Nghiên cứu xói ngầm dưới nền đê bằng phương pháp đo sâu điện đa cực

Abstract: This paper presents the results of study on piping under the Red

River dike by the geophysical Multi Electrode Resistivity Imaging Method

at the Sen Chieu area from Km32+322 to Km32+512. It is apparent that

the anomalies are existed under the dike embankment, and have high

resistivity than the neighbour area, and as results of the cumulative effect

of piping in the past. Consequently, the formed pipes have shorten the

resistant seepage length, leading to the high failure probability of dike due

to piping, threaten the dike safety in flood season, especially in the context

of climate change.

pdf 9 trang yennguyen 7340
Bạn đang xem tài liệu "Nghiên cứu xói ngầm dưới nền đê bằng phương pháp đo sâu điện đa cực", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Nghiên cứu xói ngầm dưới nền đê bằng phương pháp đo sâu điện đa cực

Nghiên cứu xói ngầm dưới nền đê bằng phương pháp đo sâu điện đa cực
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 3-2017 23 
NGHIÊN CỨU XÓI NGẦM DƯỚI NỀN ĐÊ BẰNG 
PHƯƠNG PHÁP ĐO SÂU ĐIỆN ĐA CỰC 
ĐẶNG QUỐC TUẤN*, PHẠM QUANG TÚ**, 
ĐỖ ANH CHUNG***, TRỊNH MINH THỤ** 
The study on piping river dike by multi-electrode resistivity imaging method 
Abstract: This paper presents the results of study on piping under the Red 
River dike by the geophysical Multi Electrode Resistivity Imaging Method 
at the Sen Chieu area from Km32+322 to Km32+512. It is apparent that 
the anomalies are existed under the dike embankment, and have high 
resistivity than the neighbour area, and as results of the cumulative effect 
of piping in the past. Consequently, the formed pipes have shorten the 
resistant seepage length, leading to the high failure probability of dike due 
to piping, threaten the dike safety in flood season, especially in the context 
of climate change. 
Keywords: Piping, MRI, geophysics, Red River dike, Sen Chieu dike, dike 
safety, geotechnical. 
1. ĐẶT VẤN ĐỀ * 
Xói ngầm là một trong những nguyên nhân 
chính dẫn đến mất an toàn đê Các số liệu thống 
kê hiện trƣờng của đê sông Hồng cho thấy hiện 
tƣợng đùn sủi diễn ra phổ biến ngay cả khi mực 
nƣớc sông thấp hơn mực nƣớc thiết kế Trong 
quá khứ xói ngầm đã gây ra vỡ đê Cống Thôn 
Vân Cốc để lại hậu quả nghiêm trọng 
Hiện tƣợng xói ngầm diễn biến phức tạp dƣới 
nền đê vào mùa lũ và mùa kiệt Trong mùa lũ 
khi áp lực thấm đủ lớn dòng thấm sẽ mang theo 
các hạt cát trong tầng chứa nƣớc đƣa ra hạ lƣu 
qua cửa sổ bục đất hoặc các khe nứt của tầng phủ 
[1, 2] Vào mùa kiệt mực nƣớc sông hạ thấp 
nƣớc ngầm tàng trữ trong tầng chứa nƣớc có xu 
thế chảy ngƣợc ra sông mang theo cát Hiện 
* Viện Bơm và Thiết bị thủy lợi 
 Số 7, ngõ 95 Chùa Bộc, Đống Đa, Hà Nội 
 Email: dqtuandh2@gmail.com 
** Trường đại học Thủy Lợi 
 175 Tây Sơn, Đống Đa, Hà Nội 
 Email: tupq@tlu.edu.vn 
 Email: tmthu@tlu.edu.vn 
***
 Viện Sinh thái và Bảo vệ công trình 
 Số 267 Chùa Bộc, Đống Đa, Hà Nội 
 Email: chungdoanh@gmail.com 
tƣợng này diễn ra có tính chu kỳ theo thời gian 
dẫn đến sự hình thành và tồn tại những vùng cát 
xốp cục bộ dị thƣờng hoặc các ống xói trong nền 
đê Hiệu ứng tích lũy này cũng đã đƣợc đề cập tại 
Mỹ khi tổng hợp ba lần vỡ đê trên lƣu vực sông 
Feather một nhánh chính của sông Sacramento ở 
phía Bắc California [3]. 
