nghiên cứu đề xuất kết cấu đê kết hợp phòng lũ và giao thông trên tuyến đê hữu cầu thành phố bắc ninh

Đồng thời hiện nay, ngoài nhiệm vụ phòng chống lũ, hệ thống các tuyến đê còn làm nhiệm vụ giao thông có vai trò để thúc đẩy sự phát triển kinh tế xã hội trong vùng như đê hữu Đuống qua đ

giao thông trên tuyến đê Hữu Cầu TP Bắc Ninh” đã được tác giả hoàn thành

đúng thời hạn quy định và đảm bảo đầy đủ các yêu cầu trong bản đề cương đã được phê duyệt

Trước hết tác giả xin chân thành cảm ơn Phòng Đào tạo Đại học và Sau Đại học, Khoa công trình, Trường Đại học Thuỷ lợi và toàn thể các thầy, cô giáo đã giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tác giả trong thời gian học tập cũng như thực hiện luận văn này Đặc biệt tác giả xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo TS Nguyễn Hữu Huế đã tận tình hướng dẫn và cung cấp các thông tin khoa học cần thiết trong quá trình thực hiện luận văn

Tác giả xin chân thành gửi lời cảm ơn tới Chi cục Đê điều và PCLB Bắc Ninh - Sở Nông nghiệp và PTNT Bắc Ninh đã giúp đỡ trong việc thu thập tài liệu nghiên cứu trong quá trình thực hiện luận văn

Cuối cùng tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành đến lãnh đạo Chi cục Đê điều và PCLB Bắc Ninh - nơi tác giả đang công tác cùng những người thân trong gia đình, bạn bè và đồng nghiệp đã khích lệ, ủng hộ, động viên về mọi

mặt cho tác giả hoàn thành luận văn này

Do hạn chế về mặt thời gian, kiến thức khoa học và kinh nghiệm thực tế nên trong quá trình nghiên cứu để hoàn thành luận văn, chắc chắn khó tránh khỏi những thiếu sót nhất định Tác giả rất mong muốn nhận được sự góp ý, chỉ bảo tận tình của các Thầy, Cô giáo và cán bộ đồng nghiệp đối với bản luận văn

Hà Nội, Ngày 09 tháng 01 năm 2013

HỌC VIÊN

Nguyễn Thanh Hà

của riêng tôi Những nội dung và kết quả trình bày trong Luận văn là trung thực

và chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình khoa học nào

Tác giả

Nguyễn Thanh Hà

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục đích của đề tài 2

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3

4 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 3

Chương 1: Tổng quan hệ thống đê điều trong và ngoài nước 4

1.1 Lịch sử phát triển đê điều trong và ngoài nước 4 1.1.1 Hệ thống đê điều Hà Lan 5

1.1.2 Hệ thống đê điều Mỹ 7 1.1.3 Hệ thống đê điều Nhật Bản 8

1.1.4 Hệ thống đê điều Việt Nam 10 1.2 Những tồn tại của hệ thống đê điều Việt Nam hiện nay 13

1.2.1 Những hư hỏng thường gặp 13 1.2.2 Nguyên nhân hư hỏng 15 1.2.3 Những giải pháp khắc phục 19 1.3 Hiện trạng mặt đê kết hợp làm đường giao thông của hệ thống đê điều Việt Nam 21 1.3.1 Về chiều rộng mặt đê phục vụ giao thông 21

1.3.2 Về kết cấu mặt đường đê 22

1.4 Kết luận chương 1 23 Chương 2: Nghiên cứu các hình thức mở rộng mặt đê đáp ứng nhu cầu phòng lũ và kết hợp giao thông trên địa bàn tỉnh Bắc Ninh 24

2.1 Hiện trạng đê điều và yêu cầu mở rộng mặt đê đáp ứng nhu cầu giao thông của tỉnh Bắc Ninh 24 2.1.1 Hiện trạng đê điều tỉnh Bắc Ninh 24

2.1.2 Nhu cầu phát triển kinh tế trên địa bàn tỉnh Bắc Ninh 27

2.2 Cơ sở và nguyên tắc chung mở rộng mặt đê kết hợp đường giao thông 31

2.2.1 Bề rộng mặt đê mới 31

2.2.2 Ổn định của đê 32 2.2.3 An toàn giao thông 32

2.3.3 Phương pháp kết hợp hạ thấp cao trình, làm tường chắn sóng và đắp mở

2.5.2 Tính toán ổn định mái đê 45

tuyến đê hữu Cầu thành phố Bắc Ninh 51

3.2.1 Tính toán lựa chọn bề rộng và cao trình mặt đê phù hợp 51 3.2.2 Phương pháp hạ thấp mặt đê, xây tường kè chắn sóng bằng BTCT 53 3.2.3 Phương pháp giữ nguyên cao trình mặt đê, đắp áp trúc mở rộng mặt đê 69 3.2.4 Đánh giá hiệu quả kinh tế giữa các phương án 73 3.2.5 Lựa chọn phương án tối ưu 77

