hướng Tây Bắc- Đông Nam.

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

1.2. ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH TUYẾN ĐẬP I

VÀ II CÔNG TRÌNH THỦY ĐIỆN CHU LINH, SA PA, LÀO CAI

Điều kiện địa chất công trình là tổng hợp các yếu tố địa chất tự nhiên ảnh

hưởng đến công tác thiết kế, xây dựng và sử dụng công trình.

Các yếu tố của điều kiện địa chất công trình bao gồm:

- Đặc điểm địa hình, địa mạo;

- Cấu trúc địa chất và đặc điểm kiến tạo;

- Đặc điểm phân bố và tính chất cơ lý của các loại đất đá;

- Đặc điểm địa chất thủy văn;

- Các hiện tượng địa chất động lực;

- Vật liệu xây dựng khoáng tự nhiên và điều kiện thi công.

Ở giai đoạn giai đoạn khảo sát sơ bộ, cơ quan khảo sát đã tiến hành lập sơ bộ

tài liệu thực tế, khảo sát địa chất công trình bao gồm.

- Nghiên cứu, thu thập tài liệu địa lý tự nhiên khu vực, tài liệu địa chất và địa

chất thủy văn, đặc điểm địa hình, địa mạo khu vực;

- Bố trí mạng lưới khoan thăm dò ở cả 2 tuyến đập gồm: C1, C2, C3 trên tuyến

đập I với tổng chiều dài hố khoan là 180 m. Và CL1, CL2, CL3 trên tuyến đập II với

tổng chiều dài hố khoan là 230 m, và hố khoan HK 21 với chiều sâu khoan 70 m

nằm gần tuyến đập II;

- Lấy mẫu xác định các chỉ tiêu cơ lý đất đá;

- Xác định địa tầng các tuyến đập và nghiên cứu vật liệu xây dựng khoáng tự

nhiên xung quanh khu vực xây dựng đập.

Dựa vào kết quả khảo sát ĐCCT sơ bộ của cơ quan khảo sát, tôi xin đánh giá

điều kiện địa chất công trình tuyến đập I và II công trình thủy điện Chu Linh, Sa

Trang 10

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

Pa, Lào Cai như sau.

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT 1.2.1. ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH TUYẾN ĐẬP I.

1.2.1.1. Đặc điểm địa hình, địa mạo.

Tuyến đập I nằm trên thung lũng Ngòi Đum, lòng sông rộng khoảng 25m,

sâu khoảng 4-6m. Hai vai đập là núi cao có cao độ +908m, độ dốc khá lớn lớn khoảng 320 – 380, vai trái dốc hơn vai phải. Thung lũng có thềm sông xâm thực.

Tuyến đập nằm trên đoạn sông tương đối thẳng. Về phía thượng lưu gần đó lòng

sông uốn lượn theo thung lũng.

Tại vị trí xây dựng thuộc kiểu thung lũng sông sâu hẹp miền núi có thềm sông

là thềm đá gốc mài mòn, phía hai sườn có lớp phủ sét lẫn dăm sạn dễ xảy ra hiện

tượng trượt lở đá đổ. Mặt cắt ngang thung lũng có dạng chữ V phát triển về hai

phía.

1.2.1.2. Đặc điểm phân bố và tính chất cơ lý của đất đá.

Theo kết quả khảo sát của giai đoạn khảo sát ĐCCT sơ bộ địa tầng khu vực

khảo sát có 4 lớp thứ tự từ trên xuống dưới như sau:

 Lớp 1: Sét pha lẫn dăm sạn màu nâu vàng, nâu đỏ, trạng thái cứng.

Lớp này chỉ gặp ở hố khoan C1 và C3 phân bố ở hai bên sườn thung lũng, bề

dày trung bình. Ở hố khoan C1 lớp này phân bố ở cao độ +895,2m trở xuống với bề

dày 3,2m , hố khoan C3 lớp này phân bố từ cao độ +923,8m trở xuống với bề dày

2,4m. Lớp này có bề dày giảm dần theo hai sườn thung lũng từ cao xuống thấp ở

đáy sông không có lớp sét pha này.

Lớp này có sức chịu tải qui ước R0 = 1,55 kG/cm2, Modun tổng biến dạng E0 = 64,79 kG/cm2. Tính chất cơ lý của lớp này được trình bày trong bảng sau (bảng

Trang 11

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

1.1)

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

Bảng 1.1: Chỉ tiêu cơ lý lớp 1

STT Các chỉ tiêu cơ lý Ký hiệu Đơn vị Giá trị

1 Độ ẩm tự nhiên W 24,0

2 Khối lượng thể tích tự nhiên 1,80 ɣw

3 Khối lượng thể tích khô 1,45 ɣc

4 Khối lượng riêng % g/cm3 g/cm3 g/cm3 2,76 ɣs

5 Độ lỗ rỗng n % 47,41

6 Hệ số rỗng tự nhiên - 0,90 e0

7 Độ bão hòa G % 73,49

8 Độ ẩm giới hạn chảy % 50,0 WL

9 Độ ẩm giới hạn dẻo % 31,0 WP

10 Chỉ số dẻo % 19,0 Ip

11 Chỉ số sệt -0,37 Is

12 Lực dính kết C - kG/cm2 0,21

13 Góc ma sát trong ϕ 16,0

14 Hệ số nén lún 0,05 a0-1

15 Mô đun tổng biến dạng 64,79 E0

15 Sức chịu tải quy ước Độ cm2/kG kG/cm2 kG/cm2 1,55 Ro

 Sức chịu tải quy ước của lớp đất được xác định theo công thức:

R0= m(Ab+Bh).w+DC, kG/cm2

Trong đó:

A,B,D: Các hệ số tra bảng phụ thuộc vào góc ma sát trong của lớp đất Với ϕ = 16000’, tra bảng ta được A = 0,36. B = 2,43 và D = 5,00

m: Hệ số phụ thuộc vào điều kiện làm việc của đất nền lấy m=1; w: Khối lượng thể tích đất tự nhiên: w = 1,8 (g/cm3); C: Lực dính kết: C = 0,21 (kG/cm2);

Trang 12

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

h: Chiều sâu chôn móng;

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

b: Chiều rộng đáy móng, lấy h=b=1m.

 Mô đun tổng biến dạng E0 tính theo công thức:

, kG/cm2 E0 =

Trong đó:

- : Hệ số xét đến điều kiện nở hông hạn chế, giá trị của nó được lấy tuỳ

thuộc vào từng loại đất. Cụ thể lấy theo bảng sau (bảng 1.2).

Bảng 1.2: Xác định hệ số 

Tên đất Cát Cát pha Sét pha Sét

0,8 0,74 0,62 0,4 

- e0 là hệ số rỗng ban đầu của đất: e0 = 0,9; - a0-1 là hệ số nén lún của đất ứng với cấp áp lực 0 – 1 (kG/cm2): a0-1 = 0,05 kG/cm2;

- mk là hệ số chuyển đổi từ kết quả tính E0 theo thí nghiệm nén một trục

trong phòng ra kết quả tính E0 theo thí nghiệm nén tĩnh ngoài trời. Giá trị

của nó phụ thuộc vào trạng thái của đất và hệ số rỗng. Cụ thể là: nếu đất ở

trạng thái dẻo chảy đến chảy (Is >0,75) thì mk=1, còn lại lấy theo bảng sau

(bảng 1.3).

Bảng 1.3: Giá trị mk

Tên đất Giá trị của mk ứng với giá trị hệ số rỗng e

0,45 0,55 0,65 0,75 0,85 0,95 1,05 e0

Cát pha 4,0 4,0 3,5 2,0 2,0 - -

Sét pha 5,0 5,0 4,5 4,0 3,0 2,5 2,0

Sét - - 6,0 6,0 5,5 5,5 4,5

Với e0, đất sét pha nội suy tra bảng ta được mk = 2,75

 Lớp 2: Đới đá phong hóa, nứt nẻ mạnh.

Lớp này gặp ở cả 3 hố khoan lộ ra ở lòng sông và hai bên bờ, chiều dày thay

đổi từ 2,5m tại đáy sông đến 5,1m tại vị trí lỗ khoan C1 (vai trái của đập). Cao độ

Trang 13

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

đáy lớp thấp nhất tại vị trí lỗ khoan C2 (đáy sông) là +832,2m.

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

Kết quả thí nghiệm ép nước ở lớp này thay đổi từ 0,06 – 0,12 (l/phm). Theo

0 = 85,0 kG/cm2, ở

TCVN 8477-2010 thì đới này thuộc mức độ thấm vừa đến yếu.

H = 68,0 kG/cm2.

Cường độ kháng nén của đá ở lớp này trạng thái khô gió n

trạng thái bão hòa là n

Tính chất cơ lý của lớp này được thể hiện trong bảng sau (bảng 1.4)

Bảng 1.4: Chỉ tiêu cơ lý lớp2

Trạng Ký STT Các tính chất cơ lý Đơn vị Giá trị thái TN hiệu

1,1 % Khô gió W0 1 Độ ẩm 1,4 % Bão hòa WH

Khô gió 2,53 g/cm3 0 2 Khối lượng thể tích Bão hòa 2,58 g/cm3 H

3 Khối lượng riêng - 2,74 g/cm3 s

4 Độ lỗ rỗng - 1,7 % n

5 Độ bão hòa cưỡng bức - 0,9 % GH

0 n

H

Khô gió 85,0 kG/cm2 6 Cường độ kháng nén Bão hòa 68,0 kG/cm2 n

0 k

H

Khô gió 17,0 kG/cm2 7 Cường độ kháng kéo Bão hòa 12,0 kG/cm2 k

8 Hệ số hóa mềm - - 0.8 fm

9 Modun biến dạng đàn hồi - 5000 kG/cm2 E

10 Modun tổng biến dạng - 3000 kG/cm2 E0

 Lớp 3: Đới đá phong hóa, nứt nẻ trung bình.

Lớp này có bề dày không lớn và biến đổi mạnh càng lên cao hai bên sườn

thung lũng bề dày càng tăng dần, tại hố khoan C2 (đáy sông) có bề dày mỏng nhất

với chiều dày 1,9m. Ở hố khoan C1 (vai trái) lớp này phân bố từ cao độ +886,8m

Trang 14

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

trở xuống với bề dày 8,9m. Ở hố khoan C3 (vai phải) lớp này phân bố từ cao độ

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT +917,2 trở xuống với bề dày 12,9m. Cao độ đáy lớp thấp nhất tại vị trí lỗ khoan C2

là +830,3m.

Kết quả thí nghiệm ép nước ở lớp này tương đối thấp từ 0,04 – 0,08 (l/phm).

0 = 280,0

Theo TCVN 8477-2010 thì đới này thuộc mức độ thấm yếu.

H = 230,0 kG/cm2.

Cường độ kháng nén của đá ở lớp này ở trạng thái khô gió n

kG/cm2, ở trạng thái bão hòa là n

Tính chất cơ lý của lớp này được thể hiện trong bảng sau (bảng 1.5).

Bảng 1.5: Chỉ tiêu cơ lý lớp 3

Trạng Ký STT Các tính chất cơ lý Đơn vị Giá trị thái TN hiệu

0,5 % Khô gió W0 1 Độ ẩm 0,9 % Bão hòa WH

Khô gió 2,78 g/cm3 0 2 Khối lượng thể tích Bão hòa 2,8 g/cm3 H

3 Khối lượng riêng - 2,85 g/cm3 s

4 Độ lỗ rỗng - 1,4 n %

5 Độ bão hòa cưỡng bức - 0,7 % GH

0 n

H

Khô gió 280,0 kG/cm2 6 Cường độ kháng nén Bão hòa 230,0 kG/cm2 n

0 k

H

Khô gió 30,0 kG/cm2 7 Cường độ kháng kéo Bão hòa 25,0 kG/cm2 k

8 Hệ số hóa mềm - - 0,82 fm

9 Modun biến dạng đàn hồi - 15000 E kG/cm2

10 Modun tổng biến dạng - 10000 kG/cm2 E0

 Lớp 4: Đới đá phong hóa nhẹ, ít nứt nẻ.

Lớp này có bề dày lớn, phân bố cao độ +877,9m ở hố khoan C1 , +830,3m ở

Trang 15

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

hố khoan C2 và +904,3m ở hố khoan C3 đến hết chiều sâu khoan khảo sát. Kết quả

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT thí nghiệm ép nước thấp biến đổi ở 0,03 – 0,04 (l/phm). Theo TCVN 8477-2010

0 = 812,0

thì đới này thuộc mức độ thấm yếu.

H = 720,0 kG/cm2

Cường độ kháng nén của đá ở lớp này ở trạng thái khô gió n

kG/cm2, ở trạng thái bão hòa là n

Tính chất cơ lý của lớp này được thể hiện trong bảng sau (bảng 1.6).

Bảng 1.6: Chỉ tiêu cơ lý lớp 4

Trạng Ký STT Các tính chất cơ lý Đơn vị Giá trị thái TN hiệu

0,1 % Khô gió W0 1 Độ ẩm 0,3 % Bão hòa WH

Khô gió 2,81 g/cm3 0 2 Khối lượng thể tích Bão hòa 2,82 g/cm3 H

3 Khối lượng riêng - 2,84 g/cm3 s

4 Độ lỗ rỗng - 1,1 n %

5 Độ bão hòa cưỡng bức - 0,6 % GH

0 n

H

Khô gió 812,0 kG/cm2 6 Cường độ kháng nén Bão hòa 720,0 kG/cm2 n

0 k

H

Khô gió 90,0 kG/cm2 7 Cường độ kháng kéo Bão hòa 80,0 kG/cm2 k

8 Hệ số hóa mềm - - 0,87 fm

9 Modun biến dạng đàn hồi - 75000 E kG/cm2

10 Modun tổng biến dạng - 50000 kG/cm2 E0

1.2.1.3. Cấu tạo địa chất và đặc điểm kiến tạo.

Trong phạm vi khảo sát mức độ phong hóa và nứt nẻ phát triển mạnh ở lớp 2:

Đới đá phong hóa và nứt nẻ mạnh. Mức độ phong hóa và nứt nẻ giảm giảm dần

theo chiều sâu ở lớp 3 và lớp 4. Do vậy cần lưu ý hiện tượng thấm mất nước qua hệ

Trang 16

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

thống nứt nẻ này, cần có biện pháp xử lý thích hợp.

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

Đặc điểm kiến tạo khu vực nghiên cứu mang đặc điểm kiến tạo khối

phanxipang với hệ thống chính Tây Bắc – Đông Nam, á vĩ tuyến Tây Bắc- Đông

Nam, á kinh tuyến. Đất đá trong vùng bị nén ép phân phiến mạnh do các hoạt động

kiến tạo trong vùng gây ra. Các hệ thống kiến tạo cổ milonit có quy mô lớn bị chôn

vùi, tạo nên các đới xung yếu, tính chất cơ lý và các quá trình phong hóa phát triển

mạnh và sâu hơn bình thường.

Hầu hết các đứt gãy của hệ thống chính đều có hướng cắm về phía phần thấp

hơn của sườn thung lũng gây bất lợi cho sự ổn định đất đá tại các khu vực bố trí

các tuyến năng lượng, đường ống áp lực và các hố móng hở.

Các hoạt động tân kiến tạo và kiến tạo hiện đại không có biểu hiện rõ rệt. Tuy

nhiên do chưa có tài liệu và chứng cứ rõ ràng nên cần thiết có các nghiên cứu sâu

hơn ở giai đoạn tiếp theo.

1.2.1.4. Đặc điểm địa chất thủy văn.

Đặc điểm địa chất thủy văn vùng nghiên cứu chịu ảnh hưởng lớn của điều

kiện khí hậu, địa hình, địa mạo, thạch học, cấu trúc kiến tạo khu vực. Có thể phân

chia các tầng, phức hệ chứa nước sau:

- Phức hệ chứa nước trong thành tạo aluvi- proluvi (a-pQ): Phức hệ chứa nước

này có diện phân bố hẹp, chủ yếu dọc theo các suối, nước ngầm chứa và vận động

trong các lỗ rỗng của các thành tạo bãi bồi, thềm và tích tụ hỗn hợp aluvi-proluvi

có thành phần là cát, cuội sỏi, cát pha. Do nguồn cung cấp là nước mưa nước mặt

nên tầng chứa nước có quan hệ trực tiếp với nước suối và dao động theo mùa.

- Phức hệ chứa nước trong thành tạo trầm tích biến chất cacbonat (PR3sp2)

Phức hệ này chiếm một vùng nhỏ ở lòng hồ Sa Pả và khu vực xã Cốc San. Nước

ngầm chứa và vận động trong các khe nứt đá hoa, dolomit, đá vôi phong hóa nứt

nẻ, tầng cách nước là đá phiến thạch anh clorit, xerixit cacbonat. Nguồn cung cấp

chủ yếu là nước mưa, nước mặt và các thành tạo chứa nước trên cao. Miền thoát là

mạng sông suối trong vùng.

- Phức hệ chứa nước trong các đá trầm tích biến chất tướng phiến lục

Trang 17

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

(PR3sp1): Phân bố chủ yếu trong lòng hồ Sa Pả nước chứa và vận động trong lớp

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT phủ sườn tàn tích, khe nứt của đá phiến thạch anh, clorit, xerixit cacbonat. Nguồn

cung cấp chủ yếu là nước mưa, nước mặt và các thành tạo chứa nước trên cao.

Miền thoát nước là hệ thống khe, suối trong vùng.

- Phức hệ chứa nước trong đá macma xâm nhập (PRps), đá biến chất amfibon

(PR1-2lp): Phức hệ này phân bố đều phần lớn diện tích khu vực nghiên cứu. Nước

tàng trữ trong các lỗ rỗng khe nứt của tầng sườn tàn tích và đới nứt nẻ của các đá

granitbiotit bị ép phiến, diorit thạch anh, trong đó tập trung chủ yếu trong đới nứt

nẻ. Nguồn cung cấp chủ yếu là nước mưa, nước mặt. Miền thoát là hệ thống khe

suối trong vùng.

 Tính thấm trong các lớp đất đá.

Trong giai đoạn khảo sát sơ bộ, cơ quan khảo sát đã tiến hành thí nghiệm ép

nước vào cả 3 lỗ khoan trên phương án tuyến đập I. Toàn bộ kết quả thí nghiệm ép

nước được tổng hợp theo các lớp đất đá phân chia theo đặc tính ĐCCT ở các khu

vực vai trái, vai phải và lòng sông để xác định tính thấm phục vụ tính toán thiết kế

công trình.

- Ở lớp 1: Sét lẫn dăm sạn, màu nâu vàng, nâu đỏ, trạng thái nửa cứng. Cơ

quan khảo sát không thí nghiệm ép nước vào lớp này.

- Ở lớp 2: Đới đá phong hóa, nứt nẻ mạnh. Lớp này có kết quả thí nghiệm ép

nước q = 0,06 - 0,12 (l/phm). Hệ số thấm K của lớp này cụ thể như sau:

Vai trái (hố khoan C1): K = 0,092 ( m/ngày đêm);

Lòng sông (hố khoan C2): K = 0,055 ( m/ngày đêm);

Vai phải (hố khoan C3): K = 0,131 ( m/ngày đêm).

Theo TCVN 8477-2010 thì lớp này thuộc mức độ thấm vừa.

- Ở lớp 3: Đới đá phong hóa, nứt nẻ trung bình. Lớp này có kết quả thí

nghiệm ép nước q = 0,04 - 0,08 (l/phm). Hệ số thấm K của lớp này cụ thể như sau:

Vai trái (hố khoan C1): K = 0,066 ( m/ngày đêm);

Lòng sông (hố khoan C2): K = 0,033 ( m/ngày đêm);

Trang 18

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

Vai phải (hố khoan C3): K = 0,117 ( m/ngày đêm).

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

Theo TCVN 8477-2010 thì ở lòng sông đới này thuộc mức độ thấm yếu, còn

ở phía vai trái và vai phải của đập thuộc mức độ thấm vừa.

- Ở lớp 4: Đới đá phong hóa nhẹ, ít nứt nẻ: Lớp này có kết quả thí nghiệm ép

nước q = 0,03 - 0,04 (l/phm). Hệ số thấm K của lớp này cụ thể như sau:

Vai trái (hố khoan C1): K = 0,058 ( m/ngày đêm);

Lòng sông (hố khoan C2): K = 0,058 ( m/ngày đêm);

Vai phải (hố khoan C3): K = 0,07 ( m/ngày đêm).

- Theo TCVN 8477-2010 thì đới này thuộc mức độ thấm vừa.

Hệ số thấm K được tính theo công thức:

K = 0,525.q.lg(0,66.L/R), m3/ ngày đêm

Trong đó:

L là chiều dài đoạn ép (m);

R là bán kính lỗ khoan, R=100mm = 0,1m; q là kết quả thí nghiệm ép nước (m3/ ngđ.m).

1.2.1.5. Các hiện tượng địa chất động lực công trình.

Hiện tượng phong hóa phát triển trên đá gốc nứt nẻ. Mặt cắt dọc tại vị trí xây

dựng có 4 đới phát triển mạnh dần từ dưới lên :

Lớp 1: Sét pha lẫn dăm sạn màu nâu vàng, nâu đỏ, trạng thái cứng;

Lớp 2: Đới đá phong hóa, nứt nẻ mạnh;

Lớp 3: Đới đá phong hóa, nứt nẻ trung bình;

Lớp 4: Đới đá phong hóa nhẹ, ít nứt nẻ.

Quá trình phong hóa làm giảm độ bền của đá, gây hiện tượng thấm mất nước

của hồ chứa, gây mất ổn định cho tuyến đập, gây trượt và sạt lở các sườn dốc, thúc

đẩy quá trình tái tạo bờ hồ…

Hiện tượng Karst không phát triển trong khu vực nghiên cứu.

Với địa hình phân cắt mạnh trong vùng có các hoạt động đứt gãy có hướng

cắm về phía phần thấp của sườn thung lũng, kết hợp với hiện tượng phong hóa và

Trang 19

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

nứt nẻ trong các lớp đá nên hiện tượng trượt, lở dễ có thể xảy ra gây bất lợi cho sự

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT ổn định đất đá tại các khu vực bố trí tuyến năng lượng, đường ống áp lực và các hố

móng hở.

