hàn khẩn cấp đê bị vỡ bÃo Một vấn đề thực tế cần xem xét hoàn cảnh hệ thống đê TS Lấ XUN ROANH Khoa Kỹ thuật biển, Đại học Thủy lợi Tổng quan đường bờ biển Việt Nam tác động bão số (Damry) năm 2005 tới hệ thống đê biển Nước ta có đường bờ dài 3200 km, có nhiều đoạn đê biển hình thành, bảo vệ vùng dân cư sau đê; Tuy nhiên cịn nhiều tuyến đê chưa hồn chỉnh Nếu xét theo khu vực địa lý đê biển chia thành hai loại bản: đê biển khu vực đồng ven biển Bắc bộ, Trung đê bao Nam Hệ thống đê biển từ Quảng Ninh tới Quảng Nam hình thành qua nhiều thời gian lịch sử, chất lượng không đồng nhất, chiều cao đỉnh đê cịn thấp, bão thường xuất hiện tượng nước tràn qua đỉnh Hệ thống đê biển Nam nhiều bất cập, nhiên khu vực ảnh hưởng bão nhiệt đới, song cường độ gió xảy khu vực phía bắc khó đảm bảo an tồn tồn tuyến Đê biển phía bắc ln chịu ảnh hưởng trực tiếp gián tiếp bão áp thấp nhiệt đới, phổ biến thường xảy thời gian từ tháng đến tháng 10 Năm 2005 xảy số bão khu vực này, bão số – tên quốc tế Damry- bão mạnh vòng năm qua, gây thiệt hại nặng nề cho khu vực từ Quảng Ninh đến Hà Tĩnh Tại Vùng Hải HậuNam Định, bão số với sức gió mạnh cấp 10, cấp 11 giật cấp 12 trì thời gian dài 12 (từ 1h/27/9 đến 13h ngày), lại trùng với thời gian nước triều cường (từ giờ, đạt đỉnh lúc kéo dài đến 13 ngày 27/9) nên gây nước dâng cao từ 1m dọc bờ biển từ Hải Phịng đến Thanh Hóa, cao quan trắc Hải Hậu – Nam Định 2,05m Bão, nước dâng làm cho nhiều tuyến đê bị vỡ, nước mặn tràn vào đồng Hệ thống đê biển chịu ảnh hưởng thiệt hại nhiều Nam Định Thanh Hóa Nếu tính khu vực Nam Định bão làm hư hại 19.054m dài đê Trong đó: - Huyện Giao Thuỷ - 3.882 m bao gồm đoạn: Cai Đề - Tiền Lang, Tiền Lang - Cống số 8B, Cống số 8B - Cống Thanh Niên, Cổ Vạy Ang Giao Phong - Huyện Hải Hậu - 8.122 m, bao gồm đoạn: Đoạn đê kè Hải Thịnh III, Cồn Tàu – Hải Hoà, Táo Khoai – Hạ Trại (Hải Hồ), đoạn đê kè Kiên Chính, đê kè Hải Thịnh II, mỏ kè Xuân Hà đoạn đê Phúc Hải (Hải Lộc) - Huyện Nghĩa Hưng - 7.050m, tập trung đoạn đê kè Nghĩa Phúc 1.300m lại hố sạt, trượt nằm rải rác từ xã Nghĩa Bình đến xã Nghĩa Hải Ngay bão có số đoạn đê bị chọc thủng Đê biển huyện Hải Hậu bị vỡ ba đoạn xã Hải Thịnh, Hải Hịa, Hải Đơng, đê biển huyện Giao Thủy bị vỡ khu vực cống Thanh Niên với chiều dài 300-400m - Tại xã Hải Thịnh bão làm vỡ đoạn đê dài 174m từ K26 + 485 đến K26 + 659 Công tác hàn đê, bảo vệ người tài sản sau đê Vì cao trình đỉnh đê thấp, bão đổ vào gặp thời điểm triều cường khả sóng tràn qua đỉnh xảy đoạn đê mà bãi phía trước khơng có rừng ngập mặn, chắn sóng Mặt khác đê biển miền Bắc thường đắp cát, kết cấu bảo vệ mái hạ lưu chưa có, sóng trào qua đỉnh gây xói lở từ phía hạ lưu, kéo theo phá họai mái kè phía biển Chính khả vỡ đê lớn Để chủ động phịng ngừa có giải pháp ứng cứu chủ động, địa phương có đê xung yếu cần có giải pháp ứng cứu chủ động cố xảy 2.1 Thiết kế cao trình đê đoạn hàn Để hàn gắn nhanh chỗ đê bị chọc thủng ta cần tìm tuyến thuận lợi thi công, đê vững đảm bảo kết cấu ổn định với sóng biển Như tuyến có nhiều lợi tuyến đê cũ Để có sở cho tính tốn cần tn thủ quy định tiêu chuẩn thiết kế Theo 14 TCN 130 – 2002, cao trình đỉnh đoạn hàn xác định theo công thức sau: Z Đ Z MNTK hnd a hsl Trong đó: ZĐ: cao trình đỉnh đê hàn (m) ZMNTK: cao trình mực nước triều thiết kế (m) hnd : chiều cao nước dâng thời đoạn thi công (m) 11 a: độ cao an tồn, tính tốn theo tiêu chuẩn (m) hsl: chiều