Luận văn Các giải pháp công nghệ chống thấm cho nền cát cuội sỏi: Ứng dụng công nghệ hợp lý cho hồ chứa nước Mỹ Lâm - Phú Yên

hồ chứa nước Mỹ Lâm huyện Tuy Hòa (nay là huyện Tây Hòa) được Bộ NN&PTNT phê duyệt tại quyết định 703 QĐ/BNN-XD ngày 23/03/2004 với nội dung chính như sau: - Tên dự án công trình: Hồ chứa nước Mỹ Lâm. - Cấp quyết định đầu tư: Bộ NN & PTNT - Hình thức đầu tư: Xây dựng mới - Địa điểm xây dựng : Huyện Tây Hòa-Tỉnh Phú Yên. - Nhiệm vụ công trình: + Cấp nước tưới cho 2.500 ha đất canh tác (trong đó lúa: 2000 ha; tưới mía 500ha). + Cấp nước sinh hoạt cho 30.000 dân. + Ngăn lũ quét sông Trong, hạn chế và giảm lũ cho hạ du. + Tạo nguồn để bổ xung nước về mùa khô cho vùng nuôi tôm hạ lưu sông Bàn Thạch cách hồ Mỹ Lâm khoảng 30 km về hạ lưu với diện tích 800 ha. + Cải tạo khí hậu và môi trường sinh thái trong khu vực dự án. Khối lượng công tác chính: Bảng 3.1: Tổng hợp khối lượng chính của dự án: TT Hạng mục Đơn vị Khối lượng toàn dự án Công trình đầu mối Hệ thống kênh Tổng cộng 1 Đất đào, bóc m3 943.000 84.000 1.027.000 2 Đá đào m3 48.300 - 48.300 3 Đất đắp m3 1.729.000 192.000 1.921.000 4 Bê tông các loại m3 34.590 8.230 42.820 5 Đá xây các loại m3 45.940 18.780 64.720 6 Đá dăm, cát lọc m3 48.470 40 48.510 7 Tường hào Bentonít m3 3.290 - 3.290 8 Cốt thép các loại Tấn 1.535 165 1.700 - Tổng mức đầu tư: Theo mặt bằng giá quý II/2003 được dự kiến là: 175.710.000.000 đ. Trong đó: + Chi phí xây lắp: 145.315.000.000 đ + Thiết bị cơ điện: 3.399.000.000 đ + Chi phí khác: 11.023.000.000 đ + Dự phòng: 15.973.000.000 đ. 3.1.1. VỊ TRÍ ĐỊA LÝ: Hồ chứa nước Mỹ lâm được xây dựng trên sông Trong thuộc địa phận xã Hoà Thịnh, huyện Tuy Hoà (nay là huyện Tây Hòa), tỉnh Phú yên, có vị trí địa lý khoảng: 12°53¢44² ¸ 12°54¢15² vĩ độ Bắc 109°14¢ 27 ² ¸ 109°14 ¢33 ² kinh độ Đông. Vị trí khu hưởng lợi vùng dự án. Khu hưởng lợi vùng dự án bao gồm: - Toàn bộ diện tích canh tác của xã Hoà Thịnh. - Một phần diện tích canh tác nằm bên bờ hữu sông Bánh Lái của 4 xã: Hòa Mỹ Đông, Hoà Đồng, Hoà Tân Tây và Hoà Tân Đông. Khu hưởng lợi vùng dự án có vị trí địa lý khoảng: 12°53¢15² ¸ 12°53¢44² vĩ độ Bắc 109°12¢ 02 ² ¸ 109°17 ¢16 ² kinh độ Đông. Ranh giới khu tưới được xác định như sau: - Phía Bắc giáp: bờ hữu sông Bánh Lái. Phía nam giáp: dãy núi thuộc các xã Hoà Thịnh, Hòa Mỹ Đông, Hoà Tân Tây. Phía đông giáp: Đồng cỏ ống Phía tây giáp: Bờ hữu suối Phướn ... 3.1.2. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH: + Vùng lòng hồ và đầu mối. Sông Trong là một nhánh của sông Bàn Thạch, bắt nguồn từ đỉnh Hòn Ngang cao 1131m dài 10,2 km tính tới tuyến công trình và chảy theo hướng Nam Bắc. Lưu vực hồ chứa nước Mỹ Lâm có diện tích khoảng 66,20 Km2, lưu vực được bao bọc bởi các đỉnh núi cao từ 1000m có xu thế giảm dần về phía Bắc, các dãy núi phía Tây có độ cao từ 1000 đến 1100m, các dãy núi phía Đông thấp hơn có cao độ khoảng 500m trở xuống. Đây là điều kiện thuận lợi cho việc hứng gió Đông Bắc xâm nhập từ phía biển vào mang theo nhiều hơi nước và thường gây ra mưa rất lớn trên lưu vực, các đặc trưng lưu vực như sau : - Diện tích lưu vực : 66,20 km2. - Chiều