1.2.1.6. Vật liệu xây dựng khoáng tự nhiên.

- Đất dính: Vật liệu đất dính nằm trong phạm vi nghiên cứu dồi dào. Chúng là

các thành tạo có nguồn gốc sườn tích, tàn tích, thành phần và tính chất cơ lý đáp

ứng được yêu cầu của đất đắp đập. Trong quá trình khảo sát ĐCCT đã tiến hành

thăm dò tìm kiếm loại vật liệu này và đã xác định mỏ vật liệu đất dính có triển

vọng nhất phân bố trên các địa hình đồi thuộc khu vực xã Cốc San, cách tuyến đập

I, II khoảng 2-3 km. Các mỏ này trữ lượng lớn, điều kiện khai thác vận chuyển đến

công trình khá thuận lợi.

- Cát sỏi: Vật liệu cát sỏi đã được tiến hành tìm kiếm trong khu vực xung

quanh công trình với cự ly di chuyển từ 60-70 km. Mỏ được đánh giá có triển

vọng về chất lượng và trữ lượng là mỏ thuộc xã Bão Nhai trên sông Chảy cách khu

vực nhà máy 2 khoảng 50-60km. Chất lượng đảm bảo cho đổ bê tông thủy công,

trữ lượng đáp ứng nhu cầu xây dựng.

- Đá: Các loại đá hoa hệ tầng Sa Pa trên, đá Granit thuộc phức hệ Po Sen phân

bố rộng khắp khu vực nghiên cứu. Đây là những loại đá có độ bền rất cao, đáp ứng

tốt cho nhu cầu xây dựng công trình.

1.2.1.7. Kết luận.

- Về địa hình, địa mạo: Địa hình khu vực xây dựng tuyến đập phân cắt tương

đối mạnh, mặt cắt ngang của thung lũng sông sâu và hẹp, vách thung lũng dốc

đứng có dạng chữ V phát triển về hai phía, với đặc điểm thung lũng sông như vậy

việc xây dựng đập tại vị trí này có thuận lợi là đập cao, chiều dài đập ngắn. Tuy

nhiên với kiểu thung lũng này khi xây dựng các công trình sẽ gặp khó khăn về mặt

bằng bố trí các hạng mục công trình đầu mối, điều kiện thi công và vận chuyển

thiết bị vật tư khó khăn, đòi hỏi phải xây dựng các công trình hạ tầng trước khi xây

dựng đập.

- Về địa tầng: Trong phạm vi khảo sát địa tầng khu vực nghiên cứu khá đơn

Trang 20

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

giản. Phủ lên trên mặt là lớp sét lẫn dăm sạn màu nâu vàng, nâu đỏ, trạng thái

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT cứng, có bề dày tương đối mỏng giảm dần khi xuống thấp ở lòng sông và hai bên bờ sông không có lớp này. Lớp này có sức chịu tải qui ước R0 = 1,55 kG/cm2, Modun tổng biến dạng E0 = 64,79 kG/cm2. Về mặt xây dựng đập lớp này không có

ý nghĩa cần thiết phải bóc bỏ.

Bên dưới là các đới đá có độ phong hoá mạnh và nứt nẻ giảm dần theo chiều

0 = 85 kG/cm2, ở trạng thái bão hòa n

H = 68,0 độ kháng nén ở trạng thái khô gió n kG/cm2, kết quả thí nghiệm ép nước từ 0,06 – 0,12 (l/phm). Để đảm bảo ổn định về

sâu. Tại lớp 2: Đới đá phong hóa và nứt nẻ mạnh, có bề dày từ 2,5 – 5,1m, cường

sức chịu tải nền đập lớp này cần bóc bỏ.

0 = 280,0 kG/cm2, ở trạng thái

Tại lớp 3: Đới đá phong hoá và nứt nẻ trung bình, lớp này có bề dày 1,9 –

H = 230,0 kG/cm2, kết quả thí nghiệm ép nước từ 0,04 – 0,08 (l/phm). Ta

12,9m. Cường độ kháng nén ở trạng thái khô gió n

bão hòa n

có thể thiết kế lớp này làm nền đập. Tuy nhiên cần có biện pháp chống thấm mất

nước của nền đập và vai đập.

- Về hoạt động kiến tạo: Đất đá trong vùng bị nén ép phân phiến mạnh do các

hoạt động kiến tạo trong vùng gây ra. Các hệ thống kiến tạo cổ milonit có quy mô

lớn bị chôn vùi, tạo nên các đới xung yếu, tính chất cơ lý và các quá trình phong

hóa phát triển mạnh và sâu hơn bình thường.

Các đứt gãy của hệ thống chính hướng cắm về phía phần thấp hơn của sườn

thung lũng gây bất lợi cho sự ổn định đất đá tại các khu vực bố trí các tuyến năng

lượng, đường ống áp lực và các hố móng hở.

Các hoạt động tân kiến tạo và kiến tạo hiện đại không có biểu hiện rõ rệt. Do

chưa có tài liệu và chứng cứ rõ ràng nên cần thiết có các nghiên cứu sâu hơn ở giai

đoạn tiếp theo.

- Vật liệu xây dựng khoáng tự nhiên: Vật liệu xây dựng đá và đất dính tại

vùng nghiên cứu dồi dào, khoảng cách vận chuyển không lớn đáp ứng được về cả

Trang 21

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

chất lượng và trữ lượng cho xây dựng, thuận lợi khi xây dựng đập bằng đập đất.

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT 1.2.2. ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH TUYẾN ĐẬP II.

1.2.2.1. Đặc điểm địa hình địa mạo.

Tuyến đập II nằm trên thung lũng Ngòi Đum, lòng sông rộng khoảng 15m.

lòng sông sâu khoảng 4-6m, lòng sông hẹp. Hai vai đập là núi cao có cao độ +976m, độ dốc khá lớn lớn khoảng 330 – 500 , vai phải dốc đứng hơn vai phải. Ở

sườn phải của đập có đới đá phong hóa, nứt nẻ trung bình lộ ra trên bề mặt càng

xuống lòng sông lớp này bị phủ bởi lớp sét lẫn dăm sạn màu nâu vàng, nâu đỏ,

trạng thái cứng và đới đá phông hóa , nứt nẻ mạnh. Tuyến đập nằm trên đoạn sông

tương đối thẳng.

Tại vị trí xây dựng thuộc kiểu thung lũng sông sâu hẹp miền núi, tại vai trái

và một phần vai phải và lòng sông có lớp phủ sét lẫn dăm sạn, phía dưới là đá có

mức độ phong hóa và nứt nẻ giảm dần theo chiều sâu dễ xảy ra hiện tượng trượt lở

đá đổ. Mặt cắt ngang thung lũng có dạng chữ V phát triển về một phía.

1.2.2.2. Đặc điểm phân bố và tính chất cơ lý của đất đá.

Theo kết quả khảo sát của giai đoạn khảo sát ĐCCT sơ bộ địa tầng khu vực

khảo sát có 4 lớp thứ tự từ trên xuống dưới như sau:

 Lớp 1: Sét pha lẫn dăm sạn màu nâu vàng, nâu đỏ, trạng thái cứng.

Lớp này chỉ gặp ở hố khoan CL1 và CL2 phân bố ở vai trái, lòng sông và một

phần vai phải gần bờ sông. Ở hố khoan CL1 lớp này phân bố ở cao độ +943,3m trở

xuống với bề dày 2m , hố khoan CL2 lớp này phân bố từ cao độ +826,4m trở xuống

với bề dày 3,8m. Lớp này có bề dày giảm dần theo hai sườn thung lũng từ cao

xuống thấp, cao độ đáy lớp thấp nhất tại lòng sông là +822,6m.

Trang 22

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

Lớp này có sức chịu tải qui ước đạt R0 = 1,55 kG/cm2, Modun tổng biến dạng E0 = 64,79 kG/cm2. Tính chất xây dựng của lớp này được trình bày trong bảng sau.

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

Bảng 1.5: Chỉ tiêu cơ lý của lớp 1

STT Các chỉ tiêu cơ lý Ký hiệu Đơn vị Giá trị

1 Độ ẩm tự nhiên W 24,0

2 Khối lượng thể tích tự nhiên 1,8 ɣw

3 Khối lượng thể tích khô 1,45 ɣc

4 Khối lượng riêng % g/cm3 g/cm3 g/cm3 2,76 ɣs

5 Độ lỗ rỗng n % 47,41

6 Hệ số rỗng tự nhiên - 0,9 e0

7 Độ bão hòa G % 73,49

8 Độ ẩm giới hạn chảy % 50,0 WL

9 Độ ẩm giới hạn dẻo % 31,0 WP

10 Chỉ số dẻo % 19,0 Ip

11 Chỉ số sệt -0,37 Is

12 Lực dính kết C - kG/cm2 0,21

13 Góc ma sát trong ϕ 16,0

14 Hệ số nén lún 0,05 a0-1

15 Mô đun tổng biến dạng 61,17 E0

15 Sức chịu tải quy ước Độ cm2/kG kG/cm2 kG/cm2 5,95 Ro

 Lớp 2: Đới đá phong hóa, nứt nẻ mạnh.

Lớp này gặp ở hố khoan CL1 (vai trái của đập) và CL2 (đáy sông), chiều dày

thay đổi từ 11,5m tại đáy sông đến 35,5m tại vị trí lỗ khoan CL1 . Cao độ đáy lớp

thấp nhất tại vị trí lỗ khoan CL2 là +811,1m.

Kết quả thí nghiệm ép nước ở lớp này thay đổi từ 0.11 – 0.24 (l/phm). Theo

0 = 85,0 kG/cm2, ở

TCVN 8477-2010 thì đới này thuộc mức độ thấm vừa.

H = 68,0 kG/cm2.

Cường độ kháng nén của đá ở lớp này trạng thái khô gió n

trạng thái bão hòa là n

Trang 23

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

Tính chất cơ lý của lớp này được thể hiện trong bảng sau::

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

Bảng 1.6: Chỉ tiêu cơ lý của lớp 2

Trạng Ký STT Các tính chất cơ lý Đơn vị Giá trị thái TN hiệu

1,1 % Khô gió W0 1 Độ ẩm 1,4 % Bão hòa WH

Khô gió 2,53 g/cm3 0 2 Khối lượng thể tích Bão hòa 2,58 g/cm3 H

2,74 - 3 Khối lượng riêng g/cm3 s

1,7 - 4 Độ lỗ rỗng % n

0,9 - 5 Độ bão hòa cưỡng bức % GH

0 n

H

85,0 Khô gió kG/cm2 6 Cường độ kháng nén 68,0 Bão hòa kG/cm2 n

0 k

H

17,0 Khô gió kG/cm2 7 Cường độ kháng kéo 12,0 Bão hòa kG/cm2 k

- 0,8 - 8 Hệ số hóa mềm fm

5000 - 9 Modun biến dạng đàn hồi kG/cm2 E

3000 - 10 Modun tổng biến dạng kG/cm2 E0

 Lớp 3: Đới đã phong hóa, nứt nẻ trung bình.

Lớp này xuất hiện ở cả 3 hố khoan và lộ ra trên bề mặt ở một phần vai phải

của đập, biến đổi càng lên cao hai bên sườn thung lũng bề dày càng tăng dần, tại

hố khoan CL2 vị trí tim đập có bề dày mỏng nhất phân bố từ cao độ +811,1 m trở

xuống với chiều dày 5,4m, ở hố khoan CL1 lớp này có bề dày lớn nhất phân bố từ

cao độ +905,9m trở xuống với bề dày 37,1m. Cao độ đáy lớp thấp nhất của lớp này

tại lòng sông là +805,7m.

Kết quả thí nghiệm ép nước ở lớp này tương đối thấp từ 0,03 – 0,18 (l/phm).

Trang 24

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

Theo TCVN 8477-2010 thì đới này thuộc mức độ thấm vừa đến yếu.

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

0 = 280,0

H = 230,0 kG/cm2.

Cường độ kháng nén của đá ở lớp này ở trạng thái khô gió n

kG/cm2, ở trạng thái bão hòa là n

Tính chất cơ lý của lớp này được thể hiện trong bảng sau:

Bảng 1.7: Chỉ tiêu cơ lý của lớp 3

Trạng Ký STT Các tính chất cơ lý Đơn vị Giá trị thái TN hiệu

0,5 % Khô gió W0 1 Độ ẩm 0,9 % Bão hòa WH

Khô gió 2,78 g/cm3 0 2 Khối lượng thể tích Bão hòa 2,8 g/cm3 H

- 2,85 3 Khối lượng riêng g/cm3 s

- 1,4 4 Độ lỗ rỗng n %

- 0,7 5 Độ bão hòa cưỡng bức % GH

0 n

H

Khô gió 280,0 kG/cm2 6 Cường độ kháng nén Bão hòa 230,0 kG/cm2 n

0 k

H

Khô gió 30,0 kG/cm2 7 Cường độ kháng kéo Bão hòa 25,0 kG/cm2 k

- - 0,82 8 Hệ số hóa mềm fm

- 15000 9 Modun biến dạng đàn hồi E kG/cm2

- 10000 10 Modun tổng biến dạng kG/cm2 E0

 Lớp 4: Đới đá phong hóa nhẹ, ít nứt nẻ.

Lớp này có bề dày lớn phân bố cao độ +868,7m ở hố khoan CL1 . +805,7m ở

hố khoan CL2, và +936,1m ở hố khoan CL3 đến hết chiều sâu khoan khảo sát. Kết

quả thí nghiệm ép nước rất thấp biến đổi ở 0,02 – 0,06 (l/phm). Theo TCVN 8477-

0 = 812,0

2010 thì đới này thuộc mức độ thấm vừa đến yếu.

H = 720,0 kG/cm2

Cường độ kháng nén của đá ở lớp này ở trạng thái khô gió n

Trang 25

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

kG/cm2, ở trạng thái bão hòa là n

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

Tính chất cơ lý của lớp này được thể hiện trong bảng sau:

Bảng 1.8: Chỉ tiêu cơ lý của lớp 4

Trạng Ký STT Các tính chất cơ lý Đơn vị Giá trị thái TN hiệu

0,1 % Khô gió W0 1 Độ ẩm 0,3 % Bão hòa WH

Khô gió 2,81 g/cm3 0 2 Khối lượng thể tích Bão hòa 2,82 g/cm3 H

- 2,84 3 Khối lượng riêng g/cm3 s

- 1,1 4 Độ lỗ rỗng n %

- 0,6 5 Độ bão hòa cưỡng bức % GH

0 n

H

Khô gió 812,0 kG/cm2 6 Cường độ kháng nén Bão hòa 720,0 kG/cm2 n

0 k

H

Khô gió 90,0 kG/cm2 7 Cường độ kháng kéo Bão hòa 80,0 kG/cm2 k

- - 0,87 8 Hệ số hóa mềm fm

- 75000 9 Modun biến dạng đàn hồi E kG/cm2

- 50000 10 Modun tổng biến dạng kG/cm2 E0

1.2.2.3. Đặc điểm địa chất thủy văn.

Đặc điểm địa chất thủy văn vùng nghiên cứu chịu ảnh hưởng lớn của điều kện

khí hậu, địa hình, địa mạo, thạch học, cấu trúc kiến tạo khu vực. Có thể phân chia

các tầng , phức hệ chứa nước sau:

- Phức hệ chứa nước trong thành tạo aluvi- proluvi (a-pQ): Phức hệ chứa nước

này có diện phân bố hẹp, chủ yếu dọc theo các suối, nước ngầm chứa và vận động

trong các lỗ rỗng của các thành tạo bãi bồi, thềm và tích tụ hỗn hợp aluvi-proluvi

có thành phần là cát, cuội sỏi, cát pha. Do nguồn cung cấp là nước mưa nước mặt

Trang 26

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

nên tầng chứa nước có quan hệ trực tiếp với nước suối và dao động theo mùa.

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

- Phức hệ chứa nước trong thành tạo trầm tích biến chất cacbonat (PR3sp2)

Phức hệ này chiếm một vùng nhỏ ở lòng hồ Sa Pả và khu vực xã Cốc San. Nước

ngầm chứa và vận động trong các khe nứt đá hoa, dolomit, đá vôi phong hóa nứt

nẻ, tầng cách nước là đá phiến thạch anh clorit, xerixit cacbonat. Nguồn cung cấp

chủ yếu là nước mưa, nước mặt và các thành tạo chứa nước trên cao. Miền thoát là

mạng sông suối trong vùng.

- Phức hệ chứa nước trong các đá trầm tích biến chất tướng phiến lục

(PR3sp1): Phân bố chủ yếu trong lòng hồ Sa Pả nước chứa và vận động trong lớp

phủ sườn tàn tích, khe nứt của đá phiến thạch anh, clorit, xerixit cacbonat. Nguồn

cung cấp chủ yếu là nước mưa, nước mặt và các thành tạo chứa nước trên cao.

Miền thoát nước là hệ thống khe, suối trong vùng.

- Phức hệ chứa nước trong đá macma xâm nhập (PRps), đá biến chất amfibon

(PR1-2lp): Phức hệ này phân bố đều phần lớn diện tích khu vực nghiên cứu. Nước

tàng trữ trong các lỗ rỗng khe nứt của tầng sườn tàn tích và đới nứt nẻ của các đá

granitbiotit bị ép phiến, diorit thạch anh, trong đó tập trung chủ yếu trong đới nứt

nẻ. Nguồn cung cấp chủ yếu là nước mưa, nước mặt. Miền thoát là hệ thống khe

suối trong vùng.

 Tính thấm trong các lớp đất đá.

Trong giai đoạn khảo sát sơ bộ, cơ quan khảo sát đã tiến hành thí nghiệm ép

nước vào cả 3 lỗ khoan trên phương án tuyến đập I. Toàn bộ kết quả thí nghiệm ép

nước được tổng hợp theo các lớp đất đá phân chia theo đặc tính ĐCCT ở các khu

vực vai trái, vai phải và lòng sông để xác định tính thấm phục vụ tính toán thiết kế

công trình.

- Ở lớp 1: Sét lẫn dăm sạn, màu nâu vàng, nâu đỏ, trạng thái nửa cứng. Cơ

quan khảo sát không thí nghiệm ép nước vào lớp này.

- Ở lớp 2: Đới đá phong hóa, nứt nẻ mạnh. Lớp này có kết quả thí nghiệm ép

nước q = 0,11 - 0,24 (l/phm). Hệ số thấm K của lớp này cụ thể như sau:

Vai trái (hố khoan CL1): K = 0,197 ( m/ngày đêm);

Trang 27

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

Lòng sông (hố khoan CL2): K = 0,341 ( m/ngày đêm);

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

Theo TCVN 8477-2010 thì lớp này thuộc mức độ thấm vừa.

- Ở lớp 3: Đới đá phong hóa, nứt nẻ trung bình. Lớp này có kết quả thí

nghiệm ép nước q = 0,03 - 0,18 (l/phm). Hệ số thấm K của lớp này cụ thể như sau:

Vai trái (hố khoan CL1): K = 0,054 ( m/ngày đêm);

Lòng sông (hố khoan CL2): K = 0,211 ( m/ngày đêm);

Vai phải (hố khoan CL3): K = 0,111 ( m/ngày đêm).

Theo TCVN 8477-2010 thì ở lòng sông đới này thuộc mức độ thấm yếu, còn

ở phía vai trái và vai phải của đập thuộc mức độ thấm vừa.

- Ở lớp 4: Đới đá phong hóa nhẹ, ít nứt nẻ: Lớp này có kết quả thí nghiệm ép

nước q = 0,02 - 0,06 (l/phm). Hệ số thấm K của lớp này cụ thể như sau:

Vai trái (hố khoan CL1): K = 0,023 ( m/ngày đêm);

Lòng sông (hố khoan CL2): K = 0,114 ( m/ngày đêm);

Vai phải (hố khoan CL3): K = 0,122 ( m/ngày đêm).

- Theo TCVN 8477-2010 thì đới này thuộc mức độ thấm vừa đến yếu

Hệ số thấm K được tính theo công thức:

K = 0,525.q.lg(0,66.L/R), m3/ ngày đêm

Trong đó:

L là chiều dài đoạn ép (m);

R: là bán kính lỗ khoan, R=100mm = 0,1m; q: là kết quả thí nghiệm ép nước (m3/ ngđ.m).

1.2.2.4. Các yếu tố còn lại.

- Cấu trúc địa chất và đặc điểm kiến tạo;

- Các hiện tượng địa chất động lực;

- Vật liệu xây dựng khoáng tự nhiên và điều kiện thi công.

Có điều kiện địa chất công trình giống phương án tuyến đập I.

1.2.2.5. Kết luận.

- Về địa hình, địa mạo: Địa hình khu vực xây dựng tuyến đập phân cắt tương

đối mạnh, mặt cắt ngang của thung lũng sông sâu và và tương đối hẹp, vách thung

Trang 28

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

lũng dốc đứng có dạng chữ V phát triển về một phía. Khi xây dựng đập tại vị trí

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT này đập có chiều dài khoảng 510m và chiều cao đập lớn hơn 150m. Với điều kiện

địa hình này khi xây dựng sẽ gặp khó khăn về mặt bằng bố trí các hạng mục công

trình đầu mối, điều kiện thi công và vận chuyển thiết bị vật tư khó khăn, đòi hỏi

phải xây dựng các công trình hạ tầng trước khi xây dựng đập.

- Về địa tầng: Trong phạm vi khảo sát địa tầng khu vực nghiên cứu khá đơn

giản. Phủ lên trên mặt là lớp sét lẫn dăm sạn màu nâu, vàng nâu đỏ, trạng thái

cứng, có bề dày tương đối mỏng giảm dần khi xuống thấp ở lòng sông. Lớp này có sức chịu tải qui ước đạt R0 = 1,55 kG/cm2. Về mặt xây dựng đập lớp này không có

ý nghĩa cần thiết phải bóc bỏ.

Bên dưới là các đới đá có độ phong hoá mạnh và nứt nẻ giảm dần theo chiều

0 = 85 kG/cm2, ở trạng thái bão hòa n

H Cường độ kháng nén ở trạng thái khô gió n = 68,0 kG/cm2, kết quả thí nghiệm ép nước từ 0,11 – 0,24 (l/phm). Để đảm bảo ổn

sâu. Tại lớp 2: Đới đá phong hóa và nứt nẻ mạnh, có bề dày từ 11,5 – 35,5m.

định nền đập lớp này cần bóc bỏ.

