Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện địa hình, địa chất, lượng mưa đối với sự ổn định mái dốc trên đường ô tô đang khai thác và đề xuất giải pháp xử lý

Sụt trượt là một trong những hiện tượng địa chất công trình động lực diễn ra trong phạm vi mái dốc nền đường hoặc trong phạm rộng lớn bao gồm cả một phần sườn đồi hay sườn núi tiếp giáp với mái dốc nền đường. Hiện tượng sụt trượt này phát sinh khi chịu tác động trực tiếp của con người với các yếu tố tác động thiên nhiên như mưa, bão, lũ lụt, dòng chảy, nước ngầm hoặc động đất... làm khối đất đá nằm trên mái dốc hoặc sườn đồi, sườn núi bị mất ổn định cơ học và sau đó tự tách ra thành một hoặc nhiều khối đất đá chuyển động tự do xuống phía dưới, ở các dạng khác nhau, theo phương trọng lực.

Sụt trượt là một trong những mối hiểm hoạ thiên nhiên, thường xảy ra về mùa mưa hoặc về mùa tuyết tan trên tất cả các nước có địa hình vùng núi trên thế giới. Các nước có nhiều công trình nghiên cứu về sụt trượt nổi tiếng trên thế giới như Liên Xô (cũ), Mỹ, Anh, Pháp, Đức, Nhật, Thuỵ Điển, Phần Lan, Trung Quốc, Hàn Quốc, Tiệp Khắc (cũ).... Do điều kiện địa hình, lịch sử cấu tạo địa chất, cấu trúc địa chất và điều kiện khí hậu mỗi nước khác nhau, cho nên hiện tượng đất sụt diễn ra tại các nước trên thế giới cũng rất đa dạng và phong phú.

Việt Nam là một quốc gia nằm trong khu vực có khí hậu nhiệt đới ẩm, lượng mưa lớn, điều kiện địa chất phức tạp; với 3/4 diện tích là địa hình đồi núi nên các hiện tượng sụt trượt, sạt lở mái dốc, taluy thường xuyên xảy ra. Các hiện tượng tai biến này thường xảy ra liên lục, lặp lại và thường gặp trong mùa mưa bão dọc các tuyến đường đang khai thác, đặc biệt ở các tuyến qua vùng khí hậu khắc nghiệt, những vùng địa hình có độ dốc lớn, tính phân cắt cao, thành phần và cấu trúc địa chất phức tạp.

Những tai biến này không chỉ ảnh hưởng nặng nề đến việc xây dựng các dự án kết cấu hạ tầng giao thông mà còn đe dọa đến an toàn của người dân. Các hiện tượng sụt trượt, sạt lở không chỉ ở những vị trí taluy dương mà còn ở các vị trí taluy âm gây ra tắc nghẽn dòng chảy tự nhiên, ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng đến cuộc sống sinh hoạt của người dân. Nhiều giải pháp thiết kế về phòng chống sụt trượt đã được áp dụng như: thiết kế cơ giảm tải, tường chắn, rọ đá, neo đất, trồng cỏ chống xói, thiết kế hệ thống rãnh thoát nước từ trên đỉnh taluy... Ở một số điểm sụt trượt, các giải pháp này đạt được những hiệu quả nhất định. Cứ mỗi năm khi mùa mưa đến, các hiện tượng tai biến này lại gia tăng cả quy mô lẫn cường độ.

Xuất phát từ thực tiễn đó, Cơ quan chủ trì Viện Khoa học và Công nghệ Giao thông vận tải cùng phối hợp với Chủ nhiệm đề tài ThS. Nguyễn Trung Thêm thực hiện “Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện địa hình, địa chất, lượng mưa đối với sự ổn định mái dốc trên đường ô tô đang khai thác và đề xuất giải pháp xử lý” với mục tiêu: Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện địa hình, địa chất, lượng mưa đối với sự ổn định mái dốc trên đường ô tô đang khai thác và đề xuất giải pháp xử lý.

Công tác nghiên cứu phòng chống đất sụt trên các tuyến đường giao thông lần đầu tiên được tổ chức nghiên cứu quy mô từ năm 1976 đến năm 1986, dưới dạng Đề tài cấp 8 nhà nước (34b-05-04) do cố PGS Hồ Chất (Viện Kỹ thuật giao thông nay là Viện Khoa học và Công nghệ Giao thông vận tải) làm Chủ nhiệm đề tài. Kết quả của đề tài đã xây dựng tiêu chuẩn ngành về KS - TK xử lý đất sụt, lập dự thảo bản đồ phân vùng đất sụt khu vực phía bắc tỷ lệ 1:500.000; thiết kế, chỉ đạo thi công thí điểm được công trình phòng chống đất sụt.

Sụt trượt đất đá xảy ra khiến giao thông tắc nghẽn, một số công trình trên tuyến như cống thoát nước, rãng dọc, tường chắn... bị hư hỏng không thể sử dụng được. Một số điểm sụt, sạt lở với quy mô lớn khối lượng đất sạt lên tới hàng ngàn mét khối khiến cho công tác xử lý gặp rất nhiều khó khăn và tốn rất nhiều thời gian. Ở nhiều địa điểm, các đơn vị thi công phải xử lý bằng cách làm cầu tạm dùng dầm Bailey để đảm bảo an tòn giao thông trên tuyến.

Nhiều giải pháp thiết kế về phòng chống sụt trượt đã được các Công ty tư vấn thiết kế công trình giao thông áp dụng như việc thiết kế cơ, tường chắn, rọ đá và gần đây là công nghệ neo đất (công nghệ neo OVM); cỏ chống xói, thiết kế hệ thống rãnh thoát nước từ trên đỉnh taluy...

