BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GIAO THÔNG VẬN TẢI BÁO CÁO KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG NĂM HỌC 2014 – 2015 Tên đề tài: NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TÌNH TRẠNG SỤT TRƯỢT TALUY DƯƠNG TRÊN QUỐC LỘ – ĐỊA BÀN TỈNH BẮC KẠN Mã số: DT 141509 Chủ nhiệm đề tài: Ths Bùi Thị Thùy Cán tham gia: Ths Trịnh Hoàng Sơn Hà Nội - 2016 i MỞ ĐẦU Tên đề tài: Nghiên cứu, đánh giá tình trạng sụt trượt taluy dương quốc lộ – địa bàn tỉnh Bắc Kạn Sự cần thiết việc nghiên cứu: Việc xây dựng công trình giao thông địa hình sườn dốc tồn nguy gây sụt trượt Sụt trượt xảy phá vỡ trạng thái tự nhiên vốn có mái dốc đào đắp taluy Nếu trình thi công, sụt trượt chủ yếu làm ảnh hưởng đến an toàn lao động, chi phí thi công… giai đoạn khai thác, mức độ sụt trượt tuyến đường có ảnh hưởng lớn đến khả chọn tuyến để tránh tất vị trí có địa hình khó khăn hâu Vấn đề sụt trượt taluy vấn đề cần giải để đảm bảo khai thác nình thường lâu dài tuyến đường Trên công trình này, hàng năm nhà nước hàng ngàn tỷ đồng cho công tác “bền vững hóa”, “kiên cố hóa” hiệu không cao, sụt trượt thường xuyên xảy ra, đặc biệt vào mùa mưa lũ Bên cạnh vấn đề nêu trên, ngày việc thiết kế bền vững, không xâm hại, phá hoại môi trường thiên nhiên, ứng biến với biến đổi khí hậu đặt vấn đề nóng bỏng cấp bách Vì vậy, việc tránh phá vỡ trạng thái tự nhiên, bảo tồn môi trường, thảm thực vật nơi tuyến đường qua thiết kế hài hòa với thiên nhiên cần thiết Bắc Kạn tỉnh vùng cao, có địa hình phức tạp, sở vật chất kỹ thuật nghèo nàn, lạc hậu Là vùng có tuyến đường tương đối khó khăn: hai bên đường dãy taluy dương cao, thêm vào lớp đất bị phong hóa nhiều, dễ bị sụt trượt vào mùa mưa bão Tai biến sụt trượt xảy Bắc Kạn với tần suất cường độ gia tăng mùa mưa mối lo người dân nguyên nhân cường hóa tai biến thường liên quan tới hoạt động dân sinh đặc biệt việc làm đường giao thông, xây dựng điểm dân cư, kinh tế, gây hậu nặng nề, thiệt hại người (bị thương, chết người…) (sập công trình nhân sinh, công cộng…) ii Đề tài tập trung nghiên cứu tượng sụt trượt taluy dương đường ôtô tuyến Quốc lộ địa bàn tỉnh Bắc Kạn nhằm phân tích yếu tố ảnh hưởng đến tần suất mức độ nghiêm trọng cố sụt trượt để làm tài liệu sát đáng giúp kỹ sư đưa giải pháp hiệu áp dụng cho tuyến quốc lộ này, nhằm hạn chế sụt trượt tuyến bền vững lâu dài Mục tiêu nghiên cứu: Đưa phương pháp đánh giá quy mô mức độ nghiêm trọng cố sụt trượt vị trí quốc lộ mối liên quan với điều kiện tự nhiên đưa đồ sụt trượt taluy dương