0 = 280,0 kG/cm2, ở trạng thái

Tại lớp 3: Đới đá phong hoá và nứt nẻ trung bình, lớp này có bề dày 5,4 –

H = 230,0 kG/cm2, kết quả thí nghiệm ép nước từ 0.03 – 0.18 (l/phm). Ta

37,1 m. Cường độ kháng nén ở trạng thái khô gió n

bão hòa n

có thể thiết kế lớp này làm nền đập. Tuy nhiên cần có biện pháp chống thấm mất

nước của nền đập và vai đập ở lớp này.

- Về hoạt động kiến tạo: Đất đá trong vùng bị nén ép phân phiến mạnh do các

hoạt động kiến tạo trong vùng gây ra. Các hệ thống kiến tạo cổ milonit có quy mô

lớn bị chôn vùi, tạo nên các đới xung yếu, tính chất cơ lý và các quá trình phong

hóa phát triển mạnh và sâu hơn bình thường.

Các đứt gãy của hệ thống chính hướng cắm về phía phần thấp hơn của sườn

thung lũng gây bất lợi cho sự ổn định đất đá tại các khu vực bố trí các tuyến năng

lượng, đường ống áp lực và các hố móng hở.

Các hoạt động tân kiến tạo và kiến tạo hiện đại không có biểu hiện rõ rệt. Do

chưa có tài liệu và chứng cứ rõ ràng nên cần thiết có các nghiên cứu sâu hơn ở giai

Trang 29

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

đoạn tiếp theo.

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

- Vật liệu xây dựng khoáng tự nhiên: Vật liệu xây dựng Đá và Đất dính tại

vùng ngiên cứu dồi dào, khoảng cách vận chuyển không lớn đáp ứng được về cả

chất lượng và trữ lượng cho xây dựng, thuận lợi khi xây dựng đập bằng đập đất,

đập đá đổ.

Kiến nghị: Trong giai đoạn thiết kế kỹ thuật tuyến đập I cần tiếp tục làm rõ

Trang 30

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

hơn các đặc điểm địa chất công trình khu vực xây dựng.

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

CHƯƠNG 2

DỰ BÁO CÁC VẤN ĐỀ VỀ ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH

TUYẾN ĐẬP I VÀ II

2.1. DỰ BÁO CÁC VẤN ĐỀ VỀ ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH TUYẾN ĐẬP I

2.1.1. Các thông số kỹ thuật của công trình tuyến đập I

Do chiều rộng đáy đập lớn (B = 290m) và mỏ vật liệu xây dựng khoáng tự

nhiên về đất dính và đá khá thuận lợi, nên ta thiết kế đập đất để tính toán.

Giả thiết đưa ra đập là đập đất, được đặt trên lớp 3: Đới đá phong hóa,

nứt nẻ trung bình, dựa vào mặt cắt địa chất công trình dọc theo tim tuyến xác

định được khối lượng đất đá không đạt yêu cầu đặt nền công trình như sau:

- Bờ trái: Chiều dày bóc bỏ khoảng 8,4m;

- Bờ phải: Chiều dày bóc bỏ khoảng 6,6m;

- Lòng sông: Chiều dày bóc bỏ khoảng 2,5m.

Về đập: Dựa vào cao trình mực nước dâng thiết kết (CTMNDTK) là

+904m. Cao trình đỉnh đập là +908m, cùng với mặt cắt địa chất công trình

tuyến đập I (phụ lục 2) và sơ đồ bố trí công trình thăm dò tuyến đập I (phụ

lục 5) ta có thể xác định các thông số kỹ thuật của tuyến đập như sau:

- Chiều dài đập theo đỉnh: 225m;

- Cao trình đáy sông +834,7m;

- Cao trình đáy đập sau khi bóc bỏ 2,5m: +832,2m;

- Chiều cao đập tại đáy sông sau khi bóc bỏ: Hd = 908-832,2 = 75,8m;

Dự kiến đập được đổ bằng đất với hai mái dốc bằng nhau: α = 280;

- Chiều cao cột nước thượng lưu:

Htl = CTMNDTK- CT đáy = 904 – 834,7 = 69,3m;

- Giả thiết phía hạ lưu không có mực nước.

Trang 31

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

Các thông số kỹ thuật của công trình được trình bày trong bảng sau:

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

Bảng 2.1 Các thông số kỹ thuật của công trình.

Phương án Tuyến đập I

Cao trình mực nước dâng thiết kế (m) +904,0

Cao trình đỉnh đập (m) +908,0

Chiều rộng đỉnh đập: b (m) 7,0

Chiều rộng đáy đập: B (m) 290,0

75,8 Chiều cao đập tại đáy: Hđ (m)

69,3 Chiều cao cột nước thượng lưu: Htl(m)

0 Chiều cao cột nước hạ lưu: Hhl (m)

Góc dốc mái thượng lưu và hạ lưu: α (độ) 28

Chiều dài đập theo đỉnh: d (m) 225

Hình 2.1

Sơ đồ dạng mặt cắt ngang và các thông số cơ bản của đập tại đáy sông

Đập được thiết kế là đập đất đắp, nền đập là nền đá, chiều cao đập Hd =

75,8m. Theo QCVN 04 - 05 : 2012/BNNPTNT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia công

trình thủy lợi - các quy định chủ yếu về thiết kế thì đập thuộc loại cấp công trình

Cấp I.

2.1.2. Phân tích các khả năng phát sinh các vấn đề địa chất công trình.

Đập là công trình chính của tuyến đầu mối thuỷ lực và là một công trình có

Trang 32

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

quy mô, tải trọng lớn, thường xuyên chịu tác dụng của cột nước áp lực từ thượng

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT lưu khi làm việc. Trong quá trình xây dựng và sử dụng đập, có thể nẩy sinh nhiều

vấn đề địa chất công trình phức tạp.

Tuyến đập I công trình thủy điện Chu Linh có chiều dài theo đỉnh khoảng

225m, và chiều cao đập tại đáy sông 75,8m. Do vậy khi xây dựng và sử dụng sẽ

phát sinh các vấn đề về Địa chất công trình như sau:

1- Vấn đề ổn định nền đập:

- Biến dạng lún và lún không đều của nền đập: Vấn đề này thường xẩy ra khi

xây dựng đập trên nền đất đá mềm yếu có độ biến dạng đáng kể. Dưới tác dụng của

trọng lượng đập, nền đất bị nén lún, mức độ lún nền đập thường không đều nhau.

Nếu độ lún cuối cùng và lún không đều vượt quá giới hạn cho phép thì đập có thể

bị mất ổn định.

- Trượt nền đập: Trượt nền đập được thể hiện dưới dạng trượt nông (trượt

theo mặt tiếp xúc giữa đáy đập và nền đập do tác dụng của cột nước từ thượng lưu)

và trượt sâu (trượt do nền đập bị phá huỷ khi tải trọng tác dụng của đập vượt quá

sức chịu tải của đất đá nền đập).

- Ổn định thấm nền đập: Khi đập làm việc, thường tạo ra građien áp lực rất

lớn hướng từ thượng lưu xuống hạ lưu, nền đập cấu tạo bởi một lớp sét lẫn dăm

sạn màu nâu vàng nâu đỏ, trạng thái cứng và đá có mức độ phong hóa và nứt nẻ

giảm dần theo chều sau dễ xẩy ra các hiện tượng xói ngầm, cát chảy. Các hiện

tượng này phát triển làm rỗng nền đất và gây mất ổn định nền đập.

2- Vấn đề ổn định của sườn dốc hai bên vai đập: Đập được xây dựng dựa trên

hai bên sườn dốc thung lũng sông có độ dốc lớn. Dưới tác dụng của áp lực nước

vào thân đập có thể làm cho sườn dốc hai bên vai đập mất ổn định. Đây là phần đất

đá chịu lực chống trượt quan trọng của đập. Sự mất ổn định của sườn dốc hai bên

vai đập có thể dẫn đến hiện tượng trượt và đá đổ, ảnh hưởng nghiêm trọng tới ổn

định của đập.

3- Vấn đề thấm mất nước qua nền và vai đập: Đập được xây dựng ở thung

lũng sông, trên nền đất đá có khả năng thấm nước lớn như lớp đá thứ 2 có mức độ

Trang 33

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

phong hóa, nứt nẻ mạnh, .... Sự chênh lệch áp lực nước giữa thượng lưu và hạ lưu

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT có thể tạo ra dòng thấm với lưu lượng lớn và gây thấm mất nước mạnh qua nền và

vai đập, ảnh hưởng đến khả năng chứa nước của hồ, thậm chí có thể làm cho hồ

không dâng cao mực nước thiết kế được.

4- Vấn đề nước chảy vào hố móng: Đập được xây dựng ở thung lũng sông nên

nước mặt và nước dưới đất có ảnh hưởng lớn đến việc thi công, xâm nhập vào hố

móng và gây ra vấn đề nước chảy vào hố móng.

2.1.3. Kiểm toán các vấn đề địa chất công trình.

2.1.3.1. Ổn định về sức chịu tải của nền đập.

Khi xây dựng đập, áp lực bản thân của đập có thể làm mất ổn định nền đập.

Vì mức độ phong hoá và nứt nẻ của đá giảm dần, cường độ tăng dần theo chiều

sâu, nên chỉ cần kiểm tra ổn định của đới đá nằm ngay dưới nền đập. Nền đập đặt

trên lớp 3: Đới đá phong hóa, nứt nẻ trung bình. Do vậy chỉ cần đánh giá độ ổn

H = 230 (kG/cm2).

định của phần nền đập đặt trên đới này. Đới này có cường độ kháng nén bão hoà

n

Khi đó sẽ đánh giá được độ ổn định của nền đập như sau:

Pcp Ptk

K =

Với Pcp : Cường độ chịu tải cho phép của lớp đất đá dưới nền đập;

Ptk : Là tải trọng theo thiết kế của đập;

K: hệ số an toàn.

Theo QCVN 04 - 05 : 2012/BNNPTNT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia công trình

thủy lợi - các quy định chủ yếu về thiết kế.

Hệ số an toàn nhỏ nhất của công trình thủy điện cấp I, đập đất đắp K = 1,35

+ Xác định cường độ chịu tải cho phép của lớp đất đá dưới nền đập.

H σn τ

Pcp =

H = 230 kG/cm2;

H : Cường độ kháng nén bão hoà của đá nền, σn σn

Trang 34

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

Trong đó :

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

 : Hệ số an toàn lấy theo cấp công trình, công trình cấp I lấy  =10.

Thay các giá trị trên ta được sức chịu tải của nền đập là:

= 23,0(kG/cm2) Pcp =

+ Xác định tải trọng theo thiết kế của đập.

Ptk = d. Hđ

Trong đó:

Hđ : Là chiều cao của đập, Hđ = 75,8 m; d = 2,0T/m3 ( khối lượng thể tích của đất đắp).

Thay vào công thức ta được tải trọng đập theo thiết kế là: Ptk = 2,0.75,8 = 151,6 (T/m2 ) =15,16 KG/cm2

Hệ số an toàn:

Pcp Ptk

K = = = 1,51 > 1,35

Do vậy nền đập ổn định về cường độ.

2.1.3.2. Ổn định trượt tiếp xúc giữa đáy đập và nền.

Đập là công trình dâng nước và chịu tác dụng của nhiều lực: Trọng lượng bản

thân và phụ tải của nước tác dụng lên các phần kết cấu của đập, áp lực ngang của

nước thượng lưu, lực đẩy nổi thủy tĩnh và áp lực thủy động củng như một số tải

trọng thường xuyên và tạm thời khác (sóng, gió, động đất…) do tài liệu hạn chế

nên ở đây không tính đến.

Trong phần này chỉ tính đến đập chịu sự tác dụng của các lực:

- Trọng lực bản thân P;

- Áp lực ngang của nước từ thượng lưu W;

- Lực đẩy nổi thủy tĩnh và áp lực thuỷ động N.

Trang 35

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

Sơ đồ các lực tác lực tác dụng vào thân đập được thể hiện qua hình sau:

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

Dưới áp lực ngang của nước từ thượng lưu có khả năng làm đập trượt theo

Hình 2.2 Sơ đồ các lực tác dụng lên đập

mặt tiếp xúc giữa nền và đập. Để đánh giá khả năng ổn định trượt mặt tiếp xúc

giữa đáy đập và nền đập, ta dùng hệ số ổn định trượt KC. Với quy ước KC ≥ 1,25

∑ f.(P−N)+∑ C

(1)

thì nền đập ổn định trượt mặt.

W

KC =

Trong đó:

- f : Hệ số ma sát giữa nền và đáy đập, đập đặt trên đá cứng lấy f = 0,4;

- P: Tải trọng tác dụng lên nền đập trên một đơn vị chiều dài;

Ptk.(B+b) 2B

P = (2)

Trong đó: PTk: Áp lực của đập tác dụng lên nền đập: PTk = 151,6 T/m2;

B: chiều rộng của đáy đập: B = 290 m;

b: chiều rộng của đỉnh đập: b = 7 m.

151,6.(290+7)

Thay các giá trị trên vào công thức (2) được

2.290

P = = 77,63 (T/m2)

- C: Lực dính của đá dưới nền đập ở trạng thái bão hoà nước trong 1 đơn vị

chiều dài đập. Lấy C= 0,3 (kG/cm2) = 3 (T/m2) ;

- N: Áp lực đẩy nổi của nước tác dụng lên đập trên một mét chiều dài đập;

Trang 36

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

) (3) N = a2.n. (Hhl + a1.

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

Trong đó:

- H: Độ chênh cột nước giữa thượng lưu và hạ lưu:

Do giả thiết đưa ra phần hạ lưu không có nước nên H=Htl = 69,3m;

- a1: Hệ số đặc trưng cho lượng tổn thất của áp lực cột nước khi mực

nước thấm bên ngoài đập hoặc vòng quanh đập, để đảm bảo an toàn

lấy a1 = 1;

- a2: Hệ số biểu thị phần diện tích nền đập mà áp lực đập truyền nên

thực sự: a2 = 0,4; - n: Khối lượng riêng của nước: n = 1 T/m3;

- Hhl: Mực nước hạ lưu.

69,3

Thay các giá trị trên vào công thức (3) được:

2

N= 0,4.1.(0 + 1. ) = 13,86 (T/m2)

- W: lực đẩy nằm ngang do cột nước lên một đơn vị chiều dài đập.

69,32 290

2 2 −Hhl Htl B Thay các giá trị f = 0,4; P = 77,63 (T/m2); C = 3 (T/m2); N = 34,65 (T/m2);

= 16,56 (T/m2) = 1. W = W1 – W2 = 𝛾𝑛.

W = 16,65 (T/m2) vào công thức (1) ta được giá trị của hệ số KC là:

= 1,72 > 1,25 KC =

Vậy đập ổn định trượt tại mặt tiếp xúc giữa đập và nền.

2.1.3.3. Vấn đề thấm mất nước.

Do sự chênh áp giữu thượng lưu và hạ lưu mà sinh ra dòng thấm dưới nền

đập. Đập dự kiến đặt trên lớp 3: Đới đá đới đá phong hóa, nứt nẻ trung bình. Do

vậy cần bóc bỏ các đới trên nó, coi đới thấm mất nước bắt đầu từ bề mặt bóc bỏ

đến hết chiều sau khoan.

* Vấn đề thấm mất nước qua nền đập.

Trang 37

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

Sơ đồ tính thấm nước của nền đập như hình 3.3

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

Hình 2.3: Sơ đồ tính thấm qua nền đập.

Từ các kết quả ép nước ta xác định được hệ số thấm K của đới thấm là: (coi

nước vận động chảy tầng để kiểm tra ổn định thấm)

K= 0,525.q.lg(0,66.L/R), (m3/ngày đêm)

Trong đó:

L: là chiều dài đoạn ép, (m);

R: là bán kính lỗ khoan: R=100mm = 0,1m; q: là lượng mất nước đơn vị, (m3/ngđ.m).

Do ép nước trong 3 lỗ khoan có tỷ lưu lượng ép và chiều dài đoạn ép khác

nhau. Ta có bảng tính giá trị hệ số thấm K như sau, bảng 3.1.

Lớ p

Hố khoan

q (l/ph.m)

L (m)

R (m)

lg(0.66L/R )

q (m3/ngđ. m)

0.525 *q

(0.66L) /R

K (m/ng đ)

0.05

0.072

8.50

0.1

0.038

56.10

1.749

0.066

C1

3

0.04

0.058

1.90

0.1

0.030

12.54

1.098

0.033

C2

0.08

0.115

12.90

0.1

0.060

85.14

1.930

0.117

C3

0.03

0.043

52.70

0.1

0.023 347.82

2.541

0.058

C1

4

0.03

0.043

55.60

0.1

0.023 366.96

2.565

0.058

C2

0.04

0.058

30.50

0.1

0.030 201.30

2.304

0.070

C3

Trang 38

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

Bảng 2.2: Hệ số thấm của các đoạn ép nước thí nghiệm.

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

H

, (m3/ngđ) (1)

Theo Kamenski lượng nước thấm qua đáy đập tính theo công thức:

B+m

Qd = KII.d.m.

Trong đó:

- KII : Hệ số thấm của đới thấm nước ở vị trí lòng sông, tại lỗ khoan C2:

+ Hệ số thấm theo phương song song Kh là:

. (K3.L3+ K4.L4)

1 Lt

1

Kh=

57,5

= .(1,9.0,033 + 55,6.0,058) = 0,0572 (m/ngđ)

57,5

= 0,0566 (m/ngđ)

=

+ Hệ số thấm theo phương vuông góc Kv là:

+

Lt +

1,9 0,033

55,6 0,058

L3 K3

L4 K4

Kv =

Với:

K3, K4: là hệ số thấm của lớp 3, lớp 4 tại lỗ khoan C2;

L3, L4: là chiều dày lớp 3, lớp 4 đến hết chiều sâu khoan tại lỗ

khoan C2;

Lt: là tổng chiều dày lớp 3 và lớp 4 đến hết chiều sâu khoan,

Vậy KII= 0,044(m/ngđ);

- d: Chiều dài đập (d =225m);

- m: Chiều dày đới thấm mất nước (m= Lt = 57,5m);

- B: Chiều rộng đáy đập (B=290m);

- H: Độ chênh cao mực nước giữa thượng lưu và hạ lưu (H=69,3m).

69,3

Thay các giá trị vào công thức (1) ta được:

290+57,5

= 146 (m3/ngđ) Qd = 0,0566.225.57,5.

*Thấm mất nước qua vai đập

Trang 39

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

(Sơ đồ tính thấm nước như hình 3.4)

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

TL

HL

Hình 2.4: Sơ đồ tính thấm qua vai đập

Áp dụng công thức tính thấm của Numerrov

Q = KI(III).H.(H1+H2) (*)

Trong đó:

- KI(III): Hệ số thấm của đá ở 2 vai đập (ở hố khoan C1 và hố khoan C3);

Tính tương tự như tính hệ số thấm ở đáy sông, ta được:

+ Vai trái (hố khoan C1): KI=0,059 (m/ngđ);

+ Vai phải (hố khoan C3): KIII=0,08 (m/ngđ).

- H : Chênh cao mực nước giữa thượng lưu và hạ lưu, H=69,3 m;

- H1: Khoảng cách từ mực nước dâng thượng lưu tới mặt của đới cách nước;

H1= 69,3+ 57,5 + 2,5 =129,3 m

- H2: Khoảng cách từ mực nước dâng hạ lưu tới mặt của đới cách nước.

H2= 0 + 57,5 + 2,5 =60 m

Thay các giá trị trên vào công thức (*) ta được:

- Lưu lượng thấm mất nước qua vai trái;

Qt = 0,059.69,3.(129,3 + 60) = 774 (m3/ngđ)

- Lưu lượng thấm mất nước qua vai phải;

Qp = 0,08.69,3.(129,3 + 60) = 1049,5 (m3/ngđ)

- Vậy lưu lượng thấm mất nước qua 2 vai;

Qv = Qt + Qp = 1049,5 + 774 =1823,5 (m3/ngđ)

Trang 40

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

- Tổng lưu lượng thấm của tuyến đập.

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

Q = Qv + Qd = 1823,5 + 146 = 1969,5 (m3/ngđ)

Lưu lượng thấm mất nước của tuyến đập (qua nền và qua hai vai) là tương

đối lớn, cần thiết kế các biện pháp chống thấm trong giai đoạn tiếp theo.

2.1.3.4. Vấn đề ổn định của sườn dốc hai bên vai đập.

Đập được xây dựng dựa trên hai bên sườn dốc thung lũng sông có độ dốc

lớn. Dưới tác dụng của áp lực nước vào thân đập có thể làm cho sườn dốc hai bên

vai đập mất ổn định. Đây là phần đất đá chịu lực chống trượt quan trọng của đập.

Sự mất ổn định của sườn dốc hai bên vai đập có thể dẫn đến hiện tượng trượt và đá

đổ, ảnh hưởng nghiêm trọng tới ổn định của đập.

Như đã trình bày ở chương I: Đây là khu vực có địa hình phân cắt mạnh, do

ảnh hưởng của hoạt động tân kiến tạo các đá phần ngoài bị ép nén và cà nát mạnh

mẽ. Tại vị trí xây dựng thuộc kiểu thung lũng sông sâu hẹp miền núi phía hai sườn

có phủ lớp sét lẫn dăm sạn bề dày từ 2,4 – 3,2m, phía dưới là đá gốc phong hóa,

nứt nẻ mạnh, nên ở đây có thể xảy ra hiện tượng trượt lở tầng phủ với khối lượng

lớn trên sườn dốc.

2.1.3.5. Vấn đề ổn định trượt sâu.

Trượt sâu xảy ra dưới tác dụng của lực nằm ngang và tải trọng công trình, đối

với đập đất sẽ xảy ra hai khả năng trượt :

+ Đập sẽ trượt theo các mặt trượt, các mặt trượt này có thể là các mặt yếu như

mặt phân lớp, mặt khe nứt, mặt đứt gãy hoặc qua các đới xen kẹp trong đá có cấu

tạo phân lớp.

+ Trượt do một phần mái đập mất ổn định, kéo theo một phần nền nằm trong

các mặt trượt đã nêu trên.