Từ những năm 2000 trở lại đây, do điều kiện kinh tế đất nước phát triển, ngoài các công nghệ xử lý đất sụt truyền thống, đã có điều kiện tham khảo, học tập và ứng dụng một số công nghệ mới (neo OVM, rọ đá terramesh, lưới địa kỹ thuật...) trong xử lý đất sụt trên đường giao thông. Viện Khoa học và Công nghệ Giao thông vận tải đã nghiên cứu một số đề tài cấp Bộ Giao thông Vận tải như: Nghiên cứu các giải pháp chống sụt trượt có sử dụng neo cho nền đường đắp cao vào đào sâu (năm 2004), nghiên cứu lựa chọn công nghệ và điều kiện áp dụng công nghệ mới trong phòng chống đất sụt trên các tuyến đường bộ (2006-2007); Viện đã thiết kế xử lý nhiều điểm trượt, sụt trượt, trượt lở trên các tuyến đường: QL4D, QL1 (đoạn qua đèo Phú Gia, Phước Tượng, Hải Vân), QL27, QL49, QL279, QL70, đường Hồ Chí Minh... Năm 2016, qua dự án hợp tác với Nhật Bản tại điểm sụt trượt đèo Hải Vân. Các nghiên cứu nêu trên tùy theo quy mô, trình độ khoa học công nghệ ở mỗi thời kỳ, đã tạo dựng được nguồn cơ sở dữ liệu, tài liệu quý làm cơ sở cho các nghiên cứu về sau; đã từng bước tiếp cận bản chất của cơ chế hình thành và diễn biến sụt trượt, sạt lở đất có tính đặc thù trong điều kiện Việt Nam và phát hiện các nhân tố gây sụt trượt, sạt lở đất. Tuy nhiên các nghiên cứu nêu trên thường là nghiên cứu chung, được thực hiện riêng rẽ nên việc áp dụng thực tế có những hạn chế. Các bài toán nghiên cứu về ổn định mái dốc chủ yếu dừng lại ở bài toán tĩnh và trong điều kiện nhất định nào đó. Nguồn tài liệu cơ bản chưa được bổ sung cập nhập thường xuyên; nghiên cứu áp dụng cho mái dốc chung chưa xét đến ảnh hưởng của các tuyến đường hay các khu vực sụt trượt dọc các tuyến đường giao thông nào đó, chưa xét đến tác động của ba yếu tố đó là: địa chất, địa hình và lượng mưa; chưa xây dựng được hệ thống quy trình đánh giá phân loại mức độ ổn định mái dốc dọc các tuyến đường ô tô đang khai thác.

Đề tài đã thu thập điều tra các vị trí sụt trượt tại một số tỉnh ở Việt Nam và khoảng 300 vị trí sụt trượt tại các đoạn tuyến trên đường Hồ Chí Minh, tuyến QL6, tuyến QL4D và đường cao tốc Hạ Long - Vân Đồn. Tại mỗi vị trí sụt trượt được gắn vào sơ đồ với vị trí tọa độ cụ thể và tương ứng với từng tuyến đường, vùng địa chất.

Đã phân tích đánh giá và đề xuất lựa chọn 4 đoạn tuyến: cao tốc Hạ Long - Vân Đồn; tuyến QL6 đoạn Hòa Bình - Sơn La; tuyến QL4D đoạn Lào Cai - Sa Pa, tuyến đường Hồ Chí Minh, đoạn Khâm Đức - PRao - A Tép là nơi có các hiện tượng sụt trượt thường xuyên xảy ra làm khu vực nghiên cứu chính trong mạng lưới các tuyến quốc lộ và đường cao tốc ở Việt Nam.

Có nhiều yếu tố địa chất liên quan tới sự hình thành và phát triển của các hiện tượng sụt trượt, một trong những yếu tố rất quan trọng là về loại đất đá hay loại đá gốc tại vị trí nghiên cứu. Dựa trên sự phân bố loại đá gốc, đề tài đã phân chia thành 3 vùng địa chất chính. Kết quả thống kê các vị trí sụt trượt tại các vùng địa chất cho thấy tỷ lệ cụ thể các vị trí sụt trượt tương ứng với loại đá gốc; tại 04 đoạn tuyến nghiên cứu, đã thống kê tỷ lệ các vị trí sụt trượt đối với từng loại đã gốc.

Đã phân tích đánh giá nguyên nhân chính gây sụt trượt tại 04 đoạn tuyến nghiên cứu và phân tích, đánh giá cụ thể tại một số vị trí sụt trượt trên 04 đoạn tuyến này. Tổng hợp các nguyên nhân gây sụt trượt cho thấy, ngoài nguyên nhân liên quan đến thiết kế, thi công mái dốc còn có các yếu tố quan trọng liên quan đến cấu trúc địa chất công trình, bề dày lớp phong hóa và lượng mưa.

Đã phân tích đánh giá ảnh hưởng của điều kiện địa chất, địa hình, lượng mưa đối với sự ổn định mái dốc. Các kết quả cho thấy lượng mưa là yếu tố kích hoạt gây sụt trượt; tuy nhiên tùy thuộc cấu trúc địa chất công trình, điều kiện địa hình tại vị trí cụ thể mà lượng mưa gây sụt trượt có thể khác nhau.

Có thể tìm đọc báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 18028/2020) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

Vista.gov.vn