Hệ thống rào chắn linh hoạt giảm thiểu rủi ro đá rơi, đá lăn trên các tuyến đường giao thông vùng núi Việt Nam

ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1+2 - 2019 70 
HỆ THỐNG RÀO CHẮN LINH HOẠT 
GIẢM THIỂU RỦI RO ĐÁ RƠI, ĐÁ LĂN TRÊN 
CÁC TUYẾN ĐƯỜNG GIAO THÔNG VÙNG NÚI VIỆT NAM 
NGUYỄN ĐỨC MẠNH* 
LÊ ANH ĐỨC* 
Flexible facing systems for rockfall protection on the roads of mountain 
area in Vietnam 
Abstract: In mountainous areas of Vietnam often rock slope on the roads 
has bluff, high height, and less attention is paid to preventing instability of 
slope. Therefore, the rockfall ... often appears not only in the rainy season, 
even in the dry season on many national highways, provincial roads and 
railways. Flexible facing systems for rockfall protection from high-tensile 
steel wire up to 1770 MPa is applied to prevent rockfall, rolling stone has 
long been good results in many European countries, America or Japan, 
China National, Taiwan, South Korea, Australia, India ... but not used in 
Vietnam.Based on theoretical analysis, preliminary numerical simulation 
for 03 section of rock slope with different characteristics of rock, the 
research results show many positive prospects of applying this rockfall 
protection barriers to prevent rock falling, rolling on the mountain roads 
of our country in the near future. 
Keywords: Flexible facing systems, rockfall protection, slope, rockfall 
1. ĐÁ RƠI, ĐÁ LĂN TRÊN CÁC TUYẾN 
GIAO THÔNG VÙNG NỨI * 
Hiện tượng các tảng hay cục đá kích thước 
khác nhau, tách rời khỏi sườn và rơi hay lăn 
xuống chân dốc đột ngột thường gọi đá rơi, đá 
lở. Xảy ra rất phổ biến trên các sườn dốc cấu tạo 
từ các đá cứng nứt nẻ mạnh, thuộc phần ta luy 
dương các tuyến giao thông vùng núi nước ta 
Các sườn dốc đá cứng thuộc ta luy dương 
nền đường đào vùng núi thường dốc đứng (góc 
dốc 60o÷90o), chiều cao lớn (thường từ 30-50m 
đến 70-90m), được cấu tạo từ các loại đá thành 
phần, tính chất, mức độ phong hóa và nứt nẻ 
khác nhau. Nhiều tuyến đường quan trọng như 
* Khoa Công trình, Trường ĐH GTVT 
DĐ: 098 5376810 
Email: ndmanhgeot@gmail.com 
đường Hồ Chí Minh, các quốc lộ 3, 3B, 4A, 4B, 
4D, 6, 12, 14, 15, 34, 70, 217, 279, các tuyến 
Tỉnh lộ ở vùng núi ... hay đường sắt Bắc Nam 
và Hà Nội – Lào Cai, hàng năm thường xuyên 
xuất hiện đá lở, đá rơi, ảnh hưởng nghiêm trọng 
đến an toàn khai thác công trình, kinh tế cũng 
như con người. Chẳng hạn, các ngày 3/6 và 3/8 
năm 2018 vừa qua, liên tiếp hai vụ đá rơi trên 
QL12 (Lai Châu – Điện Biên Phủ) làm phá hủy 
2 ô tô, 1 người chết và bị thương 5 người 
[12,13]. Hay 29/7/2018 trên QL3B tại Na Rì 
tỉnh Bắc Kạn, đá lở gây hư hỏng nghiệm trọng 1 
xe ô tô [15]. Trước đó 22/5/2014, có vụ tai nạn 
nghiên trọng do đá rơi, đá lở từ taluy dương trên 
đường lên núi Cấm ở An Giang gây phá hủy 1 ô 
tô và làm chết 6 người [14]. Thiệt hại và nguy 
hiểm thường trực là vậy, nhưng cho tới nay 
“giải pháp” “sống chung với trượt lở đất đá” 
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1+2 - 2019 71 
vẫn đang được lựa chọn chủ yếu với ta luy 
dương trên các tuyến đường giao thông hay 
các sường dốc đá gần khu dân cư ở vùng núi 
ở nước ta. Cùng với sự phát triển kinh tế của 
đất nước, thời gian tới việc quan tâm hơn 
trong việc phòng chống mất ổn định sườn dốc 
đá nói chung sẽ được quan tâm và coi trọng 
đúng mức hơn. Và khi đó, việc áp dụng các 
giải pháp kỹ thuật mới, trong đó có sử dụng 
hệ kết cấu “mềm” kết hợp neo giữ bằng đinh 
đá với lưới thép cường độ cao chống ăn mòn 
(hệ lưới - neo) để ngăn giữ đá lở, đá rơi trên 
các sườn dốc đá nói chung có nhiều triển 
vọng áp dụng. 