Đối với trường hợp trượt do một phần mái đập mất ổn định, xảy ra khi tải

trọng tác dụng của đập vượt quá sức chịu tải của đất đá nền. Khi đó, trong đất đá

của nền sẽ xuất hiện những vùng biến dạng dẻo và hình thành mặt trượt.

Nền đập được coi là ổn định trượt sâu khi : P* < Pgh .

Trang 41

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

Trong đó :

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

P

P* - Tải trọng tác dụng của đập và lên 1m chiều dài,

B.L

(1) P* = σzo =

Với:

P là trong lượng bản thân đập , T

P = Vđập.𝛾đ ( tính cho một mét chiều dài đập)

𝛾đ là khối lượng thể tích đất đắp: 𝛾đ = 2 T/m3

- Tính Pgh.

Giả sử mặt trượt ở dưới nền đập do 2 mặt phẳng tạo thành, theo lý thuyết của

Morh, ở trạng thái cân bằng giới hạn, 2 mặt trượt này sẽ tạo với mặt phẳng nằm

ngang 1 góc  và β.

Hình 2.5: Sơ đồ mặt cắt tính toán ổn định trượt sâu của nền đập

(2)

Từ vòng tròn Morh ứng suất, xác định được Pgh.

Trong đó:

 - Khối lượng thể tích tự nhiên trung bình của đất (T/m3 );

Trang 42

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

B – Chiều rộng đáy đập;

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

C – Lực dính kết trung bình của đất nằm dưới đáy móng.

Do số liệu tính toán còn hạn chế, nên trong phần này chưa thể dự báo khả

năng ổn định trượt sâu của đập.

2.1.3.6. Vấn đề nước chảy vào hố móng.

Do đập được đặt trên lớp 3: Đới đá phong hóa nứt nẻ trung bình. Trong quá

trình thi công phải bóc bỏ lớp 1 và lớp 2, nên hiện tượng nước mặt và nước dưới

đất có thể chảy vào trong quá trình bóc bỏ không thể tránh khỏi, cần có các biện

pháp phòng chống thích hợp trong quá trình thi công.

2.2. DỰ BÁO CÁC VẤN ĐỀ VỀ ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH TUYẾN ĐẬP

II

2.2.1. Các thông số kỹ thuật của công trình tuyến đập II

Giả thiết đưa ra là đập được đặt trên lớp 3: Đới đá phong hóa, nứt nẻ

trung bình, dựa vào mặt cắt địa chất công trình dọc theo tim tuyến xác định

được khối lượng đất đá không đạt yêu cầu đặt nền công trình như sau:

- Bờ trái: Chiều dày bóc bỏ khoảng 37,5m;

- Lòng sông: Chiều dày bóc bỏ khoảng 15,3m;

- Và một phần vai phải của đập, càng lên cao chiều dày bóc bỏ

càng nhỏ dần.

Về đập: Dựa vào cao trình mực nước dâng thiết kết (CTMNDTK) là

+882m. Cao trình đỉnh đập là +976m, cùng với mặt cắt địa chất công trình

tuyến đập II (phụ lục 3) và sơ đồ bố trí công trình thăm dò tuyến đập II (phụ

lục 5) ta có thể xác định các thông số kỹ thuật của tuyến đập như sau:

- Chiều dài đập theo đỉnh: 500m;

- Cao trình đáy sông: +826,4m;

- Cao trình đáy đập sau khi bóc bỏ 15,3m: +811,1m;

- Chiều cao đập tại đáy sông sau khi bóc bỏ: Hd = 976 - 811,1 ≈ 165m;

- Chiều cao cột nước thượng lưu:

Trang 43

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

Htl = CTMNDTK- CT đáy = 882 – 826,4 = 55,6 m;

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

- Giả thiết phía hạ lưu không có mực nước.

Do chiều cao thiết kế của đập rất lớn nên để đảm bảo an toàn ta thiết kế đập là

đập bê tông trọng lực để tính toán.

Dự kiến đập được đổ với hai mái dốc như sau

Mái thượng lưu: 𝛼1 = 900 Mái hạ lưu: 𝛼2 = 320

Các thông số kỹ thuật của công trình được trình bày trong bảng sau:

Bảng 2.3 Các thông số kỹ thuật của công trình.

Phương án Tuyến đập II

Cao trình mực nước dâng thiết kế (m) +882

Cao trình đỉnh đập (m) +976

Chiều rộng đỉnh đập: b (m) 7

Chiều rộng đáy đập: B (m) 270

165 Chiều cao đập tại đáy: Hđ (m)

55,6 Chiều cao cột nước thượng lưu: Htl(m)

0 Chiều cao cột nước hạ lưu: Hhl (m)

90 Góc dốc mái thượng lưu: 𝛼1 (độ)

32

Góc dốc mái hạ lưu: 𝛼2 (độ) Chiều dài đập theo đỉnh: d (m) 500

Trang 44

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

Hình 2.5

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

Sơ đồ dạng mặt cắt ngang và các thông số cơ bản của đập tại đáy sông

Đập được thiết kế là đập bê tông, nền đập là nền đá, chiều cao đập Hd =

165m. Theo QCVN 04 - 05 : 2012/BNNPTNT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia công

trình thủy lợi - các quy định chủ yếu về thiết kế thì đập thuộc loại cấp công trình

Cấp đặc biệt.

2.2.2. Phân tích các khả năng phát sinh các vấn đề địa chất công trình.

Đập là công trình chính của tuyến đầu mối thuỷ lực và là một công trình có

quy mô, tải trọng lớn, thường xuyên chịu tác dụng của cột nước áp lực từ thượng

lưu khi làm việc. Trong quá trình xây dựng và sử dụng đập, có thể nẩy sinh nhiều

vấn đề địa chất công trình phức tạp.

Tuyến đập II công trình thủy điện Chu Linh có chiều dài theo đỉnh khoảng

500m, và chiều cao đập tại đáy sông 165m. Củng như phương án tuyến đập I khi

xây dựng và sử dụng sẽ phát sinh các vấn đề về Địa chất công trình sau:

+ Vấn đề ổn định nền đập gồm:

- Trượt nền đập;

- Ổn định thấm nền đập.

+ Vấn đề ổn định của sườn dốc hai bên vai đập;

+ Vấn đề thấm mất nước qua nền và vai đập;

+ Vấn đề nước chảy vào hố móng.

2.2.3. Kiểm toán các vấn đề địa chất công trình.

2.2.3.1. Ổn định về sức chịu tải của nền đập.

Khi xây dựng đập, áp lực bản thân của đập có thể làm mất ổn định nền đập.

Vì mức độ phong hoá và nứt nẻ của đá giảm dần, cường độ tăng dần theo chiều

sâu, nên chỉ cần kiểm tra ổn định của đới đá nằm ngay dưới nền đập. Nền đập đặt

trên lớp 3: Đới đá phong hóa, nứt nẻ trung bình. Do vậy chỉ cần đánh giá độ ổn

H = 230 (kG/cm2).

định của phần nền đập đặt trên đới này. Đới này có cường độ kháng nén bão hoà

n

Trang 45

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

Khi đó sẽ đánh giá được độ ổn định của nền đập như sau:

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

Pcp Ptk

K =

Với:

Pcp : Cường độ chịu tải cho phép của lớp đất đá dưới nền đập;

Ptk : Là tải trọng theo thiết kế của đập;

K: hệ số an toàn.

Theo QCVN 04 - 05 : 2012/BNNPTNT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia công

trình thủy lợi - các quy định chủ yếu về thiết kế.

Hệ số an toàn nhỏ nhất của công trình thủy điện cấp đặc biệt, đập bê tông đặt

trên nền đá: K = 1,25

+ Xác định cường độ chịu tải cho phép của lớp đất đá dưới nền đập.

H σn τ

Pcp =

H = 230 kG/cm2;

H : Cường độ kháng nén bão hoà của đá nền, σn σn

Trong đó :

 : Hệ số an toàn lấy theo cấp công trình, công trình cấp đặc biệt lấy  =8

Thay các giá trị trên ta được sức chịu tải của nền đập là:

= 28,75 (kG/cm2) Pcp =

+ Xác định tải trọng theo thiết kế của đập.

Ptk = bt. Hđ

Trong đó:

Hđ : Là chiều cao của đập, Hđ = 165 m; bt = 2,4T/m3 ( khối lượng thể tích của bê tông).

Thay vào công thức ta được tải trọng đập theo thiết kế là:

Ptk = 2,4.165 = 396 (T/m2 ) =39,6 KG/cm2

28,75

Hệ số an toàn:

39,6

Pcp Ptk

K = = = 0,72 < 1,25

Trang 46

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

Do vậy nền đập không ổn định về sức chịu tải.

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

2.2.3.2. Ổn định trượt tiếp xúc giữa đáy đập và nền.

Đập là công trình dâng nước và chịu tác dụng của nhiều lực: Trọng lượng bản

thân và phụ tải của nước tác dụng lên các phần kết cấu của đập, áp lực ngang của

nước thượng lưu, lực đẩy nổi thủy tĩnh và áp lực thủy động củng như một số tải

trọng thường xuyên và tạm thời khác (sóng, gió, động đất…) do tài liệu hạn chế

nên ở đây không tính đến.

Trong phần này chỉ tính đến đập chịu sự tác dụng của các lực:

- Trọng lực bản thân P;

- Áp lực ngang của nước từ thượng lưu W;

- Lực đẩy nổi thủy tĩnh và áp lực thuỷ động N.

Sơ đồ các lực tác lực tác dụng vào thân đập được thể hiện qua hình sau:

Hình 2.2 Sơ đồ các lực tác dụng lên đập

Dưới áp lực ngang của nước từ thượng lưu có khả năng làm đập trượt theo

mặt tiếp xúc giữa nền và đập. Để đánh giá khả năng ổn định trượt mặt tiếp xúc

giữa đáy đập và nền đập, ta dùng hệ số ổn định trượt Kc. Với quy ước KC ≥ 1,25

∑ f.(P−N)+∑ C

(1)

thì nền đập ổn định trượt mặt.

W

KC =

Trong đó:

- f : Hệ số ma sát giữa nền và đáy đập, đập đặt trên đá cứng lấy f = 0,4;

Trang 47

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

- P: Tải trọng tác dụng lên nền đập trên một đơn vị chiều dài;

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

Ptk.(B+b) 2B

P = (2)

Trong đó: PTk: Áp lực của đập tác dụng lên nền đập: PTk = 396T/m2;

B: chiều rộng của đáy đập: B = 270 m;

b: chiều rộng của đỉnh đập: b = 7 m.

396.(270+7)

Thay các giá trị trên vào công thức (2) được

2.270

P = = 203,1 (T/m2)

- C: Lực dính của đá dưới nền đập ở trạng thái bão hoà nước trong 1 đơn vị

chiều dài đập. Lấy C= 0,3 (kG/cm2) = 3 (T/m2) ;

- N: Áp lực đẩy nổi của nước tác dụng lên đập trên một mét chiều dài đập;

) (3) N = a2.n. (Hhl + a1.

Trong đó:

- H: Độ chênh cột nước giữa thượng lưu và hạ lưu:

Do giả thiết đưa ra phần hạ lưu không có nước nên H=Htl = 55,6m;

- a1: Hệ số đặc trưng cho lượng tổn thất của áp lực cột nước khi mực

nước thấm bên ngoài đập hoặc vòng quanh đập, để đảm bảo an toàn

lấy a1 = 1;

- a2: Hệ số biểu thị phần diện tích nền đập mà áp lực đập truyền nên

thực sự: a2 = 0,4; - n: Khối lượng riêng của nước: n = 1 T/m3;

- Hhl: Mực nước hạ lưu.

55,6

Thay các giá trị trên vào công thức (3) được:

2

N= 0,4.1.(0 + 1. ) = 11,12 (T/m2)

- W: lực đẩy nằm ngang do cột nước lên một đơn vị chiều dài đập.

55,62 270

2 2 −Hhl Htl B Thay các giá trị f = 0,4; P = 203,1 (T/m2); C = 3 (T/m2); N = 11,12 (T/m2);

Trang 48

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

= 11,45 (T/m2) = 1. W = W1 – W2 = 𝛾𝑛.

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT W = 11,45 (T/m2) vào công thức (1) ta được giá trị của hệ số KC là:

= 6,9 > 1,25 KC =

Vậy đập ổn định trượt tại mặt tiếp xúc giữa đập và nền.

2.2.3.3. Vấn đề thấm mất nước.

Do sự chênh áp giữu thượng lưu và hạ lưu mà sinh ra dòng thấm dưới nền

đập. Đập dự kiến đặt trên lớp 3: Đới đá đới đá phong hóa, nứt nẻ trung bình. Do

vậy cần bóc bỏ các đới trên nó, coi đới thấm mất nước bắt đầu từ bề mặt bóc bỏ

đến hết chiều sau khoan.

Vấn đề thấm mất nước qua nền đập.

Sơ đồ tính thấm nước của nền đập như hình 2.3

Hình 2.3: Sơ đồ tính thấm qua nền đập.

Từ các kết quả ép nước ta xác định được hệ số thấm K của đới thấm là: (coi

nước vận động chảy tầng để kiểm tra ổn định thấm)

K= 0,525.q.lg(0,66.L/R), (m3/ngày đêm)

Trong đó:

L: là chiều dài đoạn ép, (m);

Trang 49

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

R: là bán kính lỗ khoan: R=100mm = 0,1m; q: là lượng mất nước đơn vị, (m3/ngđ.m).

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

Do ép nước trong 3 lỗ khoan có tỷ lưu lượng ép và chiều dài đoạn ép khác

nhau. Ta có bảng tính giá trị hệ số thấm K như sau, bảng 3.1.

Lớp

Hố khoan

L (m)

R (m)

0.525*q

lg(0.66 L/R)

q (l/ph. m)

q (m3/ng. m)

(0.66L) /R

K (m/ng đ)

0.03

0.043

37.10

0.023

244.86

2.389

0.054

0.1

CL1

3

0.18

0.259

5.40

0.1

0.136

35.64

1.552

0.211

CL2

0.09

0.130

6.50

0.1

0.068

42.90

1.632

0.111

CL3

0.02

0.029

5.4

0.1

0.015

35.64

1.552

0.023

CL1

0.06

0.086

49.3

0.1

0.045

325.38

2.512

0.114

4

CL2

0.06

0.086

73.5

0.1

0.045

485.1

2.686

0.122

CL3

Bảng 2.2: Hệ số thấm của các đoạn ép nước thí nghiệm.

H

, (m3/ngđ) (1)

Theo Kamenski lượng nước thấm qua đáy đập tính theo công thức:

B+m

Qd = KII.d.m.

Trong đó:

- KII : Hệ số thấm của đới thấm nước ở vị trí lòng sông, tại lỗ khoan CL2:

+ Hệ số thấm theo phương song song Kh là:

. (K3.L3+ K4.L4)

1 Lt

1

Kh=

54,7

= .(5,4. 0,211+ 49,3. 0,114) = 0,124 (m/ngđ)

54,7

= 0,120 (m/ngđ)

=

+ Hệ số thấm theo phương vuông góc Kv là:

+

Lt +

5,4 0,211

49,3 0,114

L3 K3

L4 K4

Kv =

Với:

K3, K4: là hệ số thấm của lớp 3, lớp 4 tại lỗ khoan CL2;

L3, L4: là chiều dày lớp 3, lớp 4 đến hết chiều sâu khoan tại lỗ

khoan CL2;

Trang 50

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

Lt: là tổng chiều dày lớp 3 và lớp 4 đến hết chiều sâu khoan,

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

Vậy KII= 0,120(m/ngđ);

- d: Chiều dài đập (d =500m);

- m: Chiều dày đới thấm mất nước (m= Lt = 54,7);

- B: Chiều rộng đáy đập (B=270m);

- H: Độ chênh cao mực nước giữa thượng lưu và hạ lưu (H=55,6m).

55,6

Thay các giá trị vào công thức (1) ta được:

270+54,7

= 562 (m3/ngđ) Qd = 0,120.500.54,7.

Thấm mất nước qua vai đập.

(Sơ đồ tính thấm nước như hình 2.4)

TL

HL

Hình 2.4: Sơ đồ tính thấm qua vai đập

Áp dụng công thức tính thấm của Numerrov

Q = KI(III).H.(H1+H2) (*)

Trong đó:

- KI(III): Hệ số thấm của đá ở 2 vai đập (ở hố khoan C1 và hố khoan C3);

Tính tương tự như tính hệ số thấm ở đáy sông, ta được:

+ Vai trái (hố khoan CL1): KI=0,046 (m/ngđ);

+ Vai phải (hố khoan CL3): KIII=0,121 (m/ngđ).

- H : Chênh cao mực nước giữa thượng lưu và hạ lưu, H=55,6 m;

- H1: Khoảng cách từ mực nước dâng thượng lưu tới mặt của đới cách nước;

H1= 55,6 + 54,7+ 15,3 =125,6 m

Trang 51

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

- H2: Khoảng cách từ mực nước dâng hạ lưu tới mặt của đới cách nước.

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

H2= 0 + 54,7+ 15,3 =70 m

Thay các giá trị trên vào công thức (*) ta được:

- Lưu lượng thấm mất nước qua vai trái;

Qt = 0,046.55,6.( 125,6 + 70) = 500 (m3/ngđ)

- Lưu lượng thấm mất nước qua vai phải;

Qp = 0,121.55,6.( 125,6 + 70) = 1316 (m3/ngđ)

- Vậy lưu lượng thấm mất nước qua 2 vai;

Qv = Qt + Qp = 1316+ 500 =1816 (m3/ngđ)

- Tổng lưu lượng thấm của tuyến đập.

Q = Qv + Qd = 1816 + 562 = 2378 (m3/ngđ)

Lưu lượng thấm mất nước của tuyến đập (qua nền và qua hai vai) là tương

đối lớn, cần thiết kế các biện pháp chống thấm trong giai đoạn tiếp theo.

2.2.3.4. Vấn đề ổn định của sườn dốc hai bên vai đập.

Đập được xây dựng dựa trên hai bên sườn dốc thung lũng sông có độ dốc lớn.

Dưới tác dụng của áp lực nước vào thân đập có thể làm cho sườn dốc hai bên vai

đập mất ổn định. Đây là phần đất đá chịu lực chống trượt quan trọng của đập. Sự

mất ổn định của sườn dốc hai bên vai đập có thể dẫn đến hiện tượng trượt và đá đổ,

ảnh hưởng nghiêm trọng tới ổn định của đập.

Như đã trình bày ở chương I: Đây là khu vực có địa hình phân cắt mạnh, do

ảnh hưởng của hoạt động tân kiến tạo các đá phần ngoài bị ép nén và cà nát mạnh

mẽ. Tại vị trí xây dựng thuộc kiểu thung lũng sông sâu hẹp miền núi phía hai sườn

có phủ lớp sét lẫn dăm sạn bề dày từ 2 – 3,8 m, phía dưới là đá gốc phong hóa, nứt

nẻ mạnh, nên ở đây có thể xảy ra hiện tượng trượt lở tầng phủ với khối lượng lớn

trên sườn dốc.

2.2.3.5. Vấn đề ổn định trượt sâu.

Trượt sâu xảy ra dưới tác dụng của lực nằm ngang và tải trọng công trình, đối

Trang 52

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

với đập đất sẽ xảy ra hai khả năng trượt :

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

+ Đập sẽ trượt theo các mặt trượt, các mặt trượt này có thể là các mặt yếu như

mặt phân lớp, mặt khe nứt, mặt đứt gãy hoặc qua các đới xen kẹp trong đá có cấu

tạo phân lớp.

+ Trượt do một phần mái đập mất ổn định, kéo theo một phần nền nằm trong

các mặt trượt đã nêu trên.

Do số liệu tính toán còn hạn chế, nên trong phần này chưa thể dự báo khả

năng ổn định trượt sâu của đập.

2.2.3.6. Vấn đề nước chảy vào hố móng.

Do đập được đặt trên lớp 3: Đới đá phong hóa nứt nẻ trung bình. Trong quá

trình thi công phải bóc bỏ lớp 1 và lớp 2, nên hiện tượng nước mặt và nước dưới

đất có thể chảy vào hố móng trong quá trình bóc bỏ không thể tránh khỏi, cần có

Trang 53

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

các biện pháp phòng chống thích hợp trong quá trình thi công.

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

2.3. SO SÁNH CHỌN PHƯƠNG ÁN TUYẾN HỢP LÝ.

Trên cơ sở đánh giá điều kiện địa chất công trình và dự báo các vấn đề địa

chất công trình cho tuyến đập I và tuyến đập II ta có bảng so sánh các tiêu chí giữa

hai phương án tuyến đập như sau.

TIÊU CHÍ SO SÁNH PHƯƠNG ÁN TUYẾN ĐẬP I PHƯƠNG ÁN TUYẾN ĐẬP II

Cấu trúc thung lũng sông.

Tính thấm

Lớp 2 Lớp 3 Lớp 4

Lớp đặt nền dự kiến. Chữ V phát triển về 2 phía, địa hình phân cắt mạnh, góc dốc thung lũng 32-38o. qtb = 0,086 l/phm qtb = 0,056 l/phm qtb = 0,033 l/phm Lớp 3: Đới đá phong hóa nứt nẻ trung bình. Chữ V phát triển về 1 phía địa hình phân cắt mạnh, góc dốc thung lũng 32-50o. qtb = 0,175 l/phm qtb = 0,1 l/phm qtb = 0,046 l/phm Lớp 3: Đới đá phong hóa nứt nẻ trung bình.

6,6m

Vai phải.

Khối lượng đất đá bóc theo hố khoan. 8,4m Vai trái. Lòng sông. 2,5m

Loại đập dự kiến Cấp công trình

Vật liệu xây dựng.

Đập đất đắp. Cấp I. Vật liệu đất dính và đá đáp ứng về cả chất lượng và trữ lượng, khoảng cách di chuyển gần. Ổn định về sức chịu tải.

Một phần vai phải của đập, càng lên cao chiều dày bóc bỏ càng nhỏ dần 37,5m 15,3m Đập bê tông trọng lực. Cấp đặc biệt. Vật liệu đá đáp ứng nhu cầu xây dựng, mỏ cát sỏi có triển vọng nằm ở cự li di chuyển 60-70km. Không ổn định về sức chịu tải. 500m 165m 2378 (m3/ngđ)

Sức chịu tải lớp dự kiến đặt nền. Chiều dài đập theo đỉnh. 225m 75,8m Chiều cao đập. 1969,5 Lượng thấm mất nước qua đập.