Phụ lục

Hình 1.2 Bản đồ phân vùng tần suất thiết kế đê biển Hà Lan 5

Hình 1.3 Cắt ngang đê biển Afsluitifk - Hà Lan 6

Hình 1.4 Đê biển Afsluitifk - Hà Lan 7

Chương 2

Hình 2.1 Đắp mở rộng mặt đê về phía sông 33

Hình 2.2 Một số hình ảnh mở rộng mặt đê đã được ứng dụng tại tỉnh Vĩnh Phúc 34

Hình 2.4 Hình ảnh đắp mở rộng mặt đê tại tỉnh Ninh Bình 35

Hình 2.5 Mặt cắt ngang mặt đê khi hạ thấp mặt đê, xây dựng tường chắn 36

Hình 2.6 Một số hình ảnh hạ thấp cao trình mặt đê, xây tường chắn sóng 37

Hình 2.8 Biểu đồ quan hệ Jgh và [J] với η 43

Hình 2.9 Sơ đồ tính ổn định mái đê theo phương pháp cân bằng giới hạn 46

Hình 2.10 Phân tích ổn định mái dốc bằng Geo-slope 48

Hình 3.3 Sơ đồ chịu lực của tường chắn (TH2) 57

Hình 3.4 Sơ đồ chịu lực của tường chắn (TH3) 59

Hình 3.5 Sơ đồ tính toán trường hợp mực nước sông +8.4 63

Hình 3.6 Đường bão hoà và đường đẳng cột nước trong thân đê trường hợp

Hình 3.7 Gradien thấm trong thân đê (Jmax = 0.54936) trường hợp mực nước

Hình 3.8 Ổn định mái đê (K = 1,564) trường hợp mực nước sông +8.4 64

Hình 3.9 Sơ đồ tính toán trường hợp mực nước +6.3 và có tải trọng phân bố

15KN/m2 65 Hình 3.10 Đường bão hòa và đường đẳng cột nước trong thân đê trường hợp

mực nước +6.3 và có tải trọng phân bố 15KN/m2 65 Hình 3.11 Gradient thấm trong thân đê (Jmax = 0.2589) trường hợp mực nước

thấp mặt đê, làm tường chắn sóng với mực nước + 6.3 và có tải

Hình 3.15 Gradient thấm trong thân đê (Jmax = 0.12) trường hợp hạ thấp mặt đê,

làm tường chắn sóng với mực nước + 6.3 và có tải trọng 15KN/m2 68 Hình 3.16 Ổn định mái hạ lưu đê (K = 1.691) trường hợp hạ thấp mặt đê, làm

tường chắn sóng với mực nước + 6.3 và có tải trọng 15KN/m2 68 Hình 3.17 Sơ hoạ mặt cắt ngang đắp áp trúc về phía đồng 69

Hình 3.18 Sơ đồ tính toán trường hợp đắp mở rộng mặt đê với mực nước +8.4 69

mở rộng mặt cắt đê với mực nước +6.3 và có tải trọng 15KN/m2 72 Hình 3.24 Gradient thấm trong thân đê (Jmax = 0.3924) trường hợp trường hợp

đắp mở rộng mặt cắt đê với mực nước +6.3 và có tải trọng 15KN/m2 72 Hình 3.25 Ổn định mái đê (Kmin = 1.842) trường hợp trường hợp đắp mở rộng

mặt cắt đê với mực nước +6.3 và có tải trọng 15KN/m2 73 Hình 3.26 Sơ hoạ cắt ngang phương án hạ thấp mặt đê, xây tường chắn sóng 74 Hình 3.27 Sơ đồ bố trí thép tường chắn sóng 75 Hình 3.28 Sơ hoạ phương án giữ nguyên cao trình mặt đê, đắp áp trúc mở rộng

Bảng 2.2 Trị số gradient thấm cho phép khi kiểm tra chảy đất 44

Chương 3

Bảng 3.4 Chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất 62

Bảng 3.5 Bảng tổng hợp khối lượng phương án hạ thấp cao trình mặt đê,

xây tường chắn bằng bê tông cốt thép 75

Bảng 3.7 Bảng tổng hợp khối lượng phương án giữ nguyên cao trình mặt

đê, đắp mở rộng mặt đê về phía đồng 77Bảng 3.8 Bảng so sánh kết quả tính toán 77

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Bắc Ninh là tỉnh thuộc vùng đồng bằng Bắc Bộ, nằm trong châu thổ sông Hồng, liền kề với thủ đô Hà Nội Bắc Ninh nằm trong vùng kinh tế trọng điểm tam giác tăng trưởng bao gồm Hà Nội - Hải Phòng - Quảng Ninh, khu vực có mức tăng trưởng kinh tế cao, giao lưu kinh tế mạnh Có 3 con sông lớn chảy qua là Sông Cầu, sông Đuống, sông Thái Bình và một phần hạ lưu sông

Cà Lồ đổ ra sông Cầu tại ngã Ba Xà Hệ thống đê điều của tỉnh gồm 241 km

102 km đê, 105 cống qua đê và 14 kè (chủ yếu là kè chống sóng thuộc tuyến

đê Ba Xã)

Trong những năm gần đây, được sự quan tâm đầu tư của Chính phủ, Bộ Nông nghiệp & PTNT, UBND Tỉnh, hệ thống đê điều đã được tu bổ, nâng cấp tập trung vào việc hoàn thiện cao trình, mặt cắt và cứng hoá mặt đê, tu bổ hoàn chỉnh các kè xung yếu, xây mới các cống yếu dưới đê cụ thể như sau:

Về cao trình mặt đê, các tuyến đê từ cấp I đến cấp III có cao trình mặt

đê từ (+7,8) ÷ ( +12,0); đê cấp IV cũng đã được nâng cấp, cải tạo và đến nay cao trình mặt đê cũng đã đạt từ (+7,6) ÷ (+7,8)

Về mặt đê hiện nay các tuyến đê từ cấp I đến cấp III hiện đã được cứng hoá bằng bê tông, bê tông cốt thép, rải nhựa, áp phan, mặt đê có chiều rộng từ 5,0 ÷ 6,0 m; về các tuyến đê cấp IV cho đến nay mặt đê đã được đắp và cứng hoá cơ bản hoàn chỉnh có bề rộng từ 4,0 ÷ 5,0m

Mặc dù mặt đê và kết cấu mặt đê đã được đầu tư cải tạo, nâng cấp thường xuyên Tuy nhiên qua các mùa mưa lũ hàng năm các công trình đê điều vẫn bộc lộ một số điểm yếu phải xử lý

Để bảo đảm an toàn cho hệ thống đê điều, trước mùa mưa lũ hàng năm ngành Thuỷ lợi đã tiến hành tổng kiểm tra, đánh giá hiện trạng công trình đê điều nhằm xác định các trọng điểm cần lưu ý, đề xuất các phương án xử lý trong trường hợp xảy ra sự cố Tuy nhiên do kinh phí hạn chế nên việc đầu tư chủ yếu cho việc đắp củng cố hoàn thiện mặt cắt đê, xử lý các điểm sạt lở xung yếu đe dọa an toàn đê điều, việc củng cố, sửa chữa hoặc làm mới chưa được quan tâm đúng mức

Đồng thời hiện nay, ngoài nhiệm vụ phòng chống lũ, hệ thống các tuyến đê còn làm nhiệm vụ giao thông có vai trò để thúc đẩy sự phát triển kinh tế xã hội trong vùng như đê hữu Đuống qua địa phận huyện Thuận Thành là tỉnh lộ 280; đê hữu Thái Bình là đường tỉnh lộ nối giữa Bắc Ninh và Hải Dương; đê tả Đuống qua điạ phận huyện Quế Võ là tỉnh lộ 279 do đó trên một số tuyến đê thường xuyên có các loại xe có tải trọng lớn đi qua

Với nhiệm vụ đa mục tiêu như vậy, khi tính toán đến phương án nâng cấp, hoặc làm mới đê cần phải tính toán, lựa chọn kết cấu mặt cắt phù hợp là việc làm hết sức quan trọng và cấp thiết

2 Mục đích của đề tài:

- Nghiên cứu hệ thống đê điều trong và ngoài nước

- Đánh giá hiện trạng đê điều tỉnh Bắc Ninh và nhu cầu phát triển kinh

tế trên địa bàn tỉnh Bắc Ninh

- Nghiên cứu, đề xuất kết cấu mặt cắt đê phù hợp với yêu cầu chống lũ

và kết hợp giao thông

Qua các tính toán, lựa chọn kết cấu mặt cắt đê phù hợp với tuyến đê hữu Cầu thành phố Bắc Ninh

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

Nghiên cứu đề xuất kết cấu mặt cắt đê kết hợp phòng lũ và giao thông

áp dụng cho tuyến đê hữu Cầu thành phố Bắc Ninh

4 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu:

- Tiếp cận các thành tựu khoa học công nghệ trên thế giới Cập nhật các tài liệu kỹ thuật, các thông tin về công nghệ xây dựng đê, kè trên thế giới Tìm hiểu sự phát triển và công nghệ, khoa học kỹ thuật khi xây dựng, thiết kế

hệ thống đê điều của các nước phát triển

- Tiếp cận thực tiễn trình độ khoa học công nghệ trong nước Tìm hiểu các dạng kết cấu, mặt cắt mặt đê khi kết hợp phòng lũ và làm đường giao thông đã được áp dụng trong nước

- Phương pháp nghiên cứu:

+ Điều tra thực tế: Đánh giá hiện trạng hệ thống đê điều trên địa bàn tỉnh Bắc Ninh nói chung cũng như tuyến đê hữu Cầu Từ đó tìm hiểu thực tế nhu cầu mở rộng mặt cắt đê kết hợp làm đường giao thông nhằm phát triển kinh tế xã hội của vùng

+ Nghiên cứu lý thuyết: Từ các số liệu thực tế đã thu thập được tính toán ổn định Sử dụng phần mềm tiên tiến để tính toán các dạng kết cấu, mặt cắt mặt đê khi mở rộng để kết hợp giao thông Qua đó so sánh và lựa chọn dạng kết cấu mặt cắt phù hợp với điều kiện của vùng

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN HỆ THỐNG ĐÊ ĐIỀU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC

1.1 Lịch sử phát triển đê điều trong và ngoài nước

Đê là một dãy đất nhân tạo hay tự nhiên kéo dài dọc theo các bờ sông hoặc bờ biển Cũng có khi người ta gọi các công trình tạm thời để ngăn nước ngập một khu vực cụ thể như các bờ bao, các khu trồng cây ăn quả, các khu nuôi trồng thủy sản là đê Đê được phân thành đê tự nhiên và đê nhân tạo