Hình 1. Đá rơi trên QL12 tại Điện Biên ngày 
3/6/2018 (Nguồn Internet, [13]) 
Hình 2. Đá lở trên QL3B tại Bắc Kạn ngày 
29/7/2018 (Nguồn Internet, [14]) 
2. ĐẶC ĐIỂM, CƠ CHẾ VÀ LOẠI HÌNH 
MẤT ỔN ĐỊNH SƯỜN DỐC ĐÁ PHỔ BIẾN 
Trong bản thân khối hay tảng đá trên sườn 
dốc luôn tồn tại lực liên kết giữa các phân tử, 
lực dính bám, liên kết giữa các khối và các 
tầng đất đá, lực ma sát các lực đó được gọi 
chung là lực giữ. Chúng giữ cho đất đá tạo 
thành một thể thống nhất và chịu được các tác 
nhân khác như trọng lực, lực đẩy ngang, lực 
cắt [1,2]. Sườn dốc sẽ ổn định khi tổng các 
tác nhân đó nhỏ hơn tổng các lực giữ, còn khi 
chúng vượt quá tổng các lực giữ thì các liên kết 
trong đất đá bị phá vỡ, sườn dốc sẽ bị mất cân 
bằng về lực và gây nên các hiện tượng mất ổn 
định như trượt, sụt lở sườn dốc, đá đổ 
[1,2,3,10,11]. Mất ổn định sườn dốc đá có nét 
đặc thù riêng, có thể là quá trình phát triển lâu 
dài, hoặc xảy ra đột ngột và có mức độ nguy 
hiểm cao. Khi sườn dốc đã đạt đến trạng thái 
giới hạn (chênh cao địa hình), kết hợp thêm tác 
nhân tức thời như mưa lớn, nước ngầm, tải 
trọng lớn tác dụng [1,2,10,11] thì sẽ gây mất 
ổn định ở dạng trượt, lở, đá đổ đá lăn. Tùy theo 
đặc điểm cấu trúc đá (tính phân lớp, đặc điểm 
nứt nẻ và phong hóa), sườn dốc đá có thể trượt 
theo mặt phẳng, dạng nêm, cong hay đá đổ sập 
[1,10,11]. 
Theo D.J. Varnes (1978), [11], phân loại 
theo hình thái dịch chuyển khối đất đá, tương 
ứng có sáu hình thái dịch chuyển trên sườn dốc 
như: (1) Kiểu rơi (fall); (2) kiểu lật đổ (topple); 
(3) kiểu trượt (sliding); (4) kiểu lôi kéo lan 
rộng – trượt trôi (spreading); (5) kiểu chảy – 
dòng (flow); (6) kiểu hỗn hợp (complex). Theo 
phân loại này, với 6 kiểu dịch chuyển trên xét 
tương ứng cho 3 loại vật liệu trên sườn dốc là 
đá, vụn đất đá và đất, có 29 dạng dịch chuyển 
sườn dốc cụ thể được xác định. Và hiện nay, 
trên nền tảng phân loại của Varnes (1978), Hội 
trượt đất quốc tế (ICL) phân chia thành 34 
dạng mất ổn định sườn dốc cụ thể. Với loại vật 
liệu đá, các dạng dịch chuyển phổ biến như đá 
rơi, đá đổ, đá trượt, đá lăn và dạng hỗn hợp 
trượt đá với lở đá [10]. 
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1+2 - 2019 72 
3. HỆ THỐNG RÀO CHẮN LINH HOẠT 
NGĂN GIỮ ĐÁ RƠI, ĐÁ LĂN 
Lưới thép cường độ cao chống ăn mòn được 
sử dụng làm hệ thống hàng rào ngăn giữ hay 
chặn các khối, tảng đá lăn, đá rơi rơi trên địa 
hình dốc xuống công trình cần bảo vệ. Hệ thống 
có thể ngăn chặn tác động của các tảng đá với 
động năng tối đa theo điều kiện thiết kế cụ thể. 
