Đang tải... (xem toàn văn)
LỜI CẢM ƠN Luận văn thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ với đề tài “Nghiên cứu và đề xuất giải pháp kỹ thuật hộ chân kè phù hợp với các kịch bản xói sâu của Sông Hồng trên địa bàn H[.]
LỜI CẢM ƠN Luận văn thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành Xây dựng cơng trình thuỷ với đề tài: “Nghiên cứu đề xuất giải pháp kỹ thuật hộ chân kè phù hợp với kịch xói sâu Sơng Hồng địa bàn Hà Nội” hồn thành với giúp đỡ nhiệt tình, hiệu phịng Đào tạo ĐH & SĐH, khoa cơng trình thầy giáo, cô giáo trường Đại học Thuỷ lợi, bạn bè đồng nghiệp, quan gia đình Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS TS Lê Văn Hùng trực tiếp tận tình hướng dẫn, cung cấp tài liệu, thông tin khoa học cần thiết cho luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn: Phòng Đào tạo ĐH & SĐH, khoa cơng trình, thầy giáo, giáo tham gia giảng dạy trực tiếp Cao học trường Đại học Thuỷ lợi tận tình giúp đỡ truyền đạt kiến thức Tác giả xin chân thành cảm ơn Sở Nông nghiệp Phát triển nông thôn Hà Nội, Cục đê điều cung cấp số liệu có liên quan để tác giả thực luận văn Tác giả xin cảm ơn gia đình, bạn bè đồng nghiệp giúp đỡ mặt động viên khích lệ tinh thần vật chất để tác giả đạt kết ngày hơm Tuy cố gắng, cịn hạn chế trình độ chun mơn, thời gian có hạn, nên q trình thực luận văn khơng tránh khỏi sai sót, kính mong thầy đồng nghiệp dẫn góp ý Hà Nội, ngày 14 tháng 10 năm 2014 Học viên Ngô Sỹ Hiệp BẢN CAM KẾT Họ tên học viên: Ngô Sỹ Hiệp Lớp cao học: CH20C22 Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy Tên đề tài luận văn: “Nghiên cứu đề xuất giải pháp kỹ thuật hộ chân kè phù hợp với kịch xói sâu Sơng Hồng địa bàn Hà Nội” Tôi xin cam đoan đề tài luận văn tôi làm Những kết nghiên cứu, tính tốn trung thực Trong q trình làm tơi có tham khảo tài liệu liên quan nhằm khẳng định thêm tin cậy cấp thiết đề tài Các tài liệu trích dẫn rõ nguồn gốc tài liệu tham khảo thống kê chi tiết Tôi không chép từ nguồn thông tin nào, vi phạm xin hoàn toàn chịu trách nhiệm Hà Nội, ngày 14 tháng 10 năm 2014 Học viên Ngô Sỹ Hiệp MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục đích đề tài Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu 3.1 Cách tiếp cận 3.2 Phương pháp nghiên cứu Kết dự kiến đạt CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH DIỄN BIẾN CỦA LỊNG DẪN SƠNG HỒNG VÀ DỰ BÁO XU HƯỚNG XÓI SÂU TRONG TƯƠNG LAI 1.1 Đặc điểm điều kiện tự nhiên cơng tác quản lý lịng dẫn Sơng Hồng địa bàn Hà Nội ……………………………………………………………………………………4 1.1.1 Đặc điểm thủy văn 1.1.2 Đặc điểm địa chất 1.1.4 Cơng tác quản lý lịng dẫn Sơng Hồng địa bàn Hà Nội 1.2 Tổng quan tình hình diễn biến lịng dẫn Sơng