1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Nghiên cứu kết cấu và giải pháp thi công đê biển tuyến vũng tàu gò công bằng hệ cọc ly tâm và cọc xiên

107 33 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 107
Dung lượng 5,64 MB

Các công cụ chuyển đổi và chỉnh sửa cho tài liệu này

Nội dung

BẢN CAM KẾT Họ và tên học viên: Ngô Thế Hưng Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy Tên đề tài luận văn: “Nghiên cứu kết cấu và giải pháp thi công đê biển tuyến Vũng Tàu - Gò Công bằng

Trang 1

LỜI CẢM ƠN

Tác giả xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong Trường đại học Thủy Lợi, Phòng đào tạo Đại học và sau Đại học về sự giúp đỡ trong suốt thời gian tác giả học tập

và nghiên cứu tại trường

Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Trần Đình Hòa đã vạch

ra những định hướng khoa học và tận tình hướng dẫn tác giả trong suốt quá trình hoàn thành luận văn này

Cảm ơn các anh chị em trong Trung tâm công trình đồng bằng ven biển và đê điều – Viện Thủy Công - Viện khoa học thuỷ lợi Việt Nam là những người đã sát cánh cùng tác giả trong quá trình nghiên cứu Đặc biệt là các đồng nghiệp thuộc Bộ môn phát triển công nghệ mới, nhóm thực hiện đề tài đê biển Vũng Tàu – Gò Công đã đóng góp cho tác giả nhiều ý kiến hay và cung cấp nhiều thông tin bổ ích

Xin cảm ơn ban chủ nhiệm của các đề tài trong cụm 6 đề tài thuộc chương trình:” Nghiên cứu xác lập cơ sở khoa học và thực tiễn cho việc xây dựng tuyến đê biển đa mục tiêu Vũng Tàu – Gò Công” đã cung cấp cho tác giả những số liệu đầu vào cần thiết dùng trong quá trình làm luận văn

Cuối cùng tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến những người thân trong gia đình đã động viên tác giả trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn này

Hà Nội, ngày tháng 12 năm 2012

Tác giả

Ngô Thế Hưng

Trang 2

BẢN CAM KẾT

Họ và tên học viên: Ngô Thế Hưng

Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy

Tên đề tài luận văn: “Nghiên cứu kết cấu và giải pháp thi công đê biển tuyến

Vũng Tàu - Gò Công bằng hệ cọc li tâm và cọc xiên”

Tôi xin cam đoan đề tài luận văn của tôi hoàn toàn là do tôi làm Những kết quả nghiên cứu, tính toán là trung thực, không sao chép từ bất kỳ nguồn thông tin nào khác Nếu vi phạm tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm và chịu bất kỳ hình thức

kỷ luật nào của Khoa và Nhà trường

Hà Nội, ngày tháng 12 năm 2012

Học viên cao học

Ngô Thế Hưng

Trang 3

MỞ ĐẦU 1 

I Tính cấp thiết của đề tài: 1 

II Mục đích của đề tài: 5 

III Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu: 5 

IV Kết quả đạt được của luận văn: 5 

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 7 

1.1 Giới thiệu chung vùng nghiên cứu 7 

1.2 Tổng quan các dạng công trình đê biển trên thế giới 10 

1.3 Tổng quan các dạng công trình đê biển trong nước 21 

1.4 Kết luận chương 1 24 

1.5 Những vấn đề nghiên cứu của luận văn: 25 

CHƯƠNG 2 LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU ĐÊ BIỂN TRÊN TUYẾN VŨNG TÀU – GÒ CÔNG 26 

2.1 Vị trí và quy mô dự án: 26 

2.1.1.  Vị trí công trình dự kiến: 26 

2.1.2.  Quy mô của dự án 26 

2.2 Mục tiêu và nhiệm vụ của dự án 27 

2.3 Điều kiện tự nhiên của vùng dự án: 28 

2.3.1.  Đặc điểm về thủy văn thủy lực: 28 

2.3.2.  Đặc điểm về sóng gió: 28 

2.3.3.  Đặc điểm về bão: 29 

2.3.4.  Đặc điểm về thủy triều: 30 

2.3.5.  Đặc điểm về địa hình: 31 

2.3.6.  Đặc điểm về địa chất: 31 

2.3.7.  Một số đặc điểm chính của tuyến công trình: 32 

2.4 Một số giải pháp kết cấu đê biển có thể áp dụng cho xây dựng tuyến đê biển Vũng Tàu - Gò Công 33 

Trang 4

2.4.3.  Giải pháp đê biển bằng hệ cọc ly tâm kết hợp với cọc xiên: 36 

2.4.4.  Giải pháp đê biển có cấu tạo bằng hệ thống tường ô vây: 38 

2.4.5.  Giải pháp đê biển có cấu tạo mái nghiêng kết hợp với tường cừ: 40 

2.4.6.  Giải pháp đê biển có cấu tạo bằng hệ thống xà lan tạo chân 41 

2.5 Kết luận chương 2: 42 

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN KẾT CẤU CHO GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH ĐÊ BIỂN BẰNG HỆ CỌC LY TÂM VÀ CỌC XIÊN 44 

3.1 Bố trí chung giải pháp kết cấu: 44 

3.1.1.  Thân đê: 44 

3.1.2.  Đỉnh đê: 45 

3.1.3.  Gia cố chân đê: 46 

3.2 Các thông số thiết kế: 46 

3.3 Tính toán xác định các thông số cơ bản của đê 47 

3.3.1.  Cao trình đỉnh đê: 47 

3.3.2.  Cao trình mặt dầm cầu công tác 49 

3.3.3.  Bề rộng mặt đê: 49 

3.4 Tính toán kiểm tra ổn định tổng thể của đê: 50 

3.4.1.  Tính toán ổn định kết cấu đê biển: 50 

3.4.2.  Tính toán kiểm tra ổn định thấm: 62 

3.4.3.  Tính toán kết cấu dầm cầu công tác: 69 

3.5 Kết luận chương 3 72 

CHƯƠNG 4 ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP THI CÔNG CÔNG TRÌNH 73 