dài sông : 12,20 km. - Độ dốc lòng sông Js(0/00) : 29,7 - Độ dốc trung bình lưu vực Jd(0/00) : 150 + Khu tưới. Khu tưới hồ chứa nước Mỹ lâm có cao độ thấp dần theo hướng từ phía Nam xuống phía Bắc, từ phía Tây sang phía Đông Bắc. Khu tưới được bao bọc bởi các dãy đồi núi cao và hệ thống sông suối. Khu tưới hồ Mỹ Lâm có sông Trong chạy thẳng theo hướng Bắc và đổ vào sông Bánh lái chia khu tưới làm 2 phần: Khu tưới phía Đông và khu tưới phía Tây. Địa hình khu tưới cao ở gần khu đầu mối và thấp dần về cuối khu tưới, độ chênh cao từ 4 ¸10m do đó rất thuận lợi để bố trí công trình tưới tự chảy. Địa hình tương đối dốc, mặt khác tuyến kênh phía Đông chạy ven theo bờ hữu sông Trong (đoạn đầu) và sông Bánh Lái (đoạn cuối) cho nên hàng năm vào mùa mưa nước từ sông Bánh Lái dâng cao tràn vào khu tưới gây úng ngập có độ sâu từ 0,8m đến 3m nước. Tuyến kênh phía Tây chạy áp sát chân núi, cho nên vào mùa mưa nước mặt từ trên núi tràn xuống. Do đó hệ thống kênh mương cần phải được kiên cố hoá mới không bị xói lở. 3.1.3. ĐỊA CHẤT THUỶ VĂN, ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH 3.1.3.1 Địa chất thuỷ văn: Nước mặt có nguồn cấp khá phong phú bởi các hệ sông suối nhánh trong lưu vực: suối Bàn Thượng, sông Trong, suối Cổ, suối Quanh. Nước có đặc điểm lên nhanh vào mùa lũ khi mưa lớn do địa hình dốc. Kết quả thí nghiệm mẫu nước lấy tại sông Trong cho thấy nước là loại nước nhạt Bicacbonat Clorua Kali Natri , nước có tính kiềm yếu pH= 6,75; tổng độ khoáng hoá M= 41,.0mg/l , tổng số muối tan 42,03mg/l, Mg +2 = 0,41mg/l; SO4-2 = 1,52 mg/l ; Cl- = 8,08mg/l; HCO3- = 16,47mg/l ( 0,27 me/l) , CO2 xâm thực = 1,85 mg/l. Đối chiếu với tiêu chuẩn xây dựng TCXDVN 302-2004 nhận thấy nước có đủ điều kiện để dùng làm nước trộn bê tông và vữa. Nước ngầm tồn tại chủ yếu trong các lớp đất nguồn gốc trầm tích tại phần bụng hồ và một phần trong tầng đá gốc bị phong hoá mạnh nứt nẻ. Nước ngầm có quan hệ chặt chẽ với nước trong sông. Theo số liệu phân tích của mẫu nước lấy tại độ sâu của tầng chứa trong các hố khoan cho thấy nước ngầm là nước nhạt Bicacbonat Clorua Natri Can xi với hàm lượng khoáng hoá như sau: pH=từ 6,72 – 6,81, tổng độ khoáng hoá M= 59,1- 61,86 mg/l , tổng số muối tan 62,7- 66,1mg/l; Mg +2 = 1,03- 1,85mg/l; SO4-2 = 2,1 -3,9mg/l ; Cl- = 8,76- 10,78mg/l, HCO3- = 28,5- 29,6mg/l ( 0,48me/l); CO2 xâm thực = 3,97 mg/l . Đối chiếu với tiêu chuẩn ngành 14TCN 78-88 cho thấy hàm lượng anion bicácbonat HCO3- thấp hơn quy định (< [1.07 me/l]) như vậy nước ngầm trong lớp bồi tích có dấu hiệu ăn mòn loại I - ăn mòn hòa tan ở mức độ mạnh đối với các cấu kiện bê tông và bê tông cốt thép thủy công sử dụng các loại ximăng Pooclăng và Pooclăng Puzơlan. 