Đê tự nhiên là loại được hình thành do sự lắng đọng của các trầm tích trong sông khi dòng nước này tràn qua bờ sông thường là vào những mùa lũ Khi tràn qua bờ, vận tốc dòng nước giảm làm các vật liệu trong dòng nước lắng đọng theo thời gian nó sẽ cao dần và cao hơn bề mặt của đồng lụt (khu vực bằng phẳng bị ngập lụt) Trong trường hợp không có lũ, các trầm tích có thể lắng dọng trong kênh dẫn và làm cho bề mặt kênh dẫn cao lên Sự tương tác qua lại này không chỉ làm cao bề mặt của đê mà thậm chí làm cao đáy sông Các đê thiên nhiên đặc biệt được ghi nhận dọc theo sông Hoàng Hà, Trung Quốc gần biển nơi đây các con tàu đi qua ở độ cao mặt nước cao hơn bề mặt đồng bằng Các đê thiên nhiên là đặc điểm phổ biến của các dòng sông uốn khúc trên thế giới Ở ven bờ biển thì các đụn cát cũng có thể coi là đê tự nhiên Kiểu đê tự nhiên này khá phổ biến ở miền Trung nước ta

Đê nhân tạo là đê do con người tạo nên, đê nhân tạo có thể là vĩnh cửu hoặc tạm thời được xây dựng để chống lũ trong trường hợp cần thiết Trong trường hợp khẩn cấp loại đê tạm thời được dựng lên trên đỉnh của đê hiện hữu Vai trò chính của đê nhân tạo là ngăn, chặn nước bảo vệ một vùng dân

cư hoặc một phần diện tích sản xuất nông nghiệp, ngư nghiệp nào đó Hiện nay trên thế giới chủ yếu là đê nhân tạo

a Cồn cát bờ biển b Cồn cát khu vực Vlieland - Hà Lan

Hình 1.1 Cồn cát - Đê biển tự nhiên

Tổ hợp đê và các hạng mục khác trong hệ thống công trình phòng chống các hiểm họa do thiên tai gây ra được các quốc gia trên thế giới, đặc biệt là các quốc gia có biển quan tâm Tuy nhiên, tùy thuộc vào đặc điểm tự nhiên, khí hậu, địa hình và trình độ phát triển của mỗi quốc gia mà các hệ thống này được phát triển ở mức độ khác nhau

1.1.1 Hệ thống đê điều Hà Lan

Là một đất nước có đến 2/3 diện tích thấp hơn mực nước biển, vì vậy vấn

đề an toàn hệ thống đê biển Hà Lan rất được quan tâm Chính vì lẽ đó họ đã bằng mọi cách bảo vệ vững chắc hệ thống đê trước tác động của thiên nhiên

Hình 1.2 Bản đồ phân vùng tần suất thiết kế đê biển Hà Lan

Đờ biển được xõy dựng khụng cho phộp nước tràn dưới tỏc động của súng bóo; kết cấu của đờ được đặc biệt quan tõm và được kiểm soỏt rất chặt chẽ về chất lượng trong quỏ trỡnh xõy dựng thụng qua một ủy ban riờng thuộc Nhà nước

Kết cấu thõn đờ: Đờ thường cú cả cơ ngoài và cơ trong kết hợp giao thụng Tựy theo mức độ quan trọng mà kết cấu của đờ cũng khỏc nhau Với đờ khụng trực diện với biển thường là đờ đất với lừi đất hoặc lừi cỏt bảo vệ bằng đất sột, bảo vệ mỏi trong và ngoài bằng hỡnh thức trồng cỏ, tần suất thiết kế cũng thấp hơn Đối với những đờ trực diện với biển thỡ lừi khụng khỏc so với những đờ khỏc, nhưng nền đờ được xử lý và gia cố rất cẩn thận, lớp bảo vệ khỏ đặc biệt Đú là cỏc khối bảo vệ cú xu hướng chuyển từ dạng “bản” như đang được sử dụng phổ biến hiện nay sang dạng cột để tăng ổn định và dễ sửa chữa khi cú sự cố, bố trớ cơ ngoài đủ lớn để chiết giảm tối đa năng lượng súng leo và súng tràn đỉnh, đồng thời đú cũng là đường giao thụng kết hợp đường sửa chữa, bảo dưỡng đờ khi cần thiết Việc bảo vệ mỏi ngoài và chõn đờ cũng được xem là đặc biệt quan trọng trong xõy dựng đờ biển Tại những vựng cú tỏc động súng lớn, bảo vệ mỏi ngoài đờ và chõn đờ thường được tăng cường bằng lớp vỏ hợp bởi cỏc cấu kiện bờ tụng đỳc sẵn, cú thể theo hỡnh thức loại kết cấu tự chốn hoặc cỏc khối hỡnh lập phương (vớ dụ như: Tetrapod, Accrepod, X-block hay Cube), với khối lượng từ vài tấn đến vài chục tấn thả phớa bói trước để triệt tiờu bớt năng lượng súng trước khi súng vào đến đờ

