Nghiên cứu cơ sở khoa học và đề xuất các giải pháp khoa học công nghệ đảm bảo sự ổn định và độ bền của đê biển hiện có trong trường hợp sóng, triều cường tràn qua đê thiết kế mẫu đê biển tràn nước cho vùng nghiên cứu trọng đi

Bang thong k£ cac tiSu chuin, quy pta^m sir dung trong thiet k l Huong din lap ih cuong khao sat thiSt ke cong trinh thuy Igi Thanh phin, kh6i lupng khao sat dja hlnh trong cac giai doa

(18)

BO KHOA HOC VA CONG NGHE

CHUOfNG TRINH KHCN CAP NHA NIIOC KC 08/06-10

Dt TAI: "Nghien cuu cer sa khoa hoc va de xuat cdc giaiphdp khoa hQc cong ngh^ bao dam sir on dinli va dp hen cua de hien hifn cd trong trirarng hgrp song, trieu cir&ng tran qua de"

Ma so: KC08.15/06-10

THUY^T MINH THI^T K^

MAU D E BIEN TRAN NUaC CHO VUNG NGHIEN CLfU TRpNG DI^M

BE B|£N THACH KIM-HA TTNH

Co quan chCi tri: Tru'ang Dai hoc ThCiy \a\

ChCi nhiem de t^i: GS.TS Ngo Tri Vieng

Ha noi, 2010

BO KHOA HOC VA CONG NGHE

CHirONG TRJtNH KHCN CAP NHA NlTOfC KC 08/06-10

Bfe TAI: "Nghiin citu ca sd khoa h^c va de xuat cdc giaiphdp khoa hgc cong nghe bao dam stf 6n dinh vd dp bin cua de biin hi^n cd trong truing hfp sdng, triiu cwang tran qua de"

Ma s6:KC08.15/06-10

THUY^T MINH THI^T Kt

MAU BE BI£N TRAN Nuac CHO VONG NGHIEN ClhJ TRQNG DI^M

Tniong Dai hoc Thuy Igi

BO KHOA HOC VA CONG NGI

Ha ndi, 2010

MUC LUC:

Chinmgl 2 T6NGQUAT 2 1.1 N H O N G CAN Ctr DE LAP THlfil KE CO S6 2

1.2 CAC DOl Tl/ONG LAP THIET K £ CO Sd 3

Chir(mg2 4

CAC TAI LI$U DtlNG TRONG T H I £ T K& 4

2.1 TAI LIEU DIA HINH 4

2.2 TAI LIEU DIA CHAT 4

l)Kli6i luting thirc hi $n: 4

2) Vat U?u xay dung 8

ChinmgS 9 GIAIPHAP KY THUAT NANG CAP DE 9

3.1 CAC CHi TIEU THIET KE 9

3.2 TINH TOAN XAC DEvlH CAO TRINH DINH DE 9

1 Xac djiih muc nuac bien tinh toan 9

2 Muc nuac dang do bao 10

3 Gio va da gio thiet ke 10

4 Tinh toan song tu gio thiet ke: 11

5 Xac dinh chieu cao song leo tren mai ke: 12

6 Kit qua tinh toan cao trinh dinh de 13

3.3 TINH TOAN KET CAU LAT MAI KE 13

1 Tinh toan tnjng lugng c^u ki?n phii mai: 13

2 Tinh todn thiSt kl chto khay: 15

3 ThiSt kS lop loc: 15

3.4 KlfiM TRA ON DDffl MAI DE PHtA DONG VA PHIA BIEN 16

CHU'ONG IV : K A T L U ^ N & H E N NGH} 19

4.1KETLUAN: 19 4.2 KEEN NGHI: 19

Chircmg 1

T O N G QUAN 1.1 N H C X G CAN c t r B i L ^ P THIET KE C O S 6

1) Cac van ban phap guv chinh

can cii quyet dinh s6 1562/QD-BKHCN ngay 2/8/2007 cua Bo truong Bp

KHCN ve viec to ehiic cae ci nhan tning tuyjn chu tri dk tai thuOc chuong trinh

"Khoa hpc va c6ng nghe phuc v\i phong tranh thien tai, bao v^ moi trucmg va sit dung

hop ly tai nguyen thien nhien"