quốc lộ đoạn tuyến qua tỉnh Bắc Kạn Nội dung nghiên cứu đề tài: CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU QUỐC LỘ TRONG ĐỊA BÀN TỈNH BẮC KẠN 1.1 Điều kiện tự nhiên – kinh tế - xã hội khu vực tuyến 1.2 Lịch sử xây dựng khai thác tuyến quốc lộ 1.3 Các vấn đề khai thác vận hành tuyến quốc lộ CHƯƠNG II: CÁC NGUYÊN NHÂN GÂY SỤT TRƯỢT VÀ GIẢI PHÁP BẢO VỆ, GIA CỐ MÁI TALUY CHỐNG SỤT TRƯỢT 2.1 Các nguyên nhân gây sụt trượt 2.2 Tổng quan tượng sụt trượt đường 2.3 Giải pháp bảo vệ, gia cố mái taluy chống sụt CHƯƠNG III: ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG SỤT TRƯỢT TALUY DƯƠNG NỀN ĐƯỜNG TUYẾN QUỐC LỘ – ĐỊA BÀN TỈNH BẮC KẠN 3.1 Phân bố vị trí sụt trượt tuyến điều kiện địa hình, địa chất, thủy văn vị trí sụt trượt 3.2 Phân bố cố sụt trượt theo thời gian khai thác điều kiện khí hậu 3.3 Quy mô mức độ nghiêm trọng cố sụt trượt vị trí mối liên quan với điều kiện tự nhiên Kết luận kiến nghị hướng nghiên cứu iii Phương pháp nghiên cứu: Nghiên cứu kết hợp lý thuyết thực nghiệm để áp dụng phương pháp cho đoạn đường phạm vi toàn quốc Kết đạt được: Nghiên cứu lý thuyết sụt trượt taluy dương đường, từ đưa phương pháp đánh giá quy mô mức độ nghiêm trọng cố sụt trượt vị trí mối liên quan với điều kiện tự nhiên Đưa đồ sụt trượt taluy dương tuyến Quốc lộ MỤC LỤC MỞ ĐẦU i iv MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ vii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU x CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU QUỐC LỘ TRONG ĐỊA BÀN TỈNH BẮC KẠN Hình 1.1 Vị trí địa lý tỉnh Bắc Kạn vị trí tuyến QL3 đồ vệ tinh [13] CHƯƠNG II: CÁC NGUYÊN NHÂN GÂY SỤT TRƯỢT VÀ GIẢI PHÁP BẢO VỆ, GIA CỐ MÁI TALUY CHỐNG SỤT TRƯỢT .19 2.2 Tổng quan tượng sụt trượt đường 19 Hình 2.1 Sơ đồ trượt đất 19 Hình 2.2 Sơ đồ sụt lở đất đá .19 Hình 2.3 Xói sụt đất đá 20 Hình 2.4 Sơ đồ xói sụt đất đá 20 Hình 2.5 Sơ đồ đá lở, đá lăn 21 Hình 2.6 Đá lở 21 2.3.1.Hót sụt, bạt mái hạ dốc mái taluy phối hợp hệ thống thoát nước .21 2.3.1.1.Hót sụt 22 Hình 2.9 Hình ảnh sau hót sụt 22 2.3.1.2.Bạt mái hạ dốc .22 Hình 2.10 Giải pháp đào dọn khối đất B chọn để tăng mức độ ổn định (thể tích B thể tích A) [4] 23 Hình 2.11 Cơ sở lý thuyết để xác định vị trí khối đất cần đào dọn 23 Bảng 2.1 Trị số cho phép tạo dốc mái dốc đất [11] 24 Bảng 2.2 Trị số cho phép tạo dốc mái dốc đá [11] 24 Hình 2.12 Phương án đào bạt mái 25 Hình 2.13 Rãnh thoát nước .25 2.3.1.3.Hệ thống thoát nước 25 2.3.2.Giải pháp gia cố mái kỹ thuật sinh học 27 v 2.3.2.1.Gia cố bề mặt bờ dốc dùng kết cấu đá hộc