Trên lƣu vực sông Hồng xói ngầm đƣợc 
thống kê và nghi nhận thông qua các sự cố đùn 
sủi ở hạ lƣu các tuyến đê mà chƣa có nghiên cứu 
đánh giá diễn biến của hiện tƣợng dƣới nền đê 
Bài báo này đi sâu nghiên cứu hiện tƣợng xói 
ngầm diễn ra dƣới nền đê thông qua phƣơng 
pháp đo sâu điện đa cực để làm sáng tỏ sự tồn tại 
của ống xói (vùng cát xốp) và mức độ nguy hiểm 
của xói ngầm nhằm cung cấp thông tin tham 
khảo cho các cơ quan quản l cũng nhƣ các cán 
bộ kỹ thuật liên quan đến an toàn đê điều 
2. NGHIÊN CỨU DỊ THƯỜNG DƯỚI NỀN 
ĐÊ BẰNG ĐO SÂU ĐIỆN ĐA CỰC - MRI 
Thăm dò điện là một trong các phƣơng pháp 
địa vật l nhằm xác định sự phân bố điện trở 
suất của môi trƣờng đất đá Từ số liệu thu thập 
đƣợc có thể xác định đƣợc điện trở suất biểu 
 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 3-2017 24 
kiến của môi trƣờng cần nghiên cứu Đây là 
tham số có liên quan đến các thông số địa chất 
nhƣ hàm lƣợng khoáng vật và chất lƣu độ rỗng 
và độ bão hoà nƣớc trong đất đá Vì vậy 
phƣơng pháp thăm dò điện đã và đang đƣợc sử 
dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực nhƣ địa chất 
thuỷ văn thăm dò khoáng sản địa kỹ thuật cũng 
nhƣ địa chất môi trƣờng và khảo cổ 
Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật 
các hệ thống đa cực ngày càng hoàn thiện cả về 
phần cứng lẫn phần mềm đã làm cho phƣơng 
pháp ảnh điện đa cực 2D (Multi-electrode 
Resistivity Imaging - MRI) trở thành một 
phƣơng pháp rất đƣợc ƣa chuộng và đƣợc sử 
dụng nhiều trong thăm dò điện để khảo sát các 
đối tƣợng với độ phân giải cao Về bản chất 
MRI là phƣơng pháp kết hợp cả phƣơng pháp 
đo sâu và phƣơng pháp mặt cắt điện truyền 
thống và do đó nó nghiên cứu đƣợc sự thay đổi 
điện trở suất của môi trƣờng theo cả hai hƣớng 
thẳng đứng và nằm ngang cho phép giải quyết 
các bài toán địa chất 2D và 3D phức tạp 
2.1. Nguyên lý chung 
Thiết bị của phƣơng pháp MRI thƣờng có 
nhiều điện cực đƣợc bố trí cách đều nhau trên 
tuyến và nối với cuộn cáp nhiều l i khối 
chuyển mạch và khối điều khiển Khối chuyển 
mạch đƣợc sử dụng để lựa chọn ra bốn cực nào 
đó cho từng phép đo theo file điều khiển do 
ngƣời sử dụng lựa chọn và nạp vào bộ nhớ khối 
điều khiển Khối điều khiển dùng để điều khiển 
các thông số khảo sát lƣu trữ số liệu và giao 
tiếp với máy tính để nạp file điều khiển và lấy 
số liệu đo đạc đƣợc để xử l 
Hình 1: Bốn điện cực theo phương pháp MRI 
Trong thực tế thăm dò điện ngƣời ta thƣờng 
sử dụng hệ bốn điện cực (Hình 1): phát dòng 
điện một chiều I qua hai điện cực (C1, C2) và đo 