Hồng dự báo xu hướng xói sâu tương lai 14 1.2.1 Hiện trạng diễn biến lịng dẫn Sơng Hồng 14 1.2.2 Nguyên nhân chế gây xói sâu 18 1.2.3 Dự báo xu hướng xói sâu tương lai 20 1.3 Kết luận chương 20 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP KỸ THUẬT HỘ CHÂN KÈ PHÙ HỢP VỚI CÁC KỊCH BẢN XĨI SÂU CỦA SƠNG HỒNG 22 2.1 Đánh giá nguyên nhân tác động biến đổi lịng dẫn Sơng Hồng 22 2.1.1 Đánh giá chung 22 2.1.2 Ảnh hưởng điều tiết hồ thủy điện đến dịng chảy Sơng Hồng 24 2.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng khác 25 2.2 Đánh giá trạng kết cấu, mức độ ổn định cơng trình chỉnh trị dọc sơng Hồng địa bàn Hà Nội 27 2.2.1 Kè bờ hữu Sông Hồng 27 2.2.2 Kè bờ tả Sông Hồng 28 2.3 Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật cho kè hộ chân phù hợp với kịch xói sâu lịng dẫn Sơng Hồng 29 2.3.1 Các dạng kết cấu cơng trình chỉnh trị thường gặp 29 2.3.2 Giải pháp kỹ thuật cho kè hộ chân phù hợp với kịch xói sâu 47 2.4 Kết luận chương 48 CHƯƠNG TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH CHO KÈ XN CANH PHÙ HỢP VỚI CÁC KỊCH BẢN XÓI SÂU TRONG TƯƠNG LAI 50 3.1 Giới thiệu chung cơng trình 50 3.1.1 Vị trí địa lý 50 3.1.2 Địa hình, địa mạo 50 3.1.3 Địa chất 51 3.1.4 Địa chất thủy văn 56 3.1.5 Quy mơ cơng trình 56 3.2 Hiện trạng cơng trình tính tốn 56 3.2.1 Kết cấu cơng trình 56 3.2.2 Năng lực phục vụ cơng trình 57 3.3 Tính tốn ứng dụng kè hộ chân cho cơng trình với kịch xói sâu tương lai ……………………………………………………………………………………….57 3.3.1 Các kịch xói sâu vị trí cơng trình 57 3.3.2 Giải pháp kè hộ chân áp dụng cho cơng trình theo kịch 58 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 64 Kết luận 64 Kiến nghị 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 DANH MỤC HÌNH Hình Sạt lở bờ sơng Hồng khu vực xã Phú Châu, Ba Vì, Hà Nội (2013) Hình 1.2 Sơng Hồng mùa nước lũ Hình 1.3 Sơng Hồng mùa nước kiệt Hình 1.4 Đoạn sơng Hồng qua thành phố Hà Nội 15 Hình 1.5 So sánh địa hình đáy sơng năm 2003 với 2011 mặt cắt sông Hồng: H-SHG 124, tọa độ x=2296565, y=523077 (Phú Xuyên) 15 Hình 1.6 Biểu đồ diện tích mặt cắt ướt năm 2003 2011 từ sau hồ Hịa Bình đến Ba Lạt (so sánh theo mực nước đo 2003) 17 Hình 2.1 Một số hình ảnh khai thác cát 27 Hình 2.2 Kè Bá Giang 28 Hình 2.3 Kè Trung Hà, kè Thạch Đà –Hoàng Kim 29 b Cấu tạo 31 Hình 2.4 Kè mỏ hàn cứng 31 Hình 2.5 Quy cách thả bãi chìm (trên mặt bằng) 32 Hình 2.6 Mỏ hàn cọc 33 Hình 2.7 Cấu tạo kè lát mái 34 Hình 2.8 Tường kè rọ đá đặt đất yếu 34 Hình 2.9 Chống xói chân kè rồng bè chìm 35 Hình 2.10 Chống xói chân kè cọc BTCT 35 Hình 2.11 Tường kè rọ đá đặt đất tốt 35 Hình 2.12 Kè lát mái bố trí lăng thể đá hộ chân 36 Hình 2.13 Kết cấu thân kè đá lát khan 36 