cao sóng leo (m) Một số trao đổi: Khi tính chiều cao đỉnh đê lấy cao trình mực nước triều thiết kế (tức trị số đo mực nước triều trạm đo bao hàm chiều cao nước dâng) Do không cịn có thành phần thứ hai ( hnd) (a) Mực nước triều thiết kế ZMNTK: Theo số liệu quan trắc trạm Hòn Dấu, chế độ triều Nhật triều hồn tồn Hàng tháng có triều lên xuống với chu kỳ: khoảng 25 ngày ngày có đỉnh chân triều Như việc xác định mực nước triều thiên văn trạm hồn tồn xác định được, khơng phụ thuộc vào cấp cơng trình Song thiết kế việc xác định cao trình đỉnh đê phụ thuộc vào cấp cơng trình tính tốn Vì chiều cao cuối hẳn phụ thuộc vào thơng số cịn lại chiều cao sóng leo, phụ thuộc vào độ dốc, vật liệu lớp bảo vệ mái Theo tính tốn Hịn Dấu ta có: - Mực nước triều thiết kế cho trường hợp thi công lõi đê tạm :+ 2,21m Ở địa phương cần tính tốn, người thiết kế phải tính tốn truyền cao độ triều từ trạm đo đến vị trí cần xây dựng Bài tốn sau tính cho đê biển vùng Hải Hậu- Nam Định Với đê biển cấp IV, đê tạm cấp V, mực nước triều thiết kế ZPB = 2,21 m (b) Chiều cao nước dâng Hnd Chiều cao khơng có : hnd = (c) Trị số gia tăng độ cao an tồn Cơng trình cấp V, chọn a = 0,3 m (d) Chiều cao sóng leo hsl Với mái đê phía biển m = 1,0 (< 1,25), dựa vào 14TCN 130 – 2002 tính chiều cao sóng leo theo cơng thức sau: hsl = K.KW.Kp.K.Ro H S Trong đó: K - Hệ số kể đến độ nhám tính thấm mái (0,5- 0,7); KW - Hệ số kinh nghiệm (1,002); Kp - Hệ số tính đổi tần suất tích lũy chiều cao sóng leo (1,48), K - Hệ số xét đến góc nghiêng β hướng truyền sóng hướng vng góc với tuyến đê ( K = 1); Ro – Chiều cao sóng leo dẫn xuất (Tra theo bảng D – trang 95) Với m = cotgα = ta có Ro = 2,2 Thay thông số vào công thức ta được: hsl = 0,5.1,002.1,48.1.2,2.0,87 = 1,42m Như vậy: Z Đ Z MNTK a h sl = 2,21 + 0,3 + 1,42 = 3,93 (m) 12 Cao trình đỉnh đê hàn tính tốn cịn thấp, song giai đoạn thi cơng ngắn, tạm thời nên trị số chấp thuận 2.2 Thiết kế mặt cắt đê hàn - Bề rộng đỉnh đê hàn khẩu: Đủ rộng để người lại nâng cao ổn định, chọn B > 3,5 m - Kết cấu vật liệu: Bao tải cát, dung tích vỏ bao 50 lít, cát chứa bên 30 lít - Mái dốc phía biển: m = 1,0; mái phía đồng: m = 0,0 (thẳng đứng) - Cao trình đáy đập hàn khẩu: Tôn cao đáy nơi bị vỡ lên đến cao độ mặt nước bão Sau đê lộ khỏi mặt nước đưa mặt cắt thiết kế 2.3 Phương án hàn đê Việc hàn đê cần tiến hành thời gian ngắn đảm bảo an toàn chịu tác động trực tiếp nước biển Vị trí đê nằm tuyến cũ Vì phương pháp lấp nhanh dùng bao cát, thả rối phần mực nước dâng, phần mực nước dâng xếp theo hàng; mái phía biển m = 1,5; mái phái đồng m = 0,0 Sau mặt cắt đoạn hàn hình thành, mái phía biển tận dụng đá mái kè cũ, xếp rọ sắt, gia cố mái phía biển để bảo vệ thân đập từ sóng biển Đoạn khơng cịn đá tận dụng sử dụng vải địa kỹ thuật, gập lần, trải dọc mặt đê hàn khẩu, chân đỉnh chắn giữ bao tải cát Phía đồng tiến hành làm đường vây bao cát xếp đứng; sử dụng máy bơm hút cát từ đầm đẩy vào phần lắng cát (phần kè hàn đường vây) 2.4 Biện pháp tiêu nước mặn tràn vào qua cửa vỡ Sau đoạn đê hàn khẩu, triều rút, tiến hành bơm tiêu lượng nước ngập đồng qua cửa tiêu nước biển 2.5 Giải pháp thi cơng hồn thiện đê Sau đắp đoạn lõi đập hàn khẩu, đủ chống sóng từ biển tác động vào đê, ta tiến hành đắp đầy đủ mặt cắt tuyến đê Việc thi công phần đất lớp bảo vệ phụ thuộc lớn vào chế độ triều lên xuống Phần vật liệu thân đập cần chia làm vùng: phần mực nước triều