hiệu điện thế (ở một số tài liệu đƣợc k hiệu 
là U) giữa hai cực (P1, P2) nên điện trở suất thu 
đƣợc sẽ là: 
K
I
r
1
r
1
r
1
r
1
2π
I
2P1C2P1C1P2C1P1C



I
K
 (1) 
Với: 
1
2P1C2P1C1P2C1P1C
r
1
r
1
r
1
r
1
2πK
 (2) 
Trong đó: rC1P1, rC2P1, rC1P2 và rC2P2 là khoảng 
cách giữa các điện cực (m); K là hệ số phụ 
thuộc vào cách bố trí các điện cực nên đƣợc gọi 
là hệ số hình học hay hệ số thiết bị Từ các phép 
đo và I trên mặt đất và biết đƣợc hệ số K qua 
đó xác định đƣợc điện trở suất của môi trƣờng 
nửa không gian đồng nhất theo công thức trên 
2.2. Phƣơng pháp tiến hành 
Hiện nay thiết bị ảnh điện đa cực – MRI 
đƣợc sản xuất ở nhiều hãng trên thế giới nhƣ 
ABEM (Thụy Điển) CAMPUS (Anh) 
GEOFYZIKA GF (Séc) GEOLOG (Đức) IRIS 
(Pháp) PASI MAE ( ) OYO (Nhật) AGI 
GEOMETRICS (Mỹ) Thiết bị chúng tôi sử 
dụng ở đây là thiết bị SUPERSTING R1/IP + 56 
của hãng AGI (xem Hình 2) Thiết bị gồm một 
khối điều khiển một khối chuyển mạch 56 điện 
cực với khoảng cách lớn nhất là 5m Đây là thiết 
bị đơn kênh (mỗi lần phát dòng chỉ thu đƣợc 
một thế) có bộ nhớ trong để lƣu cất số liệu với 
số lần lặp do ngƣời sử dụng chọn Có công suất 
phát lớn độ chính xác cao và chống nhiễu tốt 
Có kết cấu chắc chắn dễ sử dụng phù hợp cho 
điều kiện thực địa Kích cỡ (rộng x dài x cao) = 
(18 4 x 40 6 x 27 3)cm cƣờng độ dòng phát: 
1mA - 2A liên tục công suất phát: 200W [4]. 
Các tuyến số liệu (loại hệ cực vị trí các cực 
trên tuyến giá trị điện trở suất biểu kiến đo đạc) 
cùng với thông tin về địa hình của tuyến đƣợc 
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 3-2017 25 
đƣa vào xử l bằng phần mềm EarthImage 2D 
Đây là phần mềm tiện dụng đồng bộ với thiết bị 
đo SuperSting R1/IP để xử l số liệu ảnh điện 
đa cực 
Hình 2: Thiết bị SUPERSTING R1 IP 56 (Mỹ) 
Nguyên tắc của việc xử l số liệu ảnh điện đa 
cực là chia môi trƣờng nghiên cứu thành các 
khối chữ nhật (mô hình) mà vị trí kích thƣớc 
của chúng dựa trên vị trí các điểm số liệu đo 
đạc Mục đích là xác định điện trở suất (ĐTS) 
của các khối đó sao cho dải mặt cắt điện trở suất 
do chúng tạo ra (tính toán) trùng với số liệu đo 
đạc thực tế Có hai phƣơng pháp phân chia môi 
trƣờng: sai phân hữu hạn và phần tử hữu hạn 
Có hai thuật toán tối ƣu dùng để giảm chệnh 
lệch giữa điện trở suất tính toán và đo đạc bằng 
cách điều chỉnh điện trở suất của các khối mô 
hình: phƣơng pháp tối ƣu khống chế trơn (chuẩn 
L2) (smooth model inversion) và phƣơng pháp 
tối ƣu khống chế khối (chuẩn L1) (robust 
inversion). 