Hình 2.14 Một số hình ảnh kè lát mái 37 Hình 2.15 Trải vải địa kỹ thụât tầng lọc mái kè 38 Hình 2.16 Một số loại thảm bêtông túi khuôn 39 Hình 2.17 Thảm túi cát kè thảm túi cát bờ sơng Sài Gịn 39 Hình 2.18 Bảo vệ bờ cừ Lasen nhựa 40 Hình 2.19 Kè lát mái thảm bêtông 41 Hình 2.20 Cải tiến kết cấu lõi rồng vỏ lưới thép 41 Hình 2.21 Các rồng đá túi lưới đơn 42 Hình 2.22 Thảm rồng đá túi lưới 42 Hình 2.23 Thảm đá bảo vệ bờ sơng 42 Hình 2.24 Khối Amorloc 43 Hình 2.25 Cấu tạo khối Hydroblock 44 Hình 2.26 Cơng trình bảo vệ bờ cừ BTCT ứng suất trước 44 Hình 2.27 Trồng cỏ Vetiver bảo vệ bờ sông 45 Hình 2.28 Kè kết hợp loại vải địa kỹ thuật thực vật 46 Hình 2.29 Kết hợp cọc cừ ván thép chân kè với cuộn sợi đai giữ ổn định phát triển thực vật 46 Hình 2.30 Hệ thống ngăn cách công nghệ NeowebTM 47 Hình 2.31 Kết cấu kè hộ chân có gia cường cọc xi măng đất 48 Hình 3.1 Khu vực dự án chụp từ vệ tinh 51 Hình 3.2 Sơ đồ bố trí cọc xi măng đất 58 Hình 3.3: Mơ hình hóa toán Geoslope 59 Hình 3.4 Dây chuyền thiết bị cơng nghệ 62 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Diễn biến diện tích mặt cắt ướt lịng dẫn sơng Hồng 16 Bảng 2.1 Giá trị đặc trưng bùn cát qua thời kỳ 22 Bảng 3.1 Bảng tổng hợp tiêu lý lớp địa chất 55 Bảng 3.2 Các thông số cọc xi măng đất 58 Bảng 3.3 Các tiêu lý cọc xi măng đất 59 Bảng 3.4 Tổng hợp kết tính tốn 60 PHẦN MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Hệ thống sông Hồng mạng lưới sông, tập hợp quanh sơng sơng Hồng, góp nước cho sơng Hồng nhận nước sông đổ biển Đông Hệ thống sông Hồng tạo nên phần lớn diện tích đồng Bắc Bộ, vùng bình ngun tam giác châu thổ lớn thứ hai Việt Nam Cùng với hệ thống sơng Thái Bình phần phía Đơng Bắc đồng Bắc Bộ, tạo nên đồng này, đồng thời hệ thống sơng Hồng cịn nối thơng góp phần lưu lượng nước cho hệ thống sơng Thái Bình, hai hệ thống sơng cịn biết tới với tên chung Hệ thống sơng Hồng sơng Thái Bình Hệ thống sông Hồng bồi đắp nên phần trung tâm phần phía Nam đồng Bắc Bộ Hệ thống sông Hồng bắt nguồn từ Vân Nam, Trung Quốc chảy qua địa phận Việt Nam gồm tỉnh: Lào Cai, Yên Bái, Phú Thọ, Vĩnh Phúc, Hà Nội, Hưng n, Nam Định, Hà Nam, Thái Bình Đoạn Sơng Hồng qua địa bàn Hà Nội nơi tập trung dân cư đông đúc lâu đời Đây trung tâm văn hóa, trị nước bảo vệ trước thiên tai lũ lụt hệ thống đê sông, đầu tư củng cố vững Hiện nay, vùng hạ du Sông Hồng tình hình khai thác cát ạt, khó kiểm sốt kết hợp với việc xây dựng hệ thống hồ thủy điện (thủy điện Hịa Bình, thủy điện Sơn La….) nên chế độ thủy lực, thuỷ văn sơng, lịng dẫn đường bờ thường xuyên bị biến động trình bồi, xói, biến đổi dịng chảy đe dọa an toàn hệ thống đê điều, an sinh kinh tế gây khó khăn cho giao thơng thủy