3.1.3.2. Địa chất công trình khu vực đầu mối: a. Tuyến đập: + Đặc điểm và điều kiện địa chất công trình tuyến đập: Trên tuyến có các lớp đất, đá phân bố theo thứ tự từ trên xuống như sau: Lớp 1: Đất thổ nhưỡng - sét pha nhẹ màu xám nâu, xám đen lẫn rễ cây, chiều dày từ 0,2- 0,4m ; đất có trạng thái dẻo mềm đến dẻo cứng phân bố trên bề mặt của thềm sông. Lớp 2a: Đất sét pha vừa (đất bụi thường) màu xám đen trạng thái dẻo chảy. Trong vùng đầu mối, lớp phân bố cục bộ với chiều dày mỏng 0,9m. Lớp 2b: Cuội sỏi thạch anh pha cát màu xám đen, xám trắng đôi chỗ lẫn tảng lăn Granít kích thước 60-100mm, nguồn gốc lũ tích ( apQ), bề dày trung bình là 1,3m. Lớp 2: Đất sét xen kẹp sét pha (đất bụi thường đến nặng) màu nâu vàng xám ghi, trạng thái dẻo cứng đôi chỗ đến nửa cứng, chiều dày biến đổi từ 1,7- 2,5m . Đất có kết cấu chặt vừa, tính thấm nước yếu, sức chịu tải trung bình. Lớp 3: Cát hạt thô lẫn hạt bụi màu xám vàng, xám xanh nguồn gốc bồi tích sông (aQ). Chiều dày lớp trung bình từ 2,3- 3,0m. Cát có trạng thái chặt vừa bão hoà nước. Lớp 4a: Cát pha bụi lẫn sét mầu xám đen, xám xanh loang lổ trạng thái dẻo, chiều dày từ 0,6 – 1,0m, kết quả đổ nước cho thấy lớp có tính thấm trung bình với K= 6,8 x10- 4 cm/s. Lớp 4: Sạn sỏi sạch pha cát hạt thô màu xám trắng, xám nâu đôi chỗ lẫn cuội nhỏ, lớp có tính thấm trung bình đến mạnh, thí nghiệm đổ nước cho hệ số thấm của lớp K= 5,44- 9,04 x10- 3 cm/s. Lớp 5: Hỗn hợp đất lẫn tảng lăn màu nâu đỏ đến xám nâu nguồn gốc sườn tích (dQ); đất có trạng thái nửa cứng. Tảng lăn, tảng sót là đá Granit, Granodiorit màu xám ghi, xám đen, xám ghi đốm trắng bị phong hoá vừa đến mạnh, cứng dòn; Kích thước tảng lăn, tảng phong hoá sót từ 0,3- 2,0m, tỷ lệ hòn tảng trong đất chiếm khoảng từ 40 – 55%. Chiều dày từ 0,5 – 1,8m. Lớp 6: Sét pha nặng màu nâu đỏ , nâu vàng lẫn ít sạn sỏi, trạng thái nửa cứng đến cứng, chiều dày từ 2,0- 5,0m. Đất có kết cấu chặt vừa, tính thấm yếu ( hệ số thấm của đất theo kết quả đổ nước tại hố Km19 có K= 1,27x 10 -5cm/s). Lớp 7: Đá Granodiorit phong hoá hoàn toàn thành đất sét pha nặng lẫn dăm sạn màu nâu đỏ, chiều dày từ 2,0- 6,5m. Trong lớp đôi chỗ có gặp các tảng phong hoá sót mềm bở còn giữ nguyên cấu trúc của đá gốc. Đất có trạng thái từ nửa cứng đến cứng, kết cấu đất chặt. Hệ số thấm của lớp dao động từ K= 7,6 x10-4 cm/s đến 5,79 x10-5 cm/s . Lớp 8: đá Granođiorit phong hoá mãnh liệt (rất mạnh). Đá còn giữ nguyên cấu trúc của đá mẹ, cường độ đá mềm yếu, nõn khoan có thể bẻ bằng tay, đào được bằng cuốc chim . Mức độ phong hoá của đá không đồng đều, trong lớp còn gặp nhiều tảng sót có mức độ phong hoá vừa đến mạnh, cường độ cứng chắc. Bề dày của lớp biến đổi mạnh: trung bình từ 1,5 m đến 8,0m, khu vực sườn vai phải đập lớp đạt chiều dày lớn nhất từ 13,0 -16,0m . Đá có tính thấm nước yếu, hệ số thấm K= 6,41 x10-5 cm/s đến 6,96 x10-6 cm/s. Lớp 9: Đá Diorit thạch anh, đá granođiorit hạt thô màu xám đen đốm trắng đôi chỗ bị các mạch Gabrô xuyên cắt phong hoá mạnh. Đá có cấu tạo khối hoặc định hướng, nõn khoan thường vỡ vụn thành các thỏi nhỏ, đá có thể bẻ vằng tay hoặc vỡ khu dùng búa gõ nhẹ, chiều dày biến đổi từ 2,0- 5,0m. Khu vực phía dải đồi phía vai trái đập lớp này phân bố từ phạm vi gần bờ suối kéo đến gần vị trí tuyến cống PAII. Chiều dày lớp từ 5,0 – 6,5m phát triển rộng về thượng hạ lưu tuyến. Kết quả thí nghiệm ép nước trong lớp cho thấy lớp có tính thấm nước trung bình, lưu lượng thấm đơn vị q= từ 0.064 l/ph.m.m đến 0.559 l/ph.m.m. Lớp 10: Đá Diorit thạch anh, đá granođiorit hạt thô màu xám