xây khung bê tông [10] 28 2.3.2.2.Gia cố bề mặt bờ dốc dùng lớp phủ thực vật 28 2.3.2.3.Trồng gây rừng chống trượt đất đá 28 Hình 2.14 Tác dụng rễ chống trượt bị nước xói trơ trụi .29 Bảng 2.3 Các tiêu cường độ chống cắt đất 29 2.3.2.4.Giải pháp neo, đặt cốt cho đất, chống đất đá trượt 30 Hình 2.17 Sơ đồ giải pháp tổng hợp chống mái đá trượt lở 30 2.3.3.Các giải pháp tường chắn gia cố mái taluy 33 Hình 2.26 Tường chắn rọ đá áp dụng tuyến 34 2.3.3.2.Tường chắn taluy đá xây, bê tông bê tông cốt thép 35 2.3.3.3.Tường chắn có bệ giảm tải, sàn giảm tải ổn định mái taluy đường 37 Hình 2.28 Các loại hình tường chắn có giảm tải 38 Hình 2.29 Sơ đồ tính áp lực đất lên tường chắn .38 Hình 2.30 Sơ đồ tính áp lực đất tường chắn có bệ giảm tải 39 Hình 2.31 Áp lực đất lên tường chắn có bệ giảm tải .41 Hình 2.32 Áp lực đất lên tường chắn có giảm tải 42 Hình 2.33 Sơ đồ kiểm toán độ bền mặt cắt 44 Hình 2.34 So sánh chiều cao tường chắn trọng lực tường chắn có sàn giảm tải 45 Hình 2.35 Sosánh giải pháp tường chắn có sàn giảm tải thay tường chắn trọng lực 46 3.1.1.Danh mục vị trí sụt trượt tuyến 47 Bảng 3.1 Thống kê vị trí sụt trượt taluy dương tuyến quốc lộ [7] .47 3.1.2.Các điều kiện địa hình, địa chất, thủy văn vị trí sụt trượt [7] 48 Bảng 3.2 Phân bố cố sụt trượt theo thời gian khai thác điều kiện khí hậu năm 2010 [7] 52 vi Bảng 3.3 Phân bố cố sụt trượt theo thời gian khai thác điều kiện khí hậu năm 2011 [7] 53 Bảng 3.4 Phân bố cố sụt trượt theo thời gian khai thác điều kiện khí hậu năm 2012 [7] 54 Bảng 3.5 Phân bố cố sụt trượt theo thời gian khai thác điều kiện khí hậu năm 2013 [7] 55 Hình 3.1.Biểu đồ thể tổng số lần sụt trượt mức độ nghiêm trọng năm từ 2010 đến 2013 56 3.3.1.Bảng thống kê điều kiện địa hình, địa chất, thủy văn .57 Bảng 3.6 Bảng thống kê điều kiện địa hình, địa chất, thủy văn [7] .57 Bảng 3.7 Bảng mã hóa điều kiện tự nhiên vị trí sụt trượt 59 3.3.2.Mức độ nghiệm trọng vị trí sụt trượt 60 Bảng 3.8 Bảng tổng hợp mức độ khó khăn điều kiện tự nhiên mức độ nghiêm trọng sụt trượt 60 Hình 3.2 Biểu đồ tổng hợp mức độ nghiêm trọng vị trí sụt trượt 62 Hình 3.3 Biểu đồ mối liên quan số mức độ khó khăn điều kiện tự nhiên mức độ nghiêm trọng sụt trượt 62 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 64 Kiến nghị 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 vii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT CP : Cổ phần BTXM : Bê tông xi măng FAO : Tổ chức Nông lương giới GTVT : Giao thông vận tải IPCC : Ủy ban liên phủ biến đổi khí hậu KCN : Khu