Núi Dung thuộc địa phận xã Nhơn Tân, (huyện An Nhơn, Bình Định) là nơi diễn ra rất mạnh mẽ các hoạt động khai thác đá xây dựng, cũng như khai đào mái dốc làm đường giao thông và nhà ở. Các hoạt động này đã và đang tạo ra rất nhiều ẩn họa về trượt lở. Đây là khu vực điển hình về nguy cơ mất ổn định mái dốc liên quan đến các hoạt động làm ăn, sinh sống của người dân. Trong phạm vi bài báo, hiện trạng, nguyên nhân và rủi ro liên quan đến trượt lở ở khu vực Núi Dung sẽ được phân tích, tạo cơ sở đề xuất các giải pháp phòng chống thích hợp.
1. Đặc điểm điều kiện tự nhiên
Khu Hòn Dung thuộc địa hình núi thấp, đồi xen các thung lũng giữa núi. Địa hình tự nhiên khả năng trượt lở rất thấp, tuy nhiên do khai thác đá cho nên tạo ra các taluy dốc, dẫn tới trượt lở. Phần lớn thành phần đá trong khu vực là đá phun trào ryolit hệ tầng Mang Yang (T2my). Hệ tầng bao gồm các đá núi lửa thành phần felsic xen các trầm tích lục nguyên tướng biển và các trầm tích nguồn núi lửa, gồm 3 tập: Tập 1: Felsit porphyr, porphyr thạch anh xen ít lớp kẹp sét kết, sét silic và cuội kết, sỏi kết thạch anh. Dày 25m. Tập 2: Sét kết, cát kết, bột kết xen đôi lớp kẹp sét vôi chứa vật chất than. Dày 25m. Tập 3: Cát kết, sỏi kết đa khoáng, phân lớp dày và không đều. Dày 15m.
Các đá của hệ tầng lộ ra thành dải theo phương tây nam - đông bắc từ núi Sơn Triều đến thôn Phú Mỹ 1, với diện tích khoảng 10 km2 (hình 1). Các đá của tập 1 phân bố ở khu vực từ núi Thuông Luông đến thôn Phú Mỹ 2, tập 2 phân bố ở khu vực từ phía nam thôn Tân Hòa đến núi Hòn Dung, tập 3 phân bố ở họng núi lửa cổ phía bắc núi Sơn Triều.
Trong diện tích nghiên cứu, hai hệ thống đứt gãy chính đã được xác định:
- Hệ thống đứt gãy thuận phương tây bắc - đông nam phân bố ở góc tây nam, cắt qua các đá của hệ tầng Măng Yang, kéo dài từ phía tây cầu Bà Nghè đến phía đông núi Sơn Triều. Mặt trượt và đới dập vỡ, cà nát của các đá phun trào, tuf và aglomerat ở phía nam mỏ đá của công ty cổ phần Phú Tài. Đứt gãy có mặt trượt cắm về phía tây nam với góc dốc 70 - 750. Đới dập vỡ có chiều rộng 100 - 200m.
- Hệ thống đứt gãy thuận phương á vĩ tuyến cắt qua vùng nghiên cứu một đoạn ngắn ở góc tây nam, cắt qua các đá của hệ tầng Măng Yang, kéo dài từ phía nam mỏ đá của công ty cổ phần Phú Tài qua mỏ đá của công ty VRG Bình Định đến phía bắc thôn Quy Hội. Mặt trượt và đới dập vỡ, cà nát của các đá phun trào, tuf và aglomerat ở mỏ đá của công ty VRG Bình Định. Đứt gãy có mặt trượt cắm về phía nam tây nam với góc dốc 75 - 800. Đới dập vỡ có chiều rộng 100 - 150m.
Mặt cắt vỏ phong hóa khu vực Núi Dung, qua khảo sát thực địa và đo sâu điện, bao gồm các lớp sau:
Lớp thổ nhưỡng: Dày 0,1 - 0,3m, màu xám, xám nâu.
Lớp đất sườn-tàn tích: Thành phần chủ yếu là sét pha, sét, ít hơn là cát pha, trạng thái cứng. Đất có độ rỗng thấp, tính nén lún trung bình, sức chịu tải tương đối cao. Bề dày thay đổi từ 0 đến 1,5m.
