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”.
Giáo viên hướng dẫn:
Sinh viên thực hiện:
Ths: Nguyễn Văn Hùng
Lê Đình Thuật
Mssv: 1321020738
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
trùm toàn bộ khu vực, nước từ hồ chứa khi đổ xuống các ngôi làng cạnh đó còn tạo
Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A
Trang 2
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
của kỳ làm đồ án tốt nghiệp sắp tới.
Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A
Trang 3
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!
Sinh viên: Lê Đình Thuật.
Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A
Trang 4
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
diện lộ nhỏ ở sườn Đông dãy Phanxipang thuộc khu vực xã Cốc San. Đá nằm đơn
Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A
Trang 5
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
, chủ yếu theo dạng dải, thế nằm đơn nghiêng hướng về phía Đông Bắc với góc
Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A
Trang 6
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 40-5040. 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 40-5040. 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 40-5040, 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 58m so với lòng suối khu vực Cốc San, thành phần bao gồm các hạt cuội thạch anh,
Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A
Trang 7
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
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
Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A
Trang 8
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
tầng Sa Pa qua các đứt gãy theo hướng Tây Bắc- Đông Nam.
Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A
Trang 9
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
Pa, Lào Cai như sau.
Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A
Trang 10
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
1.1)
Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A
Trang 11
Đồ án môn học Khảo Sát ĐCCT
Bảng 1.1: Chỉ tiêu cơ lý lớp 1
Các chỉ tiêu cơ lý
STT
Ký hiệu
Đơn vị
Giá trị
1
Độ ẩm tự nhiên
W
%
24,0
2
Khối lượng thể tích tự nhiên
ɣw
g/cm3
1,80
3
Khối lượng thể tích khô
ɣc
g/cm3
1,45
4
Khối lượng riêng
ɣs
g/cm3
2,76
5
Độ lỗ rỗng
n
%
47,41
6
Hệ số rỗng tự nhiên
e0
-
0,90
7
Độ bão hòa
G
%
73,49
8
Độ ẩm giới hạn chảy
WL
%
50,0
9
Độ ẩm giới hạn dẻo
WP
%
31,0
10
Chỉ số dẻo
Ip
%
19,0
11
Chỉ số sệt
Is
-
-0,37
12
Lực dính kết
C
kG/cm2
0,21
13
Góc ma sát trong
ϕ
Độ
16,0
14
Hệ số nén lún
a0-1
cm2/kG
0,05
15
Mô đun tổng biến dạng
E0
kG/cm2
64,79
15
Sức chịu tải quy ước
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);
h: Chiều sâu chôn móng;
Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A
Trang 12
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:
E0 =
1 e0
2
mk , kG/cm
a01
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
e0
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
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
đáy lớp thấp nhất tại vị trí lỗ khoan C2 (đáy sông) là +832,2m.
Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A
Trang 13
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
TCVN 8477-2010 thì đới này thuộc mức độ thấm vừa đến yếu.
Cường độ kháng nén của đá ở lớp này trạng thái khô gió n0 = 85,0 kG/cm2, ở
trạng thái bão hòa là nH = 68,0 kG/cm2.
Tính chất cơ lý của lớp này được thể hiện trong bảng sau (bảng 1.4)
Bảng 1.4: Chỉ tiêu cơ lý lớp2
STT
Các tính chất cơ lý
Độ ẩm
1
Khối lượng thể tích
2
Trạng
Ký
thái TN
hiệu
Khô gió
Đơn vị
Giá trị
W0
%
1,1
Bão hòa
WH
%
1,4
Khô gió
0
g/cm3
2,53
Bão hòa
H
g/cm3
2,58
3
Khối lượng riêng
-
s
g/cm3
2,74
4
Độ lỗ rỗng
-
n
%
1,7
5
Độ bão hòa cưỡng bức
-
GH
%
0,9
Khô gió
n0
kG/cm2
85,0
Bão hòa
nH
kG/cm2
68,0
Khô gió
k0
kG/cm2
17,0
Bão hòa
kH
kG/cm2
12,0
Cường độ kháng nén
6
Cường độ kháng kéo
7
8
Hệ số hóa mềm
-
fm
-
0.8
9
Modun biến dạng đàn hồi
-
E
kG/cm2
5000
10
Modun tổng biến dạng
-
E0
kG/cm2
3000
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
trở xuống với bề dày 8,9m. Ở hố khoan C3 (vai phải) lớp này phân bố từ cao độ
Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A
Trang 14
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).