đen đốm trắng đôi chỗ bị các mạch Gabrô xuyên cắt phong hoá vừa đến nhẹ. Đá có cấu tạo khối, nứt nẻ nhỏ , khe nứt kín; cường độ của đá cứng chắc, búa đập khó vỡ. Kết quả thí nghiệm ép nước (q= 0,01 l/ph.m.m đến 0,44 l/ph.m.m). bề mặt của tầng đá thường phân bố ở độ sâu trung bình từ 15,0 – 20,0m so với mặt đất tự nhiên và là tầng cách nước của khu vực. +. Đánh giá điều kiện địa chất công trình tuyến đập: Theo kết quả khảo sát cho thấy cấu trúc địa chất vùng tuyến đập được đặc trưng bởi 2 dạng cấu trúc chính dó là : * Vùng I : Phạm vi trên toàn bộ đáy thung lũng có chiều dài khoảng 250m và được đặc trưng bởi một dạng cấu trúc địa tầng với phần trên mặt là các lớp đất nguồn gốc bồi tích ( lớp 1,2,3,4 và 4a) chiều dày lớn (trung bình từ 10- 18m, đôi chỗ lên đến trên 20m) phân bố trực tiếp trên các lớp đá phong hoá mãnh liệt (lớp 8- IA1-A2) hoặc trực tiếp trên tầng đá gốc ít thấm nước ( lớp 10- IB-IA2). Các lớp đất tầng phủ có tính thấm nước từ yếu đến trung bình, sức chịu tải nhỏ, tính nén lún trung bình và đa phần bão hoà nước. * Vùng II: thuộc phạm vi đập xây dựng trên dải đồi phía bờ trái và 2 đầu vai đập, nền được cấu tạo bởi dạng cấu trúc đặc trưng của vỏ phong hoá trên đá macma. Trong đó: - Phía trên cùng là các lớp đất tầng phủ vỏ phong hoá gồm các lớp 5 nguồn gốc sườn tích (dQ) - lớp 6 pha tích (edQ) và lớp 7 tàn tích (eQ). Bề dày trung bình của các lớp này đạt từ 5,0- 7,0m phân bố khá đồng đều. Thành phần đất chủ yếu là sét pha vừa đến sét nhẹ lẫn ít sản sỏi hoặc tảng lăn, kết cấu đất từ chặt ít đến chặt vừắ sức chịu tải trung bình, tính thấm nhỏ. Nhìn chung, các lớp này đủ điều kiện để làm nền cho công trình. - Phía dưới là đới đá phong hoá từ mãnh liệt (lớp 8) đến phong hoá mạnh (lớp 9) . Đá của đới này đã bị biến đổi mạnh về thành phần và có cường độ không cao, sức chịu tải trung bình tính thấm từ ít đến trung bình. Đặc biệt là lớp 9 có diện phân bố khá rộng, tính thấm nước trung bình và chiều dày khá lớn từ 5,0- 6,0m; Đây là tầng đá có tính thấm nước khá cao trong các lớp thuộc nền đập; mặc dù tại vị trí tim đập lớp thường nằm sâu dưới các lớp đất đá có tính thấm nhỏ. Song, tại khu vực chân sườn đồi trái phía thượng lưu đập các lớp phủ phía trên mỏng nên lớp này sẽ có nhiều khả năng gây thấm mất nước qua nền (xem các mặt cắt ngang NĐI-I, NĐIV-IV). Để đảm bảo hồ không bị mất nước qua nền và vai, theo chúng tôi, cần tiến hành khoan phụt xử lý thấm cho lớp này hoặc có giải pháp hạn chế thấm bằng đắp sân phủ phía thượng lưu. - Dưới cùng là lớp đá gốc phong hoá vừa đến nhẹ có cường độ cao và thấm nước ít.Có thể coi là tầng cách nước và không gây thấm mất nước của nền. b. Tuyến tràn: + Điều kiện địa chất công trình tuyến tràn: Các lớp đất đá gặp trên tuyến theo thứ tự từ trên xuống như sau: Lớp 1: Lớp đất thổ nhưỡng - sét pha nhẹ màu xám nâu, xám đen lẫn rễ cây, trạng thái dẻo mềm đến dẻo cứng, chiều dày lớp từ 0,2- 0,4m. Lớp 2: Đất sét xen kẹp sét pha (đất bụi thường đến nặng) màu nâu vàng xám ghi , trạng thái dẻo cứng đôi chỗ đến nửa cứng, chiều dày từ 2,2- 3,0m. Lớp 3: Cát hạt thô lẫn hạt bụi màu xám vàng, xám xanh nguồn gốc bồi tích