Đá gốc phong hóa mạnh: Bao gồm các sản phẩm sét bột màu xám vàng, xám trắng và có lẫn ít mảnh vụn của đá gốc. Thành phần khoáng vật chủ yểu là các loại sét (hydromica và kaolinit, limonit). Trên các tuyến đo sâu điện, bề dày lớp sườn-tàn tích và đá gốc phong hóa mạnh thay đổi từ 2 - 10m, điện trở suất thay đổi từ 400 - 3.000 Wm. Đây là tầng có khả năng trượt lở cao, khi có mưa to ngấm nước.
Đá gốc bán phong hóa nứt nẻ mạnh có bề dày thay đổi từ 6,5m đến hơn 40m, điện trở suất biến đổi từ 10 đến 3.000 Wm.
Đá gốc tươi cứng rắn chắc có điện trở suất cao từ 700 - 10.000 Wm nằm ở độ sâu từ 13,1 m đến hơn 50m. Độ bền cao hơn hẳn so với đá phong hóa mạnh (Xem bảng 1).
2. Hiện trạng trượt lở
Khu vực nghiên cứu có 20 khối trượt, phần lớn tập trung ở các mỏ khai thác đá làm vật liệu xây dựng (bảng 2). Các đặc điểm chính có thể được ghi nhận ở các khối trượt như sau:
- Địa hình phân cắt mạnh, độ dốc địa hình lớn, thường cao hơn 300.
- Đá gốc phát triển nhiều hệ thống khe nứt, thuận lợi cho trượt lở.
- Đá đổ có dạng trượt phẳng, trượt dạng nêm, còn trượt đất chủ yếu dưới dạng trượt phẳng nông.
- Thảm thực vật thưa thớt, nhiều bề mặt mái dốc không có cây che phủ.
- Trượt xảy ra chủ yếu trong tầng đá gốc bán phong hóa. Chỗ xung yếu hiện tượng đá đổ và trượt đất có thể xảy ra đồng thời. Các tảng đá gốc bán phong hóa khi xảy ra trượt lở thường có khoảng lăn xa lớn, lấp cả vào nhà dân.
- Đất có độ chặt cao, nhưng dễ bị tan rã và độ bền suy giảm mạnh khi bị bão hòa nước.
3. Phân tích các khối trượt tiềm năng
Trong khu vực nghiên cứu, thành phần thạch học của đá gốc đa phần là đá riolit tươi hoặc bị phong hóa yếu. Do vậy lấy góc ma sát trong chung cho đá riolit
21 - 240, lực dính kết 0,2-0,5 kg/cm2 (Hoek, 2002) [3]. Các kết quả phân tích xác định hệ số an toàn ở trên cho phép xác định mối liên hệ giữa nguy cơ trượt lở với hướng dốc của taluy đường giao thông hoặc moong mỏ khai thác vật liệu xây dựng. Trình tự phân tích ổn định bao gồm: 1. Xác định và mô tả các hệ khe nứt, hướng mái dốc ngoài hiện trường, 2. Lấy mẫu xác định một số tính chất cơ lý của đá, 3. Xác định tiềm năng trượt lở theo các hệ khe nứt và hướng của mái dốc, 4. Xác định hệ số an toàn trong trường hợp khô gió và khi bão hòa.
21 - 240, lực dính kết 0,2-0,5 kg/cm2 (Hoek, 2002) [3]. Các kết quả phân tích xác định hệ số an toàn ở trên cho phép xác định mối liên hệ giữa nguy cơ trượt lở với hướng dốc của taluy đường giao thông hoặc moong mỏ khai thác vật liệu xây dựng. Trình tự phân tích ổn định bao gồm: 1. Xác định và mô tả các hệ khe nứt, hướng mái dốc ngoài hiện trường, 2. Lấy mẫu xác định một số tính chất cơ lý của đá, 3. Xác định tiềm năng trượt lở theo các hệ khe nứt và hướng của mái dốc, 4. Xác định hệ số an toàn trong trường hợp khô gió và khi bão hòa.