Kè bảo vệ mái phía đồng

Hỡnh 1.3 Cắt ngang đờ biển Afsluitdijk - Hà Lan

Hình 1.4 Đê biển Afsluitdijk - Hà Lan

a Cấu kiện Accôpde bảo vệ bờ biển b Cấu kiện Tetrapod bảo vệ bờ biển

Hình 1.5 Một số cấu kiện bảo vệ bờ

1.1.2 Hệ thống đê điều Mỹ

Hệ thống đê biển ở Mỹ đa dạng hơn do địa hình nước này không giống

Hà Lan Chính vì vậy chiến lược phòng chống thiên tai của Mỹ cũng khác dẫn tới kết cấu của đê cũng khác Ngoài những thành phố quan trọng ven biển thì dải bờ biển rộng lớn của nước Mỹ là những khu vực không quá đông dân cư, đất lại rộng nên chiến lược đối với các vùng này là xây dựng một cơ sở hạ tầng rất tốt với hệ thống đường giao thông rộng, nhiều làn, nhiều kiểu để nếu rủi ro xảy ra thì sơ tán ra khỏi vùng nguy hiểm rất nhanh Vì vậy, kết cấu đê biển không quá kiên cố như ở Hà Lan Xu thế “tự nhiên” tác động ít nhất tới

mụi trường cũng là quan điểm phỏt triển của Mỹ Ở những khu vực xúi lở tỏc động mạnh người Mỹ xõy dựng cỏc tường chắn súng, tường phỏ súng như một giải phỏp vừa giữ ổn định bờ, vừa chống lại lũ từ biển Riờng về cụng trỡnh kố bảo vệ bờ ở Mỹ cũng rất đa dạng, cỏc loại kố được ỏp dụng bao gồm

từ kố đỏ đổ, kố bờ tụng đổ tại chỗ kiểu bậc, kố mảng bờ tụng, kố tấm bờ tụng

tự chốn.…

+2.70

Mực biển +0.00

Sỏi lót dμy 0.3m m=2.0

Bê tông

Đá vụn Vải địa kỹ thuật Cọc mak kẽm

Cấu kiện dμy 30cm

Cấu kiện dμy 35cm m=3.0

Cọc bê tông dự ứng lực Dầm mũ

Tường đỉnh

Dăm, sỏi lót Vải địa kỹ thuật

Vải địa kỹ thuật trải sâu nhất có thể

Đá hộc 0.00

+4.7m +5.2m

+0.5m

-3.4m

0.3m

11cm 93cm 11cm

11cm 93cm 11cm

quan tâm tới đê cửa sông và đê biển mặc dầu đất đai của Nhật Bản hầu hết cao hơn mực nước biển Ở đất nước này, quy định thiết kế với từng loại đê theo cấp công trình được giám sát chặt chẽ Đê cũng là một công trình đa mục tiêu, trong đó vấn đề giao thông được ưu tiên hàng đầu, chính vì vậy đê biển của Nhật Bản cũng rất chỉnh thể

Một đặc điểm quan trọng của hệ thống đê biển các nước phát triển là công nghệ xây dựng tiên tiến; qui trình công nghệ được đảm bảo Máy móc được áp dụng trong mọi khâu của quá trình từ khảo sát, thiết kế, xây dựng, vận hành bảo dưỡng nên những hỏng hóc nhỏ trong điều kiện bình thường rất

ít xảy ra, trừ những sự cố thiên tai lớn

* Một số dạng công trình bảo vệ bờ, các kết cấu bảo vệ bờ trên thế giới:

a Công trình lấn biển ở Úc b Công trình bảo vệ bờ ở Nhật Bản

Hình 1.7 Hình ảnh công trình bảo vệ bờ trên thế giới

Ở những nước như: Hà Lan, Đức, Bỉ, Anh, Đan Mạch, Mỹ, Nhật Bản Ngoài việc tăng cường hệ thống đê biển thì việc duy trì bãi trước như một giải pháp không chỉ giúp tăng an toàn cho đê mà còn là chiến lược phát triển du lịch biển, vì vậy, người ta quan tâm đến những giải pháp mềm như: nuôi bãi, trồng rừng ngập mặn v.v Các đội tàu hút cát hoạt động thường xuyên làm rộng các bãi tắm, tạo thêm cảnh quan, dải đất ven biển được trồng cây chắn sóng, bài toán phát triển bền vững môi trường sinh thái biển luôn được đặt ra trong các dự án phát triển

1.1.4 Hệ thống đê điều Việt Nam

Lịch sử ghi nhận quá trình hình thành hệ thống đê điều Việt Nam từ thời Lý

- Trần, vừa mới lên ngôi Lý Công Uẩn vị vua đầu tiên của một triều đại được đánh giá là "mở đầu công việc xây dựng đất nước bước vào quy mô lớn, đặt nền tảng vững chắc và toàn diện cho sự phát triển của dân tộc và của quốc gia phong kiến độc lập" Đắp đê trị thủy đã trực tiếp ảnh hưởng đến quyền lợi của quốc gia không thể phó mặc cho sự tự phát cửa dân chúng Đến năm 1077 triều đình đứng

ra chủ trương đắp những con đê quy mô lớn Theo Việt sử lược, thì năm ấy nhà

Lý cho đắp đê sông Như Nguyệt (Sông Cầu) dài 67.380 bộ (khoảng 30 km) Sang đến đời Trần đã cho đắp thêm theo từng tuyến sông chính từ đầu nguồn ra đến biển, tôn cao đắp to những đoạn đã có, đắp thêm những đoạn nối, cải tạo một số tuyến vòng vèo bất hợp lý Về cơ bản những tuyến đê đó gần giống như ngày nay, nhất là tuyến đê sông Hồng và sông Cầu Về kỹ thuật đắp