4.1 Biện pháp thi công cọc trong nước: 73 

4.1.1.  Thi công cọc trong nước bằng hệ sàn đào: 73 

4.1.2.  Thi công cọc trong nước bằng tàu đóng cọc trên hệ nổi: 78 

4.2 Biện pháp thi công một số cấu kiện khác: 83 

4.2.1.  Thi công cọc chèn và kín nước giữa các cọc 83 

4.2.2.  Thi công dầm cầu công tác: 84 

Trang 5

4.3 Kết luận chương 4 87 

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 89 

TÀI LIỆU THAM KHẢO 92 

Trang 6

HÌNH MINH HỌA

Hình 1.1 Tác động nặng nề của biến đổi khí hậu tại Việt Nam 1 

Hình 1.2 Quy hoạch chống ngập úng khu vực TP Hồ Chí Minh 2 

Hình 1.3 Vị trí tuyến đê biển đề xuất nhìn từ Google Earth 3 

Hình 1.4 Giải pháp quy hoạch vùng Tp.HCM và Đồng Tháp Mười 7 

Hình 1.5 Phạm vi vùng ảnh hưởng của tuyến đê biển 9 

Hình 1.6 Bản đồ đê biển ở Hà Lan 10 

Hình 1.7 Mặt cắt ngang đê qua các thời kỳ 11 

Hình 1.8 Tổng thể đê biển Afsluitdijk – Hà Lan 12 

Hình 1.9 Mặt cắt ngang đê Afsluitdijk 13 

Hình 1.10 Vị trí tuyến đê biển Saemangeum 14 

Hình 1.11 Mặt cắt ngang đê Saemangeum 15 

Hình 1.12 Vị trí tuyến đê biển St Peterburg - Nga 16 

Hình 1.13 Mặt cắt ngang đê St.Peterburg 17 

Hình 1.14 Một số hạng mục công trình đê biển St Peterburg 18 

Hình 1.15 Vị trí của dự án New Orleans Surge Barrier 18 

Hình 1.16 Mặt cắt ngang New Orleans 19 

Hình 1.17 Đê NamPho – Bắc Triều Tiên 20 

Hình 1.18 Các hạng mục chính của đê biển Nam Pho 21 

Hình 1.19 Kết cấu điển hình của đê biển ở Việt Nam 22 

Hình 1.20 Một số công trình đê biển ở Việt Nam 23 

Hình 2.1.  Vị trí dự kiến vùng tuyến đê biển Vũng Tàu – Gò Công 26

Hình 2.2.  Mực nước quan trắc tại Vũng Tàu tháng 01/2005 30 

Hình 2.3.  Cắt dọc địa hình tại vị trí tuyến đê chính 31 

Hình 2.4.  Cắt ngang kết cấu đê biển dạng 1 33 

Hình 2.5.  Cấu tạo đê biển dạng 2 35 

Hình 2.6.  Kết cấu mặt cắt đê biển dạng 3 38 

Hình 2.7.  Kết cấu đê biển dạng tường ô vây 39 

Trang 7

Hình 2.9.  Mặt cắt ngang đê phương án 6 41 

Hình 3.1 Bình đồ vị trí hố khoan trên tuyến đê biển Vũng Tàu - Gò Công 31

Hình 3.2 Mặt cắt ngang thân đê 44 

Hình 3.3 Cấu tạo hàng cọc chịu lực thân đê 45 

Hình 3.4 Cấu tạo dầm đỉnh đê 46 

Hình 3.5 Cắt dọc tường cọc 54 

Hình 3.6 Sơ đồ ngoại lực tác dụng lên công trình 55 

Hình 3.7 Mô hình bài toán trong Plaxis 56 

Hình 3.8 Biến dạng tổng thể tường cọc, đất nền 57 

Hình 3.9 Chuyển vị nền theo phương ngang 57 

Hình 3.10 Chuyển vị nền theo phương đứng 58 

Hình 3.11 Ứng suất hiệu quả trong nền 58 

Hình 3.12 Chuyển vị trong cọc chính 59 

Hình 3.13 Nội lực trong cọc chính 59 

Hình 3.14 Chuyển vị trong cọc chống 60 

Hình 3.15 Nội lực trong cọc chống 61 

Hình 3.16 Mô hình tính toán - THTT .67 

Hình 3.17 Mô hình tính toán - THKT 67 

Hình 3.18 Dòng thấm qua công trình - THTT 67 

Hình 3.19 Dòng thấm qua công trình - THKT 68 

Hình 3.20 GradientXY dưới chân cọc, cửa ra - THTT 68 

Hình 3.21 GradientXY dưới chân cọc, cửa ra - THKT 68 

Hình 3.22 Gradien cửa ra - THTT 69 

Hình 3.23 Gradien cửa ra - THKT 69 

Hình 3.24 Mô hình kết cấu trên phần mềm Sap2000 70 

Hình 3.25 Nội lực sinh ra trong cấu kiện 71 

Hình 4.1.  Mặt bằng hệ sàn đạo và xà lan định vị đóng cọc 74

Hình 4.2.  Cắt ngang biện pháp thi công cọc bằng sàn đạo 74 

Trang 8

Hình 4.4.  Thi công cọc công trình New Orleans 76 

Hình 4.5.  Bố trí sàn đạo dạng đường ray 77 

Hình 4.6.  Thi công cọc tại Cảng Quốc tế Sp-PSA 78 

Hình 4.7.  Tàu đóng cọc Biển Đông CT16 79 

Hình 4.8.  Màn hình dữ liệu trên tàu 80 

Hình 4.9.  Thi công cọc tại cảng Nghi Sơn - Thanh Hóa 81 

Hình 4.10.  Tàu đóng cọc TDC 09 82 

Hình 4.11.  Thi công cọc tại cảng Dung Quất 82 

Hình 4.12.  Thi công cọc nhà máy nhiệt điện Ômôn – Cần Thơ 83 

Hình 4.13.  Thi công kín nước giữa các cọc 83 

Hình 4.14.  Thi công lắp ghép dầm mũ đầu cọc 85 

Hình 4.15.  Cấu kiện chống sóng chân đê 86 

Hình 4.16.  Cần cẩu lắp đặt kết hợp với thợ lặn hỗ trợ dưới nước 86 

Hình 4.17.  Thi công thả rọ đá bằng phao chuyên dụng 87 

BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Chiều cao sóng và chu kỳ sóng theo tần suất lặp lại 29 

Bảng 2.2: Mực nước đỉnh triều tại các trạm thủy văn ứng với tần suất xuất hiện 30 

Bảng 3.1: Các thông số kỹ thuật của các cấu kiện 55 

Bảng 3.2: Thông số kết cấu được mô phỏng trong phần mềm Plaxis 55 

Bảng 3.3: Chỉ tiêu cơ lý của đất nền (KH5) 56 

Bảng 3.4: Tổ hợp mực nước tính toán và kiểm tra thấm 62 

Bảng 3.5: Kết quả tính toán thấm 69 

Bảng 3.6: Kết quả tính toán kết cầu dầm cầu công tác 71 

Trang 9

MỞ ĐẦU

I Tính cấp thiết của đề tài:

Vấn đề biến đổi khí hậu và nước biển dâng đã gây ra tình trạng xâm nhập mặn, thiếu nước ngọt, vấn đề úng ngập, thoát lũ của vùng Đồng Tháp Mười (ĐTM) và Thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM) với xu hướng ngày càng gia tăng Mưa cực đoan trên lưu vực sông Đồng Nai - Sài Gòn và tại khu vực TP.HCM, kết hợp triều cường – nước biển dâng sẽ càng gây sức ép đến hệ thống tiêu thoát nước, làm gia tăng tình trạng ngập lụt cho Thành phố trong thời gian tới

(a) Ngập lụt do triều cường (b) Lúa chết do nhiễm mặn

(c) Thiếu nguồn nước ngọt (d) Diện tích đất liền bị thu hẹp

Hình 1.1 Tác động nặng nề của biến đổi khí hậu tại Việt Nam

Để giải quyết tình trạng ngập úng do triều cường và lũ ở TP.HCM, Thủ tướng chính phủ đã phê duyệt Quy hoạch thủy lợi chống ngập úng khu vực TP.HCM theo quyết định số 1547/QĐ-TTg ngày 28/10/2008 Quy hoạch này bao gồm việc xây dựng một hệ thống đê bao dài 187 km, 12 cống lớn, 22 cống có khẩu độ từ 7,5m

Trang 10

đến 60m và 70 cống có khẩu độ từ 2m đến 5m Giai đoạn I bảo vệ vùng I (bờ hữu sông Sài Gòn, Nhà Bè, Vàm Cỏ, Vàm Cỏ Đông) diện tích khoảng 140.000ha, đến nay việc triển khai dự án đã bước sang năm thứ năm Tuy nhiên, vấn đề về giải phóng mặt bằng và nguồn vốn trong quá trình xây dựng đang vấp phải những khó khăn nhất định, đây chính là nguyên nhân gây kéo dài thời gian xây dựng của dự án

Hình 1.2 Quy hoạch chống ngập úng khu vực TP Hồ Chí Minh

Song song với việc thực hiện dự án chống ngập thì cũng có nhiều đề tài, chương trình hay dự án khác đã và đang được triển khai nhưng nhìn chung vẫn chưa cải thiện được tình hình khu vực Đặc biệt là Thành phố Hồ Chí Minh vẫn bị ngập

Trang 11

mỗi khi có mưa lớn hay thủy triều lên cao (mới đây nhất ngày 17/10/2012 triều cường đã đạt đỉnh +1.64; vượt mốc lịch sử) Điều này đòi hỏi cần phải có một giải pháp mang tính tổng thể để có thể giải quyết triệt để toàn bộ những vấn đề này

Ý tưởng xây dựng tuyến đê biển Vũng Tàu đến Gò Công được Bộ Nông nghiệp & Phát triển Nông thôn đề xuất là công trình kỳ vọng sẽ giải quyết được các vấn đề về lũ, xâm nhập mặn, nước biển dâng…một cách tổng thể cho TP Hồ Chí Minh và các vùng phụ cận Đồng thời sẽ khắc phục được các vấn đề còn tồn tại của các dự án đã và đang được thực hiện như hạn chế giải phóng mặt bằng, đẩy nhanh tiến độ thi công, thuận lợi trong công tác quản lý, có thể ứng dụng nhiều giải pháp xây dựng hiện đại và quan trọng hơn nữa đây sẽ là công trình lợi dụng tổng hợp và

đa mục tiêu Khi công trình hoàn thành sẽ hình thành một diện tích khu vực rộng lớn được bảo vệ làm tiền đề để phát triển kinh tế xã hội của khu vực

Hình 1.3 Vị trí tuyến đê biển đề xuất nhìn từ Google Earth

Tuyến đê biển được đề xuất từ Gò Công đến gần Vũng Tàu (cách Vũng Tàu 5 km), nối tiếp với tuyến đê nhánh đi vào rừng Cần Giờ Chiều dài tuyến đê chính dài 28km, một cống kiểm soát triều, thoát lũ rộng từ 1000÷1500m, cao trình ngưỡng -12,0m và tổ hợp Âu thuyền, sau đó kết nối với Vũng Tàu bằng cầu giao thông rộng

