Chương trình bồi dưỡng kiến thức quản lý an toàn đập- Các hư hỏng thường gặp ở cống lấy nước- Video No.25

Các hư hỏng thường gặp ở cống lấy nước- Video No.25

Cống lấy nước thường nằm dưới sâu nên việc kiểm tra khó thực hiện thường xuyên. Nhưng không vì thế mà chủ quan và bỏ qua. Ít nhất 3- 5 năm (ứng với mỗi chu kỳ kiểm định) phải chui vào cống kiểm tra trực quan. Với các cống có kích thước nhỏ (không chui vào được) thì phải quan sát các hiện tượng bên ngoài, như: hố sụt xuất hiện trên mặt dọc theo tuyến cống, nước thấm chảy ra vùng cửa ra của cống có mang theo bùn đất, …. Nếu có điều kiện sử dụng robot có gắn camera chui vào cống kiểm tra định kỳ được là tốt nhất.

Các hiện tượng hư hỏng ở cống ngầm hoặc cống xả sâu trong đầu mối đập đất thường xảy ra là:

1. Trường hợp hợp thứ nhất: cống chảy không áp và cửa van bố trí ở đầu thượng lưu, các vết nứt ở cống sinh ra do nguyên nhân nền móng/hoặc thi công hoặc do biến dạng không đều dẫn đến nước từ ngoài thân đập rò vào cống. Thấm/rò mang theo các hạt đất, dần dần tạo ra hang hốc trong vùng thân đập tiếp xúc với cống. Khi các hang hốc lớn dần sẽ gây trượt mái đập, hoặc hố sụt trên mái đập. Lún/biến dạng dọc cống gây hở mối nối cũng gây ra hậu quả tương tự.

2. Ở trường hợp thứ hai, cửa van bố trí ở giữa hoặc phía cuối cống. Đoạn từ thượng lưu đến cửa van cống chịu áp lực nước toàn phần. Nếu khớp nối cống có vấn đề, sẽ gây hiện tượng nước thấm từ trong cống ra mặt hạ lưu đập. Nếu dòng thấm mang theo hạt đất sẽ gây ra hiện tượng xói ngầm.

Trong trường hợp cống chảy không áp, thấm/rò xuất hiện ở nửa dưới trong cống cũng gây bão hoà nền đất, làm giảm sức chịu tải của nền sinh ra lún không đều. 

Phát hiện được vị trí rò là rất quan trọng. Thường là xuất hiện nước rò ở cửa ra của cống, nếu phát hiện được và được xử lý kịp thời thì không quá nguy hiểm. Tuy nhiên, nếu vị trí rò xuất hiện ở vùng gần tim đập hoặc ở đầu thượng lưu cống thì hậu quả sẽ rất lớn, có thể gây vỡ đập.

3. Xói ngầm do chất lượng thi công đắp lớp tiếp xúc gần cống: nước từ hồ chứa sẽ đi theo con đường ngắn nhất/dễ đi nhất để đi về hạ lưu. Con đường đó là dọc theo lớp tiếp xúc giữa đập và mặt ngoài của cống. Mặc dù đã có vành ngăn (collars) và các cấu trúc khác để kéo dài đường viền thấm. Đặc biệt ở các đập cũ thường không làm các vành ngăn này (hoặc có nhưng kết cấu vành ngăn không hợp lý) sẽ làm tăng nguy cơ thấm tiếp xúc.

Các thiết kế gần đây đã từ bỏ kết cấu vành ngăn cứng; thay vào đó các các tường bên của cống được làm nghiêng để cho dễ đầm đất được chặt. Đồng thời, các thiết kế gần đây cũng bố trí các vành lọc để thu nước thấm ở đoạn cuối cống.

4. Trường hợp thứ 4 là hiện tượng nứt thuỷ lực: Thường xuất hiện ở các đập cao, cống đặt sâu, áp lực đất lên tường cống rất lớn, lớn hơn khả năng chịu nén của phân tố đất ở vùng tiếp xúc gây nứt thuỷ lực. Khi xảy ra nứt thuỷ lực, sẽ xuất hiện các vết nứt/tách trong đập và xuất hiện thấm/rò mang theo các hạt đất. Nứt tách thuỷ lực hay xuất hiện ở các đập nhiều khối, có thể là do lún không đều giữa các khối có vật liệu khác nhau. 

Để hạn chế nứt/tách thuỷ lực ở các cống dưới đập cao phải sử dụng vật liệu đất có tích kháng nén, thường là dùng đất hạt thô có xử lý để tăng tính chống thấm, thay vì đắp bằng đất hạt sét có tính kháng nén kém, dễ nứt thuỷ lực.

5. Mài mòn trong cống: Nước có lẫn bùn cát trong hồ chứa có khả năng mài mòn lòng dẫn trong cống, đặc biệt vùng hồ chứa có nhiều bùn cát hoặc nước hồ có lẫn hoá chất ăn mòn cao. Để hạn chế mài mòn trong cống, bê tông phải có cường độ cao và bề mặt trơn nhẵn.

6. Xâm thực trong cống: với các cống có cột nước cao, vùng sau cửa van thường xuất hiện khí thực gây rỗ mặt bê tông, thậm chí bong bật từng mảng lớn. Để hạn chế khí thực, cần thiết kế ống thông khí vào các vị trí có khả năng tách dòng, thiết kế biên dạng cống trơn thuận, vận hành độ mở cửa van theo quy định của thiết kế. Nếu cần thiết cần phải thí nghiệm mô hình thuỷ lực để có thiết kế hợp lý.

Biện pháp hạn chế hư hỏng: 

Như trên đã trình bày, hư hỏng cống lấy nước, cống xả đáy trong đầu mối đấp đất có nhiều nguyên nhân, từ thiết kế đến thi công và quản lý vận hành. Việc phát hiện hư hỏng thường là không trực tiếp kiểm tra thường xuyên được, vì cống nằm sâu và luôn ngập nước. Vì vậy, định kỳ 5 năm nên đóng cống để đi vào kiểm tra trong cống. Nếu có điều kiện, có thể sử dụng robot chuyên dụng chui vào đển thăm khám cống.

Nếu có hư hỏng, việc phân tích nguyên nhân và đề xuất giải pháp thường phải do các chuyên gia có kinh nghiệm.

Xem Video ở đây.