công nghiệp NOAA : Cục Hải văn Khí tượng Mỹ QL : Quốc lộ QLDA : Quản lý dự án SOPAC : Hội Khoa học địa lý ứng dụng nước Nam Thái Bình Dương TNHH : Trách nhiệm hữu hạn TP : Thành phố MĐTT : Mức độ tổn thương VASC : Công ty truyền thông Việt Nam EVI : Chỉ số tổn thương môi trường KT – XH : Kinh tế - xã hội TN – MT : Tài nguyên – môi trường UBND : Ủy ban Nhân dân DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU i MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ vii viii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU x CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU QUỐC LỘ TRONG ĐỊA BÀN TỈNH BẮC KẠN Hình 1.1 Vị trí địa lý tỉnh Bắc Kạn vị trí tuyến QL3 đồ vệ tinh [13] CHƯƠNG II: CÁC NGUYÊN NHÂN GÂY SỤT TRƯỢT VÀ GIẢI PHÁP BẢO VỆ, GIA CỐ MÁI TALUY CHỐNG SỤT TRƯỢT 19 Hình 2.1 Sơ đồ trượt đất 19 Hình 2.2 Sơ đồ sụt lở đất đá 19 Hình 2.3 Xói sụt đất đá 20 Hình 2.4 Sơ đồ xói sụt đất đá 20 Hình 2.5 Sơ đồ đá lở, đá lăn 21 Hình 2.6 Đá lở 21 Hình 2.9 Hình ảnh sau hót sụt 22 Hình 2.10 Giải pháp đào dọn khối đất B chọn để tăng mức độ ổn định (thể tích B thể tích A) [4] 23 Hình 2.11 Cơ sở lý thuyết để xác định vị trí khối đất cần đào dọn 23 Bảng 2.1 Trị số cho phép tạo dốc mái dốc đất [11] 24 Bảng 2.2 Trị số cho phép tạo dốc mái dốc đá [11] 24 Hình 2.12 Phương án đào bạt mái 25 Hình 2.13 Rãnh thoát nước 25 Hình 2.14 Tác dụng rễ chống trượt bị nước xói trơ trụi 29 Bảng 2.3 Các tiêu cường độ chống cắt đất 29 Hình 2.17 Sơ đồ giải pháp tổng hợp chống mái đá trượt lở 30 Hình 2.26 Tường chắn rọ đá áp dụng tuyến 34 Hình 2.28 Các loại hình tường chắn có giảm tải 38 Hình 2.29 Sơ đồ tính áp lực đất lên tường chắn 38 Hình 2.30 Sơ đồ tính áp lực đất tường chắn có bệ giảm tải 39 Hình 2.31 Áp lực đất lên tường chắn có bệ giảm tải 41 Hình 2.32 Áp lực đất lên tường chắn có giảm tải 42 Hình 2.33 Sơ đồ kiểm toán độ bền mặt cắt 44 ix Hình 2.34 So sánh chiều cao tường chắn trọng lực tường chắn có sàn giảm tải 45 Hình 2.35 Sosánh giải pháp tường chắn có sàn giảm tải thay tường chắn trọng lực 46 Bảng 3.1 Thống kê vị trí sụt trượt taluy dương tuyến quốc lộ [7] 47 Bảng 3.2 Phân bố cố sụt trượt theo thời gian khai thác điều kiện khí hậu năm 2010 [7] 52 Bảng 3.3 Phân bố cố sụt trượt theo thời gian khai thác điều kiện khí hậu năm 2011 [7] 53 Bảng 3.4 Phân bố cố sụt trượt theo thời gian khai thác điều kiện khí hậu năm 2012 [7] 54 Bảng 3.5 Phân bố cố sụt trượt theo thời gian khai thác điều kiện khí hậu năm 2013 [7] 55 Hình 3.1.Biểu đồ thể tổng số lần sụt trượt mức độ nghiêm trọng