sông (aQ). Trên mặt cắt, lớp chỉ gặp trên đoạn kênh xả của tràn với chiều dày từ 1,2 - 4,8m Lớp 4a: Cát pha bụi lẫn sét mầu xám đen, xám xanh loang lổ trạng thái dẻo, trên mặt cắt, lớp phân bố tại đoạn kênh xả với chiều dày từ 1,0 - 4,0m. Lớp 5: Hỗn hợp đất lẫn tảng lăn màu nâu đỏ đến xám nâu, đất có trạng thái nửa cứng. Tảng lăn, tảng sót là đá Granit, Granodiorit màu xám ghi, xám đen, xám ghi đốm trắng bị phong hoá vừa đến mạnh, cứng dòn; Kích thước tảng lăn, tảng phong hoá sót từ 0,3- 2,0m , tỷ lệ hòn tảng trong đất chiếm khoảng từ 40 – 55%, chiều dày 0,3-0,5m. Lớp 6: Sét pha nặng màu nâu đỏ, nâu vàng lẫn ít sạn sỏi, trạng thái nửa cứng đến cứng, chiều dày từ 1,0- 2,7m. Lớp 7: Đá Granodiorit phong hoá hoàn toàn thành đất sét pha nặng lẫn dăm sạn màu nâu đỏ, chiều dày lớp trung bình 2,5- 3,0m lớn nhất lên tới 6,7m Lớp 8: Đá Granođiorit phong hoá mãnh liệt, đá còn giữ nguyên cấu trúc của đá mẹ, cường độ đá mềm yếu, nõn khoan có thể bẻ bằng tay, có thể đào được bằng cuốc chim. Mức độ phong hoá của đá không đồng đều, trong lớp còn gặp nhiều tảng sót phong hoá vừa đến mạnh, cường độ cứng chắc. Chiều dày trung bình từ 10,0- 16,0m. Lớp 9: Đá Diorit thạch anh, đá granođiorit hạt thô màu xám đen đốm trắng đôi chỗ bị các mạch Gabrô xuyên cắt phong hoá mạnh, chỉ số RQD= 0,0-10,0%, chiều dày từ 1,0- 2,8m. Lớp 10: Đá Diorit thạch anh, đá granođiorit hạt thô màu xám đen đốm trắng đôi chỗ bị các mạch Gabrô xuyên cắt phong hoá vừa đến nhẹ. Đá có cấu tạo khối, nứt nẻ nhỏ, khe nứt kín; cường độ của đá cứng chắc, búa đập khó vỡ. Tỷ lệ nõn khoan RR= 70,0-95,0% , chỉ số RQD= 50,0-95,0% .Mặt lớp gặp dưới sâu ( thường gặp từ cao trình +22,0 - + 20,0m tại ngưỡng tràn và thấp dần theo bề mặt địa hình tới cao trình +2,0 - +3,0 tại chân đồi. Các chỉ tiêu cơ lý đặc trưng của đá xem trong báo cáo địa chất. +. Đánh giá điều kiện địa chất tuyến tràn: Cấu trúc mặt cắt địa chất dọc tuyến tràn có đặc điểm khá tương tự tại tuyến đập với 2 dạng cấu trúc khác nhau. * Dạng cấu trúc thứ nhất : Đoạn kênh dẫn sau tiêu năng tràn đi cắt qua bãi bồi thềm sông, cấu trúc mặt cắt nền gồm các tành tạo nguồn gốc bồi tích phủ dày phía trên tầng đá gốc macma. Đối chiếu theo mặt cắt cho thấy: với cao trình đáy kênh thiết kế là +7,0m khi đó đất mái kênh hầu hết là lớp 2 - đất sét đến sét pha có độ bền liên kết do có tính dính và cường độ chống cát ở mức trung bình; như vậy, lớp có đủ điều kiện tạo ổn định cho mái kênh. Phần kênh sau tiêu năng có đáy hầu hết được đặt trong các lớp 3 - lớp cát hạt trung hoặc trong lớp 4a - đất cát pha bụi lẫn sét. Đây là các lớp đất rời hoặc ít có tính dính, bão hoà nước hoàn toàn. Các lớp đất có tính kết dính kém, dễ bị xói rửa hoặc bị đẩy trồi trong nước; do vậy, khi xây dựng tuyến kênh qua vùng địa chất này cần phải có biện pháp thi công phù hợp. * Dạng cấu trúc thứ 2: Thuộc phần mặt cắt khu vực ngưỡng tràn, dốc tràn và bể tiêu năng với cấu trúc đặc trưng cho sự có mặt của các lớp đất đá thuộc vỏ phong hoá của đá macma. Từ đặc điểm phân bố và tính chất cơ lý của các lớp đất đá trên tuyến, đối chiếu với cao độ đặt ngưỡng của tràn (+27,4m) và bề mặt