Trang 12

22,5m, dưới cầu các loại tàu bè đi lại bình thường vào khu vực vịnh Gành Rái Tuyến đê phụ dài 13km nối từ đầu cầu phía đê chính đi vào Cần Giờ chiều sâu bình quân gần 4,5m Theo phương án này sẽ tạo được hồ chứa có diện tích mặt nước khoảng 40.000ha, dung tích 2,5 tỷ m3 Ngoài ra cần xây dựng một cống kiểm soát triều, thoát lũ rộng 200m, ngưỡng -12,0m và âu thuyền trên sông Lòng Tàu

Tuy nhiên, đây là một vấn đề quá lớn, cả về tính chất công trình, quy mô công trình và các tác động khác, là công trình mang tính chất liên ngành có kỹ thuật rất phức tạp Chính vì vậy, Chính phủ đã có chủ trương thực hiện ý tưởng một cách thận trọng bằng các bước đi cụ thể Bước đi đầu tiên là thực hiện đề án “ Nghiên cứu xác lập cơ sở khoa học và thực tiễn cho việc xây dựng tuyến đê biển đa mục tiêu Vùng Tàu - Gò Công“, bao gồm 6 đề tài với các mục tiêu và nhiệm vụ cụ thể

Đề tài:” Nghiên cứu kết cấu và các giải pháp xây dựng tuyến đê biển Vũng Tàu -

Gò Công” mang mã số ĐTĐL.2011-G/40 là một trong những đề tài thuộc đề án

Mặc dù hệ thống đê biển của nước ta đã được xây dựng và hình thành từ rất sớm nhưng công nghệ xây dựng nói chung và xây dựng mới đê biển ngay trên nền đất yếu nói riêng tại Việt Nam hiện nay còn lạc hậu rất nhiều so với các quốc gia trên thế giới và trong khu vực Các công trình đê biển và công trình ngăn sông ở nước ta vẫn còn nặng về hình thức kết cấu và mang tính truyền thống nên hiệu quả lợi dụng tổng hợp và tính thẩm mỹ chưa cao

Với quy mô rất lớn và nhiều vấn đề kỹ thuật phức tạp, dự án đê biển Vũng Tàu

- Gò Công là một dự án tổng thể, đa mục tiêu, nó bao gồm nhiều hạng mục công trình như: Hệ thống đê biển, các công trình cống kiểm soát triều, hệ thống Âu thuyền, hệ thống cầu giao thông trên đê v.v…Mỗi hạng mục công trình đảm nhiệm một chức năng, nhiệm vụ riêng biệt, nhưng luôn đảm bảo sự thống nhất chung về mặt tổng thể cho toàn bộ công trình

Việc nghiên cứu một cách kỹ lưỡng giải pháp kết cấu và biện pháp thi công xây dựng tuyến đê biển Vũng Tàu - Gò Công cùng với các hạng mục công trình khác trên tuyến đê nhằm đảm bảo hài hòa giữa lợi ích và tác động đến môi trường sinh thái, phù hợp với điều kiện của Việt Nam là hết sức cần thiết

Trang 13

Đề tài luận văn: “Nghiên cứu kết cấu và giải pháp thi công đê biển tuyến

Vũng Tàu - Gò Công bằng hệ cọc li tâm và cọc xiên” sẽ tập trung nghiên cứu giải

pháp kết cấu và thi công cho hạng mục đê biển theo phương án sử dụng tổ hợp hệ cọc li tâm và cọc xiên tạo ổn định cho đê Trên cơ sở nghiên cứu kế thừa các công nghệ xây dựng đã và đang phát triển trên thế giới cũng như trong nước để đề xuất giải pháp về kết cấu và phương pháp thi công

II Mục đích của đề tài:

Nghiên cứu, phân tích lựa chọn phương án và tính toán kết cấu, đề xuất giải pháp thi công bằng hệ cọc li tâm và cọc xiên cho hạng mục đê biển tuyến Vũng Tàu

- Phương pháp nghiên cứu:

+ Phương pháp điều tra khảo sát, thu thập tổng hợp tài liệu

+ Phương pháp nghiên cứu lý thuyết, sử dụng mô hình toán và các phần mềm ứng dụng

+ Phương pháp chuyên gia và hội thảo

+ Phương pháp phân tích, tổng hợp

IV Kết quả đạt được của luận văn:

9 Tổng quan về các hình loại công trình đê biển;

9 Đề xuất một số giải pháp kết cấu công trình đê biển có thể ứng dụng để xây dựng trên tuyến Vũng Tàu - Gò Công

Trang 14

9 Phương pháp tính toán kết cấu cho hạng mục đê biển

9 Đề xuất giải pháp thi công đê biển theo phương án lựa chọn

Trang 15

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Giới thiệu chung vùng nghiên cứu

Vùng hạ du lưu vực sông Đồng Nai nằm ở vùng cửa sông của nhiều con sông lớn thuộc hệ thống sông Đồng Nai, nên chịu ảnh hưởng mạnh mẽ của những biến động dòng chảy trên sông, thủy triều từ biển Đông, trong đó tác động từ thủy triều mang tính thống trị Địa hình của vùng hạ du này thấp trũng, hướng ra biển với trên 60% đất đai có cao trình thấp dưới +2m Ở phía thượng lưu nhiều hồ chứa lớn đã và đang được xây dựng, lũ được giữ lại, lưu lượng bình quân mùa lũ giảm, nên dòng chảy trong sông yếu dần Ngược lại, dòng triều tác động ngày càng mạnh lên và đang có xu thế ngày càng gia tăng, vấn đề xâm nhập mặn và thiếu nước ngọt đã và đang xảy ra nghiêm trọng trên sông Sài Gòn, ảnh hưởng trực tiếp đến các nhà máy cấp nước trong vùng

Việc san lấp các vùng trũng lấy đất xây dựng, các công trình đê ngăn lũ, ngăn triều, ngăn mặn dọc sông đã làm dòng chảy, dòng triều tập trung vào trong sông, làm dâng cao mức nước đỉnh triều và hạ thấp mức nước chân triều Biên độ triều tăng, dẫn đến năng lượng triều gia tăng, thời gian truyền triều từ biển vào rút ngắn, dòng chảy trên sông bị dồn nén, xói lở bờ gia tăng, khả năng tiếp nhận nước mưa từ

hệ thống tiêu không thuận lợi Cùng với tác động của biến đổi khí hậu, nước biển dâng làm cho vấn đề ngập úng ở TP.HCM ngày càng thêm trầm trọng Theo số liệu của nhiều báo cáo khoa học, mỗi năm TP.HCM bị lún sụt từ 1,5÷3cm do khai thác nước ngầm và các nguyên nhân khác Điều này cho thấy, nếu không có giải pháp ngăn chặn thì tình trạng ngập úng ngày càng trầm trọng hơn

Trang 16

Vùng Đồng Tháp Mười (ĐTM) với diện tích khoảng 750.000 ha, là vùng trũng thấp rất khó thoát nước, những tác động do hoạt động của con người nên xu hướng ngập lũ trong nội đồng ngày càng gia tăng về chiều sâu ngập và thời gian ngập (chênh lệch mức nước max giữa Tân Châu (trên sông) và Mộc Hóa (mực nước trong đồng) giảm từ 2,5 đến 3m xuống còn 1,5m trong 40 năm qua Tổng lượng nước tiêu thoát từ ĐTM ra sông Tiền khoảng 70%, nhưng xu hướng này ngày càng hạn chế do các khu dân cư tiếp tục phát triển sâu vào vùng ĐTM Hướng tiêu thuận lợi cho vùng ĐTM là sông Vàm Cỏ Tuy nhiên, do tác động của nước biển dâng, sự gia tăng của động năng dòng triều nên vấn đề tiêu thoát theo hướng này cũng ngày càng khó khăn Đây là vùng khó tiêu nhất, ngập sâu và dài ngày nhất của Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) Nhiều vùng chua phèn của vùng ĐTM như Bắc Đông, Bo Bo vẫn chưa được giải quyết, môi trường vùng giáp nước không được cải thiện, nếu tăng được khả năng thoát lũ ra sông Vàm Cỏ thì thời gian ngập và độ sâu ngập trong vùng sẽ giảm đáng kể, diện tích đất phèn sẽ được cải tạo và thu hẹp Vấn đề xâm nhập mặn, thiếu nước ngọt xảy ra thường xuyên tác động lớn đến sản xuất của tỉnh Long An Hiện tại vào mùa khô chúng ta vẫn phải xả nước từ hồ Dầu Tiếng xuống sông Vàm Cỏ để đẩy mặn, đây chỉ là giải pháp tình thế Để giải quyết vấn đề xâm nhập mặn, trữ ngọt cho vùng ĐTM, rất cần sớm xây dựng cống lớn trên sông Vàm