cao nhất, phần nằm phần giao động triều phần nằm mực nước thấp triều (chân triều) Những vấn đề cần lưu ý giải - Việc thi công hàn đoạn đê vỡ việc làm khẩn cấp, thời gian ngắn phải hàn đoạn đê vỡ, chống nước biển tràn vào đồng Việc hàn thành công niềm tin, niềm hạnh phúc cho người thực Nếu công việc bị thất bại gây tâm lý lớn cho người liên quan, đặc biệt người dân sống sau đê vỡ - Thi cơng điều kiện mưa bão, gió to, sóng địa hình chật chội, việc tính tốn bố trí tổ chức thi cơng quan trọng Mọi việc tiến hành phải có quy trình khống chế chất lượng qua thơng số kỹ thuật yêu cầu - Việc thiết kế kết cấu công trình tạm phục vụ hàn phải xem xét kỹ lưỡng, vật liệu sử dụng phải đảm bảo yêu cầu: mặt đảm bảo thi công nhanh, mặt khác cần phải tận lượng kết cấu sử dụng thân đê, giảm giá thành cho xây dựng Vì kết cấu nên thiết kế phịng ngừa, tình xảy có giải pháp ứng phó ngay, đảm bảo hàn đoạn đê vỡ chắn Bài học kinh nghiệm - Vỡ đê bão hồn tồn có khả xảy số đoạn đê mặt phía biển khơng có bãi giảm sóng, khơng có rừng chắn sóng, đỉnh đê cịn thấp kết cấu bảo vệ mái chưa hồn chỉnh Vì phải có thiết kế phương án phòng ngừa - Phải chuẩn bị tinh thần sẵn sàng cứu nguy tình xảy Khi phải xử lý cố rõ ràng cần phải có đội thi cơng chun nghiệp, có đào tạo hồn chỉnh - Phải có vật liệu dự phịng vị trí cần thiết, gần điểm có khả xảy cố Số lượng chủng loại đầy đủ, đảm bảo chất lượng, thuận lợi bốc dỡ bảo quản Kết luận Vỡ đê sóng to, gió lớn xảy lúc triều cường gây thiệt hại cho số đoạn đê dải ven biển tỉnh Nam Định số đoạn đê tỉnh gần kề Chúng ta hàn đoạn đê vỡ với thời gian ngắn chất lượng, song qua thực tế cho thấy cịn có số bất cập định phương án hàn Để chủ động thi công, quan quản lý đê điều cần có phương án dự phịng trước, thiết kế mang tính chiến lược xử lý cố xảy Công tác chuẩn bị vật liệu cần làm cụ thể, sẵn sàng ứng cứu có cố có đội quân tinh nhuệ, chuyên nghiệp đảm nhận công việc quan trọng Tài liệu tham khảo [1] Lương Phương Hậu (2004), Cơng trình bảo vệ bờ biển hải đảo Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội [2] Hồng Lê Sơn (2006), Hiện trạng xói bồi chế phá hủy bờ biển Nam Định Hội thảo khoa học bảo vệ bờ biển – Tỉnh Nam Định, Hải Hậu 18- 05 – 2006 [3] 14 TCN-12 -2002 (2002); Cơng trình thủy lợi- Cơng tác xây lát đá, Quy phạm thi công nghiệm thu [4] 14 TCN- 130 -2002 (2002); Hướng dẫn thiết kế đê biển, Hà Nội Abstract EMERGENCY CLOSING DIKE BREACHES DUE TO STORMS- PRACTICAL ISSUE SHOULD BE CONCERNED Vietnam has a coastline of more than 3200 km in length, in which the main sea-dike systems have been constructed to protect residential areas, but some others are not stable yet Besides, the dikes have been built by several generations, with non-uniform quality and limited dike height, which result in overtopping during storms due to high waves, strong wind and high tides The storm number th occurred in 2005 (namely Damry) that caused many problem to safety of sea dike a long coastal line in the north part of Vietnam If the dike is breached, salty water can go to the lowland and causes many problem to people who live in a sea dike area This paper will show the problem caused by storm number th of 2005 to the sea dike in the north and the measures should be used to repairer the temporary dike (core dam) during typhoon time and later, and some lessons can be learned from this Người phản biện: PGS.TS Vũ Minh Cát 13