- Về điều kiện địa hình địa mạo: Thung lũng sâu hẹp, chiều dài của diện chịu

áp lực nước của phương án tuyến đập I thiết kế nhỏ hơn phương án tuyến II

- Về đặc điểm địa tầng:

Trang 54

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

Ở phương án tuyến I có kết quả thí nghiệm ép nước trung bình tại các lớp đá

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT nhỏ hơn thể hiện mức độ nứt nẻ ít hơn phương án tuyến II, thể hiện khả năng chịu

tải của cả khối đá lớn hơn.

Khối lượng đất đá bóc bỏ ở phương án tuyến đập I ít hơn so với tuyến đập II

Ở phương án tuyến đập II có chiều cao đập lớn, để đảm bảo tính ổn định cho

công trình cần thiết kế đập là đập bê tông và giả thiết nền đập được đặt trên lớp 3:

Đới đá phong hóa, nứt nẻ trung bình thì nền đập không ổn định về sức chịu tải, cần

thiết phải thiết kế nền đập được đặt vào lớp đá sâu hơn lúc đó khối lượng phần đất

đá không đáp về mặt xây dựng cần bóc bỏ nhiều hơn.

Với những thuận lợi hơn trên về mặt điều kiện địa chất công trình đưa đến kết

luận lựa chọn phương án tuyến đập I là vị trí xây dựng đập thủy điện công trình

Trang 55

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

thủy điện Chu Linh.

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

CHƯƠNG 3

THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH

TUYẾN ĐẬP I CÔNG TRÌNH THỦY ĐIỆN CHU LINH

3.1. LUẬN CHỨNG NHIỆM VỤ THIẾT KẾ

3.1.1. Kết quả khảo sát địa chất công trình ở giai đoạn nghiên cứu khả

thi.

Trong giai đoạn khảo sát ĐCCT sơ bộ tuyến đập I công trình thuỷ điện Chu

Linh, cơ quan khảo sát đã tiến hành các dạng công tác khảo sát địa chất công trình

sau:

- Thu thập, phân tích đánh giá các tài liệu sẵn có về tài liệu địa lý tự nhiên,

tài liệu địa chất và địa chất thủy văn khu vực. Nghiên cứu, đánh giá chất

lượng, trữ lượng của các mỏ vật liệu xây dựng khoáng tự nhiên trong khu

vực;

- Đo vẽ địa chất công trình tuyến đầu mối thủy lực tỉ lệ 1/5000;

- Bố trí 3 lỗ khoan thăm dò theo tim đập với tổng chiều dài 180m cùng với

đó là tiến hành thí nghiệp ép nước trên tất cả lỗ khoan;

- Lấy mẫu thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của đất đá.

Kết quả giai đoạn khảo sát sơ bộ đã cung cấp được những thông tin cơ bản về

điều kiện địa chất công trình khu vực tuyến đập. Các thông tin nhận được trong

giai đoạn này sử dụng để thiết kế sơ bộ công trình cũngng như đưa ra những đánh

giá bước đầu về những vấn đề ĐCCT có thể phát sinh và cách khắc phục nó. Cụ

thể như sau:

- Biết được sơ bộ đặc điểm cấu trúc địa chất nền đập;

- Lập mặt cắt ngang địa chất công trình tuyến đập đến độ sâu 60m

- Tổng hợp các đặc trưng cơ lý của đất đá dưới nền đập và hai bên vai đập ở

mức độ tương đối chi tiết;

- Dự báo các vấn đề về địa chất công trình trong quá trình thi công và sử

Trang 56

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

dụng đập.

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

 Những vấn đề còn tồn tại.

Trong giai đoạn khảo sát sơ bộ các lỗ khoan khảo sát còn ít và bố trí thưa nên

chưa xác định được cụ thể sự phân chia ranh giới của các lớp đất và đá dưới nền.

Chưa xác định được chiều sâu, sự vận động cũng như động thái của nước

dưới đất và những ảnh hưởng có thể có của nó đến công trình cũng như diện phân

bố của nước dưới đất.

Chưa quan trắc được sự ảnh hưởng của các hoạt động kiến tạo, quy mô phân

bố, diện phân bố của các đứt gãy trong khu vực và khả năng ảnh hưởng của chúng

đến công trình.

3.1.2. Nhiệm vụ khảo sát địa chất công trình ở giai đoạn thiết kết kỹ

thuật

Từ những hạn chế của giai đoạn khảo sát sơ bộ trong giai đoạn này ta cần

phải thực hiện những yêu cầu và nhiêm vụ sau:

 Yêu cầu.

- Xác định chính xác ranh giới địa tầng, xác định độ sâu phân bố mực nước

ngầm.

- Xác định quy mô hoạt động và vùng ảnh hưởng của các đứt gãy trong khu

vực xây dựng công trình.

- Xác định chiều sâu mực nước ngầm và các chỉ tiêu của chúng.

 Nhiệm vụ.

- Khẳng định sự đúng đắn của việc lựa chọn phương án tuyến

- Xác định chính xác vị trí các hạng mục công trình, chọn kiểu và kết cấu

công trình.

- Xác định cao độ mực nước dâng lớn nhất, xác định các vùng ngập, bán

ngập, các khu vực có khả năng thấm mất nước, khu vực có khả năng xảy ra tái tạo

bờ hồ hay trượt lở, gây phá hoại sườn dốc và đề ra các giải pháp công trình thích

hợp.

- Đánh giá điều kiện ĐCCT và cung cấp các tài liệu cần thiết để thiết kế kỹ

Trang 57

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

thuật cho công trình.

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

- Đánh giá trữ lượng, chất lượng, điều kiện khai thác và vận chuyển của các

mỏ vật liệu xây dựng khoáng tự nhiên phục vụ xây dựng công trình.

- Tiến hành đo đạc một cách chi tiết các yếu tố kiến tạo như: Đứt gãy, khe

nứt.

Từ những yêu cầu và nhiệm vụ của khảo sát ĐCCT giai đoạn này cần tiến

hành các công tác sau:

- Công tác thu thập tài liệu và viết phương án;

- Đánh giá động đất và hoạt động địa động lực hiện đại;

- Công tác trắc địa;

- Công tác địa vật lý;

- Công tác đo vẽ ĐCCT;

- Công tác khoan, đào thăm dò;

- Công tác lấy mẫu thí nghiệm;

- Công tác thí nghiệm trong phòng;

- Công tác thí nghiệm ngoài trời;

- Công tác quan trắc dài hạn;

- Công tác chỉnh lý tài liệu, viết báo cáo.

3.2. NỘI DUNG, KHỐI LƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP TIẾN HÀNH CÁC

DẠNG CÔNG TÁC KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH.

3.2.1. Công tác thu thập tài liệu và viết phương án.

3.2.1.1. Mục đích.

Thu thập tài liệu ở giai đoạn khảo sát trước và những tài liệu sẵn có để giảm

bớt khối lượng công việc cho giai đoạn tiếp theo.

Sử dụng các tài liệu thu thập được, tham khảo và viết phương án khảo sát

phục vụ cho giai đoạn thiết kế kỹ thuật. Lượng thông tin thu nhận được là cơ sở

quan trọng để định hướng các dạng công tác khảo sát tiếp theo.

Trang 58

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

3.2.1.2. Nội dung và khối lượng tài liệu thu thập.

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

Công tác thu thập tài liệu được tiến hành trước và ngay sau khi nhận nhiệm vụ

khảo sát. Tài liệu thu thập phải đảm bảo đầy đủ, chính xác , rõ ràng. Các tài liệu

thu thập bao gồm:

Toàn bộ tài liệu của giai đoạn khảo sát sơ bộ:

- Báo cáo khảo sát địa chất, địa chất công trình;

- Các bản vẽ địa chất và phụ lục kèm theo (bản đồ địa chất khu vực xây

dựng, bản đồ ĐCCT, bản đồ bố trí các công tác khảo sát, bảng chỉ tiêu

cơ lý…)

Các tài liệu bổ sung:

- Tài liệu về khí hậu khí tượng khu vực;

- Tài liệu về địa lý tự nhiên khu vực;

- Mặt bằng quy hoạch chi tiết của giai đoạn thiết kế kỹ thuật;

- Tài liệu cấu trúc địa chất, địa mạo và địa chất thủy văn khu vực.

3.2.1.3. Phương pháp tiến hành.

Công tác thu thập tài liệu được tiến hành bằng cách tìm, đọc và sao chép

chính xác, can vẽ các sơ đồ, biểu bảng.

3.2.2. Đánh giá động đất và hoạt động địa động lực hiện đại.

Theo TCVN 8477-2010, tuyến đập I công trình thủy điện Chu Linh là công

trình cấp I nên cần phải đánh giá thêm sự nguy hiểm của động đất, kiến tạo và các

hoạt động địa động lực hiện đại tới công trình mà trong giai đoạn khảo sát sơ bộ

chưa làm rõ.

Tiến hành điều tra và cung cấp các thông số về động đất (địa chấn) và hoạt

động địa động lực hiện đại (tân kiến tạo): trong vùng địa chấn hoạt động mạnh

(cấp ≥ 8 hệ MSK64) hoặc tân kiến tạo, cần tiến hành những quan sát chuyên môn,

kết hợp với các tài liệu đo vẽ địa chất công trình, địa vật lý, khoan đào phân vùng

vi địa chấn.

Từ việc vi phân vùng địa chấn các thông số của tác động địa chấn đối với

công trình cần xác định chính xác có tính ảnh hưởng của các điều liện địa chấn, địa

Trang 59

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

mạo khu vực và kết cấu của công trình.

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

3.2.3. Công tác trắc địa.

3.2.3.1. Mục đích.

Xác định và đưa vị trí các công trình thăm dò, tuyến và điểm đo địa vật lý từ

bản vẽ ra thực địa và ngược lại xác định tọa độ, cao độ của các công trình thăm dò,

đưa chúng vào bản vẽ (khi thi công kkông đúng vị trí thiết kế).

3.2.3.2. Khối lượng công tác.

Coi khối lượng điểm thăm dò đưa vào bản vẽ tạm tính bằng 1/3 khối lượng

điểm thăm dò từ bản vẽ ra thực địa. Khối lượng công tác trắc địa được thể hiện

trong bảng sau.

Bảng 3.1: Khối lượng công tác trắc địa

Số lượng điểm đưa vào bản vẽ

Loại công trình thăm dò Các hố khoan Hầm thăm dò Các hố đào Địa vật lý Tổng khối lượng Khối lượng điểm đưa ra thực địa 32 1 12 64 109 Xác định tọa độ 10 1 4 21 36 Xác định cao độ 10 1 4 21 36

3.2.3.3. Phương pháp tiến hành.

Theo tiêu chuẩn 22TCN 259-2000 (phần “quy định các vị trí và cao độ miệng

hố khoan”)

3.2.3.3.1. Đưa các công trình thăm dò từ bản vẽ ra thực địa.

Để đưa các điểm thăm dò từ sơ đồ bố trí các công trình thăm dò ra thực địa,

sử dụng phương pháp giao hội thuận. Nguyên lý của phương pháp là dựa vào hai

điểm đã biết tọa độ để xác định tọa độ điểm thứ 3. Hai điểm đã biết là những mốc

trắc địa đã có trong khu vực công trình, điểm thứ 3 là vị trí công trình cần đưa từ

Trang 60

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

bản vẽ ra thực địa.

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

Hình 3.1: Sơ đồ giao hội thuận

Giả sử M1 (X1,Y1); M2 (X2,Y2) là các mốc trắc địa, A (X,Y) là điểm cần đưa

ra thực địa. Bằng phương pháp đồ giải xác định được khoảng cách giữa A và M1,

M2 lần lượt là S1, S2. Các góc AM1M2 = β1 và góc AM2M1 là β2.

Để chuyển A ra ngoài thực địa, tiến hành đặt máy kinh vĩ tại M1 ngắm tới M2

chỉnh bàn độ ngang về 00o , quay từ từ máy ngược chiều kim đồng hồ một góc

bằng β1 thì dừng lại, xác định được hướng AM1. Chuyển máy tới điểm M2 ngắm về phía M1 chỉnh bàn độ về 00o quay chậm máy thuận chiều kim đồng hồ một góc

bằng β2 thì dừng lại xác định được hướng AM2.

Giao của hai hướng này cho ta điểm A, tiến hành tương tự đối với các điểm

thăm dò khác.

Sau khi xác định vị trí các công trình thăm dò, dùng cọc gỗ đóng xuống để

đánh dấu. Trường hợp vị trí công trình khảo sát ở ngoài thực địa có địa hình không

thuận lợi có thể dịch chuyển vị trí công trình đến vị trí khác gần đó nhất, thuận lợi

cho thi công song không quá 2m.

3.2.3.3.2. Đưa vị trí các công trình thăm dò từ thực địa vào bản vẽ.

Sau khi thi công xong, nếu vị trí các điểm thăm dò không đúng, cần tiến hành

xác định lại tọa độ, cao độ các điểm thăm dò để đưa chúng lên sơ đồ.

Cách xác định như sau:

- Xác định tọa độ.

Giả sử muốn xác định tọa độ A (X,Y) sử dụng phương pháp sử dụng phương

Trang 61

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

pháp tọa độ vuông góc dựa vào M1, M2.

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

Đặt máy tại M1 (M2) ngắm về phía M2 (M1) sau đó quay ống kính về A được

góc bằng β (𝛼). Đo khoảng cách từ M1(M2) đến A từ đó xác định được góc phương

vị 𝛼M1A theo công thức sau:

𝛼M1A = 𝛼M1M2 + β – 180o (𝛼M1M2 là góc phương vị đoạn M1M2)

Tọa độ A xác định theo công thức:

X = X1 + S1.cos 𝛼M1A

Y = Y1 + S1.sin 𝛼M1A

S1 là chiều dài đoạn M1A.

Hình 3.2: Sơ đồ xác định tọa độ hố khoan

- Xác định cao độ.

Trên cơ sở cao độ các mốc trắc địa đã biết, dùng máy thủy chuẩn để xác định

cao độ các công trình thăm dò theo phương pháp đo cao hình học từ giữa.

Đặt mia 1 tại mốc M1 (lỗ khoan cũ), mia 2 tại vị trí công trình thăm dò cần

xác định cao độ (A). Máy được đặt giữa mốc và công trình thăm dò.

Đặt máy chỉnh cho cân bằng quay ống ngắm về phía M1, đọc số trên mia 1 là

Trang 62

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

a, quay ống ngắm về phía A đọc số trên mia 2 là b.

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

Mia 2 Mia 1

b H2

a

H1 A

M1

Hình 3.3: sơ đồ xác định cao độ công trình thăm dò

Khi đó ta có:

H2 = H1 + h1-2

Trong đó:

H2 là cao độ công trình thăm dò;

H1 là cao độ hố khoan M1;

h1-2 = a-b.

3.2.4. Công tác địa vật lý.

3.2.4.1. Mục đích.

Công tác địa vật lý nhằm làm sáng tỏ các vấn đề sau:

- Địa tầng giữa các hố khoan;

- Cấu trúc của lớp đá nền;

- Ranh giới đất đệ tứ với đá, các tầng mềm yếu (nếu có);

- Modun đàn hồi động của khối đá;

- Độ sâu mực nước dưới đất;

- Phát hiện các đới phá hủy kiến tạo, đứt gãy, hang hốc karst.

3.2.4.2. Phương pháp tiến hành.

- Mục đích của phương pháp: Dùng để xác định các dị thường biến đổi theo

các phương ngang ở độ sâu nhất định. Trên cơ sở xác định vận tốc truyền sóng ở

các độ sâu khác nhau có thể phát hiện được ranh giới giữa các địa tầng, các đới dập

Trang 63

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

vỡ kiến tạo.

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

- Phương pháp đo: Đo sâu điện trở với nhiều điện cực hay còn gọi là phương

pháp đo ảnh điện đa điện cực, thông thường gọi là mặt cắt ảnh điện 2D (2D

resistivity image section). Sử dụng dãy điện cực kiểu: Wenner-Schlumbeger.

- Thiết bị đo sử dụng: Hệ thống đo điện trở tự động, đa chức năng, kỹ thuật số

WGMD-6 do Trung Quốc sản xuất, đây là một trong các thiết bị đo tiên tiến, cho

phép thi công nhanh gọn và thu thập dữ liệu chính xác.

3.2.4.3. Khối lượng công tác.

Theo TCVN 8477:2010 . Thiết kế đo địa vật lý theo 3 mặt cắt ngang gồm 1

tuyến đo theo tim đập(DVL1), 2 tuyến đo ở thượng lưu và hạ lưu song song với

tuyến tim đập(DVL2, DVL3) và 1 mặt cắt dọc sông tại vị trí tuyến đập (DVL4).

Mạng lưới đo được bố trí như sau:

- Các tuyến địa vật lý: DVL1, DVL2, DVL3, DVL4;

- Chiều dài các tuyến:

- DVL1 = 225m;

- DVL2 = 60m;

- DVL3 = 60 m;

- DVL4 = 290m.

- Khoảng cách giữa các tuyến đo DVL1, DVL2, DVL3 cách nhau 145m;

- Khoảng cách mỗi điểm đo = 10m.

Khối lượng công tác địa vật lý được tổng hợp theo bảng sau:

Bảng 3.2: Khối lượng công tác địa vật lý.

STT 1 2 3 4 Tổng Tên tuyến đo DVL1 DVL2 DVL3 DVL4 4 Số điểm đo 23 6 6 29 64

3.2.5. Công tác đo vẽ địa chất công trình.

3.2.5.1. Mục đích.

Làm sáng tỏ điều kiện địa chất công trình của khu vực tuyến đập như các bản

Trang 64

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

đồ mặt vỉa đá cứng, tầng mềm yếu, nghiên cứu hiện tượng trượt, karts, yếu tố địa

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT chất thủy văn..

3.2.5.2. Nội dung và khối lượng đo vẽ.

Ở giai đoạn này cần tiến hành đo vẽ trên diện tích bao trùm tuyến đập, yêu

cầu mức độ chi tiết cao, kết hợp chặt chẽ với các nghiên cứu khác và cần phải thể

hiện được mục đích, nội dung của bản đồ.

Theo TCVN 8477-2010 chọn tỉ lệ đo vẽ 1/1000, diện tích đo vẽ bao trùm diện

tích xây dựng tuyến đập được xác định như sau:

Về phía thượng lưu và hạ lưu diện tích đo vẽ là 0,5Htl;

Về phía hai vai đập diện tích đo vẽ là 1Htl.

Trong đó Htl là chiều cao cột nước dâng thiết kế thượng lưu: Htl = 69,3m

3.2.6. Công tác khoan thăm dò.

3.2.6.1. Mục đích.

Công tác khoan thăm dò được sử dụng để giải quyết các nhiệm vụ:

- Xác định địa tầng, tìm hiểu các lớp đất đá;

- Xác định mức độ phong hóa, đặc tính cơ lý, độ nứt nẻ, phân lớp, đứt gãy…;

- Nghiên cứu địa chất thủy văn: sự có mặt, chiều sâu phân bố, chiều dày các

tầng chứa nước, mực nước dưới đất;

- Sử dụng để lấy mẫu đất, đá, nước cho công tác thí nghiệm trong phòng;

- Phục vụ cho công tác thí nghiệm ngoài trời: Nén ngang trong hố khoan, ép

nước trong hố khoan;

- Vẽ các mặt cắt địa chất công trình.

3.2.6.2. Nguyên tắc bố trí mạng lưới và chiều sâu hố khoan.

 Mạng lưới thăm dò:

- Các tuyến thăm dò được bố trí theo tuyến chính qua tim đập và các tuyến

phụ song song với tuyến chính về phía thượng lưu và hạ lưu;

- Khoảng cách giữa các tuyến bằng khoảng cách giữa các công trình thăm dò

trên tuyến;

Trang 65

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

- Diện tích thăm dò phải bao trùm diện tích đáy đập;

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

- Bố trí thêm một tuyến thăm dò dọc sông vuông góc với tuyến đập để nghiên

cứu sự thay đổi cấu trúc thung lũng sông theo chiều dòng chảy.

 Chiều sâu thăm dò phụ thuộc:

- Mục đích nghiên cứu;

- Tải trọng và tầm quan trọng của công trình;

- Chiều sâu đới thấm và đặc điểm cấu trúc địa chất;

3.2.6.3. Thiết kế mạng lưới, chiều sâu các công trình khoan thăm dò.

Theo TCVN 8477-2010 tuyến đập I công trình thủy điện Chu Linh được thiết

kế là đập đất, mức độ phức tạp của điều kiện ĐCCT là cấp III (cấp phức tạp), mạng

lưới và chiều sâu công trình thăm dò được thiết kế như sau:

 Mạng lưới các hố khoan.

Theo TCVN 8477-2010. Các hố khoan trong giai đoạn thiết kế kỹ thuật

(TKKT) bố trí 1 tuyến chính theo tim đập và 6 tuyến phụ song song với tuyến

chính về phía thượng lưu và hạ lưu, các tuyến này cách nhau 50m; 1 tuyến dọc

sông để nghiên cứu sự thay đổi cấu trúc thung lũng sông. Các hố khoan bố trí trên

tuyến cách nhau 40-50m. Cụ thể các điểm và chiều sâu khoan thăm dò được thể

trong sơ đồ bố trí công trình thăm dò tuyến đập I (phụ lục 4)

Tổng cộng các hố khoan được tiến hành khảo sát trong giai đoạn thiết kế kỹ

thuật (TKKT) là 32 hố, có số hiệu từ HK1 đến HK32. Trong đó có hố khoan HK1,

HK3, HK6 theo thứ tự trùng với vị trí các hố khoan C1, C2, C3 trong giai đoạn khảo

sát sơ bộ nên có thể sử dụng tài liệu của các hố khoan này vào giai đoạn TKKT để

giảm bớt chi phí cũng như thời gian khảo sát.

 Chiều sâu khoan.