Hệ thống bao gồm các cấu trúc cố định chặt (cột 
thép, đế móng, neo ghim giữ), các cấu trúc hỗ 
trợ và cấu trúc linh hoạt tự điều chỉnh (bánh xe 
chạy - puli, cóc hãm chữ U, hệ thống dây cáp 
phụ trợ, phanh hấp thụ lực) nhằm tiêu năng khi 
đá rơi vào lưới và các cấu trúc kết nối, nên được 
gọi hệ thống kết cấu linh hoạt. Hệ thống này 
được gọi “linh hoạt” vì chúng làm việc theo 
nguyên tắc hấp thụ năng lượng tảng lăn thông 
qua sự phân tán năng lượng nhờ sự dịch chuyển 
hệ thống dây cáp và lưới qua hệ puli, cóc hãm, 
phanh hấp thụ lực khi tảng đá rơi hay lăn xuống 
lưới thép của hàng rào [6,8,9] (hình 3). 
Lưới thép trong hệ thống được tạo nên từ các 
sợi thép hay cáp dạng xoắn cường độ chịu kéo 
cao từ 1770 MPa đến 2550MPa, chịu được tác 
động từ các yếu tố môi trường thông thường và 
chống ăn mòn bằng lớp mạ đặc biệt [4,5]. Phần 
lưới này là bộ phận chịu và nhận tác dụng trực 
tiếp của ngoại lực – đón nhận tảng khai khối đá 
rơi, nó có tính chất đàn hồi hoặc dẻo, truyền tải 
trọng lên các bộ phận liên kết, kết cấu hỗ trợ và 
nền đất đá. Với tính năng này, hệ thống rào chắn 
lưới thép cường độ cao được sử dụng cho năng 
lượng tác động từ 100 kJ lên đến 10000 kJ 
[6,8,9]. 
Cột 
thép
Neo cáp
Neo móng cột
Móng bê 
tông
Bản đế
Cáp hãm
Puli
Hình 3. Sơ đồ hệ thống rào chắn linh hoạt 
ngăn giữ đá rơi, đá lăn [8] 
Hình 4. Hệ thống rào chắn linh hoạt ngăn giữ 
đá rơi, đá lăn (Nguồn Geobrugg) 
Hệ thống rào chắn linh hoạt ngăn giữ đá lở, 
đá lăn gồm: cột thép gắn trên hệ đế móng và 
đóng vai trò định hình hàng rào và truyền tải 
trọng, đỉnh cột được thiết kế các lỗ tròn để 
liên kết với các chi tiết dây cáp, bánh xe chạy 
(puli)...; hệ đế móng được thiết kế đặt vào các 
loại nền đất đá ổn định, gồm đinh neo, bản lề 
thép, các bu lông và được bảo vệ bằng bệ bê 
tông hay bê tông cốt thép; bánh xe chạy (puli) 
có chức năng như ròng rọc cho dây cáp thép 
trên đỉnh và chân cột thép trượt trong trường 
hợp có tác động tránh bị căng đứt, để tiêu 
giảm năng lượng khi đá rơi xuống lưới thép; 
cóc hãm chữ U được gắn theo chiều ngang ở 
hai đầu của dây cáp thép có chứng năng hãm 
dịch chuyển khi cần thiết; bộ phận neo cáp 
biên được thiết kế với đầu neo linh hoạt tới 
30° so với mặt đất để có thể chịu tải tối đa, 
làm cho cóc hãm chữ U, lực truyền xuống neo 
được giảm đi nhiều, tránh phá hủy hệ thống 
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1+2 - 2019 73 
hàng ràng; phần hệ thống dây cáp phụ trợ trên, 
dưới, giữa, bên, biên hay dây cáp dọc cột thép 
của hệ thống, đóng vai trò truyền tải các lực 
đầu cột vào bộ phận neo dây cáp thép; và cuối 
cùng là bộ phận phanh hấp thụ lực (U Break), 
được lắp đặt kết hợp cùng dây cáp trợ lực tại 
các vị trí xung yếu nhằm phân tán năng lượng 
khi hệ thống vượt quá sức chịu tải của vật 
nặng tác động trực tiếp vào hệ thống lưới thép 
[6,7,8,9]. 
4. TÍNH TOÁN KHI THIẾT KẾ HỆ 
THỐNG HÀNG RÀO CHẮN LINH HOẠT 
BẰNG LƯỚI THÉP CƯỜNG ĐỘ CAO 
CHỐNG ĂN MÒN NGĂN GIỮ ĐÁ RƠI, 
ĐÁ LĂN 
Thông số cần thiết sử dụng khi phân tích 
phục vụ thiết kế hệ thống rào chắn linh hoạt 
bằng lưới thép cường độ cao chống ăn mòn 
cần có gồm chiều cao, độ dốc, chiều dài và 
chiều rộng bờ dốc; đặc điểm địa chất trong 
đó cần có thông tin dự báo tảng đá lớn nhất 
có khả năng mất ổn định; và vị trí dự kiến 
lắp đặt. 