2.3. Một số ví dụ đã tiến hành ngoài hiện trường 
Viện Sinh thái và Bảo vệ công trình (viện 
Khoa học Thủy lợi Việt Nam) đã sử dụng 
phƣơng pháp đo sâu điện đa cực để khảo sát 
hiện trƣờng cho một số công trình đê kè ở khu 
vực phía Bắc Kết quả khảo sát đã khoanh đƣợc 
vùng dị thƣờng dƣới nền công trình (vùng ĐTS 
cao) Đây cũng là căn cứ khoa học để tiến hành 
các công việc tiếp theo nhằm làm sáng tỏ những 
ẩn họa dị tật dƣới nền công trình và đề suất các 
giải pháp xử l phù hợp để nâng cao an toàn cho 
công trình phòng chống lũ dƣới đây là một số 
ví dụ điển hình: 
- Trên địa bàn tỉnh Bắc Ninh: đã tiến hành 
khảo sát ở đê Hữu Cầu (K34+400; K37+700; 
K72+800; K80+800) và đê Hữu Đuống 
(K42+800) nhằm tìm những vùng có nguy cơ 
xảy ra thấm cao dƣới nền đê Ở một số vị trí trên 
tuyến đo điện đƣợc kiểm chứng bằng xuyên 
tĩnh hai phƣơng pháp cho kết quả khá phù hợp; 
- Địa bàn Hà Nội: đo điện đã đƣợc thực hiện 
trên đê Hữu Hồng (K73+980†K74+255) và đê 
Tả Đuống (K9†K9+200) Kết quả khảo sát đã 
phát hiện dị thƣờng: đƣợc cho là do vết nứt tại 
K74+11†K74+16 ở độ sâu 2m so với mặt đê 
trên đê hữu Hồng (Hình 3); và thấu kính cát tại 
vị trí ở độ sâu 7 5m so với mặt đê Tả Đuống 
(Hình 4); 
- Đo sâu điện đa cực (kết hợp với phƣơng 
pháp rada đất) cũng đã đƣợc tiến hành trên đê 
sông Chu (Thanh Hóa) đoạn K38+700 ÷ 
K39+300 Kết quả khảo sát đã khoanh đƣợc 
vùng dị thƣờng kéo dài từ phía đồng ra phía 
sông đƣợc cho là vùng thấm ngƣợc trong mùa 
kiệt ở đoạn đê này 
Hình 3: Bất thường về ĐTS tại vị trí đo (30÷35)m đê Hữu Hồng 
 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 3-2017 26 
Hình 4: Bất thường về ĐTS tại vị trí 120m về cuối tuyến đo (đê Tả Đuống) 
3. NGHIÊN CỨU XÓI NGẦM DƢỚI 
NỀN ĐÊ SEN CHIỂU 
3.1. Giới thiệu chung 
Khu vực đê Sen Chiểu là một trong những 
trọng điểm của tuyến đê Hữu Hồng vào mùa mƣa 
lũ Trong quá khứ đã xảy ra những sự cố do xói 
ngầm và đƣợc đánh giá là nghiêm trọng Hiện 
tƣợng đùn sủi ở vùng hạ lƣu đê khu vực này diễn 
ra phổ biến Theo các tài liệu thống kê: đùn sủi 
xảy ra ngay cả khi mực nƣớc ngoài sông ở báo 
động một; có vị trí đùn sủi xuất hiện ở ngay gần 
chân đê nhƣng cũng có nhiều trƣờng hợp đùn sủi 
xảy ra tại các giếng nƣớc sinh hoạt của nhà dân 
cách chân đê tới hàng vài trăm mét [5-7]. 