Theo TCVN 8477-2010 đối với đập đất chiều sâu các hố khoan tại tim tuyến

từ 2/3H đến 1H; các vị trí khác bằng 1/3H đến 1/2H và cần sâu vào lớp đá phong

hóa vừa 1-3m. Đối với các hố khoan tại các mái đào thì chiều sâu thăm dò cần sâu

vào lớp đá phong hóa vừa 2-3m và không nhỏ hơn 1-1,5 lần chiều cao mái dốc dự

kiến. Kết hợp với mặt cắt ĐCCT tuyến đập I (phụ lục 2) chiều sâu các hố khoan

Trang 66

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

được xác định như sau:

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

- Theo tuyến chính tim đập gồm 3 hố khoan HK2, HK4, HK5 chiều sâu khoan

là 50m và 3 hố khoan HK1, HK3, HK6 sử dụng lại tài liệu của các hố khoan C1. C2,

C3 trong giai đoạn khảo sát sơ bộ.

- Các hố khoan theo tuyến dọc sông gồm 8 hố khoanHK19, HK17, HK13, HK9,

HK22, HK26, HK30, HK32 chiều sâu khoan là 30m;

- Các hố khoan theo các tuyến phụ gồm 18 hố khoan còn lại chiều sâu khoan

là 40m.

Tất cả hố khoan trong giai đoạn này đều có nhiệm vụ nghiên cứu địa tầng, thí

nghiệm ép nước và lấy mẫu thí nghiệm.

3.2.6.4. Cấu trúc hố khoan điển hình.

Căn cứ vào địa tầng khu vực tại các hố khoan trong giai đoạn khảo sát trước;

chiều sâu lớn nhất mà các hố khoan phải khoan qua; nhiệm vụ và yêu cầu kỹ thuật

các hố khoan.

Chọn hố khoan HK1 làm hố khoan điển hình, thiết kế cấu trúc hố khoan điển

hình cho khu vực xây dựng đập như sau.

Hình 3.4: Sơ đồ thiết kế cấu trúc hố khoan điển hình.

Trang 67

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

3.2.6.5. Chọn phương pháp khoan và máy khoan.

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

Dựa vào bản vẽ cấu trúc hố khoan điển hình, yêu cầu kỹ thuật khoan, chọn

phương pháp khoan xoay lấy mẫu với mũi khoan hợp kim, dung dịch khoan là

nước lã.

Căn cứ vào chiều sâu lỗ khoan, đặc điểm của đất đá khoan, đặc tính kỹ thuật

các loại máy khoan hiện có, chọn loại máy khoan XJ-100 do Trung Quốc sản xuất

để thi công. Đặc tính kỹ thuật của máy khoan được trình bày trong bảng sau:

Bảng 3.3: Đặc tính kỹ thuật của máy khoan XJ-100

Đặc tính kỹ thuật

Tên thiết bị Tháp khoan Tời khoan Dây cáp

STT 1 2 3 4

5 6 Tháp cao 7m dùng để nâng hạ bộ dụng cụ Có sức nâng 7 tấn 12 130, 110, 91. 76 Khối lượng 63,5 kG 127 dùng để chống thành lỗ khoan

7 8

100 dùng để lấy mẫu nguyên trạng 42 Dùng để tháo cần Dùng để kẹp cần khoan khi nâng hạ Dùng để kẹp và tháo ống mẫu, ống chống 9 10 11 Mũi khoan Tạ đóng Ống chống Ống mẫu Cần khoan Khóa số 7 Khóa mỏ vịt Khóa xích

3.2.6.6. Kỹ thuật thi công khoan.

- Công tác khoan chẩn bị: Trước khi khoan phải làm nền, chuẩn bị mặt bằng

khoan, điểm sẽ khoan. Yêu cầu làm nền bằng phẳng để thuận lợi cho quá trình lắp

đặt máy khoan. Chuẩn bị đầy đủ dụng cụ và thiết bị khoan, sắp xếp có thứ tự để

đảm bảo thao tác nhanh. Nơi khoan phải dùng bạt che mưa, che nắng để đảm bảo

sức khỏe cho cồng nhân và bảo quản dụng cụ khoan. Sâu khi làm xong công tác

chuẩn bị, tiến hành lắp ráp máy khoan và kiểm tra an toan cho chạy thử.

- Yêu cầu kỹ thuật khoan: Khoan mở lỗ đến hết bề dày lớp sét lẫn dăm sạn

màu nâu vàng, nâu đỏ trạng thái cứng và lớp 2: Đới đá phong hóa và nứt nẻ mạnh

Trang 68

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

với đường kính 130mm, sau đó tiến hành chống ống đường kính 127mm, vào sâu

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT trong đá. tiếp tục thay mũi khoan đường kính 100mm đến hết chiều sâu khoan thiết

kế.

- Qua mỗi lần nâng khoan lên, tiến hành thổi rửa đáy lỗ khoan bằng nước. sau

đó lắp ống mẫu vào cần khoan để lấy mẫu đá thí nghiệm, thực hiện thí nghiệm ép

nước và thí nghiệm nén hông ở các chiều sâu quy định

3.2.6.7. Yêu cầu theo dõi, mô tả khoan.

Trong quá trình khoan, cán bộ kỹ thuật phải luôn có mặt để mô tả, xử lý sự

cố. Ghi chép chép chính xác độ sâu ranh giới các lớp, xác định vị trí mực nước

ngầm ổn định. Khi khoan đến lớp đá theo dõi và xác định

- Tỷ lệ lõi khoan: Khi các điều kiện khác như nhau, đá có cùng thành phần và

tính chất, cùng chế độ khoan, tỷ lệ lõi khoan càng cao thì đá càng nguyên

khối;

- Modun khe nứt: Tính số khe nứt trên mỗi mét lỗ khoan để xác định Modun

nứt nẻ và xác định giá trị RQD;

- Theo dõi hiện tượng tụt cần khoan khi khoan qua các khu vực nứt nẻ hay

karst;

- Quan sát lượng mất dung dịch;

- Chụp ảnh các mẫu khoan.

Mẫu nhật ký khoan tại hiện trường được ghi chép như sau:

Đơn vị khảo sát:………………. Cao trình mực nước ngầm:………..

Tên công trình:……………….. Độ sâu hố khoan:………………….

Số hiệu hố khoan:…………….. Ngày khởi công:…………………..

Vị trí hố khoan:……………….. Ngày kết thúc:……………………..

Cao trình miệng hố khoan:…… Người ghi chép:……………………

Tọa độ hố khoan:………………

3.2.6.8. Đề phòng sự cố và an toàn lao động

Trong quá trình thi công cần trang bị đầy đủ quần áo bảo hộ lao động, mủ

Trang 69

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

công nhân cho đội khoan, không cho những người không liên quan lại gần khu vực

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT khoan. Chấp hành đúng các quy định trong quá trình khoan. Thường xuyên kiểm

tra máy móc thiết bị.

3.2.6.9. Chỉnh lý tài liệu khoan.

Kết thúc một hố khoan, phải chính xác việc mô tả và phân chia sơ bộ địa tầng,

xác định ranh giới, chiều dày các đới, vị trí lấy mẫu, lập hình trụ hố khoan theo

biểu mẫu như bảng sau:

Bảng 3.4: Biểu mẫu kỹ thuật khoan

Đáy lớp

RQD Mô tả đất đá Tuổi địa tầng Số hiệu lớp Mặt cắt hố khoan Mực nước ngầm Tỷ lệ lấy mẫu Độ sâu (m) Cao độ (m)

Độ sâu lấy mẫu (m)

3.2.7. Công tác đào thăm dò.

3.2.7.1. Mục đích.

Nghiên cứu tầng phủ;

Lấy mẫu đất thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ lý;

Thực hiện các thí nghiệm: Nén sập cột đất, đổ nước trong hố đào.

3.2.7.2. Mạng lưới bố trí, chiều sâu, kích thước hố đào.

- Các hố đào đổ nước được bố trí hai bên vai đập, phục vụ tính toán thấm

vòng qua vai đập. Kích thước miệng hố đào: 1*1,5m, chiều sâu hố đào thiết kế là

1m.

- Các hố đào thực hiện thí nghiệm nén sập kết hợp với nghiên cứu bề dày tầng

phủ, lấy mẫu thí nghiệm được bố trí hai bên vai đập. Kích thước hố đào 1*1,5m,

chiều sâu hố đào phụ thuộc bề dày tầng phủ. Chiều sâu hố đào được thể hiện trong

bảng 3.5. Trong quá trình thi công, nếu chưa đạt đến chiều sâu thiết kế mà đã gặp

đá gốc thì cho phép kết thúc công tác. Nếu các hố đào đã đạt đến chiều sâu thiết kế

mà chưa gặp đá gốc thì tiếp tục thi công cho đến khi gặp đá gốc thì dừng lại.

- Các hố đào chỉ nghiên cứu bề dày tầng phủ, được bố trí xen kẻ với các hố

Trang 70

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

khoan. Kích thước hố đào 1,5*1m. Chiều sâu kết thúc công tác đào tương tự với

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT các hố đào thực hiện thí nghiệm nén sập kế hợp với nghiên cứu bề dày tầng phủ,

lấy mẫu thí nghiệm.

- Vị trí các hố đào được thể hiện trên sơ đồ bố trí công trình thăm dò tuyến

đập I (phụ lục 4)

Bảng 3.5: Khối lượng công tác đào thăm dò

Ví trí Nhiệm vụ hố đào

ST T 1 Tên hố đào HD1 Vai phải Chiều sâu đào (m) 1

HD2 Vai phải 1,5 2

3 4 5 6 7 HD3 Vai phải HD4 Vai phải HD5 Vai phải HD6 Vai phải HD7 Vai trái 1 1 1 1 1

8 HD8 Vai trái 2

Thí nghiệm đổ nước. Nghiên cứu bề dày tầng phủ, thí nghiệm nén sập cột đất, lấy mẫu đất thí nghiệm. Thí nghiệm đổ nước. Thí nghiệm đổ nước. Thí nghiệm đổ nước. Thí nghiệm đổ nước. Thí nghiệm đổ nước. Nghiên cứu bề dày tầng phủ, thí nghiệm nén sập cột đất, lấy mẫu đất thí nghiệm. Thí nghiệm đổ nước. Thí nghiệm đổ nước. Thí nghiệm đổ nước. Thí nghiệm đổ nước. 9 HD9 Vai trái 10 HD10 Vai trái 11 HD11 Vai trái 12 HD12 Vai trái 1 1 1 1

Tổng thể tích đào: 20,25m3

3.2.7.3. Phương pháp tiến hành

Phương pháp đào thủ công với dụng cụ là cuốc, xẻng… Trong quá trình đào

phải quan sát và mô tả chi tiết sự biến đổi của đất phủ theo chiều sâu một cách cụ

thể: Màu sắc, thành phần, trạng thái… Sau khi đào xong tiến hành thí nghiệm,

kiểm tra nghiệm thu ngay và lấp hố đào để đảm bảo an toàn

3.2.7.4. Chỉnh lý tài liệu.

Trang 71

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

Kết thúc một hố đào, cần lập hình trụ hố đào theo biểu mẫu như bảng sau:

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

Bảng 3.6: Hình trụ hố đào

Hình trụ hố khoan số hiệu

Công trình:…. Hạng mục:…. Giai đoạn:…. Ngày khởi công:….. Ngày kết thúc:….. Độ sâu đào:….. Cao độ miệng hố:….. Tọa độ:….. Người theo dõi:…..

Đáy lớp

Mặt cắt hô đào Mô tả đất đá Số lớp Độ sâu lấy mẫu (m) Hệ số thấm K (m/ngđ)

Độ sâu(m) Cao độ (m)

3.2.8. Thi công hầm ngang.

3.2.8.1. Mục đích.

- Nghiên cứu tính nứt nẻ của đá trong lớp 3: Đới đá phong hóa , nứt nẻ trung

bình (lớp dự kiến đặt nền đập).

- Phục vụ công tác thí nghiệm hiện trường: Nén đá, cắt đá trong hầm nhằm

xác định các tính chất về khả năng chịu lực và biến dạng của đá.

3.2.8.2. Số lượng công tác

Dự kiến thi công một hầm ngang nằm phía bờ trái tuyến đập dào sâu vào

trong lớp 3.

Kích thước hầm ngang là 2,5 *2,5m, chiều dài 12m.

Vị trí hầm được thể hiện trên sơ đồ bố trí công trình thăm dò tuyến I (phụ lục

2)

3.2.8.3. Phương pháp tiến hành.

Công tác đào hầm ngang được tiến hành bằng phương pháp khoan nổ mìn và

bốc xúc thủ công. Trường hợp đào qua các đới bị phá hủy kiến tạo hay những đọa

có đá bị nứt nẻ mạnh, vỡ vụ nhiều phải chống hầm bằng gỗ. trong quá trình thi

công hầm phải ghi chép nhật ký đầy đủ, nghiên cứu và đo thế nằm của các lớp đá,

các hệ thống khe nứt, mô tả chi tiết đá đào qua. Xác định các rang giới giữa các

lớp, đo lượng nước chảy ra theo chiều sâu của hầm(nếu có). Đồng thời phải đảm

Trang 72

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

bảo an toàn lao động và tiến độ thi công hầm.

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

- Kết thúc công tác hầm thăm dò, phải lập ra các tài liệu sau:

- Mặt cắt triển khai hầm, phát triển khe nứt,

- Bảng tính giá trị RQD của đá nền và bảng thống kê khe nứt theo biểu mẫu

sau.

Bảng 3.5: Thống kê khe nứt hầm ngang

Yếu tố thế nằm

Số hiệu khe nứt Phân loại Góc dốc Chất lấp nhét (mm) Đặc trưng bề mặt Đường phương Hướng dốc Chiều rông khe nứt (mm)

3.2.9. Công tác lấy mẫu thí nghiệm.

3.2.9.1. Mẫu lưu trữ.

3.2.9.1.1. Mục đích.

Các mẫu lưu trữ được lấy để lưu trữ địa tầng hố khoan hay hố đào, sử dụng để

đối chiếu hoặc so sánh trong quá trình chỉnh lý tài liệu, viết báo cáo khảo sát

ĐCCT. Đây là tài liệu trực tiếp làm căn cứ nghiệm thu công tác khoan củng như

kiểm tra khi cần thiết. sau khi công trình ổn định an toàn 4-5 năm có thể hủy những

mẫu này.

3.2.9.1.2. Khối lượng mẫu và bảo quản mẫu.

Mẫu lưu trữ được lấy ở tất cả hố khoan, trong hố khoan lấy toàn bộ lõi khoan,

xếp vào hộp gỗ ngăn thành các rãnh. Lõi khoan được xếp theo thứ tự từ trái sang

phải, từ trên xuống dưới. Trên nắp có bảng ghi tên công trình, số hiệu lỗ khoan,

chiều sâu lấy mẫu, vị trí lấy mẫu,chiều sâu mực nước ngầm, ngày lấy mẫu, người

lấy mẫu.

Trong hố đào: lấy mẫu đất trong hố đào với kích thước mẫu là 5*4*5 cm2.

Khoảng cách giữa các mẫu là 0.75m. dùng túi nilon đựng mẫu, sau đó cho vào các

ngăn của hộp đựng kèm theo đánh số thứ tự và ghi chú.

3.2.9.2. Mẫu đất thí nghiệm.

Trang 73

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

3.2.9.2.1. Mục đích.

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

Phục vụ thí nghiệm trong phòng nhằm xác định các chỉ tiêu cơ lý của đất.

3.2.9.2.2. Khối lượng mẫu

Theo TCVN 8477-2010. Trong giai đoạn thiết kế kỹ thuật, số mẫu đất thí

nghiệm nguyên trạng lấy cho mỗi lớp đất từ 15-20 mẫu. Trong giai đoạn này dự

kiến lấy 20 mẫu/lớp đối với lớp 1: Sét pha lẫn dăm sạn, màu nâu vàng, nâu đỏ

trạng thái cứng.

Các mẫu được lấy trong cả hố khoan và hố đào

Bảng 3.6: Khối lượng công tác lấy mẫu đất

Số lượng mẫu STT Vị trí

Tên hố khoan, đào HK2 HK5 HD1 HD3 HD5 HD6 HD7 HD9 HD10 HD12 Vai trái Vai phải Vai phải Vai phải Vai phải Vai phải Vai trái Vai trái Vai trái Vai trái 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Tổng khối lượng mẫu

2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 20 3.2.9.2.3. Phương pháp lấy mẫu và bão quản mẫu.

- Lấy mẫu trong hố khoan: khi khoan đến chiều sâu dự kiến lấy mẫu, làm sạch

đáy và thả bộ dụng cụ lấy mẫu xuống. Bộ dụng cụ gồm ống mẫu nòng đôi được

nối với cần khoan. Dùng tạ đóng hoặc ép mẫu bằng kích thủy lực để dụng cụ lấy

mẫu ngập vào trong đất 30-40cm, xoay cần cắt mẫu và lấy mẫu lên. Mẫu được cắt

bằng 2 đầu, đậy nắp, dán ở ngoài hộp một thẻ mẫu, đầu trên mẫu đặt một thẻ khác,

sau đó đặt bằng vải màn và tẩm parafin. Kích thước mẫu đường kính 91mm, chiều

dài 20cm.

Nội dung thẻ mẫu

Tên công trình: Độ sâu lấy mẫu:

Trang 74

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

Địa điểm: Mô tả sơ bộ mẫu:

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

Số hiệu hố khoan: Người lấy mẫu:

Số hiệu mẫu: Ngày lấy mẫu

Loại mẫu:

- Lấy mẫu trong hố đào: khi đào đến độ sâu cần lấy, để lại các khối đất có

kích thước 20*20*20cm, sau đó dùng xẻng hoặc dao để lấy mẫu. tiếp đó dùng vải

màn bọc kín ngaoif rồi quét parafin phủ lên, dán thẻ mẫu và cho vào hộp gỗ, bảo

quản mưa nắng và vận chuyển về phòng thí nghiệm.

Hình 3.5: hộp đựng mẫu đất trong hố đào

3.2.9.3. Mẫu đá thí nghiệm.

3.2.9.3.1. Mục đích.

Phục vụ thí nghiệm trong phòng nhằm xác định các chỉ tiêu cơ lý của đá

3.2.9.3.2. Khối lượng và khoảng cách lấy mẫu.

…

3.2.9.3.3. Phương pháp lấy, bảo quản và vận chuyển mẫu.

Mấu đá lấy trong lõi khoan khi khoan bằng ống mẫu. yêu cầu mẫu kích thước

tối thiểu: đường kính ≥ 75mm, chiều dài mẫu ≥ 150mm. mẫu được cho vào hộp

đựng mẫu có kích thước dài 1m, rộng 0,5m, cao 0,15m

Quy trình lấy mẫu: Sau khi mẫu được lấy lên mặt đất, dùng khay tôn hay khay

gỗ hứng trực tiếp dưới đáy ống lõi, đầu ống lỗi phải được kê lên gỗ cao mặt khay

khoảng 10cm. lấy tuần tự các lõi, đánh dấu ngay đầu trên của lõi sau đó xếp thứ tự

và dùng sơn ghi rõ tên lõi (ngay khi lõi vừa khô) các mục sau:

- Số hiệu hố khoan;

Trang 75

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

- Số hiệu lõi đá;

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

- Độ sâu mặt trên và mặt dưới lõi.

Toàn bộ lõi đá, dăm đá, mùn khoan được xếp vào hòm mẫu lưu.

Hình 3.6: Hộp đựng mẫu đá trong hố khoan

3.2.9.4. Mẫu nước.

3.2.9.4.1. Mục đích.

Lấy mẫu nước xác định thành phần hóa học của nước và đánh giá mức độ ăn

mòn của nước đối với vật liệu.

3.2.9.4.2. Vị trí và khối lượng mẫu.

Mẫu nước được lấy theo TCVN 8477-2010 số lượng 5 – 8 mẫu nước mặt và

5-8 mẫu nước ngầm cho mỗi tầng chứa nước.

Trong phạm vi công trình em dự định lấy 5 mẫu nước mặt (nước sông), và 5

mẫu/tầng chứa nước, các mẫu này được lấy trong hố khoan.

Bảng 3.7: Khối lượng công tác lấy mẫu nước trong hố khoan

Số lượng mẫu

Tên hố khoan Vị trí

HK13 HK26 HK28 HK15 HK25 Lòng sông Lòng sông Vai phải Vai phải Vai trái Tầng chứa nước lỗ hỗng 2 3 Tầng chứa nước khe nứt 1 1 1 1 1

Tổng 10

3.2.9.4.3. Phương pháp lấy mẫu.

Trang 76

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

- Mẫu nước trong hố khoan.

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

Sau khi kết thúc khoan phải bơm rửa sạch hố khoan. Mẫu được lấy sau khi hố

khoan phục hồi đủ mực nước ban đầu, nước tương đối trong. Lấy mẫu trong

khoảng thời gian không quá 12 giờ kể từ lúc mực nước bắt đầu phục hồi trong hố

khoan.

Dùng dụng cụ ximolop lấy mẫu như sau:

- Thả đáy dụng cụ vào lỗ khoan tới độ sâu quy định;

- Thả tiếp phần xilanh chứa nước;

- Lắc dây cáp vài lần cho các bộ phận vào khớp;

- Kéo ống ximolop lên;

- Lắp một đầu ống cao su vào bộ phận tháo nước của đế dưới, còn đầu

kia thả xuống tận đáy chai đựng mẫu;

- Mở van cho nước từ ống ximolop chảy vào chai đựng mẫu;

- (không được rót nước từ ống mẫu vào chai hay chuyển từ chai này sang

chai khác)

- Nút kín chai lại, phủ Parafin quanh nút chai cẩn thận và gói chai vào túi

nilon.

Sau khi mẫu được gói xong, phải đua bảo quản cẩn thận, để nơi không mưa

gió, tránh va đập gây vỡ chai. Trong quá trình vận chuyển phải nhẹ nhàng. Các

chai đặt cách nhau để tránh va chạm. Mẫu sau khi lấy xong không quá 48h phải

đưa về phòng thí nghiệm.

- Mẫu nước mặt từ suối Ngòi Đum.

- Lấy 1 chai 1 tít để thí nghiệm CO2 tự do, đóng gói các chai ghi dán

nhãn thẻ mẫu ngay sau khi lấy nước lên từ suối;

- Lấy 1 chai mẫu nước để thí nghiệm CO2 ăn mòn: cho 400ml nước vào

chai 0,5 lít cùng với một lượng 3-5g bột cacbonat canxi ;

- Các chai mẫu còn lại lấy đầy nước thì đổ bớt đi một ít sao cho cách nút

chai 1cm – phân tích thành phần hóa học.