dốc nước nhận thấy đáy ngưỡng tràn, dốc nước, bể tiêu năng chủ yếu được đặt trên lớp 9 & 10. Với điều kiện địa chất như vậy, mặt tuyến tràn cần được gia cố hoàn toàn bằng bê tông cốt thép; Mặt khác, đối với các lớp đất đá này, sau khi mở móng và tầng phủ bị bóc bỏ quá trình phong hoá sẽ tiếp tục diễn ra nhanh chóng và dẫn tới đất bị suy giảm nhanh về cường độ. Đặc biệt vào mùa mưa, khi có ảnh hưởng của nước mặt hoặc nước ngầm dâng cao, phần mái đào đi qua các lớp này rất dễ bị mất ổn định. Nước ngầm trong lớp 8 tại thời điểm khảo sát (đầu mùa mưa) tại khu vực vị trí tràn có cao độ mặt nước xấp xỉ ngường tràn, vào mùa mưa có thể còn dâng cao hơn như vậy sẽ có áp lực nước tác động tới cánh tường phải tràn. Với một số điểm lưu ý nêu trên, đối với tuyến tràn, cần tính toán thiết kế hệ số mái đào hợp lý và phải có biện pháp thoát nước cho tường cánh và gia cố bảo vệ mái dốc. c. Tuyến cống lấy nước: + Điều kiện địa chất công trình các tuyến cống: Lớp 1: Lớp đất thổ nhưỡng - sét pha nhẹ màu xám nâu, xám đen lẫn rễ cây, trạng thái dẻo mềm đến dẻo cứng, chiều dày 0,5m. Lớp 2b: Cuội sỏi thạch anh pha cát màu xám đen, xám trắng đôi chỗ lẫn tảng lăn Granít kích thước 60-100mm, bề dày lớp đạt 3,0m. Lớp 2c: Cuội sỏi thạch anh lẫn đất mầu xám vàng, xám trắng, đôi chỗ lẫn đá tảng lăn Granit. Đất có kết cấu chặt vừa, trạng thái dẻo cứng, chiều dày 1,5m. Lớp 5: Hỗn hợp đất lẫn tảng lăn màu nâu đỏ đến xám nâu; đất có trạng thái nửa cứng. Trên mặt lớp thường gặp các tảng lăn, tảng sót là đá Granit, Granodiorit màu xám ghi, xám đen, xám ghi đốm trắng bị phong hoá vừa đến mạnh, cứng dòn; Kích thước tảng lăn, tảng phong hoá sót từ 0,3- 0,8m, tỷ lệ trong đất chiếm khoảng từ 20 – 30%, chiều dày 0.5-1.8m. Lớp 6: Sét pha nặng màu nâu đỏ, nâu vàng lẫn ít sạn sỏi, trạng thái nửa cứng đến cứng, chiều dày lớp từ 1,0- trên 4,0m. Lớp 7: Đá Granodiorit phong hoá hoàn toàn thành đất sét pha nặng lẫn dăm sạn màu nâu đỏ. Đất có trạng thái từ nửa cứng đến cứng, kết cấu đất chặt, chiều dày từ 2,2m đến 5,2m Lớp 8: Đá Granođiorit phong hoá mãnh liệt có màu xám đen đốm trắng, phần lớn đá biến đổi thành đất, fenspat có mầu đục. Trên tuyến PAI-I chiều dày của lớp biến đổi mạnh từ 1,4m tại vị trí giao tim đập, tăng dần về 2 phía đầu và cuối tuyến đến chiều dày > 6,5m và chưa kết thúc. Trên tuyến II-II lớp phân bố theo dạng hình nên trong đó chiều dày tăng dần về phía cuối tuyến đật tới 9,2m. Lớp 9: Đá Diorit thạch anh, đá granođiorit hạt thô màu xám đen đốm trắng đôi chỗ bị các mạch Gabrô xuyên cắt phong hoá mạnh – lớp IA2; Đá bị vỡ vụn thành các khối nhỏ, đá có thể bẻ bằng tay hoặc dễ vỡ khi dùng búa gõ nhẹ. Lớp gặp chủ yếu tại vị trí tuyến I-I với chiều dày 6,6m; Tại tuyến II-II lớp chỉ gặp tại vị trí hố khoan KM2A với chiều dày 0,4m. Lớp 10: Đá Diorit thạch anh, đá granođiorit hạt thô màu xám đen đốm trắng – lớp IB - IA2. Đá có cấu tạo khối, nứt nẻ nhỏ, khe nứt kín; cường độ của đá cứng chắc, búa đập khó vỡ. Trên mặt cắt tuyến I-I mặt lớp gặp tại cao trình (-) 0,13. tại tuyến II-II, mặt lớp gặp tại cao độ lớn hơn với xu thế thấp dần về hạlưu từ +18,6 ( hố KM2A) đến + 7,6 + Đánh