Trong năm gần đây, với biến đổi khí hậu tồn cầu, dịng chảy sơng có biến động bất thường không theo quy luật, liên tục năm 2005, 2006, 2007 2010 mực nước mùa kiệt xuống mức thấp vòng 100 năm qua, vào tháng cuối mùa lũ đầu mùa khơ hồ Hịa Bình phải xả lũ để đảm bảo an tồn cơng trình (tháng 01/2005 xả 02 cửa xả đáy tháng 10/2006 xả 04 cửa xả đáy) làm mực nước sông lên nhanh đột ngột gây sạt lở bờ nhiều nơi Có thể nói sạt lở bờ khu vực ngày diễn biến phức tạp với quy mô ngày lớn, xảy mùa lũ, mùa nước trung mùa nước kiệt Hình Sạt lở bờ sơng Hồng khu vực xã Phú Châu, Ba Vì, Hà Nội (2013) Thực trạng cho thấy, dọc theo tuyến đê Sông Hồng đoạn qua địa bàn Hà Nội có nhiều đoạn bị sạt lở, có đoạn sạt lở kéo dài đến hàng trăm mét Có vị trí sạt lở kéo theo nhà cửa người dân Những hộ dân ven đê ln phải sống tình trạng nguy hiểm tính mạng lẫn tài sản Nhà nước phải tính đến khả phải di dời hộ dân sống vùng nguy hiểm đến khu tái định cư để đảm bảo sống cho họ Do việc “Nghiên cứu đề xuất giải pháp kỹ thuật hộ chân kè phù hợp với kịch xói sâu Sơng Hồng địa bàn Hà Nội” để bảo vệ bờ nhiệm vụ cấp bách Mục đích đề tài Đánh giá tình hình xu xói sâu lịng dẫn Sông Hồng địa bàn Hà Nội Nghiên cứu đề xuất giải pháp kỹ thuật hộ chân kè phù hợp với kịch xói sâu Sông Hồng địa bàn Hà Nội Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu 3.1 Cách tiếp cận - Tiếp cận thực tiễn, hệ thống, toàn diện tổng kết thực tế - Tiếp cận kế thừa tri thức, kinh nghiệm nghiên cứu có cách chọn lọc vận dụng - Tiếp cận đại: Sử dụng công cụ đại phần mềm tính tốn như: Plaxis, Geo - Slope để giải vấn đề để tài đặt - Tiếp cận tổng hợp phát triển bền vững: Các kịch phát triển xem xét theo khía cạnh lợi ích tổng hợp, có tính bền vững cao 3.2 Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu tổng quan: Nghiên cứu tình hình xói sâu lịng dẫn hạ du Sơng Hồng năm gần đây, từ rút kết áp dụng cho đề tài - Phương pháp điều tra khảo sát: Từ kết điều tra khảo sát, tới phân tích thơng số kịch biến đổi lịng dẫn Sơng Hồng địa bàn Hà Nội ảnh hưởng trực tiếp đến ổn định hệ thống kè - Phương pháp chuyên gia: Tiếp cận từ đánh giá chuyên gia, hội thảo có liên quan đến vấn đề mà đề tài nghiên cứu Trao đổi với thầy hướng dẫn chuyên gia có kinh nghiệm nhằm đánh giá đưa giải pháp kết cấu phù hợp - Phương pháp lý thuyết: Sử dụng phần mềm, mơ hình mơ phỏng: Geo-slop 2004,… để tính toán, nghiên cứu đề tài Kết dự kiến đạt - Đánh giá tổng quan tình hình diễn biến lịng dẫn Sơng Hồng địa bàn Hà Nội thời điểm khác - Tổng hợp giải pháp cơng trình kè hộ chân phù hợp với kịch xói sâu Sơng Hồng địa bàn Hà Nội - Đề xuất giải pháp kè hộ chân cơng trình cụ thể phù hợp với kịch xói sâu tương lai