can cii vao quya djnh s6 2801/QD - BKHCN ngiy 26/11/2007 cila Bp truong

Bo KHCN v6 viec phS duyet kinh phi ih tai cIp nh^ nuac "Nghien eiiu co sa khoa hoc va de xuat cac giii phip khoa hpc e6ng nghe bao dam s\f 6n dinh va dp bto ctia

de bien hien c6 trong truong hop s6ng, trieu cuong tran qua d6"

can cil vao hpip dong nghi6n eim khoa hoc va phit trien cong ngh? ngay 15 thang 12 nSm 2007 giiia ban chii nhiem de tai voi chu nhiem de muc, don vi khao sat thu6e trucmg Djii hpc Thuy Igi da tien hanh khoan khao sat ngoai hien truong, lay miu thi nghiem cac chi tieu co ly va t6ng hop viet bao cao danh gia hidn trang de t^i khu vuc de biln Hoi Th6ng tinh Ha Tuih

2) Cac tieu chuan guv pham dp dung

- Nghi dinh 209/2004/ND-CP ngay 16/12/2004 cua chinh phu vh quan ly cac dir

an dau tu xay dung c6ng trinh

- Nghi dinh 99/2007/ND-CP ngay 03/06/2007 ciia chinh phii vh quan ly chi phi

dau tu xay dung cong trinh

Bang thong k£ cac tiSu chuin, quy pta^m sir dung trong thiet k l

Huong din lap ih cuong khao sat thiSt ke cong trinh thuy Igi

Thanh phin, kh6i lupng khao sat dja hlnh trong cac giai doan IJp dii an va thifit ke c6ng trinh Thuy loi

Thanh phan, kh6i lupng khao s4t dja hlnh c6ng tiinh de dieu Thanh phan, khdi lupng khao sat dja chat trong cac giai doan lap d\r an va thiSt kg c6ng trinh Thuy Igi

Thanh phln, npi dung lap bao cao dau tu, du an dau tu va bao cao kinh t e , ky thujt cac du an thiiy loi

Cong trinh Thuy Ipi - Cac quy dinh chu ySu ve thiet kS Quy pham phan cSp d6

Quy pham tai trpng va luc tac dung len CTTL

Tieu chuan thi6t k6 de biin

1.2 CAC DOITUONG L ^ THIET KE CO SO

- Binh do tuyen de

- Mat cat d6

Chn-ong 2 CAC TAI LIEU DUNG TRONG THIET KE

2.1 TAI LIEU DJA HINH

Tai lieu khao sat dia hinh do ve gom: mat bang, cat ngang tuyen de

- Tai USu khao sat dia hinh khu vuc du an thue hien thang 03/2008

2.2 TAI LIEU DIA CHAT

1) KhSi lu-ong thytc hif n:

De cd day du tai liSu dia chat cong trinh phuc vy cho de tai nghiSn cuu khoa hpc

can tiin hanh khoan khao sat ngoai hien truong va liy mlu thi nghiem cac chi tieu co

ly dat trong phong Don vi khao sat thupe truong Dai hpc Thuy loi da tiln hanh khoan

va lay mlu ngoai hiSn trudng vdi cac npi dimg nhu sau:

- Van chuyen thiet bi khoan

- Dinh vi khoan: 18 diSm

- Khoan khao sat 18 h6 khoan vdi tdng do sau 300m

- Lay mau thi nghiem cac chi tieu co ly 19 mau

Bao cao dia chjt cong trinh gom co:

+ Thuyet minh dia chit cong trinh

+ So do bo tri ho khoan

+ Hinh tru h6 khoan

+ Mat cit dia chat cong trinh

+ Bang tdng hop cae chi tieu ca ly cac lap dat

+-Bang t6ng hpp cac chi tieu co ly cac mau dat

Cong tac chinh ly tai lieu khoan, thi nghiem, viet thuyet minh va lap ho so DCCT do Trudng Dai hoc Thuy Ipi thue hien