Trang 77

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

Khối lượng mẫu dự kiến 5 mẫu.

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

3.2.10. Công tác thí nghiêm trong phòng.

3.2.10.1. Mẫu đá

3.2.10.1.1. Mục đích

Xác định các chỉ tiêu:

- Thành phần hóa học của nước dưới đất, nước mặt;

- Thành phần thạch học, chỉ tiêu cơ lý đá.

3.2.10.1.2. Khối lượng mẫu thí nghiệm.

Sử dụng các mẫu đất đá thí nghiệm được lấy ngoài hiện trường để tiến hành

thí nghiệm. Khối lượng mẫu thí nghiệm được lấy trong bảng sau.

Bảng 3.8: Khối lượng các loại mẫu thí nghiệm

Các loại mẫu Mẫu đá Mẫu nước

Mục đích Thí nghiệm cơ lý Xác định thành phần hóa học

Số lượng mẫu 16 15

Tổng 31

3.2.10.1.3. Yêu cầu thí nghiệm và phương pháp tiến hành.

Tiến hành thí nghiệm trong điều kiện bão hòa nước và khô gió với các mẫu đá

nhằm xác định chỉ tiêu cơ lý. Yêu cầu về chỉ tiêu và phương pháp thí nghiệm theo

TCN 01–CL/3 đến TCN 06-CL/3 được thể hiện trong bảng sau.

Bảng 3.9: Các chỉ tiêu cơ lý của đá và phương pháp xác định

STT Chỉ tiêu thí nghiệm Đơn vị Phương pháp thí nghiệm Ký hiệu

Độ ẩm tự nhiên 1 W % Phương pháp sấy khô ở nhiệt độ 50oC

2 g/cm3 Phương pháp bọc sáp 𝛾 Khối lượng thể tích tự nhiên

3 Khối lượng riêng g/cm3 Phương pháp bình tỉ trọng ∆

4 kG/cm2 Phương pháp nén một trục Rn

Trang 78

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

5 kG/cm2 Nén mẫu theo đường sinh Rk Cường độ kháng nén một trục ở trạng thái tự nhiên và bão hòa Cường độ kháng kéo ở trạng thái tự nhiên và

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

bão hòa

3.2.10.2. Mẫu nước

Tiến hành thí nghiệm mẫu nước bằng phương pháp đơn giản để xác định các

chỉ tiêu sau:

- Tổng độ khoáng hóa M, tổng độ cứng, độ cứng tạm thời, độ cứng vĩnh

- Về thành phần xác định: Các cation Ca2+, Mg2+, Na+, K+; các anion

2-.

viễn, cặn sấy khô;

HCO3, CL-, SO4

- Xác định độ pH;

- Xác định hàm lượng CO2 tự do, CO2 ăn mòn.

3.2.11. Thí nghiệm ngoài trời.

Trong giai đoạn khảo sát ĐCCT phục vụ cho thiết kế kỹ thuật, dự vào điều

kiện ĐCCT của tuyến đập, quy mô của công trình em dự kiến thiết kế các dạng

công tác thí nghiệm ngoài trời như sau:

Thí nghiệm ép nước trong hố khoan;

Thí nghiệm nén ngang trong hố khoan (nén hông);

Thí nghiệm đổ nước trong hố đào;

Thí nghiệm cắt theo mặt trượt phẳng ngang;

Thí nghiệm nén đá trong hầm;

Thí nghiệm nén sập cột đất.

3.2.11.1. Thí nghiệm ép ước trong hố khoan

3.2.11.1.1. Mục đích

Thí nghiệm cho phép xác định lưu lượng mất nước đơn vị q để chỉ ra các

vùng, đới có mức độ nước khác nhau. Ngoài ra còn góp phần phân chia các đới

phong hóa trong hố khoan.

3.2.11.1.2. Phương pháp thí ngiệm.

Theo tiêu chuẩn 14TCN 83-91 “Quy trình xác định độ thấm nước của đá

bằng phương phương pháp ép nước vào hố khoan”. Sử dụng phương pháp ép nước

Trang 79

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

phân đọan từ trên xuống. Phương pháp này có những ưu nhược điểm sau:

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

Ưu điểm:

- Cho phép hạn định độ sâu cần nghiên cứu đối với từng hố khoan trong

quá trình khoan và thí nghiệm;

- Cho phép phân định các đới, dải trong môi trường nghiên cứu theo mức

độ thấm nước khác nhau;

- Trong nhiều trường hợp môi trường thấm nước mạnh và rất mạnh các

phương tiện cung cấp nước đã dùng có thể không đủ khả năng cung cấp

nước khi đoạn thí nghiệm dài cần phải phân đoạn.

Nhược điểm:

- Năng suất thí nghiệm không cao, giá thành thí nghiệm cao do công tác

khoan và ép nước phải chờ nhau;

- Khó xác định vị trí đặt nút mỗi khi di chuyển đoạn ép;

- Không thể kiểm tra lại đoạn ép vì đã bị trám xi măng.

3.2.11.1.3. Khối lượng công tác thí nghiệm.

Theo tiêu chuẩn TCVN 8477-2010 , tất cả các hố khoan đều phải tiến hành thí

ngiệm ép nước trừ các hố khoan HK1, HK3, HK6 là các hố khoan đã thực hiện

trong giai đoạn khảo sát sơ bộ. Các hố khoan này sự dụng lại số liệu trong giai

đoạn trên.

Dự kiến hố khoan thí nghiệm ép nước trong giai đoạn này là 29 hố khoan.

Phân định đoạn thí nghiệm trong các điều kiện:

- Nên chia đoạn thí nghiệm căn cứ vào sự phân chia đới đất đá theo giai

đoạn trước;

- Chiều dài đoạn thí nghiệm L thõa mãn Lmin > 5∅/2 và Lmax < 10m

(∅ là đường kính lỗ khoan). Chọn chiều dài đoạn ép nước trung bình là

5m/đoạn;

- Không tiến hành thí nghiệm ép nước trong các lớp 1 và lớp 2.

3.2.11.1.4. Phương pháp tiến hành.

Trang 80

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

- Công tác chuẩn bị.

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

Nút ép để ngăn cách đoạn thí nghiêm với phần còn lại của hố khoan phải

dùng nút vong cao su hoặc nút thủy lực. Dùng nút đơn để thực hiện thí nghiệm.

Đoạn thí nghiệm được giới hạn phần trên bằng nút, đầu kia là đáy hố khoan.

Nước dùng cho thí nghiệm đảm bảo các yêu cầu:

- Không được chứa phù sa lơ lửng tránh hiện tượng bị tắc lỗ khoan;

- Khi thí nghiệm nên dùng nước có nhiệt độ xấp xỉ nhiệt độ nước trong

đá (nhiệt độ liên quan tới độ nhớt ảnh hưởng đến khả năng thấm)

- Nước có độ kháng hóa cao hơn 20-30 g/l sẽ có ảnh hưởng lớn đến tỉ

trọng và độ nhớt nên cần phải đua vào hiệu chỉnh áp lực cột nước thí

nghiệm.

Áp lực ép nước phải đảm bảo đủ lớn: tiến hành ép nước với các cấp áp lực 5-

10-15-47-15-10-5m cột nước.

- Trình tự thí nghiệm.

Khi khoan đến hết chiều sâu thí nghiệm ép nước, dừng khoan, thổi rửa hố

khoan, đo mực nước tĩnh (nếu có). Thả bộ nút xuống hố khoan và quay tay cho nút

nén lại, ép chặt vào thành hố khoan (tại vị trí đặt nút). Yêu cầu nút phải nén lại 10-

20% chiều dày ban đầu. để xem nút có làm việc hay không phải kiểm tra độ bám

chặt của nút vào thành hố khoan. Công tác kiểm tra được thực hiện bằng cách sau:

- Dùng kích nhẹ nâng toàn bộ hệ thống nút nên, nếu thấy không dịch

chuyển thì xem như nút đã bám chặt;

- Ép nút với cấp áp lực 3-4at vào hố khoan từ 5-10 phút và theo dõi

khoảng trống giữa thành hố khoan với ống ép của nút, khi thấy mực

nước dâng lên thì chứng tỏ nút còn hở.

Khi đã kiểm tra bộ cách ly của nút xong tiến hành thí nghiệm vào đoạn cần

ép. Trong suốt quá trình ép phải theo dõi lượng nước tiêu hao theo thời gian. Ngoài

ra, phải ghi chép các hiện tượng xảy ra trong hố khoan và xung quanh hố khoan

trong quá trình thí nghiệm. Tất cả những thông tin đó phải gi chép vào sổ thí

Trang 81

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

nghiệm.

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

Khi ép nước xong, kéo bộ dụng cụ lên, trám xi măng vào đoạn đã ép, đợi xi

măng đông cứng thì khoan qua đoạn đã trám đến đoạn thí nghiệm dự kiến ép nước

tiếp theo. Đặt nút ở vị trí đã được trám xi măng sơ bộ, ép nước vào đoạn kế tiếp.

Thực hiện tiếp tục thí nghiệmđến độ sâu sự kiến hoặc đến độ sâu mà tại đó có lưu

Q

Q

Q

lượng mất nước đơn vị q ≤ 0,01 l/ph/m.m

1. Nót

1

2

L1

1

2

L2

1

L3

2

2. §o¹n Ðp

Hình 3.5: sơ đồ đoạn ép thí nghiệm từ trên xuống

3.2.11.1.5. Chỉnh lí kết quả thí nghiệm.

Đối với mỗi đoạn ép, lập các đồ thị: Q = f(t), Qo = f(P).

Q = f(t), từ đó xác định được lượng nước ổn định.

Qo = f(P), xác định được sự vận động của nước khi ép, kiểm tra chất lượng

ép.

Trong đó:

- Q là lượng nước ổn định khi ép;

Q

- t là thời gian ép

l

- Qo là lưu lượng hấp thụ dẫn dùng trên 1m chiều dài đoạn ép: Qo =

- P là áp lực ép, (m cột nước)

Trang 82

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

Đồ thị quan hệ Qo = f(P) có thể có các dạng như sau:

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

Hình 3.6: đồ thị biễu diễn mối quan hệ Qo = f(P)

Các trường hợp:

𝑄

Quan hệ Qo = f(P) là tuyến tính (đường 1): Nước vận động trong các khe

=

(3.1)

𝑙.𝑃

𝑄0 𝑃

nứt theo quy luật chay tầng, q =

0,66.l

r

K = 0,525.q.lg

Quan hệ Qo = f(P) là phi tuyến (đường 2): Nước vận động trong các khe nứt

=

(3.2)

𝑄 𝑙.√𝑃

𝑄0 √𝑃

theo quy luật chảy rối: q =

√𝑙 r.𝑙0

Quan hệ Qo = f(P) là phi tuyến (đường 3): Kết quả sai.

K = 0,229.q.lg

Tùy thuộc vào từng trường hợp cụ thể mà sử dụng công thức (3.1) hoặc (3.2)

để tính toán lưu lượng hấp thụ đơn vị và hệ số thấm K của đá tại đọa ép.

Trong đó:

- Q là lượng nước ổn định (l/phút);

- l là chiều dài đoạn ép (m);

- P áp lực đoạn thí nghiệm (m cột nước);

- K là hệ số thấm (m/ngđ);

r là bán kính hố khoan (m); -

- l0 là chiều dài đoạn thí nghiệm (m):

Trang 83

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

l0 = l +1,5.P khi vị trí đoạn thí nghiệm giữa lớp;

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

l0 = 0,9.P + l khi ở vị trí khác.

3.2.11.2. Thí nghiệm đổ nước trong hố đào.

3.2.11.2.1. Mục đích.

Xác định hệ số thấm của tầng phủ.

3.2.11.2.2. Khối lượng công tác.

Theo TCVN 8477-2010. Trong giai đoan thiết kế kỹ thuật số điểm thí nghiệm

đổ nước cho mỗi vai đập là 5 điểm. Khối lượng công tác được thể hiện cụ thể trong

bảng sau:

Bảng 3.10: Khối lượng công tác thí nghiệm đổ nước trong hố đào

Chiều sâu đào (m) STT Ví trí

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Tên hố đào Vai phải HD1 Vai phải HD3 Vai phải HD4 Vai phải HD5 Vai phải HD6 Vai trái HD7 Vai trái HD9 Vai trái HD10 Vai trái HD11 HD12 Vai trái Tổng số thí nghiệm đổ nước: 10 3.2.11.2.3. Phương pháp và sơ đồ thí nghiệm.

Sử dụng phương pháp đổ nước 2 vòng của Nesterow để khắc phục hiện tượng

thấm lan tỏa sang hai bên.

Trang 84

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

Sơ đồ thí nghiệm được thể hiện trong hình sau:

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

Hình 3.6: Sơ đồ thí nghiệm đổ nước trong hố đào phương pháp Nesterov

1- Bình mariot 2- Giá đỡ

3- Vòi đổ nước 4- Hai vòng kim loại

3.2.11.2.4. Trình tự thí nghiệm.

Sau khi đào hố đến độ sâu thí nghiệm, làm sạch đáy hố đào. Tại vị trí thí

nghiệm, cắm 2 vòng tròn kim loại đặt đồng tâm và được ấn xuống đất từ 5 – 8cm.

vòng kim loại ngoài có đường kính 500m, cao 250mm. Vòng trong đường kính

250mm, cao 200mm.

Thí nghiêm được tiến hành bằng cách đổ nhanh nước vào hai vòng kim loại

và luôn giữ cho nước trong hai vòng tròn này không đổi ở mức 10cm. Xác định khi

lượng tiêu hao trong các thời gian 1 phút, 5 phút,10 phút, 30 phút, 2 giờ đến khi

lưu lượng đo không vượt quá 10% lưu lượng đo lớn nhất khi nừng thí nghiệm.

Sau khi thí nghiệm, chờ cho nước trong vòng kim loại ngấm hết (có thể tát

bớt nước đi) , đào vào chính giữa vòng thí nghiệm và lấy mẫu phân tích độ ẩm,

khoảng cách lấy mẫu là 15cm. thời gian lấy mẫu không quá 5 phút đối với đất loại

cát và 15 phút đối với đất loại sét kể từ khi ngừng thí nghiệm. So sánh kết quả thí

nghiệm đọ ẩm các mẫu lấy tại hố khoan đối chứng cách 3-4m sẽ xác định được

chiều sâu đới thấm L.

3.2.11.2.5. Chỉnh lý tài liệu thí nghiệm.

Q.L F(hk+L+ h0

Trang 85

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

Xác định hệ số thấm K: K =

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

Trong đó:

- Q là lượng thấm nước ổn đinh;

- F là tiết diện vòng kim loại trong;

- h0 là chiều cao cột nước trong vòng kim loại (h0 = 10cm);

- hk là chiều cao dâng mao dẫn phụ thuộc vào loại đất đá và

được tra bảng;

- L là chiều sâu đới thấm dưới đáy hố đào.

3.2.11.3. Thí nghiệm nén ngang trong hố khoan (nén hông);

3.2.11.3.1. Mục đích.

Đánh giá đặc tính biến dạng của đất đá – xác định modun biến dạng của đất

đá dưới nền đập.

3.2.11.3.2. Khối lượng công tác.

Tiến hành thí nghiệm nén hông trong lớp 3: Đới đá phong hóa, nứt nẻ trung

bình

Khối lượng nén hông trong giai đoạn này được trình bay trong bảng sau:

Bảng 3.12: Khối lượng công tác nén hông

Tên hố khoan Vị trí Chiều sâu hố khoan (m) Độ sâu thí nghiệm (m) Sô điểm thí nghiệm

HK2 Vai trái 50 10;15 2

HK4 Vai phải 50 10;15 2

Trang 86

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

Tổng số thí nghiệm 4

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

Bình khí nén Van giảm áp Đồng hồ đo áp lực ống đo Van Thùng phụ Các ống dẫn

1 2 3 4 5 6 7 8,10 Các buồng phụ Buồng công tác 9

Hình 3.7: Sơ đồ thí nghiệm nén hông

Dùng thiết bị Presiomet do Liên Xô sản xuất – máy làm việc theo nguyên lí

khí nén.

Áp lực nén: gia tải theo 10 cấp áp lực, chọn cấp áp lực nén tối đa là Pmax = 10

kG/cm2

3.2.11.3.3. Trình tự tiến hành.

Gia tải theo từng cấp áp lực, mỗi cấp áp lực bằng 1/10 Pmax. Sau khi khi tăng

áp lực thì giữa nguyên trong 1 phút. Tiến hành quan sát đo dạc số liệu 2 lần /phút.

Mỗi lần cách nhau 30 giây. Khi tăng áp dùng máy bơm thủy lực bơm nước đầy vào

trong hệ thống chịu áp lực. Các buồng công tác tăng thể tích và ép vào thành hố

khoan. Biến dạng của thành hố khoan được đo bằng biến biến dạng thể tích trên

thước đo biến dạng.

Toàng bộ thí nghiệm tiến hành trong 10 phút, quan sát ghi chép biến dạng qua

10 cấp áp lực.

3.2.11.3.4. Chỉnh lí tài liệu thí nghiệm.

Trang 87

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

Từ kết quả gi nhận được, lập đồ thị quan hệ giữa biến dạng gia số bán kính và

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT áp lực nén: r = f(P)

Hình 3.9: Đồ thị biễu diễn mối quan hệ giữa r và P

Nhận xét biểu đồ quan hệ:

OA- Chu trình nới rộng buồng dụng cụ nén hông cho tới khi tiếp xúc với

vách khoan;

AB- Nén phẳng chổ gồ ghề của bề mặt vách hố khoan;

BC- Nén chặt đá dưới tác dụng của áp lực ngang;

CD- Phát triển rõ những chổ trượt trong đá;

Pd, r0 – Gia số bán kính buồng công cụ và gia số áp lực tương ứng với lúc

thúc sự san bằng những chổ gồ ghề của vách hố khoan;

Pt, r – Số gia đường kính dụng cụ và áp lực ứng với giới hạn tỉ lệ giữa biến

dạng đá và áp lực tác dụng.

Từ đó xác định được modun tổng biến dạng E0 theo công thức.

( kG/cm2) E0 = (1+μ).r0.

Trong đó:

dP – Gia số áp lực;

dr – Gia số biến dạng hướng tâm;

r0 - Bán kính của buồng công tác dưới áp lực ban đầu;

𝜇 – Hệ số biến dạng ngang của đá;

Trang 88

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

Tính trực tiếp modun biến dạng theo công thức:

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

∆P

∆V

(kG/cm2) E0 = (1+ μ).γ.

Trong đó:

γ là trị số không đổi phụ thuộc vào dụng cụ thí nghiệm và có giá trị xác

định theo hiệu chỉnh máy (cm2);

∆V là gia số thể tích ứng với gia số cấp áp lực ∆P.

3.2.11.4. Thí nghiệm cắt theo mặt trượt phẳng ngang.

3.2.11.4.1. Mục đích

Nghiên cứu khả năng chống trượt của bề mặt tiếp xúc giữa nền đập và đá,

củng như nghiên cứu cường độ kháng cắt phục vụ thiết kế xây dựng đập.

3.2.11.4.2. Khối lượng thí nghiệm.

Tiến hành 5 thí nghiệm trong lớp 3: Đới đá phong hóa, nứt nẻ trung bình

trong hầm ngang đã được thi công từ trước đó

3.2.11.4.3. Quy trình thí nghiệm.

Theo tiêu chẩn ASTM D4554 – 90. Sơ đồ thí nghiệm như sau

Hình 3.10: Sơ đồ thí nghiệm cắt theo mặt trượt ngang

1- Mẫu thí nghiệm 7- Cột phản lực

2- Phần bê tông ốp 8- Đệm đối tải bằng bê tông

3- Các tấm thép đệm 9- Các đầu đo biến dạng thẳng đứng

4- Các con lăn 10- Đầu đo biến dạng cắt

5- Kích tác dụng tải trọng thẳng đứng 11- Phần lót nilon

Trang 89

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

6- Kích tác dụng lực cắt

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

- Công tác chuẩn bị: gia công hai trụ đá kích thước 700*700*350mm. Đổ bê

toongbao quanh trụ đá thí nghiệm. Chú ý mặt tác dụng lực cắt phải bằng phẳng và nghiêng so với mặt cắt cho phép gần 150.

- Chọn lựa tải trọng tác dụng: Các tải trọng thẳng đứng có thể chọn ứng với

giá trị 10,15,20,25,30 kG/cm2.

- Tiến hành thí nghiệm:

Trước khi thí nghiệm cắt, tác dụng tải trọng thẳng đứng và giữa cho tốc độ

biến dạng < 0,005mm/phút ít nhất trong 10 phút thì mới tác dụng lực cắt.

Mỗi trụ đá được tác dụng lực cắt tăng dần theo từng cấp. mỗi cấp có trị số

bằng 0,1 giá trị áp lực thẳng đứng. Duy trì lực cắt đó 15 phút/ 1 cấp áp lực. Lực cắt

được tác dụng cho đến khi mẫu bị phá hủy hoàn toàn. Sau đó lại tăng ứng suất

pháp và tác dụng lực cắt để xác định cường độ kháng cắt dư của khối đá. Nhờ vậy

có thể xác định được đồng thời các chỉ tiêu độ bền kháng cắt lớn nhất và độ bền

kháng cắt còn dư.

3.2.11.4.4. Chỉnh lý kết quả thí nghiệm.

Từ kết quả thí nghiệm, lập biểu đồ quan hệ giữa 𝜏 và 𝜎𝑛 (𝜏 và 𝜎𝑛 lần lượt là

ứng suất tiếp và ứng suất pháp thí nghiệm).

𝜏 và 𝜎𝑛 được xác định qua công thức sau:

=

PS A

PSa A

=

τ = .cos α

Pn A

Pna+ Psa(sinα) A

σn =

Trong đó:

- Ps là tổng lực cắt (Mpa);

- Pn là tổng lực nén (Mpa)

- Psa là lực cắt cóp hiệu (Mpa);

- Pna là lực nén có hiệu (Mpa);

Trang 90

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

- a là góc nghiêng giữa mặt cắt và lực cắt (độ);

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

- A là diện tích mặt cắt cm2

Từ các giá trị 𝜏 và 𝜎𝑛 ở trên, lập đồ thị t = f(𝜎𝑛) biễu diễn mối quan hệ giữa 𝜏

và 𝜎𝑛 như hình sau.