Ổn định của hàng rào ngăn đá lăn phụ 
thuộc vào sự bố trí các cột và cáp neo giữ theo 
động năng định danh, được tính toán theo 
từng mô hình đá lăn cụ thể. Để xác định chiều 
cao tối ưu của hàng rào có thể thực hiện theo 
mô hình đá lăn và sử dụng phần mềm mô 
phỏng, xác định được chiều cao nảy lên của 
tảng đá cũng như quỹ đạo lăn (văng) của nó. 
Còn với kích thước định danh hàng rào ngăn 
đá lăn, đá rơi xác định phụ thuộc vào năng 
lượng tảng lăn lớn nhất xác định theo công 
thức (1). Vị trí bố trí hàng rào theo kết quả 
tính toán thế năng của tảng lăn định danh Wt 
nhỏ nhất xác định theo (3), vị trí mặt bằng 
thuận tiện thi công, không ảnh hưởng đến các 
công trình lân cận, cũng như nơi cần bảo vệ 
[6,8,9]. 
Động năng của tảng lăn chuyển động tịnh 
tiến xác định theo công thức sau: 
Wđ = (m.V
2)/2 (1) 
trong đó: m - khối lượng của tảng lăn định danh; 
V - vận tốc tảng lăn định danh. 
Khi xét đến động năng tảng đá rơi có 
chuyển động quay khi lăn, động năng của tảng 
xác định théo (2): 
W = Wđ + Wω (2) 
trong đó: Wđ – động năng tịnh tiến theo 
chiều rơi; 
Wω - Động năng quay của tảng khi lăn, Wω 
= (I x ω2)/2. Với I, là mô men quán tính tảng 
khi lăn; và ω, là vận tốc góc của tảng khi lăn. 
Thế năng của tảng lăn định danh nhỏ nhất 
khi tính đến chiều cao nảy lên của tảng đá khi 
rơi hay lăn xác định bằng công thức sau: 
Wt = m.g.H (3) 
trong đó: m - khối lượng của tảng lăn định 
danh; 
H - chiều cao nảy của tảng lăn định danh; 
g - Gia tốc rơi tự do. 
Thay thế việc xác định bằng giải tích, để 
xác định các thông số cơ bản phục vụ thiết kế 
hệ thống rào chắn bằng lưới thép, có thể sử 
dụng các phần mềm chuyên dụng. Để có cơ sở 
đánh giá bước đầu ứng dụng này, chúng tôi sử 
dụng số liệu tại 03 vị trí bờ dốc ta luy dương 
trên đường đi Bắc Kạn cấu tạo đá vôi nứt nẻ 
mạnh, các yếu tố về bề rộng, hình thái, chiều 
cao, góc dốc khác nhau. Sử dụng bán kính (D) 
và khối lượng (m) của tảng đá định danh nguy 
cơ bị rơi tương đồng, góc dốc của bờ dốc ( ) 
gần giống nhau, ứng dụng phần mềm mã 
nguồn mở Ruvolum mô phỏng bài toán đá rơi 
(Rockfall) để phân tích, cho phép xác định 
được chiều cao nảy của tảng đá, năng lượng 
va chạm tới hàng rào, quĩ đạo đường đi của 
tảng, và định danh chiều cao tối thiểu hàng 
rào cần thiết kế (bảng 1 và hình 5a,5b,5c). 
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1+2 - 2019 74 
Bảng 1. Kết quả phân tích độ nảy, năng lượng va chạm và xác định chiều cao cột cũng như 
lưới thép trong hệ thống rào chắn linh hoạt bằng phần mềm Ruvolum/Rockfall 6.1 
Lý trình 
Chiều cao 
bờ dốc, H 
(m) 
Các thông số 
chung 
Năng lượng 
va chạm 
lưới thép 
(kJ) 
Chiều cao 
đá nảy lớn 
nhất (m) 
Chiều cao 
hàng rào tối 
thiểu (m) 
Ghi chú 
Km96+400 55 493 1,78m 3,0 
01 mặt cơ 
hẹp 
Km96+500 40 525 2,70m 3,0 
01 mặt cơ 
rộng 
Km105+050 48 
D= 0,75m 
m= 4948 kg 
 =60o-70o 
752 1,62m 3,0 
02 mặt cơ 
hẹp 
a) Km96+400 b) Km96+500 c) Km105+050 
Hình 5. Kết quả phân tích quĩ đạo lăn, độ nảy của tảng đá rơi và năng lượng va chạm 
 hệ thống hàng rào lưới thép cường độ cao bằng phần mềm Ruvolum/Rockfall 6.1 
Kết quả phân tích các thông số thiết kế rào 
chắn linh hoạt bằng lưới thép cường độ cao 
chống ăn mòn ngăn giữ đá rơi, đá lăn tiến hành 
trên phần mềm mở Ruvolum khá dễ dàngvà 
thuận tiện. Việc chưa có công trình thực tế nào 
kiểm chứng tại nước ta, nhưng đã được kiểm 
chứng tại rất nhiều nước trên thế giới [6,8,9], 
nên công cụ này cũng là giải pháp hỗ trợ tốt 
trong thiết kế thời gian tới tại nước ta. 