Tii k6t qua khoan khao sat dja chdt ngoai thue dia va thi nghiem miu trong phong dia ting khu vuc nghiSn cuu trong pham vi chieu sau khoan khao sat tit tr6n xuSng dudi nhu sau:

a) L i p l a : Bit dip

Dat dip thinh phin la dit set pha, mau xam nau, xam ghi, ket cau chat, trang

thai ntia ciing itn deo ciing Ldp co chiSu day tir 2,40m den 3,50m Ldp nay ehii ygu

phan b6 tai cac h6 khoan HK2, HK5, HKg, HKi 1, HK17 Kgt qua phan tich cac tinh chit

ca ly cua ldp 1 cho gia tri trung bmh dupe trinh bay trong bang 1

Bang I: Gia tri trung binh cdc chi tieu ca iy cua cdc ldp dat

Gioi han chay, %

Gidi han deo, %

Chi s6 deo, %

Do set

D6 am tu nhien, %

Kh6i lupng the tich, g/cm^

Khdi lupng the tich kho, g/cm^

Ty trpng

He so rong

Dp rong, %

D6 bao hoa,%

Luc dinh dan vi, kG/cm^

Goc ma sat trong, dp

H i s5 nen liin, cm^/kG

H $ s 5 t h l m , (cm/s)

Ldpl

23.0 11.0 19.0 15.0 26.0 4.00 1.00

36.94 24.34 12.89 0.53 31.11 1.85 1.42 2.69 0.90 47.2 91.1 0.204 7O54 0.042 0.93x10'^

b) Ldp 2: Sat dSp set pha, trang thai deo mem

Dit s6t pha mau xam den, xam ghi, ket cau chat vira, trang thai deo mem Ldp

cd chi6u day tir 2,40m d6n 3,50m Ldp nay chil yen phan bo d tit ca cac h6 khoan

D6 tai NCKH cip nha nude KC08 -15/06 - 1 0

KSt qua phan tich cac tinh chat ca ly cua ldp 2 cho gia tri trung binh dupe trinh bay trong bang 2

Bang 2: Gia tri trung binh cdc chi tieu ca ly ciia cdc lap dit

Gidi han chay, %

Gidi han deo, %

Chi s6 deo, %

Dp set

Dp am tu nhien, %

Khoi lupng the tich, g/cm^

Khoi lupng the tich kho, g/cm^

-50.81 33.26 17.56 0.98 50.46 1.68 1.12 2.60 1.33 56.99 98.51 0.099 6"05' 0.177

1.8x10'

c) Ldp 3: Cdt hgt vira din hat nha

Day la ldp cu6i cimg trong chiSu sau khao sat TMnh phin la cat hat vira dSn hat nho, man xam den, ket cau chat, trang thai bao hoa nude, doi chd xen kpp ldp set pha mdng Ket qua phan tich cae thih chit co ly ciia ldp 3 cho gia tri trung bmh dupe trinh bay trong bang 3

Bang 3: Gid trj trung binh cdc chi tieu ca ly ciia cdc lap dat

2.66 1.040 0.563 34°30' 26°12'

Ldp la: Dit dip: Dat dap thanh phan la dat s6t pha, mau xam nau, xam ghi, ket ciu chJit, trang thai nua cling dSn deo ciing Ldp c6 chieu day tit 2,40m d8n 3,50m Ldp nay chii ySu phan bo tai cac ho khoan HK2, HK5, HKg, HKn, HKi7, HK17

Ldp 2: Dat dap set pha, trjng thai deo m6m; Dat set pha mau xam den, xam ghi, k8t can chat vira, trjng thai deo m6m Ldp cd chieu day til 2,40m den 3,50m Ldp nay ehii y6u phan bd d tat ea cac hd khoan

Ldp 3: Cat hat vira den hat nhd: Day la ldp eudi cimg trong chieu sau khao sat Thanh phin la cat hat vira dgn hjt nhd, mau xam den, kSt cau chat, trang thai bao hoa nude, ddi chd xen kpp ldp set pha mdng

- Khi xay dung cong trinh trong khu vuc nay can chu y hifin tugmg tham qua nen, hien tuong nude va cat chay vao hd mdng