Hình 3.11: Đồ thị xác định các tiêu chí kháng cắt của đá

3.2.11.5. Thí nghiệm nén đá trong hầm.

3.2.11.5.1. Mục đích.

Xác định đặc trưng biến dạng của đá – Cho phép đánh giá modun biến dang E

hay modun đàn hồi E0 của đá.

3.2.11.5.2. Khối lượng thí nghiệm.

Tiến hành 2 thí nghiệm nén đá trong trong lớp 3: Đới đá phong hóa, nứt nẻ

trung bình trong hầm ngang đã được thi công từ trước đó.

3.2.11.5.3. Sơ đồ thí nghiệm.

Trang 91

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

Hình 3.12: Sơ đồ lắp đặt cho thí nghiệm nén đá

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

1- Bơm thủy lực 2- Ống thủy lực 3- Ống cao su của dây dẫn 4- Đầu đo MPBX 5- Hệ thống thu thập dữ liệu 6- Dây dẫn của bộ truyền số đọc 8 – Trụ truyền lực 9- Kích phẳng 10- Tấm đệm dưới 11- Tấm đệm trên 12- Lớp trát bê tông 13 Ranh giới hầm

7- Đồng hồ đo đường kính hầm d- đường kính chuẩn bị bằng 1,5 – 2 lần đường kính thí nghiệm

3.2.11.5.4. Quy trình thí nghiệm.

- Chuẩn bị thí nghiệm.

Bàn nén là khối bê tông kích thước 76*76*76cm đổ trực tiếp lên mặt đá được

gia công bằng phẳng. Hai mặt mẫu thí khiệm phải bằng phẳng, song song nhau và

vuông góc với lực tác dụng. trên bề mặt khối bê tông khoan 4 lỗ thẳng đứng vuông

góc với nhau và lắp ông thép được cấu tạo vật liệu đặc biệt để đo biến dạng. Dùng

vữa trát để định vị kích phẳng vào giữa bề mặt mẫu thí nghiệm và kích.

- Tiến hành thí nghiệm.

Tiến hành thí nghiệm theo sơ đồ gia tải với cấp áp lực tăng dần

Chu trình gia tải cuối cùng có tải trọng bằng tải trong thiết kế (Ptk). Quá trình

gia tải được thực hiện theo 5 chu trình để đạt áp lực cực đại. Mỗi chu kỳ gồm 10

cấp tải trọng, mỗi cấp tải trọng giữ 10 phút. Quấ trình giảm tải thực hiện theo chu

kỳ có cùng thời gian.

Đọc các số biến dạng theo từng cấp hay giảm tải. Duy trì tải trọng lớn nhất và

tải trọng bằng 0 ít nhất 10 phút. Thời gian đọc biến dạng 5 phút/ lần.

Biến dạng được xem là chuẩn ổn định quy ước khi sau hai lần đo liên tiếp giá

trị biến dạng không chênh nhau quá 15/1000.

3.2.11.5.5. Chỉnh lý tài liệu thí nghiệm.

Trang 92

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

Từ các tài liệu thu nhận được, lập đồ thị quan hệ P = f(S).

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

Hình 3.12: Sơ đồ quan hệ giữa biến dạng và áp lực

Dựa vào đường cong quan hệ P = f(S), có thể xác định được giá trị modun

𝑑𝑃

đàn hồi tại điểm bất kỳ nào trên đường cong theo công thức:

= tg𝛼

𝑑𝑆

E =

Trong đó: dP và dS là sô gia của cấp áp lực và biến dạng tương ứng

3.2.11.6. Thí nghiệm nén sập cột đất.

3.2.11.6.1. Mục đích.

Xác định sức kháng cắt (C,𝜑) của đất loại sét, sét lẫn dăm sạn để đánh giá độ

ổn định mái dốc khi xây dựng các công trình thủy công – Đánh giá ổn định tầng

phủ hai bên vai đập.

3.2.11.6.2. Khối lượng thí nghiệm.

Tiến hành thí nghiệm nén sập cột đất trong hố đào với khối lượng thí nghiệm

được trình bày trong bảng sau.

Bảng 3.13: Khối lượng công tác nén sập cột đất

Tên hố đào Vị trí Độ sâu thí nghiệm (m) Khối lượng thí nghiệm.

HD2 Vai phải 1,5 1

HD8 Vai trái 2 1

Tổng số thí nghiệm 2

3.2.11.6.3. Sơ đồ thí nghiệm.

Trang 93

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

Thí nghiệm được tiến hành theo sơ đồ như hình sau.

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

Hình 3.13: Sơ đồ thí nghiệm nén sập cột đất

4- Dầm đối tải

1- Khối đất liền để lại khi đào (mẫuthí nghiệm)

2- Tấm đệm 5- Neo

3- Kích thủy lực 6_ Các rãnh xẻ lấp đầy đất nhào trộn

3.2.11.6.4. Phương pháp tiến hành.

Khi đào hố đến độ sâu thí nghiệm thì dừng lại, để lại hai khối đất có kích thước khác nhau. Một khối mẫu có diện tích bề mặt trên là S = 40*40 cm2, chiều cao 60cm, và một khối mẫu có diện tích bề mặt là S = 50*50 cm2, chiều cao là

80cm. Một mặt bên của mẫu vẫn để liền thành hố đào.

Chèn thành mẫu bởi những vật liệu xốp, rời để mẫu không bị phá hủy thành.

Mặt trên mẫu đặt kích tác dụng lực theo phương thẳng đứng, dùng dầm neo

làm đối tải. Đặt đồng hồ đo biến dạng ở mặt tự do càn lại.

Tăng dần cấp áp lực thí nghiệm từ trên xuống với trị số P = 0,4 kG/cm2 . Thời

gian gia tải 15 phút

Theo dõi thường xuyên đồng hồ đo biến dạng để xác định lực tại thời điểm

mẫu bị phá. Kết thúc thí nghiệm khi khối đất dịch chuyển theo mặt trượt 10-15 cm.

Trang 94

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

Trị số tại thời điểm mẫu bị phá hoại là Pmax.

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

Tháo gỡ vị trí thí nghiệm, bới tìm vị trí mặt trượt, xẽ khối trượt lên giấy ô li

với tỉ lệ 1/5 hay 1/10/

Thực hiện tượng tự với khỗi mẫu còn lại.

3.2.11.6.5. Chỉnh lí kết quả thí nghiệm.

Chia khối trượt thành nhiều phan tố (khoảng 10 phân tố), mỗi phân tố là một

lăng thể trượt có hai mặt thẳng đứng và song song nhau.

Hình 3.14: Lăng thể phân tố trượt và mô hình tính toán

i = Ni.tg + C.li (1)

Phương trình cân bằng lực cho lăng thể phân tố thứ i

i : Lực gây trượt của lăng thể phân tố i;

Trong đó :

* : Áp lực do kích và trọng lượng của khối lăng thể tác dụng lên lăng

Ni : Áp lực pháp tuyến của phân tố i;

Pi

thể phân tố i.

* = Pi + gi

*.sin =

i = Pi

Pi

: Góc nghiêng của cung trượt

Thay các giá trị trên vào phương trình (1) được phương trình cân bằng của

Trang 95

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

lăng thể i

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

(Pi + gi).sini = .tg + C.li

Phương trình cân bằng cho cả khối mẫu:

Với 2 khối mẫu sẽ lập được hệ phương trình như sau

n và n, là số lăng thể phân tố của 2 khối đất thí nghiệm. Giải hệ phương trình

trên sẽ xác định được các đặc trưng cường độ kháng cắt C và .

3.2.12. Quan trắc dài hạn.

3.2.12.1. Mục đích.

Làm sáng tỏ động thái (sự biến đổi theo thời gian)) các yếu tố của điều kiện

ĐCCT. Làm cơ sở luận chứng các biện pháp bảo vệ các công trình xây dựng và

môi trường địa chất.

3.2.12.2. Đối tượng quan trắc.

Quan trắc thủy văng và địa chất thủy văn: Quan trắc sự biến đổi theo thời gian

của mực nước dưới đất, lưu lượng của mạch nước hay giếng khoan, thành phần

hóa học, độ khoáng hóa, nhiệt độ…

3.2.12.3. Mạng lưới quan trắc.

Các hố khoan quan trắc được bố trí trên cả mặt cắt dọc và ngang với số lượng

là 5 hố, khối lượng hố khoan quan trắc được thể hiện trng bảng sau.

Tên hố khoan Vị trí

HK1 HK3 Vai trái Lòng sông

HK5 Vai phải

HK17 Lòng sông

Trang 96

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

3.2.12.4. Cấu tạo điểm quan trắc.

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

Hố khoan quan trắc có ống lọc đặt trong tầng chứa nước, phía trên được đổ bê

tông cố định mốc quan trắc và có nắp bảo vệ.

Hình 3.15: Sơ đồ hố khoan quan trắc nước ngầm

1- Mốc bê tông và nắp bảo vệ

2- Con dọi

3- Dây điện

4- Nguồn điện

5- Đồng hồ miliampe

3.2.12.5. Thời gian và chế độ quan trắc.

Dự kiến tiến quan trắc thủy văn và địa chất thủy văn tromng 3,5 tháng.

Chế độ quan trắc với mật độ lớn vào mùa mưa và mật độ độ quan trắc thưa

hơn vào mùa khô

Dự kiến chế độ quan trắc như sau:

Mùa khô: 15 ngày/lần;

Mùa mưa: 2 ngày /lần;

Khi xảy ra lũ: 2-3 lần/ngày.

3.2.12.6. Chỉnh lý tài liệu quan trắc.

Sau 3,5 tháng thu thập, tổng hợp lại tài liệu, đánh giá mối quan hệ thủy lực

Trang 97

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

giữa nước mặt và nước ngầm.

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

Tìm ra những khoảng thời gian trong năm mà sự giao động mực nước là lớn

nhất và nhỏ nhất.

3.2.13. Chỉnh lý tài liệu và viết báo cáo.

3.2.13.1. Mục đích

Công tác chỉnh lí tài liệu, viết báo cáo nhằm tổng hợp các tài liệu, qua đó

đánh giá toàn bộ công tác khảo sát ĐCCT trong gia đoạn thiết kế kỹ thuật, nêu lên

những vấn đề đã được giải quyết, những vấn đề còn tồn tại và nêu ra cách giải các

quyết vấn đề đó. Từ đó viết báo cáo đánh giá điều kiện địa ĐCCT cho vùng tuyến

công trình.

3.2.13.2. Chỉnh lý tài liệu thực địa.

Chỉnh lí tất cả các tài liệu đã thu thập được trong quá trình khảo sát ĐCCT

như: Tài liệu đo vẽ ĐCCT; tài liệu trắc địa; tài liệu thăm dò địa vật lí; tài liệu

khoan, đào; tài liệu thí nghiệm ngoài trời, tài liệu quan trắc…

Nội dung chỉnh lý bao gồm:

- Phân chia đất đá theo tài liệu khoan, tài liệu địa vật lý, tài liệu đào, thí

nghiệm trong phòng và lập hình trụ khoan;

- Kiểm tra tính đúng đắn trong việc phân chia các đơn nguyên ĐCCT

- Lập mặt cắt địa vật lý, mặt cắt ĐCCT và chỉnh lý tài liệu thí nghiệm

trên cơ sỡ phân chia các đơn nguyên ĐCCT đã phân chia;

- Tính toán, thành lập bảng chỉ tiêu cơ lý đất đá nền đập;

- Đối với tài liệu phân tích mẫu nước. Từ kết quả phân tích thành phần

hóa học của nước, biễu diễn công thức thành phần hóa học theo công

thức Cuốc Lốp, tên nước và đánh giá khả năng ăn mòn của nước đối

với vật liệu xây dựng.

3.2.13.3. Phân tích tổng hợp tài liệu.

- Trên cơ sở các tài liệu đã chỉnh lý, cần phải lập các tài liệu sau:

- Sơ đồ bố trí các công trình thăm dò;

- Hình trụ hố khoan

Trang 98

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

- Mặt cắt ĐCCT theo tuyến khảo sát;

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

- Bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý của đất đá nền đập;

- Bản thuyết minh báo cáo ĐCCT

3.2.13.4. Nội dung báo cáo địa chất công trình.

Sau khi hoàn thành các công tác của giai đoạn khảo sát chi tiết, tiến hành tổng

hợp tài liệu viết báo cáo ĐCCT với những nội dung sau:

 Mở đầu

Khái quát khối lượng công tác đã hoàn thành và những tồn tại cần giải

quyết.

 Phần chung

Chương I: Khái quát điều kiện địa tý tự nhiên khu vực xây dựng.

Chương II: Đặc điểm địa chất khu vực xây dựng;

Chượng III: Đặc điểm địa chất thủy văn khu vực xây dựng.

 Phần chuyên môn.

Chương IV: Đánh giá điều kiện ĐCCT của tuyến đập.

Chương V: Các vấn đề ĐCCT của tuyến đập.

 Kết luận và kiến nghị.

Các bản phụ lục kèm theo báo cáo bao gồm:

1. Bản đồ địa chất, ĐCCT khu vực xây dựng;

2. Sơ đồ bố trí công trình thăm dò;

3. Mặt cất ĐCCT tuyến đập;

4. Bảng tổng hợp chỉ tiê cơ lý của đất đá nền đập;

Trang 99

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

5. Hình trụ hố khoan, hố đào.

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

KẾT LUẬN

Sau một thời gian làm việc nghiên túc, cùng với sự hướng dẫn, giúp đỡ tận

tình của thầy giáo ThS: Nguyễn Văn Hùng em đã hoàn thành bài đồ án của mình

với những nội dung yêu cầu của đề bài đưa ra.

Qua đồ án môn học mặc dù không thể tránh được những sai sót nhất định,

song cũng phần nào giúp em củng cố được kiến thức đã học và biết vận dụng nó

vào các công việc cụ thể. Biết được cách đánh giá điều kiện địa chất công trình, dự

báo các vấn đề địa chất công trình khi thi công xây dựng và sử dụng công trình của

các phương án tuyến đầu mối thủy lực được chọn trong giai đoạn khảo sát sơ bộ,

nhằm mục đích chọn được tuyến đầu mối thủy lực hợp lý nhất, cũng như chọn ra

được kiểu kết cấu công trình. Từ đó lên phương án thiết kế khảo sát ĐCCT giai

đoạn thiết kế kỹ thuật cho phương án tuyến được chọn. Biết được nội dung, khối

lượng và phương pháp tiến hành các dạng công tác khảo sát ĐCCT giai đoạn thiết

kế kỹ thuật để từ đó đưa ra các dạng công tác khảo sát hợp lý nhằm chính xác hóa

điều kiện ĐCCT tại vị trí xây dựng đập.

Hơn hết nữa qua đồ án này con giúp em biết được cách trình bày một đồ án từ

đó làm cơ sở cho em hoàn thành đồ án tốt nghiệp sau này được hoàn thiện hơn, và

mặc dù đã có những cố gắng rất nhiều nhưng với kiến thức còn hạn chế nên trong

bài làm vẫn còn những sai sót, rất mong nhận được sự góp ý từ phía Thầy (cô) để

kiến thức của em được củng cố hơn.

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn nhà trường, Bộ môn Địa chất công

trình, thầy giáo, gia đình và tất cả bạn bè đã luôn tạo điều kiện, động viên, quan

tâm, giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành đồ án này.

Em xin chân thành cảm ơn!

Trang 100

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

Hà Nội 22/12/2017 Sinh viên Lê Đình Thuật

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

Tài liệu tham khảo

1. Lê Trọng Thắng (2014), Các phương pháp nghiên cứu và khảo sát địa chất

công trình, Nxb Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.

2. Trần VănViệt (2010), Cẩm nang dùng cho kỹ sư địa kỹ thuật, Nxb Xây

dựng, Hà Nội.

3. Quy chuẩn Việt Nam, QCVN 04-05 : 2012/BNNPTNT, Quy chuẩn kỹ thuật

quốc gia công trình thủy lợi – Các quy định chủ yếu về thiết kế.

4. Tiêu chuẩn Việt Nam, TCVN 8477 : 2010, Công trình thủy lợi – Yêu cầu về

thành phần khối lượng khảo sát địa chất trong các giai đoạn lập dự án và

thiết kế.

5. Tiêu chuẩn Việt Nam, TCVN 9361 : 2012, Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và

công trình.

6. Tiêu chuẩn Việt Nam, TCVN 9149 : 2012, Công trình thủy lợi – Xác định

Trang 101

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

độ thấm nước của đá bằng phương pháp thí nghiệm ép nước vào lỗ khoan.

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

MỞ ĐẦU

2

CHƯƠNG 1

5

ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH TUYẾN ĐẬP I VÀ II

5

CÔNG TRÌNH THỦY ĐIỆN CHU LINH, SA PA, LÀO CAI

5

Mục lục

1.1. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN VÀ ĐỊA CHẤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU

5

1.1.1.

Vị trí địa lý:

5

1.1.2.

Đặc điểm địa hình:

5

1.1.3.

Địa tầng:

5

1.2. ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH TUYẾN ĐẬP I VÀ II CÔNG TRÌNH

THỦY ĐIỆN CHU LINH, SA PA, LÀO CAI

10

1.2.1.

ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH TUYẾN ĐẬP I.

11

1.2.1.1.

Đặc điểm địa hình, địa mạo.

11

1.2.1.2.

Đặc điểm phân bố và tính chất cơ lý của đất đá.

11

1.2.1.3.

Cấu tạo địa chất và đặc điểm kiến tạo.

16

1.2.1.4.

Đặc điểm địa chất thủy văn.

17

1.2.1.5.

Các hiện tượng địa chất động lực công trình.

19

1.2.1.6.

Vật liệu xây dựng khoáng tự nhiên.

20

1.2.2.

ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH TUYẾN ĐẬP II.

22

1.2.2.1.

Đặc điểm địa hình địa mạo.

22

1.2.2.2.

Đặc điểm phân bố và tính chất cơ lý của đất đá.

22

1.2.2.3.

Đặc điểm địa chất thủy văn.

26

1.2.2.4.

Các yếu tố còn lại bao gồm:

28

CHƯƠNG 2

31

DỰ BÁO CÁC VẤN ĐỀ VỀ ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH

31

TUYẾN ĐẬP I VÀ II

31

2.1. DỰ BÁO CÁC VẤN ĐỀ VỀ ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH TUYẾN ĐẬP I

31

2.1.1.

Các thông số kỹ thuật của công trình tuyến đập I

31

Trang 102

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

2.1.2.

Phân tích các khả năng phát sinh các vấn đề địa chất công trình.

32

2.1.3. Kiểm toán các vấn đề địa chất công trình.

34

2.1.3.1.

Ổn định về sức chịu tải của nền đập.

34

2.1.3.2.

Ổn định trượt tiếp xúc giữa đáy đập và nền.

35

2.1.3.3.

Vấn đề thấm mất nước.

37

2.1.3.4.

Vấn đề ổn định của sườn dốc hai bên vai đập.

41

2.1.3.5.

Vấn đề ổn định trượt sâu.

41

2.1.3.6.

Vấn đề nước chảy vào hố móng.

43

2.2. DỰ BÁO CÁC VẤN ĐỀ VỀ ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH TUYẾN ĐẬP II

43

2.2.1.

Các thông số kỹ thuật của công trình tuyến đập II

43

2.2.2.

Phân tích các khả năng phát sinh các vấn đề địa chất công trình.

45

2.2.3. Kiểm toán các vấn đề địa chất công trình.

45

2.2.3.1.

Ổn định về sức chịu tải của nền đập.

45

2.2.3.2.

Ổn định trượt tiếp xúc giữa đáy đập và nền.

47

2.2.3.3.

Vấn đề thấm mất nước.

49

2.2.3.4.

Vấn đề ổn định của sườn dốc hai bên vai đập.

52

2.2.3.5.

Vấn đề ổn định trượt sâu.

52

2.2.3.6.

Vấn đề nước chảy vào hố móng.

53

2.3.

SO SÁNH CHỌN PHƯƠNG ÁN TUYẾN HỢP LÝ.

54

CHƯƠNG 3

56

THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH

56

TUYẾN ĐẬP I CÔNG TRÌNH THỦY ĐIỆN CHU LINH

56

3.1. LUẬN CHỨNG NHIỆM VỤ THIẾT KẾ

56

3.1.1. Kết quả khảo sát địa chất công trình ở giai đoạn nghiên cứu khả thi.

56

3.1.2.

Nhiệm vụ khảo sát địa chất công trình ở giai đoạn thiết kết kỹ thuật

57

3.2. NỘI DUNG, KHỐI LƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP TIẾN HÀNH CÁC DẠNG CÔNG

TÁC KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH.

58

3.2.1.

Công tác thu thập tài liệu và viết phương án.

58

Trang 103

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A

Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT

3.2.2.

Đánh giá động đất và hoạt động địa động lực hiện đại.

59

3.2.3.

Công tác trắc địa.

60

3.2.4.

Công tác địa vật lý.

63

3.2.5.

Công tác đo vẽ địa chất công trình.

64

3.2.6.

Công tác khoan thăm dò.

65

3.2.7.

Công tác đào thăm dò.

70

3.2.8.

Thi công hầm ngang.

72

3.2.9.

Công tác lấy mẫu thí nghiệm.

73

3.2.9.1.

Mẫu lưu trữ.

73

3.2.9.2.

Mẫu đất thí nghiệm.

73

3.2.9.3.

Mẫu đá thí nghiệm.

75

3.2.9.4.

Mẫu nước.

76

3.2.10. Công tác thí nghiêm trong phòng.

78

3.2.11. Thí nghiệm ngoài trời.

79

3.2.11.1.

Thí nghiệm ép ước trong hố khoan

79

3.2.11.2.

Thí nghiệm đổ nước trong hố đào.

84

3.2.11.3.

Thí nghiệm nén ngang trong hố khoan (nén hông);

86

3.2.11.4.

Thí nghiệm cắt theo mặt trượt phẳng ngang.

89

3.2.11.5.

Thí nghiệm nén đá trong hầm.

91

3.2.11.6.

Thí nghiệm nén sập cột đất.

93

3.2.12. Quan trắc dài hạn.

96

3.2.13. Chỉnh lý tài liệu và viết báo cáo.

98

KẾT LUẬN

100

Trang 104

Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A