Theo TCVN 8477-2010 thì đới này thuộc mức độ thấm yếu.
Cường độ kháng nén của đá ở lớp này ở trạng thái khô gió n0 = 280,0
kG/cm2, ở trạng thái bão hòa là nH = 230,0 kG/cm2.
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
STT
Các tính chất cơ lý
Độ ẩm
1
Khối lượng thể tích
2
Trạng
Ký
thái TN
hiệu
Khô gió
Đơn vị
Giá trị
W0
%
0,5
Bão hòa
WH
%
0,9
Khô gió
0
g/cm3
2,78
Bão hòa
H
g/cm3
2,8
3
Khối lượng riêng
-
s
g/cm3
2,85
4
Độ lỗ rỗng
-
n
%
1,4
5
Độ bão hòa cưỡng bức
-
GH
%
0,7
Khô gió
n0
kG/cm2
280,0
Bão hòa
nH
kG/cm2
230,0
Khô gió
k0
kG/cm2
30,0
Bão hòa
kH
kG/cm2
25,0
Cường độ kháng nén
6
Cường độ kháng kéo
7
8
Hệ số hóa mềm
-
fm
-
0,82
9
Modun biến dạng đàn hồi
-
E
kG/cm2
15000
10
Modun tổng biến dạng
-
E0
kG/cm2
10000
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
hố khoan C2 và +904,3m ở hố khoan C3 đến hết chiều sâu khoan khảo sát. Kết quả
Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A
Trang 15
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
thì đới này thuộc mức độ thấm yếu.
Cường độ kháng nén của đá ở lớp này ở trạng thái khô gió n0 = 812,0
kG/cm2, ở trạng thái bão hòa là nH = 720,0 kG/cm2
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
STT
Các tính chất cơ lý
Độ ẩm
1
Khối lượng thể tích
2
Trạng
Ký
thái TN
hiệu
Khô gió
Đơn vị
Giá trị
W0
%
0,1
Bão hòa
WH
%
0,3
Khô gió
0
g/cm3
2,81
Bão hòa
H
g/cm3
2,82
3
Khối lượng riêng
-
s
g/cm3
2,84
4
Độ lỗ rỗng
-
n
%
1,1
5
Độ bão hòa cưỡng bức
-
GH
%
0,6
Khô gió
n0
kG/cm2
812,0
Bão hòa
nH
kG/cm2
720,0
Khô gió
k0
kG/cm2
90,0
Bão hòa
kH
kG/cm2
80,0
Cường độ kháng nén
6
Cường độ kháng kéo
7
8
Hệ số hóa mềm
-
fm
-
0,87
9
Modun biến dạng đàn hồi
-
E
kG/cm2
75000
10
Modun tổng biến dạng
-
E0
kG/cm2
50000
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
thống nứt nẻ này, cần có biện pháp xử lý thích hợp.
Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A
Trang 16
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
(PR3sp1): Phân bố chủ yếu trong lòng hồ Sa Pả nước chứa và vận động trong lớp
Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A
Trang 17
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);
Vai phải (hố khoan C3): K = 0,117 ( m/ngày đêm).
Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A
Trang 18
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
nứt nẻ trong các lớp đá nên hiện tượng trượt, lở dễ có thể xảy ra gây bất lợi cho sự
Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A
Trang 19
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
giản. Phủ lên trên mặt là lớp sét lẫn dăm sạn màu nâu vàng, nâu đỏ, trạng thái
Sinh Viên: Lê Đình Thuật- ĐCCT58A
Trang 20
- Xem thêm -
.PDF 
104 
443 
80 