- Khi xay d m g cong trinh cd tai trpng kha Idn can chu y din vipc xu ly nhimg

vung lop 2,3 va 3a nim gin bk mat dit

- Cin chii i? xir ly n6n ii tranh hipn tugmg xdi ngam khi cd chenh c6t nude

- Doan de khao sat dja chit phin Idn nim ddi di^n tr^rc tiep vdi bien va ciia biSn, do vly chju tac ddng msuih ciia sdng va thuy trieu Dat dap than de co h | s6 thim Idn, luc dinh nhd, dit nSn de la cae ldp dat yen, siic khang eat be, do

do dl gay mit dn dinh (nhu sat, tnrpt ) khi cd bSo va trieu cudng Can cd cac

giai phap gia c6 dit dip ik tSng cudng dn dinh dS khi cd bao va sdng tran qua

m

2) Vat lieu xay dvng

- Dit dip : tan dung dit dao va khai thae tai cac ddi mil trong tinh

Cac chi tieu vat ly

Gidi han chay WT (%) :36.88

Gidi han deo Wp (%) :22.41

Chu-ong 3 GIAI PHAP KY THU.J.T NANG C A P DE

Vdi tuySn dS bien hi$n tai nhdm nghien ciiu di xuat giai phap cong nghe vdi de

bi6n Hoi Thong la mai dS phia bien van diing giai phap ke truySn thdng Vdi mai phia

ddng su dung vd bpc dit cd phu gia CONSOLID, chifiu day vd bpc la 20 cm

3.1 CAC c m TIEU TmtT ME

- c i p cong trinh : Cap HI (TuySn de bao ve dan sd khoang 200.000

nguoi-theo tieu chuin phan cip de A6-77)

- H6 sd an toan cho phep :[K] = 1,15

- Mxfc nude triSu thiSt ke : P = 5%

- Muc nude dang thigt ki : P = 20%

- Cao trinh dinh de thilt ke chong gid bao cip 10, v?n tdc gid u = 28,4m/s;

- Ket cau bao ve mai dam bao chdng gid bao cap 12, u = 36,9m/s

3.2 TINH TOAN XAC DEVH CAO TRINH BINH BE

Theo 14TCN-130-2002 Cao trinh dmh de biSn dupe xac dinh theo edng thiic:

VM = Zp + H„d + H»|4-a (3-1) Trong dd:

Zp: Muc nude biin tinh toan

H ^ : Chieu cao nude dang do bao

Hsi: Chieu cao sdng leo

a = 0,3m: dp cao an toan

1 Xac dinh myc nude bien tinh toan

a Tinh toan muc nu&c triiu thih ki theo 14TCN-130-2002:

Muc nude triSu tinh toan la muc nude tinh toan theo tin suit bao dam tai vi tri

cong trinh Theo 14TCN-130-2002 thi tin suit thiet ki P=5% Miic nude ling vdi

P=5% dupe tinh toan xac djnh tr6n ea sd phan tich tan suat dam bao muc nude bien

cao nhat nam t^i vi tri edng trinh

K6t qua tinh toan tin suit ly luan muc nude tram Hon Diu (phuc luc 1) la:

+2,06m

Quy ddi tu mire nude P=5% (-H2,06m) cua tram Hon Diu cho khu vuc du an

dupe tinh toan nhu sau:

Z5./ = +2,06 X KTGT = +2,06 x 0,92 = +1,85 m

Trong do: KXGT = 0>90: la hS s6 triet giam trieu tinh cho khu vuc du an

Nhu vay m\rc nude trieu thiet ke : Z5./ =+1,85m

2 Mvc nvdc dang do bSo

Chi6u cao nude dang viing bien nghien cihi dupe xac djnh cao dp nude dang ling vdi tan suit xuit hien 20%, vdi de cip IV CSn cit vao sd lieu d bang C3 -TCN Chieu cao nude dang do bao img vdi tin suit 20%, npi suy xac dinh dupe Hndp.20%'^U30 m

3 Gio va da gid thilt ke

a Toe do gio:

Theo quy dinh cip gid bao cua Trung tam d\f bao khi tupng thdy vSn qudc gia,

cip gid bao dupe quy djnh nhu bang 3-1

Bang 3-1: PhSn dp gid bSo

Capgi6 CipO Cipl

c i p 2 cip 3

c i p 4 cip 5

c i p 6

c i p 7

c i p 8

c i p 9 cip 10

c i p 11

c i p 12 Cap 13

Cap s6ng ( m)