năm từ 2010 đến 2013 56 Bảng 3.6 Bảng thống kê điều kiện địa hình, địa chất, thủy văn [7] 57 Bảng 3.7 Bảng mã hóa điều kiện tự nhiên vị trí sụt trượt 59 Bảng 3.8 Bảng tổng hợp mức độ khó khăn điều kiện tự nhiên mức độ nghiêm trọng sụt trượt 60 Hình 3.2 Biểu đồ tổng hợp mức độ nghiêm trọng vị trí sụt trượt 62 Hình 3.3 Biểu đồ mối liên quan số mức độ khó khăn điều kiện tự nhiên mức độ nghiêm trọng sụt trượt 62 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 64 Kiến nghị 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 54 26/9 Mưa lớn, dài ngày >3 ngày Nhỏ: thiệt hại người, tắc đường 3 ngày Mưa lớn, dài ngày >3 ngày Nhỏ: thiệt hại người, tắc đường 3 ngày Km 202 + 108 – Km 202 + 123 22/8 Mưa lớn, dài ngày >3 ngày Mức độ sụt trượt Nhỏ: thiệt hại người, tắc đường [...]... CÁC BẢNG BIỂU x CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU QUỐC LỘ 3 TRONG ĐỊA BÀN TỈNH BẮC KẠN 1 Hình 1.1 Vị trí địa lý tỉnh Bắc Kạn và vị trí tuyến QL3 trên bản đồ vệ tinh [ 13] 1 CHƯƠNG II: CÁC NGUYÊN NHÂN GÂY SỤT TRƯỢT VÀ GIẢI PHÁP BẢO VỆ, GIA CỐ MÁI TALUY CHỐNG SỤT TRƯỢT 19 Hình 2.1 Sơ đồ trượt đất 19 Hình 2.2 Sơ đồ sụt lở đất đá 19 Hình 2 .3 Xói sụt đất đá 20 Hình 2.4 Sơ đồ xói sụt đất đá 20 Hình 2.5 Sơ đồ đá lở, đá... máy xi măng Bắc Kạn 3 Mỏ đá suối Viền 4 Nhà máy Sản xuất,đóng mới ô tô TRALAS 5 Công ty Cổ phần May Chiến Thắng 6 Nhà máy Chế biến RQ – NGK Bắc Kạn Địa chỉ Tổ 1b, phường Đức Xuân, Thị xã Bắc Kạn, tỉnh Bắc Kạn Thuộc xã Xuất Hóa, thị xã Bắc Kạn Thuộc xã Xuất Hóa, thị xã Bắc Kạn Thuộc xã Xuất Hóa, thị xã Bắc Kạn Tổ 8 phường Đức Xuân, thị Xã Bắc Kạn Tổ 1A phường Đức Xuân thị xã Bắc Kạn tỉnh Bắc Kạn Trong... của sụt trượt 62 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 64 2 Kiến nghị 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 1 CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU QUỐC LỘ 3 TRONG ĐỊA BÀN TỈNH BẮC KẠN 1.1 Điều kiện tự nhiên - kinh tế - xã hội khu vực tuyến 1.1.1 Vị trí địa lí Hình 1.1 Vị trí địa lý tỉnh Bắc Kạn và vị trí tuyến QL3 trên bản đồ vệ tinh [ 13] Bắc Kạn là một tỉnh miền núi nằm sâu trong nội địa vùng Đông Bắc Phía Đông giáp Lạng Sơn Phía Tây giáp Tuyên... Tuyên Quang Phía Nam giáp Thái Nguyên Phía Bắc giáp Cao Bằng Tỉnh có vị trí quan trọng về mặt kinh tế và an ninh quốc phòng Bắc Kạn là tỉnh nằm trên quốc lộ 3 đi từ Hà Nội lên Cao Bằng - trục quốc lộ quan trọng của vùng Đông Bắc, đồng thời nằm giữa các tỉnh có tiềm năng phát triển kinh tế lớn Quốc lộ 3 chia lãnh thổ thành 2 phần bằng nhau theo hướng Nam - Bắc, là