Cỏ (Bộ NN&PTNT đã cho lập dự án tiền khả thi năm 2005) Để dự trữ nước ngọt cho khu vực, phương án quy hoạch cũng đã xem xét và nhiều lần bàn thảo đến vấn

đề xây dựng hồ chứa nước ngọt ở vùng ĐTM Mặt khác, để chủ động kiểm soát lũ phục vụ phát triển kinh tế xã hội, sản xuất nông nghiệp vùng ĐBSCL, trong đó có chủ trương của Chính phủ coi vụ Thu-Đông là vụ sản xuất chính thì việc tìm giải pháp tiêu thoát cho khu vực Đồng Tháp Mười là một trong những việc làm cấp bách Theo kết quả khảo sát thực tế vừa qua sau trận lũ lớn 2011, cho đến hết tháng 12/2011 trên 60% diện tích của các vùng sản xuất vụ Đông Xuân tỉnh An Giang và Đồng Tháp vẫn chưa xuống giống được do mực nước trong đồng vẫn còn cao, mặc

dù Chính phủ đã hỗ trợ kinh phí bơm tát

Chương trình đê biển từ Quảng Ngãi đến Kiên Giang đã được Chính phủ phê

Trang 17

duyệt và đang thực hiện Trong đó, đê biển thuộc khu vực TP.HCM cần được xây dựng ngay, nhưng hiện đang gặp khó khăn trong việc lựa chọn phương án tuyến vì

hệ thống kênh rạch lớn quá nhiều Đê biển đoạn Gò Công tỉnh Tiền Giang, một phần khu vực Cần Giờ thuộc TP.HCM và đê cửa sông của Long An đã được Chính phủ phê duyệt hơn 4.000 tỷ đồng

Hệ thống thủy lợi Gò Công thuộc tỉnh Tiền Giang với diện tích 55.000ha đã được xây dựng tương đối hoàn chỉnh Tuy nhiên trong những năm gần đây vào mùa khô, nước mặn xâm nhập bao quanh toàn hệ thống, dẫn đến tình trạng thiếu nước ngọt và ô nhiễm môi trường nghiêm trọng

Sự gia tăng mực nước tại trạm Phú An liên tục từ 2005 trở lại đây với mực nước đỉnh triều cường là +1,59m (ngày 26 tháng 12 năm 2011) mức cao nhất trong vòng 50 năm qua, xem như là một mối đe dọa đến diễn biến ngập ở TP.HCM Nghiên cứu khả thi và thiết kế kỹ thuật hệ thống tiêu thoát nước mưa do JICA giúp

đỡ vừa mới hoàn thiện đang trong giai đoạn thi công đã bộc lộ những điểm không phù hợp khi mà cao trình các cửa tiếp nhận nước mưa đã thấp hơn mực nước triều cường, gây ngập triều ở nhiều nơi trong thành phố

Hình 1.5 Phạm vi vùng ảnh hưởng của tuyến đê biển

Dự án đê biển Vũng Tàu - Gò Công liên quan trực tiếp đến vùng hạ du lưu vực

hệ thống sông Đồng Nai, và một phần khu vực Đồng Tháp Mười bao gồm các tỉnh

Trang 18

Bình Dương, Đồng Nai, TP.HCM, Tây Ninh, Long An, Đồng Tháp và Tiền Giang, với tổng diện tích 1.080.520 ha

1.2 Tổng quan các dạng công trình đê biển trên thế giới

Ngay từ xa xưa đê biển đã được sử dụng như một giải pháp hữu hiệu cho việc chống lại các tác hại do thủy triều, gió bão, ngập lụt và cả mở rộng thêm đất đai (quai đê lấn biển) Ngày nay, đê biển được sử dụng rộng rãi để bảo vệ ngăn triều và chống ngập lụt cho các khu vực thấp Cho đến nay, đê biển đã được áp dụng rộng rãi ở nhiều nước như Hà Lan, Hàn Quốc, Bangladesh, Thái Lan, Mỹ v.v…

Các dạng công trình đê biển chủ yếu được sử dụng hiện nay bao gồm:

- Đê biển dạng truyền thống mái nghiêng

- Đê biển có kêt cấu dạng tường đứng

- Đê biển có kêt cấu dạng thùng chìm

a) Đê biển Hà Lan :

The Netherlands là cái tên mà người ta đặt cho Hà Lan, có nghĩa là vùng đất thấp hay còn gọi là vùng trũng, với nhiều khu vực ngập lụt, nhiễm mặn, phèn hoá, châu thổ chịu lũ chính của lưu vực sông Rhin, thường xuyên hứng chịu triều cường của biển Bắc Nhưng cũng vì đặc điểm này mà người Hà Lan đã trở thành một trong những chuyên gia số một về thuỷ lợi và công trình biển với rất nhiều thành tựu đáng khâm phục

Hình 1.6 Bản đồ đê biển ở Hà Lan

Trang 19

Đê biển Hà Lan đã được sử dụng để bảo vệ lũ lụt trong hàng trăm năm qua Có thể nói Hà Lan là đất nước có nhiều kinh nghiệm trong thiết kế đê biển Cho đến nay, nhiều quốc gia đã và đang áp dụng các dạng thiết kế của Hà Lan trong việc xây dựng đê biển

Trong thiết kế đê biển, Hà Lan sử dụng chủ yếu là kết cấu đê dạng mái nghiêng, mặt cắt điển hình của đê biển được khuyến cáo theo thiết kế sau đây:

- Độ dốc mái đê phía biển thường lấy 1:3 → 1:6, thiết kế này có thể làm giảm các tác động của sóng biển

- Độ dốc mái đê phía đất liền từ 1:2 → 1:3, giảm thiểu diện tích chiếm đất phía sau công trình và tối đa hóa sự ổn định của đê

- Các lớp không thấm nước: thường bao gồm đất sét nhưng đôi khi được bổ sung bởi nhựa đường nhằm vào mục đích bảo vệ phần lõi cát

- Khối bảo vệ chân (chân khay): đây là lớp bảo vệ ngoài cùng của bãi biển và ngăn ngừa các ảnh hưởng của sóng làm mất bãi do tác động vận chuyển bùn cát ngang cũng như dọc bờ

- Phần lõi của đê thường bao gồm cát để đảm bảo rằng nước ngấm qua thân đê

có thể chảy ra Phần lõi này hỗ trợ cho các lớp phủ và gia tăng trọng lượng cho cấu trúc của đê biển góp phần chống lại áp lực nước cao

- Kênh thoát nước, kênh tiêu: cho phép dòng thấm sau khi chảy ra được tiêu thoát đi, từ đó đảm bảo kết cấu đê biển không bị suy yếu khi gặp trường hợp bão hòa nước

Trang 20

Đê biển ở Hà Lan đã được nâng cấp hai lần trong thế kỷ 20 Tất cả đê biển đều cần thiết được xây dựng đến cao trình +4,30 Sau trận lũ thảm họa năm 1953, cao trình đê đã được quyết định nâng lên đến mức +7,65m Phần nửa dưới của đê cho thấy cao trình trước và sau khi nâng cao về phía trong của đê

* Hệ thống đê biển Afsluitdijk

Đê biển Afsluitdijk là một trong những minh chứng điển hình nhất cho đất nước Hà Lan trong lĩnh vực đê biển Công trình này chạy dài từ mũi Den Oever thuộc tỉnh Noord Holland lên đến mũi Zurich thuộc tỉnh Friesland Mục đích chính của dự án là nhằm giúp Hà Lan giảm thiểu tối đa các tác động của biển Bắc đến hoạt động thuỷ sản và nông nghiệp khu vực các tỉnh phía Bắc

Hình 1.8 Tổng thể đê biển Afsluitdijk – Hà Lan

Tổng chiều dài tuyến đê biển hơn 30km, rộng 90m, và độ cao ban đầu 7,50m trên mực nước biển trung bình Điều phi thường là giai đoạn thi công được tiến hành trong khoảng thời gian có 6 năm, từ 1927 đến 1933