giá điều kiện điạ chất công trình các tuyến cống: Căn cứ vào đặc điểm phân bố và tính chất của các lớp đất đá trên các tuyến khảo sát nhận thấy : -Tuyến cống PA I-I có điều kiện địa chất khá phức tạp: tại phần đầu trên phạm vi khoảng 40m nền cống là các lớp sạn sỏi pha cát và cuội sỏi lẫn đất nguồn bồi lũ tích (lớp 2b, 2c); Phần còn lại của cống đến cuối tuyến, cống hầu như được đặt trên lớp 7-(lớp 1A1) là đá bị phong hoá hoàn toàn thành đất có sức chịu tải, tính nén lún trung bình. - Tuyến cống PAII-II: điều kiện địa chất nền cống đơn giản hơn; ứng với cao trình + 13,0, đáy cống sẽ một phần được đặt trực tiếp lên trên lớp 8 - đá Granođiorit phong hoá mạnh (đoạn từ tim đập đến cuối cống) và phần đầu tuyến được đặt trực tiếp trong lớp 10- đá phong hoá vừa đến nhẹ cường độ cao. Đối chiếu trên cơ sở đặc điểm cấu trúc địa chất và tính chất cơ lý của các lớp đất trên 2 tuyến PA nhận thấy lựa chọn tuyến II-II làm tuyến đặt cống có được ưu điểm chính sau: Phần tháp cống và một phần thân cống phía thượng lưu được đặt trực tiếp trong tầng đá gốc ổn định đảm bảo ổn định lâu dài, việc sử lý để chống hiện tượng thấm dọc theo cống là thuận lợi, dễ thực hiện. Một số điểm bất lợi cần lưu ý: khối lượng đào đất và đá tại tuyến II-II là lớn hơn so với tuyến I-I do tuyến chạy trên sườn đồi có độ dốc lớp hơn.. 3.1.4. CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CƠ BẢN VÀ QUY MÔ CÔNG TRÌNH 3.1.4.1. Cấp công trình, các chỉ tiêu thiết kế: Theo TCXDVN 285-2002, qui mô công trình như sau: - Cấp công trình hồ chứa : III - Cấp công trìnhđầu mối : III - Tần suất đảm bảo tưới (P) :75% - Tần suất lũ thiết kế (P) : 1% - Tần suất lũ thiết kế kiểm tra (P) : 0,2% - Tần suất lũ thi công 1 mùa lũ P : 10% - Tuổi thọ công trình : 75 năm. - Tần suất gió tính toán (P) : 4% - Hệ số an toàn đập đất (Tổ hợp lực cơ bản)[K] : 1,30. - Hệ số an toàn đập đất (Tổ hợp lực đặc biệt)[K]: 1,10. 3.1.4.2. Các thông số kỹ thuật Bảng 3.4: Các thông số kỹ thuật công trình đầu mối phương án chọn: TT HẠNG MỤC ĐƠN VỊ GIÁ TRỊ I CÁC THÔNG SỐ Diện tích tưới nông nghiệp ha 2.500 Tạo nguồn cấp nước nuôi tôm ở hạ lưu ha 800 Tạo nguồn cấp nước sinh hoạt dân 30.000 F lưu vực Hồ chứa Km2 66,2 Chiều dài sông chính Km 12,2 Độ dốc sông chính J%o 29,7 Lưu lượng trung bình nhiều năm Q0 m3/s 2,66 Hệ số biến động Cv 0,49 Hệ số thiên lệch Cs 2Cv = Cs Lưu lượng năm Q75% m3/s 1,72 Lưu lượng đỉnh lũ Q1% m3/s 1.761,0 Lưu lượng đỉnh lũ Q0,2% m3/s 2.821 Tổng lượng lũ W1% 106 m3 41,8 Tổng lượng lũ W0,2% 106 m3 64,6 Tổng lượng bùn cát W bc/ năm 106 m3 0,010 II CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT HỒ CHỨA Cao trình MNDBT m 33,40 Cao trình MNDGC thiết kế (1%) m 34,20 Cao trình MNDGC kiểm tra (0,2%) m 37,00 Cao trình MNC m 14,60 Cao trình bùn cát m 10,70 Dung tích hiệu dụng Vh 106 m3 30,68 Dung tích chết Vc 106 m3 4,14 Dung tích toàn bộ V 106 m3 34,82 Dung tích siêu cao Vsc (1%) 106 m3 1,652 Dung tích siêu cao Vsc(0,2%) 106 m3 7,629 III ĐẬP ĐẤT Ñ đỉnh đập m 37,2 Ñ tường CS m 38,0 Chiều rộng đỉnh đập m 6,00 Kết cấu mặt đập Bê tông Cao trình các cơ thượng lưu / hạ lưu m +24,7; +12,0 / +24,7 Chiều rộng