Nghiên cứu giải pháp thi công công trình cống chịu ảnh hưởng vùng triều

Bộ giáo dục đào tạo Bộ nông nghiệp ptnt Trờng đại học thuỷ lợi Nguyễn văn toàn Nghiên cứu giảI pháp thi công công trình Cống chịu ảnh hởng vùng triều Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy MÃ số: 60.58.40 luận văn thạc sĩ Ngời hớng dẫn khoa học: TS Đồng Kim Hạnh Hà nội - 2013 LỜI CẢM ƠN Tác giả luận văn xin cảm ơn sâu sắc cô giáo hướng dẫn TS Đồng Kim Hạnh hướng dẫn bảo tận tình suốt trình thực luận văn tốt nghiệp Tác giả xin gửi lời cảm ơn tới thầy, giáo tham gia giảng dạy khóa cao học 18 trường Đại học Thủy lợi tận tình hướng dẫn truyền đạt cho tác giả tri thức khoa học quý giá Tác giả xin cảm ơn Lãnh đạo trường Đại học Thủy lợi, Phòng đào tạo đại học sau đại học Bộ môn Công nghệ Quản lý xây dựng tạo điều kiện cho tơi hồn thành tốt cơng việc nghiên cứu khoa học Cuối cùng, tác giả xin chân thành cảm ơn đến gia đình, bạn bè, đồng nghiệp giúp đỡ, động viên, khích lệ để luận văn tốt nghiệp hoàn thành tốt đẹp Hà Nội, ngày tháng năm 2013 TÁC GIẢ Nguyễn Văn Toàn LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu trích dẫn trung thực Các kết nghiên cứu luận văn chưa người công bố cơng trình khác./ Hà Nội, ngày tháng TÁC GIẢ Nguyễn Văn Toàn năm 2013 MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH THI CƠNG CÁC CƠNG TRÌNH CỐNG CHỊU ẢNH HƯỞNG VÙNG TRIỀU .4 1.1 Tổng quan đặc điểm, điều kiện tự nhiên cơng trình cống vùng triều 1.1.1 Vùng ven biển từ Quảng Ninh đến Nghệ An (Cửa Hội) .4 1.1.2 Vùng ven bờ từ Nghệ An (Cửa Hội) đến Quảng Binh (Cửa Tùng) 1.1.3 Vùng ven bờ từ Cửa Nam Quảng Bình (Cửa Tùng) đến Cửa Thuận An 1.1.4 Vùng ven biển Cửa Thuận An lân cận 1.1.5 Vùng ven bờ Nam Thừa Thiên – Huế đến Bắc Quảng Nam Đà Nẵng .5 1.1.6 Vùng ven bờ từ Quảng Nam Đà Nẵng đến Thuận Hải .5 1.1.7 Vùng ven bờ từ Hàm Tân đến Mũi Cà Mau 1.1.8 Đặc tính thủy văn vùng cửa sơng có thủy triều 1.1.9 Chuyển động bùn cát vùng cửa sông 1.1.10 Điều kiện địa hình, địa chất 15 1.2 Các biện pháp thi cơng cơng trình vùng triều 21 1.2.1 Công nghệ thi cống cống vùng triều dạng truyền thống 23 1.2.2 Công nghệ thi công kiểu đập xà lan .27 1.2.3 Công nghệ ngăn sông dạng Đập trụ đỡ 29 1.3 Kết luận chương I 32 CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU ĐIỀU KIỆN ẢNH HƯỞNG TỚI Q TRÌNH THI CƠNG CƠNG TRÌNH CHỊU ẢNH HƯỞNG vùng TRIỀU 33 2.1 Phân tích, đánh giá điều kiện ảnh hưởng tới cơng trình vùng triều 33 2.1.1 Điều kiện địa hình 33 2.1.2 Điều kiện địa chất 33 2.1.3 Điều kiện thủy văn, dòng chảy, thủy triều 33 2.1.4 Điều kiện lợi dụng tổng hợp dòng chảy 34 2.2 Các nhân tố ảnh hưởng tới giải pháp thi công 34 2.2.1 Nhóm nhân tố điều kiện tự nhiên khu vực thi cơng cơng trình 34 2.2.2 Nhóm nhân tố điều kiện thi cơng cơng trình 35 2.2.3 Nhóm nhân tố đặc điểm kết cấu cơng trình 35 2.3 Các giải pháp cơng trình cống điều kiện vùng triều 35 2.4 Kết luận chương