Trang 21

4 Cống thoát nước - 5 cống, mỗi cống có 5 cửa rộng 12m, sâu 4m

- Tổng lưu lượng qua cống: 5.000m3/s

5 Âu thuyền - Đảm bảo cho tàu có tải trọng 6000 tấn

Giai đoạn thi công được tiến hành từ bốn điểm xuất phát, bao gồm hai đầu từ hai phía đất liền và hai đảo thi công trung gian được hình thành ngay giữa biển Bắc

Từ bốn điểm xuất phát này, chân đê cơ bản được mở rộng dần bằng cách đóng cọc

và phun trực tiếp sét tảng lăn xuống biển từ tàu thi công, tạo nên hai chân đập nhỏ song song đồng thời, phần lòng giữa được bổ sung bằng cát Tiếp theo, các phương tiện thi công cơ giới bao mặt đê bằng sét, gia cố móng bằng đá bazan Bề mặt trên cùng được phủ cát, đất, trồng cỏ và trải nhựa phục vụ mục đích giao thông

Hình 1.9 Mặt cắt ngang đê Afsluitdijk

Lễ khánh thành Afsluitdijk và tượng đài tôn vinh kiến trúc sư trưởng lừng danh Dudok chính thức diễn ra vào ngày 25/9/1933, tại chính điểm ghép nối cuối cùng trên thân đê Hiện nay mực nước phía trong đất liền được kiểm soát và điều chỉnh mức thấp hơn mực nước biển bên ngoài khoảng 5÷6m

b) Dự án đê biển Saemangeum – Hàn Quốc

Đê biển Saemangeum cách thành phố Seoul khoảng 200km về phía nam Nó

có một hệ thống đường giao thông ở phía trên Đê biển mang tên Saemangeum bao quanh một vùng biển có diện tích 401km2 bằng khoảng 2/3 diện tích thành phố Seoul Với chiều dài 33,9 km; nằm giữa biển Hoàng Hải và cửa sông Saemangeum

Dự án được tiến hành từ năm 1991 và được hoàn thành năm 2010 Dự án được kỳ vọng sẽ mang lại lợi ích to lớn cho phát triển công nghiệp, nông nghiệp, nuôi trồng

Trang 22

thủy sản và kết nối giao thông thuận lợi giữa hai khu vực quan trọng là Gunsan và Buan (rút ngắn khoảng cách giữa 2 khu vực này từ 99 km xuống còn 33 km).

Hình 1.10 Vị trí tuyến đê biển Saemangeum

Chính phủ Hàn Quốc đã chi 2,9 nghìn tỷ won (2,6 tỷ USD) cho dự án, bình quân 76,7 triệu USD/km đê Trong vòng 10 năm tới dự án sẽ cần thêm 21 nghìn tỷ won nữa Số tiền này sẽ được sử dụng để bồi thường đất cho dân, xây dựng cơ sở hạ tầng và các hồ chứa nước ngọt khổng lồ

Bộ Nông nghiệp Hàn Quốc khẳng định Saemangeum vượt qua đê biển Afsluitdijk (xây dựng xong vào năm 1933) ở Hà Lan để trở thành đê chắn biển dài nhất hành tinh Bộ này cũng khẳng định đê chắn biển Saemangeum sẽ biến những bãi đầm lầy và nước thủy triều thành những ngành công nghiệp sạch Nó cũng sẽ tạo nên nhiều tác động tích cực đối với du lịch, nông nghiệp và môi trường

Sau khi đê Saemangeum được xây xong, nó sẽ biến một vùng đất hoang rộng lớn thành đất trồng trọt Ban đầu chính quyền Seoul định dành 70% diện tích đất cải tạo cho sản xuất nông nghiệp, nhưng hiện nay sản lượng lương thực của Hàn Quốc đang vượt xa nhu cầu của dân Vì thế chính phủ sẽ xây một thành phố mới để phát triển các ngành công nghiệp, vận tải, du lịch, giải trí và trồng hoa Ngoài ra vùng đất được khai hoang và thành phố cảng Gunsan sẽ cùng sở hữu một khu phức hợp kinh

tế quốc tế, được gọi là khu vực tự do kinh tế Saemangeum - Gunsan

Trang 23

Hình 1.11 Mặt cắt ngang đê Saemangeum

Một số thông số chính của đê Saemangeum:

+ Bề rộng mặt đê 35 m, chân đê rộng trung bình 290m (tối đa 535m)

+ Chiều cao đê trung bình 36 m (tối đa 54 m)

+ Đê có hai hệ thống xả lũ có khả năng thoát lũ lên đến 16.000 m3/s

+ Hệ thống xả lũ Garyeok có 8 cửa cống và hệ thống xả lũ Shinsi có 10 cửa, mỗi cửa rộng 30m cao 15m được trang bị với hai hệ thống cửa van lên xuống ở hai đầu nặng 484 tấn

c) Đê biển bảo vệ thành phố St Peterburg - Nga

Lũ lụt đã ảnh hưởng nhiều đến sinh hoạt bình thường của người dân thành phố St.Peterburg, hạn chế việc sử dụng phần lãnh thổ ven biển, gây thiệt hại đáng kể cho nền công nghiệp và kinh tế của thành phố Lũ lụt đặt ra mối nguy hiểm thường xuyên đối với các công trình, di tích lịch sử, văn hóa, nghệ thuật và là mối nguy hiểm thực tế đối với sinh mạng con gười

Trang 24

Trước tình hình đó, hệ thống đê biển St.Peterburg được xây dựng với mục đích bảo vệ thành phố khỏi ngập lụt khi mực nước dâng lên với tần suất 1 lần trong

1000 năm (1/1000) Ngoài ra tuyến đê còn kết hợp làm đường giao thông vành đai gồm 6 làn xe dọc theo tuyến công trình

Hình 1.12 Vị trí tuyến đê biển St Peterburg - Nga

Dự án được bắt đầu từ năm 1978 và sau khi bị tạm dừng kéo dài từ những năm

1990 đến đầu những năm 2000, dự án được tiếp tục thực hiện lại vào năm 2005 và cuối cùng được khánh thành vào năm 2011

Vị trí công trình nằm gần vịnh Neva và vịnh Phần Lan, nối liền các thị trấn Gorki; Kronstadt và Lomonosov với chiều dài tổng cộng là 25.4km, trong đó có 22.2km băng ngang vịnh Phần Lan ở độ sâu trung bình 2.9m

Tổng chi phí xây dựng của dự án là 109 tỷ Rubles (khoảng 3,85 tỷ USD)

Các hạng mục chính của dự án bao gồm: một tuyến đê bằng đất và đá liên kết phần giữa các công trình cửa cống xả và âu thuyền từ Kotlin đến phần bờ vịnh Phần Lan Đê biển có chiều dài khoảng 23.4km trong tổng chiều dài công trình là 25.4km Bốn đoạn đê từ D1÷D4 với tổng chiều dài 8.118,5m nằm trong vùng nước Cổng Nam, đoạn D5 dài 2025m nối đến Kotlin và 6 đoạn từ D6÷D11 với tổng chiều dài 13.223m nằm trong vùng phía bắc của vịnh Neva Mặt đê có chiều rộng nhỏ nhất là 29m để bảo đảm đủ cho việc xây dựng đường cao tốc gồm 6 làn xe Đoạn D3 cao nhất tại điểm cắt ngang luồng hàng hải hiện hữu Đê có hàng loạt các đặc điểm cấu trúc đặc biệt liên quan đến các điều kiện địa chất khác nhau của phần đất nền bên dưới, kỹ thuật xây dựng và sử dụng vật liệu xây dựng

Trang 25

Hình 1.13 Mặt cắt ngang đê St.Peterburg

Căn cứ vào các điều kiện địa chất công trình trên toàn chiều dài vùng nước, kết cấu đê sử dụng vật liệu xây dựng tại chỗ để đảm bảo cho độ bền vững cần thiết của công trình trong điều kiện ngập nước, chống được các tác động mạnh của sóng biển và lực va của băng trôi Phần đỉnh đê có tính triệt tiêu sóng đặc biệt nhờ cấu tạo mái dốc bằng đá hộc; gờ tiêu sóng rộng 8m ở cao độ +3.0m; mái dốc nối tiếp phía trên bằng các tấm bê tông cốt thép chuyển tiếp đến tường chắn sóng cao 8.0m; tiếp giáp với cửa xả hoặc bằng đá với lan can bê tông cốt thép trên các phần thân đê còn lại

Phần thân đê là đường ôtô gồm 6 làn xe rộng 29m đến cao trình 6,5m; phía vịnh có tường chắn sóng cao 1,5m cho phép lưu thông hơn 30.000 xe/ngày đêm

