bộ giáo dục và đào tạo bộ nông nghiệp và phát triển nông thôn

Trờng đại học thủy lợi hà nội

Nguyễn văn hồng
Nghiên cứu nguyên nhân sự cố sạt trợt
và đề xuất giải pháp ổn định tràn sự cố qua đê

luận văn thạc sĩ kỹ thuật
Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy
Mã số : 605 - 840 - 0033

Luận văn thạc sĩ
Ngời hớng dẫn khoa học:
gs.ts. Phạm Ngọc Khánh Hà Nội năm 2011
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
LờI CảM ƠN
Tác giả xin chân thành cảm ơn Phòng Đào tạo đại học và sau đại học,
Khoa Công trình, Th viện, các Thày giáo, Cô giáo của Trờng Đại học Thủy
lợi, Cơ quan, Chi cục Đê điều và phòng chống lụt bão Ninh Bình đã tạo mọi
điều kiện để tác giả đợc học tập, nâng cao trình độ và hoàn thành Luận văn
này.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GS.TS. Phạm Ngọc Khánh
đã tận tình chỉ bảo và giúp đỡ trong thời gian nghiên cứu thực hiện Luận văn.
Sự thành công của Luận văn gắn liền với quá trình giúp đỡ động viên

và đề xuất biện pháp khắc phục

3.1. Các thông số kỹ thuật tính toán 60
3.2. Tính toán thấm 61
3.3. Tính toán ổn định mái dốc 71
3.4. Những nguyên nhân gây sạt trợt và đề xuất biện pháp khắc phục 82
3.5. Đề xuất giải pháp ổn định tràn sự cố qua đê 85
CHƯƠNG 4
Kết luận và kiến nghị

4.1. Những kết quả đạt đợc của luận văn 88
4.2. Tồn tại của luận văn 88
4.3. Kiến nghị 89

Tài liệu tham khảo 90
Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
Mở đầu

1. Tính cấp thiết của Đề tài:
Trong những năm gần đây, việc xây dựng các công trình thủy lợi đã
góp phần rất quan trọng trong việc giảm nhẹ thiên tai, bảo vệ dân sinh - kinh
tế, cung cấp nớc cho nông nghiệp, công nghiệp, sinh hoạt , xây dựng cơ sở
hạ tầng tạo đà cho các ngành kinh tế phát triển một cách bền vững, góp phần
cải tạo môi trờng sinh thái.
Quá trình nghiên cứu, xây dựng và phát triển, bên cạnh những thành tựu
to lớn đã đạt đợc vẫn có một số tồn tại trong việc khảo sát, thiết kế, thi công,
vận hành sử dụng dẫn đến sự cố h hỏng một phần hoặc toàn bộ công trình.
Đại bộ phận là các công trình ngầm, chịu tải trọng lớn, đặc biệt là tải
trọng của đất và áp lực nớc. Nhiều công trình bị sự cố do xói ngầm và mất

- Đề xuất giải pháp ổn định tràn sự cố qua đê.
3. Cách tiếp cận và phơng pháp nghiên cứu:
- Trên cơ sở tài liệu của công trình, đánh giá sơ bộ sự cố công trình.
- Nghiên cứu kết cấu, lựa chọn phơng pháp đánh giá ổn định.
- ứng dụng tính toán kiểm tra xác định nguyên nhân gây ra sự cố sạt
trợt của tràn và đề xuất biện pháp khắc phục.
- Đề xuất giải pháp ổn định tràn sự cố qua đê.
4. Kết quả dự kiến đạt đợc:
- Tìm ra đợc nguyên nhân gây ra sự cố sạt trợt tràn Lạc Khoái và đề
xuất biện pháp khắc phục.
- Đề xuất giải pháp ổn định tràn sự cố qua đê.
5. Bố cục của luận văn:
Phần mở đầu
Nêu và khẳng định tính cấp thiết của đề tài, các mục tiêu cần đạt đợc
khi thực hiện đề tài, cách tiếp cận và phơng pháp nghiên cứu để đạt đợc
mục tiêu đó.

Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy
2
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Chơng 1. Tổng quan về công trình và sự cố xảy ra
Chơng này giới thiệu về lu vực sông Hoàng Long, dự án và công
trình, đặc điểm làm việc của tràn Lạc Khoái và sự cố sảy ra ở tràn sự cố. Vấn
đề cấp thiết cần nghiên cứu và ứng dụng cho thực tế.
Chơng 2. nghiên cứu, la chọn phơng pháp tính toán ổn định
Chơng này tổng hợp các phơng pháp tính toán ổn định về thấm, ổn
định về trợt mái dốc. So sánh và lựa chọn phơng pháp nghiên cứu, tính toán
cho đề tài.