II 51 CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU, ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP HỢP LÝ THI CƠNG CƠNG TRÌNH CỐNG NHIÊU LỘC - THỊ NGHÈ 52 3.1 Tổng quan dự án “ Thi công cống Nhiêu Lộc – Thị Nghè” 52 3.2 Đặc điểm kết cấu, điều kiện tự nhiên 53 3.2.1 Đặc điểm kết cấu 53 3.2.2 Điều kiện địa hình 55 3.2.3 Điều kiện địa chất .56 3.2.4 Điều kiện thủy văn 57 3.3 Giải pháp thi công Cống 61 3.3.1 Tính tốn thơng số phục vụ cho thi công theo phương án chọn 63 3.3.2 Thi công xử lý 70 3.4 Kết luận chương III 89 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO 93 MỤC LỤC BẢNG BIỂU 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 B ảng 1.1: Số mũ công thức 1.4 0T 30T 12 B ảng 1.2: Thống kê số cơng trình ngăn vùng cửa sơng, ven biển 23 B ảng 1.3: Bảng thống kê xói lở hạ lưu số cống lộ thiên 26 B ảng 2.1: Kích thước thiết bị neo 41 0T 30T 0T 30T 0T B ảng 2.2: Thông số xích neo 0T 30T 30T B ảng 2.3: Thơng số mắt xích cuối 0T 30T B ảng 2.4: Thông số mắt xích quay 0T 30T 42 42 43 B ảng 2.5 : Thơng số vịng liên kết 43 B ảng 2.6: Thơng số vịng nối 44 B ảng 2.7: Thông số cáp 44 0T 30T 0T 0T 30T 30T B ảng 3.1: Phân bố địa hình lưu vực 0T 30T 56 B ảng 3.2: Các đặc trưng nhiệt độ 57 B ảng 3.3: Các đặc trưng gió 57 0T 0T 30T 30T B ảng 3.4: Mơ hình mưa trận ứng với chu kỳ lặp lại (năm) 0T 30T 59 B ảng 3.5 :Thời gian trì độ mặn g/l số vị trí điều kiện tự nhiên 60 0T 30T B ảng 3.6: Mực nước cực trị trạm Phú An 0T 30T B ảng 3.7: Mực nước triều lớn tính theo số liệu trạm Phú An H(cm) 0T B ảng 3.8: Điều kiện thủy văn thủy lực 0T 30T 30T B ảng 3.9: Đặc trưng kỹ thuật cọc cừ ván thép Larsen SP IV 0T 30T 60 61 63 64 B ảng 3.10: Cường độ chịu lực cho phép cọc cừ ván thép 64 B ảng 3.11: Đặc tính kỹ thuật cáp PC36 65 0T 30T 0T B ảng 3.12: Thông số đất đất đắp 0T B ảng 3.13: Thơng số vật liệu mơ hình 0T B ảng 3.14: Thông số ô tô 0T 30T 30T 30T 30T B ảng 3.15: Thông số yêu cầu vữa bentonite 0T 30T B ảng 3.16: Thông số điều chỉnh độ nhớt vữa bentonite 0T B ảng 3.17: Sai lệch cho phép cọc khoan nhồi 0T 30T 30T 67 67 74 76 79 87 H 0T DANH MỤC HÌNH VẼ ình 1.1 : Biểu đồ quan hệ H 0T H 0T 3 H 0T H 0T H 0T H 0T H 0T H 0T H 0T H 0T H 0T H 0T H 0T H 0T H 0T H 0T H 0T H 0T H 0T H 0T H 0T H 0T H 0T H 0T H 0T H 0T H 0T .9 ình 1.2: Phâ n bố ch iều dày hàm lượn g bùn cát với lưu tốc dòng triều ằng, cắt dọc biện pháp thi cơng hố móng cống đại diện 25 ình 1.6: Cấu tạo đập xà lan 29 30T 30T ình 1.7: Cơng trình ngăn mặn giữ Phó Sinh (Bạc Liêu -1998) ình 1.8: Cơng trình ngăn mặn giữ Sơng Cui (Long An -2001) ình 1.9: Cơng trình cống Hiền Lương (Quảng Ngãi) ình 2.1: Tìm trọng tâm hợp lực ình 2.2: Tính độ chìm 30T 30T 30T 30T 30T ình 2.3: Tính bán kính ổn định 30T 30 31 32 37 38 39 ình 2.4: Tính bán kính ổn định 39 ình 2.5: Tính độ nghiêng 40 30T ình 2.6: Thiết bị neo ình 2.7: Xích neo 30T 30T 30T 41 41 30T ình 2.8: Vịng xích