Kết quả phân tích cân bằng giới hạn cho cả 2 dạng trượt phẳng và trượt nêm cho thấy mái dốc chỉ an toàn trong điều kiện khô ráo với hệ số an toàn khá cao (1,76 - 2,25), tuy nhiên hệ số an toàn chỉ đạt 1,05 khi nước bão hòa trong các bề mặt khe nứt.
Các tính toán tương tự đã được tiến hành cho các khối trượt với kết quả được trình bày ở bảng 3. (Xem bảng 3).
Qua kết quả phân tích trượt lở bảng trên cho thấy nguy cơ trượt lở phụ thuộc vào hướng moong khai thác rất nhiều. Nếu hướng moong khai thác nằm ngược hướng với hệ thống khe nứt hoặc ngược với hướng trượt thì khả năng trượt lở tự nhiên hoàn toàn mất tuy nhiên cần lưu ý là trượt lở do nhân tạo lại vẫn có thể tồn tại. Hướng moong ngược với hướng trượt của nêm nếu làm mất chân thì hiện tượng đá rơi sẽ xảy ra. Trên các ảnh của khối trượt, hiện tượng đá rơi rất rõ. Việc đánh giá mức độ nguy hiểm các khối đá rất phức tạp và luôn tính đến hướng của moong hiện tại và phương pháp khai thác cho nên phương pháp đánh giá được thực hiện theo các dữ liệu hiện tại. Bảng dữ liệu trên có ý nghĩa rất lớn để trong quá trình khai thác cần tránh mở moong theo các hướng khe nứt (gây trượt phẳng) và hướng trượt của nêm (gây trượt nêm).
4. Khoảng lăn xa của các tảng lăn
Với phương thức khai đào mái dốc mở rộng quỹ đất xây dựng đường giao thông và nhà ở như hiện nay. Càng ngày càng lấn sâu vào các khu vực đồi, núi, mái dốc có độ dốc ngày càng lớn. Phạm vi hành lang an toàn như vậy cũng ngày càng phải tăng lên. Thậm chí cách làm này có thể làm phát sinh những khối trượt có quy mô rất lớn, đe dọa toàn bộ diện tích đất khai đào được. Trường hợp cá biệt, trong tầng đất phong hóa có chứa các tảng lăn đá gốc bền vững, không bị phong hóa, đặc biệt là trong vỏ phong hóa trên các đá granit và rất nhiều đá gốc của hệ tầng Mang Yang. Khi xảy ra trượt lở, các tảng lăn này sẽ có khả năng lăn đi rất xa và có sức tàn phá lớn.
Khoảng lăn xa của tảng lăn được tính theo công thức thực nghiệm của E. K. Gretsiev:
XT - khoảng lăn xa, a - góc dốc, H - chiều cao mái dốc
Động năng của các tảng lăn được tính theo công thức: P mv2/2 (P - động năng, m - trọng lượng tảng lăn, v - vận tốc tảng lăn, g - gia tốc trọng trường).
K - hệ số ma sát giữa tảng lăn và mái dốc (K được xác định thực nghiệm = 2.75 đối với mái dốc có lớp cỏ bao phủ, K = 4.25 đối với mái dốc lộ đá gốc. Để tăng độ an toàn, trong trường hợp tính này lấy K = 2).
Kết quả tính toán ở bảng 4 cho thấy, khi mái dốc có chiều cao lớn tới hơn 50m, khoảng lăn xa của các tảng đá có thể tới hơn 12m. Khoảng cách an toàn này còn lớn hơn nhiều ở bờ vách các moong mỏ, nơi chiều cao có thể tới 80 - 100m hoặc hơn nữa. Với chiều cao phổ biến ở các mái dốc có phân bố dân cư trong khu vực từ 10m đến gần 30m, khoảng cách an toàn tối thiểu từ 3-8m. Do vậy, các hộ dân không nên làm nhà quá gần mái dốc mà nên có khoảng cách an toàn và có sử dụng tường chắn chống đá lăn một cách thích hợp. (Xem bảng 4).