vị trí thuận lợi để Bắc Kạn có thể dễ dàng... thiện môi trường sống, giảm thiểu tai biến (trong đó điển hình là trượt lở) 1.1.8 Giao thông vận tải Hệ thống giao thông của thị xã đang được mở rộng, trong đó: Quốc lộ: Trên địa bàn thị xã Bắc Kạn hiện có 4 tuyến quốc lộ đi qua đó là quốc lộ 3 dài 125 km, đạt cấp IV miền núi; quốc lộ 3B dài 66 ,3 km, đạt cấp VI miền núi, mật độ đường quốc lộ mới đạt 5,6 km/100 km2 Tuy nhiên mặt đường hẹp, chất lượng đường... Bể ( Bắc Kạn) , Pác Bó và thác Bản Giốc ( Cao Bằng), Đô thị lớn thứ 2 trên quốc lộ 3 là thành phố Bắc Kạn, Theo dọc quốc Lộ 3, Bắc Kạn là một tỉnh miền núi cao, nằm giữa Thái Nguyên và Cao Bằng, có địa hình bị chi phối bởi những dãy núi vòng cung quay l¬ưng về phía đông xen lẫn với những thung lũng Được biết từ thời thượng cổ Bắc Kạn là phần đất của nước Xích Quỷ, sau được tách ra thành vương quốc Thụy... thông vận tải đường bộ trên các quốc lộ từ Ninh Bình đến các tỉnh phía Bắc trong đó có tuyến quốc lộ 3 là Khu quản lý đường bộ II thuộc Tổng cục Đường bộ Việt Nam 18 1 .3 Kết luận chương 1 Bắc Kạn là một tỉnh có tiềm lực kinh tế lớn, và đặc biệt có tuyến quốc lộ 3 huyết mạch đi qua, tuyến đường quan trọng nối các tỉnh miền núi phía bắc để giao lưu về kinh tế - xã hội Nhưng do địa hình đồi núi nhiều,... nên tiềm ẩn rất nhiều nguy cơ sụt trượt cả taluy dương và taluy âm trên tuyến quốc lộ này Vì vậy, việc nghiên cứu về điều kiện tự nhiên – kinh tế - xã hội khu vực tuyến là rất cần thiết và có ý nghĩa quan trọng trong việc đưa tuyến vào khai thác 19 CHƯƠNG II: CÁC NGUYÊN NHÂN GÂY SỤT TRƯỢT VÀ GIẢI PHÁP BẢO VỆ, GIA CỐ MÁI TALUY CHỐNG SỤT TRƯỢT 2.1 Các nguyên nhân gây sụt trượt - Do sự dịch chuyển kiến... Nguyễn sau này, Bắc Kạn vẫn nằm trong phần đất của Thái Nguyên Tháng 4/1900, Toàn quyền Đông Dương ra nghị định lập ra tỉnh Bắc Kạn gồm các châu Bạch Thông, Chợ Rã, Cảm Hoá ( Na Rì), Thông Hoá (Ngân Sơn ) Tiếp đến là nút giao quốc lộ 3 tại Phủ Thông, rồi nút giao quốc lộ 3 với quốc lộ 279 tại Nà Pặc đi tiếp là đường vào thị xã Cao Bằng Tháng 11 năm 2009, dự án đầu tư xây dựng quốc lộ 3 mới đoạn Hà Nội... 52 Bảng 3. 3 Phân bố sự cố sụt trượt theo thời gian khai thác và điều kiện khí hậu năm 2011 [7] 53 Bảng 3. 4 Phân bố sự cố sụt trượt theo thời gian khai thác và điều kiện khí hậu năm 2012 [7] 54 Bảng 3. 5 Phân bố sự cố sụt trượt theo thời gian khai thác và điều kiện khí hậu năm 20 13 [7] 55 Hình 3. 1.Biểu đồ thể hiện tổng số lần sụt trượt và mức độ nghiêm trọng của các năm từ 2010 đến 20 13 56 Bảng 3. 6 Bảng