Sau sự cố do xói ngầm năm 1986 đã có 
nhiều giải pháp tăng cƣờng ổn định đê đƣợc 
thực hiện tại đây nhƣ san lấp các vị trí trũng (ao 
hồ) ở hạ lƣu đê mở rộng mặt cắt ngang đê kết 
hợp giao thông  và đặc biệt trong năm 1994 
hệ thống giếng giảm áp ở phía đồng đã đƣợc 
xây dựng đây là giải pháp giảm áp lực thấm ở 
hạ lƣu đê đầu tiên ở Việt Nam đƣợc thử nghiệm 
tại đoạn đê này 
3.2. Địa tầng khu vực đê Sen Chiểu 
Theo HEC [8] địa tầng khu vực đê Sen 
Chiểu (xem Hình 5) có cấu tạo nhƣ sau: 
-2
-2
-5 
-40 
-35 
-30 
-25 
-20 
-15 
-10 
148
5a
5
6
 1
0.
07
 1
3.
85
 55 
SC17
100
XM3
 1
0.
15
 85 
6
5
qc (KG/cm )
2
200
1.3x10
TH69
SC38
24/03/03
 0 
 5 
 10 
 15 
25
 20 
2
3
4
1a 1
2.0x10
1.3x10
-5
-3
HT41A
1
3
2
4
TH45
2.1x10
10/4/98
TH44
TH43
-5 
 9
.1
 90 
XM4
 98 
100
2
200
qc (KG/cm )
5
6
 9
.4
3.6x10
-2
SC39
-10 
-15 
-20 
-25 
-30 
-35 
-40 
TH47
TH45
4
3
2
10/4/98
-5
1.3x10
TH48
25
 20 
 15 
 10 
 5 
 0 
S
«
n
g
 H
å
n
g
®ª sen chiÒu (k32+390)
Hình 5: Mặt cắt ngang địa chất tại K32 390 khu vực đê Sen Chiểu 
Các lớp đất đá (k hiệu trên Hình 5) đƣợc mô tả nhƣ sau: 
K hiệu Mô tả 
1a
Đất sét nặng màu xám nâu nâu gụ phần phía trên có chứa ít mùn hữu cơ rễ cây cỏ 
Trạng thái dẻo cứng - nửa cứng kết cấu chặt vừa 
1
Đất đắp đê sét pha nặng - sét có chỗ là á sét trung màu xám nâu nâu gụ Trạng thái 
nửa cứng - dẻo cứng kết cấu chặt vừa 
2
Đất sét - á sét nặng màu xám nâu nâu vàng lẫn ít kết vón màu nâu đen mềm bở 
Trạng thái nửa cứng - dẻo cứng kết cấu chặt vừa 
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 3-2017 27 
K hiệu Mô tả 
3
Đất cát pha – sét pha nhẹ màu xám vàng xám nâu nhạt có chỗ là xám đen mềm bở 
Trạng thái chảy - dẻo chảy kết cấu kém chặt 
4
Cát hạt nhỏ - vừa màu xám tro xám nâu xám vàng bão hòa nƣớc kết cấu chặt vừa 
5a
Cuội sỏi lẫn cát hạt trung - thô cát màu xám tro xám xanh Hàm lƣợng cuội sỏi 
chiếm khoảng 60% mài tròn tốt cứng chắc thành phần thạch anh cát bột sét kết 
Kích thƣớc cuội sỏi (0 5†10)cm kết cấu chặt 
5
Cát hạt trung - thô màu xám xanh xám trắng Trong cát lẫn cuội sỏi chiếm 25†40% 
cứng chắc mài tròn tốt Kích thƣớc cuội sỏi (0 5†20)cm 
6
Cát hạt trung - thô màu xám xanh xám trắng Trong cát lẫn cuội sỏi chiếm 70†80% 
cứng chắc mài tròn tốt Kích thƣớc cuội sỏi (2†20)cm Kết cấu chặt 
3.3. Các sự cố đã quan sát đƣợc 
Các sự cố nguy hiểm ở khu vực đê Sen Chiểu 
đƣợc ghi nhận r nhất là sự cố về đùn sủi ở hạ lƣu 
đê trong mùa lũ năm 1986 cụ thể nhƣ sau[5]: 
- Ngày 22/7 khi mực nƣớc sông ở mức báo 