đê thời kỳ này là bước một bước nhảy vọt, tạo nên thế nước chảy thuận hơn mặt khác cũng phải có những tiến bộ kỹ thuật nhất định mới có thể xác định được tuyến đê, chiều cao đê từng đoạn cho phù hợp với đường mặt nước lũ

Ngoài việc đắp đê nhà Trần còn rất coi trọng công tác hộ đê phòng lụt, đặt thành trách nhiệm cho chính quyền các cấp “Năm nào cũng vậy, vào tháng sáu, tháng bảy (mùa lũ) các viên đê sứ phải thân đi tuần hành, thấy chỗ nào non phải tu bổ ngay, hễ biếng nhác không làm tròn phận sự để đến nỗi trôi dân cư, ngập lúa mạ, sẽ tùy tội nắng nhẹ mà khiển phạt”

Hình 1.8 Một cảnh đắp đê thời Trần

Các triều đại phong kiến sau này dựa vào đó mà tiếp tục phát triển hệ thống đê điều đã có và phát triển tiếp lên Theo sách Đại Nam thực lục thì

dưới triều Nguyễn năm đó vua còn cho đắp bảy đoạn đê mới ở Bắc Bộ

Đến tháng 9 năm 1809, triều Nguyễn đã ban hành điều lệ về đê điều ở Bắc Bộ với các quy định rất chặt chẽ về việc kiểm tra, phòng chống lũ và gia

cố hệ thống đê điều hàng năm

Thời kỳ Pháp thuộc, với tư cách là người thống trị, thực dân Pháp nhận thức ngay được tầm quan trọng và kinh tế chính trị Bắc Kỳ Vì vậy ngay từ những ngày đầu thiết lập nền đô hộ, chính quyền Pháp cũng rất chú trọng đến tình hình đê điều và trị thuỷ của Việt Nam Trong quá trình cai trị của mình chính quyền Pháp đã gặp phải không ít những thiệt hại do thiên tai, lũ lụt gây

ra, đặc biệt nghiêm trọng như trận lũ lịch sử năm 1915 gây thiệt hại rất nghiêm trọng về người và nhà cửa Sau trận lụt lịch sử đó, trước áp lực của dư luận, chính quyền thực dân mới nghiên cứu thực hiện một kế hoạch đắp đê Bắc bộ tương đối quy mô, trong đó có nhiều biện pháp mà ngày nay chúng ta vẫn còn nhắc tới như: Tái sinh rừng thượng nguồn để chậm lũ; xây dựng hồ chứa ở thượng nguồn để cắt lũ; đắp đê cao hơn mức lũ đặc biệt; củng cố đê

hiện tại và tôn cao đến mức an toàn tuyệt đối…

Hệ thống đê điều Việt Nam hiện nay có khoảng hơn 8.000 km đê, trong

đó hơn 5.000 km là đê sông, còn lại là đê biển với khối lượng đất ước tính là

520 triệu m3 Sự hình thành hệ thống đê thể hiện sự đóng góp, cố gắng của nhân dân trong suốt nhiều thế kỷ qua Mặc dù tại một số nơi đê còn chưa đảm bảo tính ổn định cao đối với lũ lớn tuy vậy vai trò bảo vệ của các tuyến đê sông hay hệ thống đê biển là rất to lớn và không thể phủ định

Hàng năm, hệ thống đê này đều được đầu tư củng cố, nâng cấp, đặc biệt

là đối với đê sông sau khi xảy ra lũ lớn đã từng bước củng cố vững chắc đáp ứng được yêu cầu chống lũ đặt ra của từng thời kỳ

1.1.4.1 Hệ thống đê sông Việt Nam

Đê sông của Việt Nam không nối liền nhau mà tạo thành dẫy theo hệ thống các con sông Hệ thống đê ở đồng bằng sông Hồng bao gồm hệ thống

đê sông Hồng và hệ thống đê sông Thái Bình, đây là hệ thống đê sông có quy

mô lớn nhất nước ta với tổng chiều dài khoảng 2.012 km Nhìn chung, đê có chiều cao phổ biến từ 5 ÷ 8 mét, có nơi cao tới 11 mét Trong đó đê thuộc hệ thống sông Hồng bao gồm 18 tuyến với tổng chiều dài khoảng 1.314 km dọc theo các sông: Đà, Thao, Lô, Phó Đáy, Hồng, Đuống, Luộc, Trà Lý, Đào, Ninh Cơ và sông Đáy Đê thuộc hệ thống sông Thái Bình bao gồm 27 tuyến với tổng chiều dài khoảng 698 km dọc theo các sông: Công, Cầu, Thương, Lục Nam, Thái Bình, Kinh Thầy, Lai Vu, Cà Lồ, Văn Úc, Lạch Tray, Hóa, Cấm, Bạch Đằng, Tam Bạc, Nam, Đá Bạch và sông Chanh