Ngoài hiệu quả ngăn giữ đá rơi, đá lăn rất tốt 
trên bờ dốc khi sử dụng hệ thống kết cấu linh 
hoạt hàng rào bằng lưới thép cường độ cao 
chống ăn mòn ở nhiều nước châu Âu như Thụy 
Sỹ, Áo, Bồ Đào Nha, hay châu Mỹ, Hàn Quốc, 
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1+2 - 2019 75 
Nhật Bản, Hồng Kông, Ấn Độ, Trung Quốc  
còn cho thấy nhiều ưu điểm nổi bật như: giữ 
nguyên hiện trạng bờ dốc khi thi công; vừa thi 
công vừa khai thác các tuyến đường; không ảnh 
hưởng nhiều tới thầm thực vật đã có, thân thiện 
với môi trường; thiết bị gọn nhẹ, ít vật liệu; thi 
công được trên địa hình cao và dốc đứng; thi 
công nhanh và đảm bảo ổn định lâu dài [8,9] 
là thế mạnh của công nghệ mới này. 
5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 
Hầu hết bờ dốc đá trên các tuyến giao thông 
vùng núi nước ta chưa được bảo vệ đúng mức 
nên thường xuyên xảy ra hiện tượng đá lở, đá 
rơi và đá lăn. 
Hệ thống hàng rào chắn linh hoạt bằng lưới 
thép cường độ cao chống ăn mòn để ngăn giữ đá 
rơi, đá lăn trên các tuyến giao thông vùng núi 
nhằm giảm thiểu rủi ro về người và tài sản, là 
giải pháp có độ tin cậy, phù hợp và cần được 
nghiên cứu cũng như áp dụng ở Việt Nam. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
1. Nguyễn Sỹ Ngọc (2014). Cơ học đá. NXB 
Giao thông Vận tải. Hà Nội. 
2. Nghiêm Hữu Hạnh (2005), Cơ học đá. 
NXB Xây dựng. Hà Nội. 
3. Nguyen Duc Manh (2016). Features, 
generation mechanism and urgent treatment 
solution to the large landslide at Chi Luong 
resettlement area, Muong Lay Town, Dien Bien 
Province. The 3rd Internatioal Conference 
VIETGEO 2016, ISBN: 978-604-62-6726-3, 
pp. 244-251. 
4. EOTA EAD 230025-00-0106 (2016). 
European Assessment Document (No EAD 
230025-00-0106 - 6/2016). 
5. EOTA ETA 17/0711 - 17/0720 (2016). 
European Technical Approval (No ETA 
17/0711 - ETA 17/0720). 
6. EOTA (2010). European Technical 
Approval, Rockfall protection barrier GBE (No 
ETA – 09/0262). 
7. EUROCODE 7. Geotechnical design, Part 
1: General rules. 2004. 
8. Geobrugg (2014). Maintenance manual 
GBE/RXE-series 100kJ – 8000kJ. Switzerland. 
9. Geobrugg (2008). GBE rockfall protection 
barriers: The most economic barrier from high-
tensile steel wire. Switzerland. 
10. Hungr, O, Leroueil, S and Picarelli, L. 
(2014). The Varnes classification of landslide 
types, an update, Landslides, Volume 11, Issue 
2, pp 167–194. 
11. Varnes, DJ. (1978). Slope movement 
types and processes. In Special report 176: 
Landslides: Analysis and Control, Transportation 
Research Board, Washington, D.C. 
12. https://news.zing.vn/da-roi-de-bep-xe-
khach-16-cho-post865876.html 
13. https://www.nguoiduatin.vn/da-lan-de-
nat-o-to-4-cho-1-nguoi-tu-vong-o-lai-chau-
a372625.html 
14. https://phunutoday.vn/anh-nong-da-lo-
de-bep-oto-6-nguoi-chet-d13304.html 
15. 
262/201807/lo-da-gay-tac-duong-tai-dia-phan-
deo-ang-toong-5593102/ 
Người phản biện: PGS, TS. ĐOÀN THẾ TƯỜNG