động một các vị trí đùn sủi cũ ở K32+300 và 
K32+500†K33+100 đã hoạt động Đến 8 giờ sáng 
ngày 2/7 xuất hiện ba mạch sủi cách ao ở K34+100 
chảy đục đem theo cát đen Các vị trí này đã xử l 
theo phƣơng pháp lọc kết quả nƣớc phun ra trong; 
- Ngày 27/7 (lúc 11h trƣa): tại K32+300 có 
hai mạch sủi đƣờng kính khoảng 0 25m trong 
ruộng lúa cách chân đê 35m; tại K34+100 xuất 
hiện một mạch sủi ở bờ ao cách chân đê 30m 
(đƣờng kính 0 25m); các lỗ sủi đều phun ra 
nƣớc đục mang theo nhiều đất cát Mực nƣớc tại 
thời điểm xảy ra đùn sủi ở cao trình +14 68m 
(cao độ mặt đất tự nhiên tại vị trí sủi +10 10m 
Sự cố đùn sủi này đã đƣợc các đơn vị quản l 
xử l kịp thời 
Trên đoạn đê Sen Chiểu tập trung ở l trình 
K32+300 và K34 đã có tổng cộng 5 giếng sủi và 
18 mạch sủi đƣợc phát hiện và xử l kịp thời 
Tuy nhiên đã thống kê đƣợc một số thiệt hại về 
nhà cửa công trình của ngƣời dân do lún sụt 
quanh vị trí đùn sủi gây ra 
3.4. Khảo sát thực địa 
Mặc dù hiện tƣợng đùn sủi xảy ra trong quá 
khứ ở hạ lƣu đê Sen Chiểu đã đƣợc kịp thời xử 
l nhƣng một lƣợng cát không nhỏ dƣới nền đê 
đã bị dòng thấm đẩy ra ngoài Điều này dẫn tới 
sự hình thành trong nền đê những vùng xốp cục 
bộ hoặc những ống xói các dị thƣờng này đang 
tồn tại cho đến ngày nay Để làm sáng tỏ nhận 
định này chúng tôi đã tiến hành khảo sát ở khu 
vực hạ lƣu đê Sen Chiểu đoạn từ K32+322 đến 
K32+512 bằng phƣơng pháp đo sâu điện đa cực 
với ba tuyến đo song song nhƣ sơ đồ ở Hình 6 
và Hình 7 Tuyến T1 nằm gần chân đê cũ tuyến 
T2 nằm ở chân đê hiện tại và tuyến T3 nằm giữa 
khoảng chân đê hiện tại và hệ thống giếng đào 
giảm áp đã thi công 
Bằng phƣơng pháp MRI các điện cực đƣợc 
cắm (đều và cách nhau 3 5m) dọc theo tuyến đã 
bố trí Điện cực đầu tiên của tuyến đo cách điểm 
đầu tuyến khảo sát 60m để có thể đo sâu đến 20 
m Mỗi tuyến khảo sát đều đƣợc chia ra ba lần 
đo nối tiếp nhau Mỗi điểm đo giá trị điện trở 
suất đƣợc lấy tại sáu chiều sâu khác nhau để mô 
phỏng trƣờng địa điện (đến chiều sâu 20m lấy 
10 giá trị điện trở) Hình 8 dƣới đây là hình ảnh 
đo ngoài thực địa 
 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 3-2017 28 
Hình 6: Sơ đồ tuyến khảo sát ở hạ lưu đê Sen Chiểu (K32 322÷K32 512) 
Hình 7: Vị trí các tuyến khảo sát 
Hình 8: Thực tế triển khai khảo sát hiện trường tại khu vực Sen Chiểu 
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 3-2017 29 
3.5. Khảo sát thực địa 
Kết quả khảo sát ba tuyến T1 T2 và T3 đƣợc thể hiện ở các Hình (9 ÷ 11). 