Trên tuyến công trình còn có 2 âu thuyền C1 và C2 với kênh chuyển tiếp và 6 cửa thoát nước B1÷B6, 11 phân đoạn đê từ D1÷D11 cùng với các công trình phục

vụ điều hành chung

Hệ thống cửa xả: với mục đích chính là cho phép luân chuyển nước qua lại, bảo tồn sự trao đổi nước tự nhiên giữa vịnh Neva và vịnh Phần Lan ở phía Bắc và phía Nam, bảo vệ thành phố khỏi ngập lụt khi gặp triều cường

Trang 26

Hình 1.14 Một số hạng mục công trình đê biển St Peterburg

d) Công trình New Orleans - Mỹ:

Năm 2005, siêu bão Katharina đổ bộ vào đất liền New Orleans với vận tốc gió lên tới 140 dặm một giờ (193km/h), kèm theo là chiều cao nước dâng lên đến 6 m, vượt đỉnh và tràn qua một nửa của hệ thống bảo vệ lũ lụt, nó đã nhấn chìm phía đông nam của Lousiana Đã có hơn 1.830 người bị mất nhà cửa khi cơn bão đi qua

và hậu quả mà nó để lại trong các khu vực ven biển của sông Mississippi, Alabama

và Louisiana là rất lớn Vấn đề chính là New Orleans không có hệ thống chống bão

và bảo vệ lũ lụt Các hệ thống đê hiện tại không được thiết kế chống lũ có tần suất lớn Sau khi cơn bão đi qua, vấn đề cấp thiết đặt ra với thành phố New Orleans là nhu cầu về một hệ thống đê biển bảo vệ cho các cơn bão mới

Vị trí công trình: Vị trí của dự án nằm trong vùng đất ngập nước của hồ

Borgne, phía đông của thành phố New Orleans, gần với nơi hợp lưu của vịnh

Intracoastal và cửa ra của sông Mississippi

Hình 1.15 Vị trí của dự án New Orleans Surge Barrier

Trang 27

Mục tiêu của công trình được thiết kế là để làm giảm nguy cơ thiệt hại do bão cho một số khu vực dễ bị ảnh hưởng nhất như: phía đông của New Orleans, các ga tàu điện ngầm và khu vực St Bernard Parish Công trình sẽ góp phần đảm bảo cho các vùng quan trong này khỏi ảnh hưởng của các cơn bão đến từ vịnh Mexico và hồ nước Borgne

Công trình bao gồm một tuyến đê chống bão dài 1,8 km và 2 cửa xả Cửa xả 1

có chiều rộng thông nước là 17m, ngưỡng cống đặt ở cao độ -2,4m Cửa xả thứ 2 được xây dựng để phục vụ cho giao thông thủy trên vịnh Intercoastal Cửa cống có cấu tạo dạng cửa van cổng Mỗi cửa có chiều rộng thông nước là 46m, cao trình ngưỡng cống đặt ở -4,9m

Điều kiện địa chất tại khu vực này tương đối mềm yếu, do đó vấn đề xử lý nền

là một trong những thử thách lớn đối với các kỹ sư thiết kế nền móng công trình Toàn bộ tuyến đê có cấu tạo bởi 1.271 cọc ống bê tông dự ứng lực đường kính 1,7m; chiều dài mỗi cọc là 44m, trọng lượng mỗi cọc là gần 96 tấn Hệ thống cọc xiên gia cường có cấu tạo là cọc ống thép được đóng xiên 1:1,5 Phần dầm đầu cọc kết hợp làm cầu công tác là những khối bê tông đúc sẵn

Hình 1.16 Mặt cắt ngang New Orleans

Trang 28

Đất nền được thay thế 1 lớp bằng cấu tạo dạng bên trái và bên phải được đổ bằng đá hộc chạy dọc theo tuyến tường cừ, ở giữa được đổ bằng cát

Đáy biển phía trước chân công trình được gia cố bằng một lớp đá hộc kết hợp với vải địa kỹ thuật để bảo vệ và chống lại sự xói mòn

Chi phí xây dựng của dự án là hơn 1,1 tỷ USD Dự án được thiết kế bởi Hiệp hội các kỹ sư của quân đội Mỹ Đây là dự án dân sự lớn nhất của họ từ trước tới nay

và lớn nhất trên thế giới về công nghệ Foodwall

Việc thiết kế theo phương án tường cọc cừ đã giảm được ít hơn một nửa khối lượng vật liệu so với đê biển bình thường

e) Đê biển Nam Pho - CHDCND Triều Tiên

Hệ thống đê biển Tây hay còn gọi là đê biển Nam Pho nằm tại vị trí cửa ra của sông TaeDong, cách thành phố Nam Pho - Bắc Triều Tiên khoảng 15km về phía Tây Tuyến đê có chiều dài 8km, được xây dựng bởi quân đội nhân dân Triều Tiên trong vòng 5 năm, từ năm 1982 đến năm 1986

Hình 1.17 Đê NamPho – Bắc Triều Tiên

Trang 29

+ Giải quyết nhu cầu tưới tiêu và mở rộng diện tích đất nông nghiệp

Tổng chi phí xây dựng: 4 tỷ USD

Đê biển Nam Pho không chỉ giúp cho nền kinh tế của khu vực Nam Pho phát triển mà còn biến sông Taedong thành một hồ nước nhân tạo, tách nó từ biển Tây và

do đó đảm bảo nước sạch phục vụ cho nông nghiệp, cuộc sống hàng ngày của người dân và tránh nguy cơ lũ lụt v.v…

Đê có kết cấu dạng đê mái nghiêng bằng vật liệu đất đá hỗn hợp, đê được kết hợp làm tuyến đường sắt, đường cao tốc, đường đi bộ Ngoài tuyến đê chính, công trình còn có 36 khoang cửa cống tiêu thoát nước, 3 âu thuyền cho phép tàu thuyền

có tải trọng lên đến 50.000 tấn qua lại hàng ngày

Hình 1.18 Các hạng mục chính của đê biển Nam Pho

1.3 Tổng quan các dạng công trình đê biển trong nước

Việt Nam là một quốc gia nằm trong khu vực ổ bão Tây bắc Thái Bình Dương với đường bờ biển dài trên 3.260 km, tỷ lệ giữa đường bờ biển so với diện tích lục địa là rất lớn Do vậy hệ thống đê biển của nước ta cũng đã được hình thành từ rất sớm, là minh chứng cho quá trình chống chọi với thiên nhiên không ngừng của

Trang 30

người Việt Nam Hiện nay dọc theo bờ biển đã có các hệ thống đê biển với quy mô khác nhau được hình thành qua nhiều thời kỳ, bảo vệ cho sản xuất, dân sinh kinh tế của các vùng trũng ven biển

Tuy nhiên, hiện nay Việt Nam chỉ có hệ thống đê ven bờ biển, chủ yếu có kết cấu là đê đất, cao trình đỉnh đê thấp, thường ở cao độ +5,0m; bề rộng đỉnh đê khoảng từ 2,0m đến 5,0m; điều này cũng gây khó khăn cho việc duy tu, bảo dưỡng đặc biệt là sau những trận sạt lở đê do bão lũ

Đê biển miền Bắc thuộc loại lớn nhất cả nước tập trung chủ yếu ở các tỉnh Hải Phòng, Thái Bình và Nam Định Một số tuyến đê biển đã được nâng cấp hiện nay

có cao trình đỉnh phổ biến ở mức +5,5 m (kể cả tường đỉnh) Mặt đê được bê tông hóa 1 phần, nhưng chủ yếu vẫn là đê đất, sình lầy trong mùa mưa bão và dễ bị xói

bề mặt

Hình 1.19 Kết cấu điển hình của đê biển ở Việt Nam

(a) Đê biển Cát Hải, Hải Phòng (b) Đê biển Đồ Sơn

Trang 31

(c) Đê biển Thịnh Long 2010

(d) Đê biển Nghĩa Hưng - Nam Định Hình 1.20 Một số công trình đê biển ở Việt Nam

Với Đồng bằng sông Cửu Long, tổng chiều dài tuyến đê là khoảng 1.359 km, trong đó 618 km đê biển và 741 km đê cửa sông Chiều dài đê cửa sông là 30 km cho sông lớn và 10÷15 km cho các sông rạch nhỏ Hầu hết các tuyến đê biển nằm dọc và cách bờ biển 200÷500m đối với tuyến biển Tây, 500÷2.000 m đối với các tuyến biển Đông Riêng đoạn Bảy Háp - Gành Hào (tỉnh Cà Mau) tuyến đê lùi sâu vào trong