Các tuyến đê ở các tỉnh miền Trung bao gồm tuyến đê thuộc hệ thống sông Mã và sông Cả đây là hai hệ thống sông lớn ở Bắc Trung Bộ Hệ thống

đê sông Mã, sông Cả có tổng chiều dài là 381,47km, trong đó chiều dài đê thuộc hệ thống sông Mã, sông Chu là 316,1km; Chiều dài đê thuộc hệ thống sông Cả, sông La là 65,4km Thượng nguồn của hai hệ thống sông này chưa

có hồ chứa để tham gia điều tiết lũ, vì vậy đê vẫn là biện pháp công trình duy nhất và có ý nghĩa đặc biệt quan trọng trong chống lũ Hiện tại tuyến đê thuộc hai hệ thống sông này chỉ còn khoảng 31 km đê thấp so với thiết kế, khoảng 164km có mặt cắt đê nhỏ, mái dốc chưa có cơ, thân đê còn nhiều khuyết tật, nền đê nhiều đoạn là nền cát hoặc bùn; lòng sông có độ dốc lớn và diễn biến rất phức tạp, nhiều đoạn đê sát sông

Ở miền Nam hệ thống đê điều chủ yếu là đê biển và đê cửa sông, đê sông

ở miền Nam có kết cấu đơn giản, chủ yếu là đê bao, đê bối ngăn mặn

1.1.4.2 Hệ thống đê biển Việt Nam

Trải qua thời gian dài xây dựng và phát triển nước ta hiện nay đã có khoảng 2700 Km đê biển, đê cửa sông trải khắp từ Quảng Ninh đến Kiên Giang Đê biển của ta không liền tuyến mà bị ngăn cách nhiều đoạn bởi 114 cửa sông lớn nhỏ khác nhau Chính vì vậy mà tổng chiều dài đê cửa sông xấp

xỉ bằng đê trực tiếp biển Trong tổng số 117 huyện ven biển thì có 105 huyện

có đê biển Tổng chiều dài kè biển là 364km và số cống dưới đê biển là 1.235 cái Dọc ven biển Việt Nam có rất nhiều đảo và quần đảo trong đó có 120 đảo lớn Hầu hết các tuyến đê biển hiện nay có nhiệm vụ bảo vệ sản xuất nông nghiêp Ở đồng bằng Bắc Bộ và Thanh Hoá vùng có đê biển bảo vệ sản xuất 3

vụ, còn đối với các tỉnh miền Trung, Nam Bộ sản xuất 2 vụ, có nơi 3 vụ Có khoảng 300 km đê biển để nuôi trồng thủy sản được phát triển mạnh những năm gần đây Theo số liệu thống kê, hiện nay ở nước ta có khoảng 2700Km

đê biển, đê cửa sông chia làm 3 vùng: Bắc Bộ (từ Quảng Ninh đến Hậu Lộc - Thanh Hóa), Trung Bộ (Nam Thanh Hóa đến Bình Thuận) và Nam Bộ (từ Bà Rịa-Vũng Tàu đến Kiên Giang)

1.2 Những tồn tại của hệ thống đê điều Việt Nam hiện nay

1.2.1 Một số hư hỏng thường gặp

1.2.1.1 Hư hỏng mái đê

Tại những vị trí có dòng sông cong, sóng vỗ trực tiếp vào mái đê hoặc khi có tổ hợp lũ bão, nước lên cao ngâm lâu, thấm vào thân đê, khi nước rút kéo theo đất trong thân và chân đê ra ngoài gây mất ổn định thân đê dẫn đến hiện tượng sạt, lở, xói cục bộ mái đê hoặc mạch đùn, mạch sủi…

a Trượt vòng cung mái đê phía sông b Trượt mái đê phía đồng

c Xói lở cục bộ mái đê phía sông d Trượt mái đê phía sông

e.Cung trượt mái đê khi nước sông rút f Mạch đùn

Hình 1.9 Một số dạng sạt lở mái đê

Hình 1.10 Một số hình ảnh sạt lở mái đê thực tế

1.2.1.2 Hư hỏng mặt đê

Khi trên mặt đê thường xuyên chịu tải trọng lớn sẽ gây mất ổn định cục

bộ gây lên hiện tượng lún, sụt, bong vỡ mặt đê

Hiện tượng này thường xảy ra tại những nơi có các phương tiện tải trọng lớn đi lại nhiều trên mặt đê

a Lún, sụt mặt đê b Bong vỡ mặt đê

Hình 1.11 Một số hình ảnh lún, sụt, bong vỡ mặt đê thực tế

1.2.2 Nguyên nhân hư hỏng

1.2.2.1 Nguyên nhân chủ quan

* Địa chất nền đê

Thân đê thường được hình thành từ lâu đời, trải qua nhiều lần tu bổ, chất đắp đê không đồng nhất, nhiều vị trí đi qua khu làng cổ có dân cư sinh sống… nên khi có lũ cao ngâm lâu và gặp tổ hợp có gió bão lớn sẽ không tránh khỏi xảy ra sự cố ở một số vị trí