Hình 9: Kết quả khảo sát tại tuyến đo T1 
Hình 10: Kết quả khảo sát tại tuyến đo T2 
Hình 11: Kết quả khảo sát tại tuyến đo T3 
Ở các Hình (9 † 11) vùng màu đỏ có ĐTS lớn 
hơn các vùng còn lại (138†336 Ωm) Đây là vùng 
dị thƣờng phù hợp với nhận định về các vùng cát 
xốp rỗng do tác động của xói ngầm Tầng cát dƣới 
nền đê chịu tác động tích lũy của dòng thấm dẫn 
đến các hạt mịn đã bị rửa trôi để lại môi trƣờng 
xốp hơn so với các vùng khác Điều kiện khảo sát 
vào mùa khô mực nƣớc ngầm hạ thấp nên điện 
trở suất trong các vùng này cao hơn các vùng lân 
cận Căn cứ vào kết quả đo ở ba tuyến ở trên có 
thể dựng thành hình ảnh 3D thể hiện các vùng dị 
thƣờng nhƣ hình 12 dƣới đây 
 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 3-2017 30 
Hình 12: Mô phỏng ba chiều các vùng dị thường dưới nền đê Sen Chiểu (K32 322÷K32 512) 
4. THẢO LUẬN 
Dị thƣờng dƣới nền đê đã đƣợc phát hiện 
thông qua khảo sát địa vật l ở một số tuyến đê 
nhƣ đã trình bày ở Mục 2 3 Sự tồn tại những 
vùng dị thƣờng trong thân hoặc nền đê đều có 
nguy cơ cao dẫn đến mất an toàn đê nhất là 
trong mùa bão lũ Dị thƣờng đối với khu vực 
khảo sát ở Sen Chiểu là những vùng cát xốp cục 
bộ chạy dài từ tuyến giếng giảm áp vào chân đê 
Điều này đã làm giảm đáng kể chiều dài đƣờng 
thấm dƣới nền đê cũng nhƣ cơ chế vận động của 
nƣớc dƣới đất vào mùa mƣa lũ 
Nguyên nhân chính dẫn tới sự hình thành 
những vùng dị thƣờng dƣới nền đê là do tác 
động của áp lực thấm Trong mùa lũ khi mực 
nƣớc ngoài sông dâng cao áp lực thấm lớn hơn 
áp lực thấm giới hạn đã gây ra hiện tƣợng đùn 
đẩy cát trong tầng chứa nƣớc ra hạ lƣu đê qua 
cửa sổ bục đất hoặc qua các khe nứt của tầng 
phủ Tác động này đƣợc lặp đi lặp lại qua các 
mùa lũ đã khiến cho tầng cát bị rỗng hơn và 
nhiều vị trí đã hình thành các ống xói ở khu vực 
hạ lƣu đê Giải thích này phù hợp với hiện 
tƣợng quan sát đƣợc và kết quả thí nghiệm thấm 
ngang trong phòng ở [9]. 