ình 1.3: Cốn g l ower Rhin e 30T ình 2.9: Mắt xích cuối 30T ình2.10: Mắt xích quay 30T ình 2.11 : Vịng liên kết ình 2.12: Vịng nối ình 2.13: Neo 30T 30T 30T ình 2.14: Lực tác dụng vào neo 30T 42 42 43 43 44 45 47 30T ình 1.4: Cắt dọc, mặt đứng phía thượ ng lưu, hạ lưu cống đại diện ình 2.15: Lực xung kích tác dụng lên cáp neo 47 ình 2.16: Chiều dài cáp neo 47 30T ình 2.17: Một số hình ảnh thi công hệ 30T ình 2.18: Một số hình ảnh thi cơng phương pháp đắp đảo ình 3.1: Khu vực dự án 30T ình 1.5: Mặt b 30T 30T 30T 48 50 53 Hình 3.2: Mặt cơng trình 0T 30T 55 Hình 3.3: Mặt mặt cắt khung vây đắp cát 30T 0T 65 Hình 3.4: Mơ hình, tải tác dụng nội lực cừ, phản lực gối tựa 66 Hình 3.5: Mơ hình tính tốn giai đoạn thi cơng Hình 3.6: Biến dạng tổng thể biểu đồ mô men cừ - TH1 68 30T 0T 30T 0T 30T 0T H 0T H 0T H 0T ình 3.7: Biến dạng tổng thể biểu đồ mơ men cừ - TH2 69 ình 3.8: Ổn định tổng thể khung vây – TH2 69 ình 3.9: Máy khoan SOILMEC RT3 – ST 75 30T 30T 30T ình 3.10: Cấu tạo phiễu thử nhớt 77 ình 3.11: Sơ đồ tạo lỗ khoan 79 30T H 0T 30T 68 Hình 3.12: Cơng tác gia cơng cốt thép 0T 30T 81 Hình 3.13: Công tác hạ cốt thép 0T 30T Hình 3.14: Quy trình thi cơng cọc khoan nhồi 0T H 0T 30T 82 85 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Là quốc gia với chiều dài bờ biển khoảng 3260 km, hệ thống sơng ngịi dày đặc, với nhiều cơng trình thủy lợi vùng cửa sơng ven biển, Việt Nam có lợi lớn việc phát triển kinh tế biển khai thác nguồn lợi từ vùng bãi ven bờ Nhưng bên cạnh đó, phải gánh chịu thiệt hại nặng nề thiên tai từ biển mang lại Hàng năm đến thời điểm triều cường lên cao gây ngập úng diện rộng làm ảnh hưởng lớn đến đời sống sinh hoạt, sản xuất nhân dân Mặt khác vài thập niên gần thiên tai xảy khốc liệt biến đổi khí hậu tồn cầu Tình hình bão lũ, động đất, sóng thần, xói lở , xuất nhiều hơn, cường độ lớn hơn, diễn biến khó lường, khơng tuân theo quy luật Đặc biệt tương lai biến đổi khí hậu tồn cầu dẫn tới tình trạng nước biển dâng Theo cảnh báo Liên hiệp quốc Việt Nam nước chịu ảnh hưởng nghiêm trọng tượng nước biển dâng Nếu mực nước biển tăng thêm 1m, Việt Nam phải đối mặt với mức thiệt hại lên tới 17 tỷ USD/năm, 1/5 dân số nhà cửa, 12,3% diện tích đất trồng trọt biến 40.000 km2 diện tích đồng bằng, 17 km2 diện tích bờ biển khu vực tỉnh lưu vực sông Mêkông chịu tác động trận lũ mức độ khơng thể dự đốn Chính việc đầu tư xây dựng cơng trình thủy lợi, đặc biệt cơng trình vùng triều nhu cầu thiết, nhằm hạn chế mức độ tàn phá thiên nhiên Trong vùng chịu ảnh hưởng thủy triều thành phố Hồ Chí Minh vùng chịu ảnh hưởng rõ rệt Các cơng trình xây dựng vùng triều Tp Hồ Chí Minh thường xuyên chịu tác động điều kiện phức tạp ảnh hưởng đến điều kiện thi công khả vận hành an toàn, hiệu cơng trình, yếu tố ảnh hưởng: - Mật độ dân số tập trung đông, mặt thi công trật hẹp - Trong q trình thi cơng phải đảm bảo giao thơng dịng chảy sơng