0,1 0,2 0,6

1

2

3

4 5,5

7

9 11,5

14

- Vdi gid cap 10 tinh toan u =28,4in/s

- Vdi gid cap 12 tinh toan u =36,9m/s

b Da gio:

Theo 14TCN-130-2002, ddi vdi vimg khdng cd y6u td dia hinh han chi dupe tinh

nhu sau: D = 5 x lO'/ua = 5xl0'/28,4 = 176000 m = 176 km

Tuy nhien khi da gid Idn hon 100km, tdc dp gid tuih toan can phai xac dinh cd xet din svr phan bd toe dp gid theo khdng gian va pham vi da gid hi$u qua la D=100km Vi vay chpn da gid tinh toan la D=100km

4 Tinh toin sdng tit gid thilt kl:

Phuong phap tmh toan sau day cua Bretscheider dupe dua ra dua tren gia thiSt

la sdng smh ra do gid trong khu vyc trong dieu kipn bao thiet ke Diiu nay diing vdi cac de nim trong khu v\ic ehiu anh hudng true tilp tren hudng gid thdi

a Chiiu cao song Hs:

(gor gHs

= 0,283 tanh 0 , 5 3 0 ( i | )

-0,0125 tanh

b Chu kp dinh song Tp:

Hs - chiSu cao sdng tinh toan (m)

Tp - chu ky dinh sdng tinh toan (sec)

D - da gid thilt k l (m)

h - dp sau nude trung binh cua khu vuc ngay tai chan edng trinh (m)

h = 1,7 + 1,35 - 1,8 = 1,25m (cao dO tu nhien ngay tai chan edng trinh,

vj tri sau nhit 1,80m)

u - van tdc gid thilt kl (m/s)

Thay vao (2-2), (2-3) & (2-4) Tir dd tinh dupe:

Hs; Tp; Ls theo cac cap gid khae nhau

d, Chiiu cao sdng trung binh Hstb:

Do muc nude trude edng trinh h =l,25m < 0,5*Ls cho nen sdng tinh toan la

sdng nude ndng Tinh Hstb theo cong thite ( B-9) tieu chuin nganh 14 TCN -

130-2002

Hstb = — (3-5)

2,3

5 Xac d|nh chieu cao sdng leo tren miu V.i:

* Theo 14TCN-130-2002, trudng hpp h? s i mai kfe m = 1,5 + 5,0 dupe tinh

toan theo edng thirc:

Hsl = ^^^S-.4H^ibl^ (3-6)

VI+ m^

Trong do:

Kn: hS sd nham va tuih thim cua mai nghieng

Kw: he sd kinh nghifm tra theo U/Vg.h

Kp: he sd tinh doi tin suit luy tich cua chieu cao sdng leo Kp = 1,85

m: hp so mai ke

6 Ket qua tinh toan cao trinh dinh de

Bang 3-2: Kit qua tinh toan vdi gid bao cap 10 & cap 12

Sd' Ueu tinh toan

Muc nude tri^u uung bmh 5%

DP cao nude d&nR

Cao dp tu nhi&n binh quin tru6c edng tnnh

c6t nu6c trudc CT h

Van tdc fiio U

Da sip D

Trong luone rifene da:

Trong luong riSng nude bi^n:

H& s6 mai m = cotg a

He so tinh d6i t£n sua^t Kp

Ket qua tinh toan song vd dinh de

Chi^u cao song Hs

Chu kv sons Ts

Qii^u d i i sons Ls

Oii^u cao song trung binh Htb

Qiieu cao sons leo HsI

Muc nude trudc cpns trinh {bao s6m Ca s6ng leo)

Cao trinh dinh de tinh toan

Cao trinh dinh de chon

km fm3 t/m3

1,85 1,30 1.80 1.35 28.40 100.00 2,50 1,03 4,00 0,30 0,55 7.79 1,20 0.18 1.85 0.57 3.81 12.66 0,25 0.52 3,68

3M

4,00

Tinh toan vdi gio ci'plZ

1.85 1,30 1,80 1.35 36.90 100.00 2,50 1,03 4,00 0,30 0.55 10,12 1.20 0.21 1.85 0,65 4,09 12.76 0,28 0,56 3.71