Bằng phƣơng pháp đo sâu điện đa cực có thể 
khoanh đƣợc các vùng dị thƣờng (có ĐTS cao 
hơn các vùng còn lại) dƣới nền đê với chiều sâu 
khảo sát trong phạm vi 20m ĐTS cao ở vùng dị 
thƣờng là do sự vắng mặt của các hạt nhỏ nhƣ 
sét sét pha (có điện trở suất thấp (1†44)Ωm 
[10]), bởi vì các loại hạt này đã bị rửa trôi dƣới 
áp lực của dòng thấm Ngoài ra môi trƣờng đất 
đá khi đó có độ lỗ rỗng cao chứa ít nƣớc (thời 
điểm khảo sát vào mùa khô) nên khả năng dẫn 
điện của chúng giảm đi r rệt 
5. KẾT LUẬN 
Các công tác khảo sát địa kỹ thuật nhƣ khoan 
lấy mẫu xuyên tĩnh thƣờng không phát hiện 
ra những vùng dị thƣờng do chỉ khảo sát tại các 
điểm với mật độ nhất định Do đó các giải pháp 
xử l tăng cƣờng ổn định đê đƣợc phân tích và 
đề xuất có thể chƣa thực sự phù hợp Phƣơng 
pháp MRI có thể kết hợp với các phƣơng pháp 
khảo sát địa kỹ thuật khác để nghiên cứu sự cố 
đùn sủi nhƣ đã nêu 
Ba tuyến khảo sát ở khu vực Sen Chiểu cho 
thấy các vùng dị thƣờng hình thành dƣới nền đê 
trong phạm vi khá dài từ giếng giảm áp đến 
chân đê hạ lƣu (tuyến T1) hoặc có thể vào sâu 
hơn nữa Điều này cho phép chúng tôi liên 
tƣởng tới sự tồn tại của các ống xói dƣới nền đê 
Kết luận này cần đƣợc làm r thêm nếu đƣợc 
phép bổ sung các phƣơng pháp khảo sát khác tại 
ống xói dự báo 
dƣới nền đê 
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 3-2017 31 
những vị trí này để bổ trợ và kiểm chứng Sự 
tồn tại của ống xói làm cho chiều dài đƣờng 
thấm dƣới nền đê giảm và dẫn đến gradient áp 
lực thấm tăng điều này càng thúc đẩy biến dạng 
thấm phát triển gây mất an toàn đê khi lũ trên 
sông dâng cao và có diễn biến bất lợi do biến 
đổi khí hậu nƣớc biển dâng 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
1. Trần Mạnh Liểu Phân vùng dự báo khả 
năng ổn định hệ thống đê sông đồng bằng Bắc 
Bộ trước tác động của quá trình phá hủy thấm 
nền đê - Lấy ví dụ cho Hà Nội 2005: Tạp chí 
KHCN Xây dựng 
2. Bùi Văn Trƣờng Nghiên cứu biến dạng 
thấm nền đê hạ du sông Hồng địa phận tỉnh 
Thái Bình và đánh giá thực nghiệm hiệu quả 
của giải pháp xử lý, in Bộ môn Địa chất công 
trình 2009 Trƣờng ĐH Mỏ Địa chất 
3. Meehan, D., Pajaro River Levee Failure 
Notebook. 2011, Stanford University. 
4. Advanced Geosciences and Inc. 
SuperSting Earth Resistivity, IP & SP System 
With Wi-Fi® Instruction Manual. 2014. 
5. Bộ Thủy Lợi Hội thảo về chất lượng nền 
đê ed B T Lợi 1987 Hà Nội: Nhà xuất bản 
Nông nghiệp 
6. Chi cục Đê điều và Phòng chống lụt bão 
thành phố Hà Nội Báo cáo đánh giá hiện trạng 
công trình đê điều thành phố Hà Nội trước lũ. 
2016. 
7. Trần Văn Tƣ Nghiên cứu đánh giá điều 
kiện địa chất công trình và dự báo khả năng 
xuất hiện các sự cố dọc tuyến đê sông Hồng 
thuộc địa phận Hà Nội 2012 Viện địa chất 
8. HEC, Báo cáo kết quả khảo sát địa chất - 
Dự án xử lý nền đề hữu sông Hồng khu vực Sen 
Chiểu - Đoạn từ K31 600 đến K34 100. 2004. 
9. Đặng Quốc Tuấn Phạm Quang Tú Đặng 
Công Hƣởng Trịnh Minh Thụ Nghiên cứu hiện 
tượng xói ngầm dưới nền đê bằng thí nghiệm 
mô hình vật lý trong phòng, Tuyển tập hội nghị 
khoa học thường niên năm 2016 (trường đại 
học Thủy Lợi) 2016: Nhà xuất bản Xây dựng 
Hà Nội 
10. TCXD 161: 1987, Công tác thăm dò 
điện trong khảo sát xây dựng. 1987. 
Người phản biện: PGS TS ĐẬU VĂN NGỌ 

File đính kèm:

  • pdfnghien_cuu_xoi_ngam_duoi_nen_de_bang_phuong_phap_do_sau_dien.pdf