Theo dự báo, nếu không chủ động ứng phó trong một khoảng thời gian ngắn nữa do tác động của biến đổi khí hậu toàn cầu, nước biển dâng cao sẽ làm cho khoảng 15.000÷20.000 km2 tại Đồng bằng sông Cửu Long bị ngập, trong đó có 9/13 tỉnh bị ngập gần như hoàn toàn, làm cho sản xuất nông nghiệp gặp khó khăn lớn Trong khi đó, độ cao và sức chịu đựng của hệ thống tuyến đê biển tại Đồng bằng sông Cửu Long hiện chưa đáp ứng yêu cầu ngăn nước biển dâng và sức tàn phá của sóng biển với cường độ mạnh Đoạn đê biển đi qua huyện U Minh, Trần

Trang 32

Văn Thời, Phú Tân ở tỉnh Cà Mau và huyện Hòn Đất ở tỉnh Kiên Giang thuộc tuyến biển Tây, kéo dài từ Cà Mau đến Kiên Giang dài khoảng 260km hiện bị xói lở nghiêm trọng

Theo quy hoạch mới, sẽ có gần 620km đê biển và hơn 740km đê cửa sông tại vùng Đồng bằng sông Cửu Long được nâng cấp hoặc xây dựng mới theo quy cách với chiều rộng mặt đê 6m để kết hợp giao thông, mái trong có độ dốc m=2÷3, mái ngoài có độ dốc m=3÷4, lưu không 10m phía đồng và 50m phía biển; bên ngoài đê

Ngoài ra, một số dạng kết cấu mới trong thi công đê biển như: Kết cấu dạng tường cừ bằng cọc ống bê tông dự ứng lực trong dự án đê biển New Orlearns - Mỹ; một số công nghệ về thùng chìm trong thi công đê chắn sóng của các cảng biển lớn

Trang 33

v.v Mỗi loại công trình phù hợp với một điều kiện địa chất nền, chiều sâu cột nước

và mục tiêu nhiệm vụ cụ thể của tuyến đê

Với đê biển Việt Nam thì chủ yếu là đê kè dọc bờ biển, hệ thống đê chưa đồng

bộ, kết cấu đơn giản và khả năng chịu tác động của sóng gió là chưa lớn Mặt cắt ngang đê thường có dạng mái nghiêng kết hợp với tường chắn sóng, vật liệu đắp đê thường là vật liệu địa phương và cấu tạo mặt đê thường thiết kế kết hợp với đường giao thông

Như vậy, có thể nói việc xây dựng một tuyến đê biển có vị trí cách xa bờ, tính chất phức tạp và đáp ứng đa mục tiêu như Vũng Tàu - Gò Công là dạng công trình lần đầu tiên được nghiên cứu tại Việt Nam Sự phân tích, đánh giá và tổng quan các dạng công trình đê biển trên thế giới có ý nghĩa quan trọng và là tiền đề cho việc nghiên cứu, đề xuất các giải pháp kết cấu chính trong xây dựng tuyến đê biển Vũng Tàu - Gò Công

1.5 Những vấn đề nghiên cứu của luận văn:

Trên cơ sở phân tích về tính cấp thiết của giải pháp kết cấu và công nghệ thi công đê biển tuyến Vũng Tàu - Gò Công, các vấn đề về tổng quan và phương pháp tiếp cận Trong phạm vi luận văn này, tác giả tập trung đi sâu vào nghiên cứu một

số nội dung sau đây:

- Nghiên cứu và lựa chọn giải pháp kết cấu đê biển có thể ứng dụng để xây dựng cho tuyến đê biển Vũng Tàu - Gò Công

- Nghiên cứu phương pháp tính toán kết cấu đê biển

- Nghiên cứu và đề xuất biện pháp thi công công trình

Trang 34

CHƯƠNG 2 LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU ĐÊ BIỂN TRÊN TUYẾN

VŨNG TÀU – GÒ CÔNG 2.1 Vị trí và quy mô dự án:

2.1.1 Vị trí công trình dự kiến:

Theo kết quả nghiên cứu đề xuất bước đầu, sơ bộ chọn vị trí tuyến đê biển như sau: Vị trí tuyến đê biển xuất phát từ phía Gò Công (Tiền Giang) đến gần Vũng Tàu (cách Vũng Tàu 5km), nằm phía ngoài các cửa sông chính như: Cửa Soài Rạp, Lòng Tàu, cửa sông Thị Vải, cách bãi biển Cần Giờ khoảng 10km

Hình 2.1 Vị trí dự kiến vùng tuyến đê biển Vũng Tàu – Gò Công

2.1.2 Quy mô của dự án

+ Tuyến đê chính: xuất phát từ Gò Công đến gần Vũng Tàu Chiều dài tuyến

đê chính là 28km, chiều sâu mực nước trung bình khoảng 6,5m (tính từ cốt ±0,0m)

+ Tuyến đê phụ: chiều dài 13km nối từ đầu cầu phía đê chính đi vào Cần Giờ,

chạy dọc tuyến đê phụ là dải đất rộng 1.000m, chiều sâu mực nước đoạn đê này bình quân khoảng 5,0m

Trang 35

+ Cống kiểm soát triều, thoát lũ: có chiều rộng khoảng 1000÷1500m, cao trình

đáy -12m, được chia thành nhiều khoang có hệ thống cửa van đóng mở

+ Âu thuyền: được thiết kế đáp ứng cho tàu thuyền có tải trọng đến 30.000 tấn, + Cầu giao thông: Chiều dài khoảng 5km kết nối tuyến đê chính với Vũng

Tàu; cầu được thiết kế theo công nghệ hiện đại, chiều rộng B=22,5m, dưới cầu các loại tàu bè đi lại bình thường vào khu vực vịnh Gành Rái

Theo phương án này sẽ tạo được hồ chứa có diện tích mặt nước 43.000 ha (kể

cả trong sông là 50.000ha), tổng dung tích 2,5÷3 tỷ m3 (dung tích hữu ích cho phòng

lũ 1,5 tỷ m3) Ngoài ra, cần xây dựng một cống kiểm soát triều, thoát lũ rộng 200m, cao trình đáy -12m kết hợp với âu thuyền cho tàu 20.000 tấn trên sông Lòng Tàu Bên cạnh đó, khi đê biển hình thành dự kiến sẽ có 5 khu vực dành cho phát triển đô thị mới bao gồm: Đô thị Vũng Tàu mở rộng; Đô thị sinh thái Cần Giờ; Đô thị sinh thái (dọc tuyến đê phụ); Đô thị khoa học biển; Đô thị dịch vụ kinh tế biển

2.2 Mục tiêu và nhiệm vụ của dự án

Mục tiêu và nhiệm vụ chính của dự án là:

+ Chống lũ lụt, ngập úng và xâm nhập mặn cho toàn vùng TP.HCM, trước mắt

và lâu dài (khi mực nước biển dâng thêm 75÷100cm); Tăng cường khả năng thoát

lũ, giảm chiều sâu và thời gian ngập lụt, chống xâm nhập mặn cho vùng ĐTM trong điều kiện biến đổi khí hậu và nước biển dâng;

+ Chống xâm nhập mặn cho khu vực Gò Công, Long An; phòng chống thiên tai và các tác động từ biển cho toàn bộ khu vực TP Hồ Chí Minh và vùng ĐTM với diện tích hơn 1 triệu ha

+ Về lâu dài khi, sau khi xử lý tốt môi trường ở khu vực sẽ chuyển thành hồ chứa nước ngọt cho vùng Đồng Tháp Mười, chuẩn bị cho mọi sự biến động bất lợi

về dòng chảy do tác động của các hồ thủy điện và các nước ở phía thượng nguồn + Dự án tạo điều kiện rút ngắn khoảng cách giao thông giữa các tỉnh miền Tây với các tỉnh ở Nam Trung bộ Đặc biệt, dự án có tác động tích cực và đem lại hiệu ích tổng hợp, tạo sự liên kết cho phát triển kinh tế - xã hội, tạo động lực cho phát triển ngành công nghiệp, dịch vụ, mở rộng và hình thành chuỗi đô thị mới của cả

Trang 36

TP.HCM và các tỉnh, thành phố lân cận (Vũng Tàu, Đồng Nai, Long An, Tiền Giang và các tỉnh Tây Nam Bộ,…) Là nơi xây dựng hệ thống cảng biển trong tương lai, khai thác năng lượng gió và năng lượng triều