5. Các giải pháp phòng chống
Biện pháp giảm tải: San gạt bớt một phần các khối trượt, giảm góc dốc sườn, chia sườn dốc quá cao thành nhiều bậc. Từ các kết quả nghiên cứu đã trình bày ở trên thì đối với các bờ dốc cao hơn 6m nên chia ra thành nhiều bậc. Khi giảm góc dốc, không nhất thiết phải san gạt toàn bộ bờ dốc mà chỉ cần tập trung làm giảm góc dốc của phần taluy ở độ cao nhỏ hơn 2-4m, nơi cấu tạo bởi các thành tạo đất sườn-tàn tích, như vậy sẽ hạn chế được khả năng phát sinh các khối trượt lớn và giảm khối lượng đào bốc.
Sử dụng hợp lý khoảng cách an toàn: Hiện nay giải pháp phổ biến nhằm chống trượt lở là xây dựng kè chân mái dốc. Tuy nhiên, việc kè chân các mái dốc trong điều kiện thực tế của khu vực nghiên cứu nhìn chung ít phát huy tác dụng do trượt lở chủ yếu phát sinh trong tầng đất phong hóa ở trên đỉnh mái dốc. Cụ thể, khi tiến hành phòng chống trượt lở, nên tiến hành các giải pháp được đề xuất ở hình 4. Theo đó,
1- Nhà không được xây dựng quá gần mái dốc; 2- Phần đất phong hóa là sét đỏ nâu cần được san gạt xuống với góc dốc khoảng 300; 3- Trường hợp nhà gần mái dốc hơn, nên xây tường chắn phần đất đá vỡ vụn mạnh có thể sạt xuống, không nên xây kè áp mái ở chân sườn dốc; 4- Có thể trồng cỏ ở phần đất phong hóa đã san gạt xuống góc dốc khoảng 300. Bởi khối trượt đa phần chỉ phát sinh ở phần đất phong hóa và đá vỡ vụn mạnh. Tùy từng trường hợp cụ thể mà chọn một hay nhiều giải pháp theo trình tự ưu tiên kể trên.
Hạn chế tác hại của nước mưa, nước mặt: Với điều kiện thực tế của các khối trượt ở khu vực Núi Dung, việc hạn chế tác hại của nước mưa, nước mặt là rất cần thiết kết hợp với việc thu gom bùn đất đá thải ở các khu vực khai thác vật liệu xây dựng. Công tác này nên tập trung vào việc điều tiết các dòng mặt. Trong quá trình mở moong mỏ nên kết hợp san bằng địa hình bề mặt khối trượt, cắt xén các khối nhô, ụ, gò... qua đó tăng khả năng thoát đi nhanh của nước mặt, giảm sự tẩm ướt đất đá. Xây dựng hệ thống thu nước dọc theo các tuyến đường, các đỉnh và chân mái dốc.
Đối với các mỏ khai thác đá xây dựng, trượt lở đất đá có thể giảm thiểu bằng cách: chọn thứ tự khai thác, thiết kế sườn dốc hợp lý, không đào bới, cắt xén sâu vào chân sườn dốc; xây dựng hệ thống thoát nước ở các sườn dốc; san gạt bớt các khối trượt; nổ mìn tạo biên trước chống sập tầng cục bộ của bờ mỏ là đá cứng, nửa cứng; sử dụng các biện pháp gia cố như làm tường chắn, đê ngăn, và bao phủ bề mặt bằng lưới.
Tóm lại:
1. Hoạt động khai thác đá xây dựng và khai đào mái dốc làm đường, nhà ở là yếu tố gây mất cân bằng, dẫn đến trượt lở ở khu vực Núi Dung.
2. Hiện tượng chủ yếu là trượt lở đá dạng phẳng và dạng nêm ở các khu mỏ và taluy đường. Trượt lở đất có quy mô nhỏ và ít phổ biến hơn, xảy ra trong cả lớp sườn - tàn tích và đá phong hóa mạnh. Khi xảy ra trượt đất các tảng lăn đá gốc còn sót lại có khoảng lăn xa đáng kể, đe dọa khu vực đất thấp.
3. Các giải pháp phòng chống trượt lở cần kết hợp giảm tải, hạn chế tác dụng của nước mưa, nước mặt trên mái dốc, thiết kế trình tự khai thác đá hợp lý và sử dụng khoảng cách an toàn đối với trượt lở.Nguồn: http://www.dostbinhdinh.org.vn