4,01 4,00

3.3 TINH TOAN K £ T CAU LAT MAI KE

De dam bao an toan d€ trong mua mua bao chiing toi chpn theo hinh thde cae tim be tdng cd lien kit, chay khay bing 6ng be tdng cdt thep hoac dd be tdng tai chS

1 Tinh toan trpng lugmg ciu kifn phii mai:

a Tinh trpng luang c6a tam Idt:

Trpng lupng 6n djnh ciia khdi phu mai de chju tac dung cua sdng, gid thilt k l theo cong thirc Hudson:

^.= rX

Y,

(3-7)

Trong dd:

G: Trpng lupng toi thilu cua khdi phu mai nghieng (T)

Hs: ChiSu cao sdng thiet ke (m)

Yd = 2,5: Trpng lupng ridng cua v|t lieu khdi phd (T/m')

y„ = 1,03: Trpng lupng ridng ciia nude biln(T/m')

a: Gdc nghieng cua mai ke cotga = m

K^: He sd dn dinh phu thupe hinh dang, d$ nham vat lieu, each thiie ghep d|t

b Tinh chiiu diy ciia lam Idt:

* Theo theo cong thue Pilarczyk, K Wcua Ha Lan, tinh chieu day cau kifn:

d =

-^x

Yt

O: he s6 phu thuQC vao hinh d ^ g va each lap dat cac cau kiSn: 0 = 4

% = ^ : H8 s6 s6ng v5 K^t qu^ tinh cho a bang sau

Thong s6 tinh toan

Sd lieu tinh toan

Tn?ng lugng rieng be tong:

Trpng iugag rieng nude bi^n:

2,50 1,03 4,00 1,17 5,21 28,03

4 1,23

130

24

Tinh toan vdi gid cipl2

2,50 1,03 4,00 1,33 5,65 30,89

4 1,20

193 26,4 Tit bang trdn, chiing tdi kien nghi chpn tam lat cd ngam, kich thude 40cmx40cmx 20cm

2 Tinh toan thiet kS chin khay:

a Tinh toan kich thir&c chan khay

De ehdng dd ddng chay do sdng tao ra d chan ke va ap lire khi sdng nit, chan

khay dupe thiet kl thep dang chan khay sau Theo 14TCN-13 0-2002 chieu sau chan

khay tir (1 + 1,5) Hs = 1,1 ^-1,65 m Chiiu rpng chan khay (Nlu xSp dng buy va do da

hpc)tit(2 + 3)Hs = 2,2.^3,3m

Vi v | y chpn : Dua mai k^ xudng dudi m^t dit tp' nhien, kit ciu chan khay

dupe thiet k l mpt hang dng buy lye lang be tdng day 10cm, dng buy dai 1,5 m dupe

xep k l liin nhau Trong dng buy do da hpc

b Tinh toon kich thudc viin dd xip chSn khay

s a xIp chan khay phai on djnh dudi tac dimg eila ddng chay do sdng tao ra d

chan khay Van tdc c\rc dai ciia ddng chay do sdng tao ra d chan khay dupe xac dinh

theo cong thiic:

V,mx: Van tdc cue dai cua ddng chay (m/s)

L„ Hj: chiiu dai va chiiu cao sdng thilt ke (m)

h: dp sau nude trudc it (m)

g: gia tdc trpng trudng (m/s^)

Tir dd tuih dupe: V„ax = 0,94 m/s

Tra bang 5.5 - 14TCN-130-2002 dupe trong lupng tdi thilu cua vien da dl dn djnh

d chan khay la: 40 kg Chpn kich thudc vi6n da cd dudng kuih > 0,25m dl xIp chan

khay

3 Thiet ke ldp Ipc:

Giila ldp phu mai va dit dip, bd tri ldp ddm bing da dam 1x2 day lOem va

dudi ciing la vai Ipc dupe dat true tilp len ldp dit dip da dupe dim ky

* Thiet ki vd chon vdi loc:

- Cac chi tidu ca ly cda dit nin: Ks=7,3xl0''' cm/s

Thanh phin hat eda dit: dio=0,105mm; d5o=0,4iiun; d6o=0,45nun;

dg5=0,65nim

- Ldp bao vS gdm da dam (1x2) day 10 cm va ciu kien be tdng day 28cm