+ Sử dụng một phần đất và mặt nước hồ khu vực lấn biển lấy kinh phí xây dựng đê biển, giảm kinh phí đầu tư của nhà nước

2.3 Điều kiện tự nhiên của vùng dự án:

2.3.1 Đặc điểm về thủy văn thủy lực:

Dự án đê biển Vũng Tàu - Gò Công liên quan trực tiếp đến vùng hạ du lưu vực

hệ thống sông Đồng Nai, và một phần khu vực Đồng Tháp Mười bao gồm các tỉnh Bình Dương, Đồng Nai, TP.HCM, Tây Ninh, Long An, Đồng Tháp và Tiền Giang, với tổng diện tích 1.080.520 ha

Hệ thống sông trong vùng dự án là phần hạ lưu của sông Mê Kông và hệ thống sông Vàm Cỏ, sông Đồng Nai, sông Sài Gòn, sông Nhà Bè, sông Soài Rạp, sông Lòng Tàu, sông Cái Mép - Thị Vải cùng với hệ thống sông kênh sông trong Đồng Tháp Mười và vùng thành phố Hồ Chí Minh Ngoài ra, dự án còn chịu tác động trực tiếp từ các chế độ thủy triều, thủy văn, thủy lực và các điều kiện hải văn khác của biển Đông

Do hiện nay các đề tài mới chỉ đang ở giai đoạn đầu thực hiện, chủ yếu là khảo sát, đo đạc, thu thập số liệu nên chưa có các kết quả về thủy văn, thủy lực phục vụ cho việc tính toán chi tiết, lựa chọn các thông số kỹ thuật cho công trình

Trang 37

a) Biểu đồ hướng gió tại mỏ Bạch Hổ b) Biểu đồ hướng gió tại Vũng Tàu

Bảng 2.1: Chiều cao sóng và chu kỳ sóng theo tần suất lặp lại

Hoang Van Huan – 2006

Đây là giá trị sóng, gió quan trắc tại trạm Bạch Hổ cách vùng dự án 120km

Để có số liệu tính toán cần phải tính toán truyền sóng về đến vùng dự án

2.3.3 Đặc điểm về bão:

Mùa bão tại Việt Nam thông thường từ tháng 5 đến tháng 01 năm sau, trong

đó tập trung nhiều nhất từ tháng 6 đến tháng 10 trong mùa mưa và phân bố không đều theo vùng địa lý, tần suất xuất hiện bão giảm dần từ Bắc vào Nam với tỉ lệ: Miền Bắc 58,4%; Miền Trung 36,85% và Miền Nam 4,8% Ngoài ra, cường độ của bão tại khu vực Miền Nam cũng nhỏ hơn so với Miền Bắc và Miền Trung

Bão tác động vào bờ biển Việt Nam thường nhỏ và sâu có nghĩa là vùng ảnh hưởng của bão thì nhỏ (40-100km) nhưng gradient áp suất không khí giữa tâm bão

và viền ngoài lại lớn, vận tốc gió có thể đạt tới 56 m/s

Vùng dự án thuộc vùng Đông Nam Bộ là khu vực ít xuất hiện bão Tuy nhiên, trong khoảng 15÷20 năm gần đây số lượng cơn bão đổ bộ vào Vũng Tàu - Tp Hồ

Trang 38

Chí Minh có xu hướng tăng lên Trong 60 năm gần đây đã có 12 cơn bão đổ bộ vào

vùng dự án, đây là vấn đề cần tính tới khi thiết kế đê biển Vũng Tàu - Gò Công

Tốc độ gió gần khu vực Vũng Tàu tương ứng với chu kỳ lặp lại

(Lyon Associates inc Consulting Engineers, 1974)

2.3.4 Đặc điểm về thủy triều:

Đặc điểm thủy triều tại khu vực dự án là chế độ bán nhật triều không đều, một

ngày lên xuống 2 lần với biên độ lớn (4÷4,5m) Các số liệu được quan trắc thường

xuyên tại trạm thủy văn Vũng Tàu từ năm 1982 đến nay

Hình 2.2 Mực nước quan trắc tại Vũng Tàu tháng 01/2005 Bảng 2.2: Mực nước đỉnh triều tại các trạm thủy văn ứng với tần suất xuất hiện

Đơn vị: (cm)

Tần suất (P %) Trạm

Trang 39

2.3.5 Đặc điểm về địa hình:

Địa hình trên tuyến đê biển theo tài liệu thu thập được đã có sự thay đổi khá nhiều từ cao trình đáy đến vị trí các bãi bồi trên tuyến Dựa vào cao độ của các hố khoan địa chất có thể sơ bộ xác định cao độ địa hình dọc tuyến đê dự kiến Cao trình đáy biển tại vị trí tuyến trung bình khoảng -8.0, có chỗ sâu tới -11,0m đến -12,0m; Tại các vị trí cửa Lòng Tàu cao trình sâu nhất khoảng -20,0m đến -22,0m

Hình 2.3 Cắt dọc địa hình tại vị trí tuyến đê chính

2.3.6 Đặc điểm về địa chất:

Tuyến đê Vũng Tàu - Gò Công nằm trên khu vực mà nơi đây có địa chất nền rất phức tạp, đặc biệt là lớp đất mặt trên cùng Đây là lớp đất sét yếu có tính chất cơ

lý kém, hầu như ít có khả năng chịu tải trọng

Hình 3.1 Bình đồ vị trí hố khoan trên tuyến đê biển Vũng Tàu - Gò Công

Trang 40

Căn cứ vào kết quả các thông số ở các hố khoan đã khảo sát cho thấy:

Lớp 1: Sét hữu cơ màu xám đen, xám nâu, đôi chỗ xen lớp mỏng cát hạt mịn

Trạng thái dẻo chảy Lớp này phân bố trên tuyến đê với chiều dày từ 4,0m đến 7,5m Lớp này có chiều dày tăng dần đến 30m tại cửa sông Lòng Tàu

Lớp 2: Cát pha màu nâu vàng, xám trắng, kích thước hạt từ mịn đến trung

Trạng thái chặt vừa đến chặt Lớp này nằm xen kẹp và xuất hiện không đều trên tuyến Chủ yếu xuất hiện ở đoạn cửa sông Lòng Tàu Trên tuyến đê chính lớp này xuất hiện tại các hố khoan HK1; HK2; HK3 với chiều dày thay đổi trong khoảng từ

4 ÷ 8m Chỉ số SPT thay đổi trong khoảng (4 ÷ 8)

Lớp 3: Sét, sét pha cát hạt mịn màu nâu đỏ, xám trắng Trạng thái dẻo cứng,

nửa cứng Lớp này có chiều dày trong khoảng từ 5,0m đến 15,0m và nằm sâu đến cao trình từ -12,0m đến -30,0m Chỉ số SPT thay đổi trong khoảng (8 ÷ 24) Lớp này phân bố trên toàn bộ tuyến đê

Lớp 4: Cát, màu nâu vàng, xám trắng, kích thước hạt từ mịn đến trung Trạng

thái chặt vừa đến chặt Lớp này có chiều dày trong khoảng từ 10m đến 20m và nằm sâu đến cao trình từ -30m đến -50m Chỉ số SPT thay đổi trong khoảng (6 ÷ 24) Lớp này không phân bố trên toàn bộ tuyến đê, mà chỉ xuất hiện ở các hố khoan HK1, HK2, HK3, HK4, HK5 và HK6

Lớp 5: Cát màu vàng nâu, trạng thái từ chặt vừa đến chặt, kích thước hạt thay

đổi từ trung đến thô Lớp này có chiều dày trong khoảng từ 15m đến 30m và nằm sâu đến cao trình từ -20,0m đến -50,0m Chỉ số SPT thay đổi trong khoảng (17 ÷ 54) Lớp này không phân bố trên toàn bộ tuyến đê, mà chỉ xuất hiện ở các hố khoan

từ HK4 đến HK11

2.3.7 Một số đặc điểm chính của tuyến công trình:

Công trình đê lấn biển nói chung và công trình đê biển tuyến Vũng Tàu - Gò Công nói riêng có đặc điểm chung lớn nhất là đều được xây dựng mới trên nền đất yếu Với những đặc điểm cơ bản đó sẽ dẫn tới một số vấn đề khác về mặt kỹ thuật cần phải hết sức quan tâm khi nghiên cứu đề xuất, tính toán kết cấu công trình cũng như giải pháp thi công Đó là:

Ngày đăng: 22/03/2021, 22:53

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

🧩 Sản phẩm bạn có thể quan tâm

w