Lu vực sông Hoàng Long dài 125km và rộng 15,5km, độ cao trung
bình lu vực 173m, độ dốc trung bình lu vực 9,6% và mật độ lới sông
0,81km/km
P
2
P. Chiều dài sông kể từ Hng Thi đến Gián Khẩu là 63,2km và
đoạn sông chảy qua khu Bắc Ninh Bình dài khoảng 10km. Đây là con sông
lớn nhất của tỉnh Ninh Bình, có chế độ thuỷ văn rất đa dạng:
+ Mực nớc mùa kiệt phụ thuộc vào nớc dềnh lên từ sông Đáy do ảnh
hởng thuỷ triều và lợng nớc bổ sung vào sông Đáy từ sông Đào Nam Định.
+ Mùa lũ, nớc lũ từ thợng du đổ về đến khu vực nghiên cứu thờng
bị dồn ứ do mực nớc lũ trên sông Đáy. Khi mực nớc lũ trên sông Hoàng
Long dâng cao để bảo vệ hệ thống đê hạ du sông Hoàng Long thì phải phân
lũ vào các khu phân chậm lũ.
Thời kỳ mùa lũ, sông Hoàng Long vừa bị tác động của lũ thợng nguồn
của 3 nhánh: Sông Bôi, sông Đập và sông Lạng dồn về. Mặt khác còn chịu tác
động rất lớn của lũ sông Đáy, lũ sông Hồng phân qua sông đào Nam Định. Tổ
hợp của 3 dạng lũ này khá phức tạp, ít khi xuất hiện đồng bộ 3 dạng lũ lớn nhất.
Nhng thờng gặp ở dạng lũ trung bình và mức nớc cao làm cản trở việc tiêu
thoát lũ của sông Hoàng Long, nhất là 2 huyện Nho Quan và Gia Viễn.

Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy
4
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
1.1.2. Hệ thống khu phân, chậm và ngập lũ
1.1.2.1. Khu thờng xuyên chịu lũ
Bao gồm 5 xã huyện Nho Quan (Xích Thổ, Gia Sơn, Gia Lâm, Gia
Thuỷ, Phú Sơn và 1 phần xã Lạc Vân) và vùng ngoài đê của các huyện Nho
Quan và huyện Gia Viễn.
1.1.2.2. Khu phân lũ Lạc Khoái

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Bản đồ phơng án phân chậm lũ lu vực sông Hoàng Long Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy
8
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

1.1.3. Đặc điểm địa hình, địa chất của lu vực sông Hoàng Long
1.1.3.1. Đặc điểm địa hình:
Lu vực có địa hình đa dạng: Có vùng đồi núi, nửa đồi núi, đồi núi xen
lẫn ruộng trũng, đồng bằng.
Diễn biến lòng sông phức tạp, có hớng dốc tạo hớng thoát nớc
chính ra sông Đáy, sông Càn và Biển.
Mặt cắt ngang sông Hoàng Long từ Bến Đế đến Gián Khẩu:
Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy
9
LuËn v¨n th¹c sÜ kü thuËt
Chuyªn ngµnh: X©y dùng c«ng tr×nh thñy
10
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
Ct ngang sụng Hong Long - v trớ Bn
-6
-4
-2
0
2
4
6

-4
-2
0
2
4
6
8
0 100 200 300 400 500
Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy
13
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Ct ngang sụng Hong Long - v trớ kố Trng Yờn
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
0 100 200 300 400 500 600
Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy
14
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Ct ngang sụng Hong Long - v trớ u Chanh
-8
-6

-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
0 50 100
150 200 250 300
Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy
17
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
Ct ngang sụng Hong Long - Cu Giỏn Khu
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
0 50 100 150 200
Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy
18

1
P hm), lộ ra một diện nhỏ
khoảng vài km
P
2
P ở gần ga Đồng Giao. Mặt cắt hệ tầng gồm 2 phần:
+ Phần dới gồm cuội kết, cát kết, dày 100m.
+ Phần trên chủ yếu là bột kết xen cát kết và sét vôi dày 100 - 150m,
chứa 4 vỉa than dạng thấu kính có bề dày 0,1 ữ 2,5m. Than khá rắn chắc, giá
trị công nghiệp hạn chế vì trữ lợng ít.
- Hệ Đệ Tứ, bao gồm các hệ tầng trầm tích, phân bố trên toàn tỉnh Ninh
Bình, việc xây dựng công trình đều cần phải xem xét, xử lý do ổn định kém,
độ mất nớc lớn (do đất pha cát và đất cát).
1.1.4. Tình hình ngập lụt
Ma sinh lũ trên sông Hoàng Long thờng xảy ra vào tháng 9, tháng 10
muộn hơn lũ sông Hồng, hiện tại đã nhỏ đi nhiều do việc xây dựng các hồ
chứa Suối Hai, Đồng Mô - Ngải Sơn và nhiều hồ chứa nhỏ khác.
Lũ sông Hoàng Long dồn về hạ du sông Hoàng Long (Bắc Ninh Bình)
rất nhanh song việc thoát ra lại phụ thuộc vào lũ sông Hồng sang và lũ sông
Đáy về cùng với thuỷ triều, thờng chậm và bị dồn ứ lại duy trì mực nớc cao
dài ngày tạo ra một khu vực ngập rộng lớn nh là hồ chứa điều tiết (Xích Thổ,
Gia Tờng, Gia Thuỷ). Có những năm lũ lớn để bảo vệ cho hạ du buộc phải
phân lũ vào khu hữu Hoàng Long. Theo số liệu thống kê từ năm 1960 đến
nay, thì các trận lũ tháng 9/1985, 8/1996 và 10/2007 đợc xem là các trận lũ
lớn nhất đã xuất hiện trên sông Hoàng Long và đã gây thiệt hại rất lớn cho
Ninh Bình. Có thể nêu diễn biến các trận lũ lớn này nh sau:
Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy
20
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
* Trận lũ lịch sử tháng 9/1985: Lợng ma đo đợc tại Nho Quan 743