cơ m 3,50 Chiều dài đập (Tới mép bờ trái tràn) m 724,0 Chiều cao đập max m 32,20 Hệ số mái đập thượng lưu mt1, mt2 m 3,0 ; 3,5 Hệ số mái đập hạ lưu mh1, mh2 m 2,75; 3,25 Cao trình đống đá tiêu nước m +12,7 Chiều rộng đỉnh đống đá tiêu nước m 3,00 Hệ số mái trong mlt1/ngoài mlt2 lăng trụ 1,5 và 2,0 Chiều dày ống khói cát m 1,5 Dạng mặt cắt ngang đập Đập III khối IV TRÀN XẢ LŨ Cao trình ngưỡng m +26,40 Chiều rộng tràn m 24,00 Cột nước thiết kế max(P=0,2%) m 10,6 Lưu lượng xả TK(1%) m3/s 978 Lưu lượng xả TK(0,2%) m3/s 1548 Số khoang tràn khoang 3,00 Kích thước cửa van cung bxh 8x7,5 Chiều dài bể tiêu năng m 47,00 Chiều dài dốc nước m 30 Chiều rộng dốc m 28 Kết cấu tràn m BTCT Hình thức đóng mở m Xi lanh thuỷ lực TL V CỐNG LẤY NƯỚC - Pa cống có hành lang Lưu lượng TK m3/s 4,03 Cao trình cửa vào m 12,0 Cao trình cửa ra m 11,95 Chiều dài cống hộp m 64 Kích thước cống hộp bxh m 1,5 x 1,6 Đoạn cống tại nhà tháp m 14,0 Đoạn cống ống thép trong hành lang BTCT m 82,0 Kích thước trong lòng hành lang bxh m 3,5 x 2,8 Đường kính ống thép F / Dày mm 1500 / 12 Hình thức đóng mở Van phẳng TL/ Van côn hạ lưu VI ĐƯỜNG QLVH & KHU QUẢN LÝ Chiều dài đường (Tính đến đỉnh đập) km 1,43 Chiều rộng nền đường /mặt đường m 7 / 5,5 Kết cấu mặt đường - giai đoạn thi công Đá dăm, dày 0,2m Kết cấu mặt đường - giai đoạn quản lý vận hành Bê tông, dày 0,2m Khu quản lý tại đầu mối / Diện tích sử dụng m2 575/240 VII ĐƯỜNG ĐIỆN 22KV, 2 TBA 50KVA &100KVA Tổng chiều dài đường điện km 4,82 3.2 LỰA CHỌN GIẢI PHÁP XỬ LÝ CHỐNG THẤM CHO NỀN ĐẬP 3.2.1 ĐẶT VẤN ĐỀ XỬ LÝ CHỐNG THẤM CHO NỀN ĐẬP: Căn cứ kết quả khảo sát địa chất nền đập đất cho thấy nền đập đất chia làm 2 khu vực có tính chất địa chất nền khác nhau: * Vùng I : Phạm vi trên toàn bộ đáy thung lũng từ cọc D11 đến cọc D22 được đặc trưng bởi một dạng cấu trúc địa tầng với phần trên mặt là các lớp đất nguồn gốc bồi tích ( lớp 1,2,3,4 và 4a) chiều dày lớn (trung bình từ 10- 18m, đôi chỗ lên đến trên 20m) phân bố trực tiếp trên các lớp đá phong hoá mãnh liệt (lớp 8- IA1-A2) hoặc trực tiếp trên tầng đá gốc ít thấm nước ( lớp 10- IB-IA2). Các lớp đất tầng phủ có tính thấm nước từ yếu đến trung bình, sức chịu tải nhỏ, tính nén lún trung bình và đa phần bão hoà nước. Các chỉ tiêu thí nghiệm cho thấy: + Lớp 2 , lớp 2a dạng lớp sét pha vừa có hệ số thấm thí nghiệm trong phòng K = 10-4 cm/s đến 2,5 x 10-5 cm/s. Lớp này phân bố trên bề mặt dày từ 0,9m đến 2,5m. + Lớp 3 , lớp 4 dạng cát hạt thô chứa bụi, cát lẫn sỏi sạn thạch anh có hệ số thấm thí nghiệm trong phòng K = 10-3 cm/s đến 5 x 10-3 cm/s. Lớp này phân bố dưới lớp 2, 2a và 3 dày từ 10m đến 20m. Lớp 4a là cát pha sét xen kẹp giữa lớp 3 và lớp 4, chiều dày từ 0,6m đến 1m, hệ số thấm K = 7x10-5 cm/s. + Lớp 10 nằm dưới cùng là lớp đá granit phong hóa nhẹ, mất nước ít, kết quả ép nước thí nghiệm cho thấy q = 0,01 đến 0,04 l/ph.m.m. Lớp này coi như tầng không thấm nước. Qua trên cho thấy cần phải xử lý chống thấm cho nền đập đến tận lớp 10. Để chống thấm cho nền đập trong phạm vi này, đề nghị sẽ xử lý nền bằng 2 phương án: + Phương án làm tường hào bentônít để chống thấm, tường hào sau