1.2.2.2 Nguyên nhân khách quan

* Sóng và gió

Sóng là tác nhân chính gây ra sự mất ổn định và sự sạt lở bờ sông, bờ biển đồng thời cũng là nguyên nhân chính sinh ra dòng ven bờ vận chuyên bùn cát gây sói lở, sạt trượt bờ sông, bờ biển Gió là sản phẩm của các quá trình khí tượng Gió thổi trên mặt sông tạo ra sóng và nước dâng

* Bão

Bão là trạng thái nhiễu động của khí quyển và là một loại hình thời tiết cực đoan Khi có bão xuất hiện thường kéo theo 1 loạt hiện tượng thời tiết bất lợi như mưa to, gió lớn, giông, lốc xoáy…

* Dòng chảy

Các hiện tượng sạt lở, bồi lắng thường xảy ra ở những đoạn sông cong, các cửa phân lưu, nhập lưu, các cửa sông phân lạch, nơi giao thoa giữa dòng chảy trong sông và dòng triều là những nơi dòng chảy không ổn định Phía

bờ lõm do dòng chảy chủ lưu áp sát bờ, khi vận tốc dòng chảy lớn hơn vận tốc khởi động của đất cấu tạo bờ sông sẽ gây sạt lở, phạm vi sạt lở thường phát triển từ thượng lưu về hạ lưu Ngoài ra, sạt lở cũng có thể xuất hiện dọc theo bờ của một con sông trong trạng thái cân bằng động

* Nạn chặt phá rừng, khai thác tài nguyên vùng đầu nguồn

Làm suy giảm tầng phủ thực vật, mất khả năng điều tiết của rừng nên về mùa mưa nước lũ tập trung nhanh hơn làm gia tăng lưu tốc dòng chảy, biên

độ và cường suất lũ

* Do phát triển các hoạt động dân sinh ra vùng ven sông, ven biển

Do sức ép về dân số, nhu cầu phát triển kinh tế - xã hội, sự quản lý chưa chặt chẽ nên việc vi phạm, xâm chiếm bãi sông, lòng dẫn để xây dựng công trình, nhà cửa, đổ chất thải, vật liệu lấn chiếm lòng sông, việc phát triển các tuyến đê sông, bờ bao không theo quy hoạch, ngày càng tăng đã làm thay đổi chế độ dòng chảy, chất tải lên bờ sông làm gia tăng diễn biến sạt lở bờ sông, bờ biển

a Làm nhà gần bờ sông b Làm nhà gần kè

Hình 1.12 Một số hình ảnh lấn chiếm hành lang bảo vệ đê

* Do khai thác cát, sỏi lòng sông trái phép

Khai thác cát, sỏi lòng sông là việc làm tất yếu phục vụ nhu cầu xây dựng đang ngày càng phát triển, nếu khai thác theo đúng quy hoạch, đúng phép có tác dụng rất tích cực cho thoát lũ, ổn định lòng dẫn và giao thông thuỷ Tuy nhiên, hiện việc cấp giấy phép, quản lý khai thác cát, sỏi lòng sông hiện còn rất nhiều khó khăn, đặc biệt là các đoạn sông tại vùng giáp gianh giữa hai tỉnh (có hiện tượng lực lượng chức năng không cho khai thác bờ bên này thì chuyển sang bờ kia hoặc không cho khai thác ở khúc sông này chuyển đến khúc sông khác để khai thác), chế tài hiện chưa đủ mạnh và chưa có sự phối hợp đồng bộ của các địa phương nên việc khai thác trái phép, sai phép vẫn tiếp tục diễn ra ở nhiều nơi đặc biệt có nơi việc khai thác cát trái phép ngay tại khu vực chân đê và mái kè bảo vệ bờ sông gây sạt lở

a Hút cát trái phép b Tập kết vật liệu trái phép

Hình 1.13 Tập kết vật liệu trái phép

* Do ảnh hưởng của các hoạt động giao thông đi lại trên mặt đê

Đây là một trong những nguyên nhân chủ yếu gây lên hiện tượng lún sụt, bong vỡ mặt đê

Trong những năm gần đây việc thực hiện nâng cấp, hoàn thiện, cứng hoá mặt đê thường chỉ chú trọng đến vấn đề đảm bảo cao trình an toàn chống lũ

mà chưa đặt ra vấn đề kết hợp đường giao thông Mặt đê thường được thiết kế

có chiều rộng từ 5 ÷ 6m; kết cấu bê tông M250 ÷ M300# chiều dày 25cm Với chiều rộng và kết cấu mặt đê như vậy theo Tiêu chuẩn Việt Nam 4054-2005: Đường ôtô - yêu cầu thiết kế; Quy trình thiết kế áo đường cứng 22TCN 223-

95 thì đảm bảo cho những xe có tải trọng 10T đi qua

Hình 1.14 Mặt cắt đê đại diện

Tuy nhiên để đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế xã hội của từng địa phương (đặc biệt là nhu cầu về chở hàng hoá, vật liệu xây dựng… ) thì những

xe có tải trọng lớn như xe Kamaz, xe rơmooc… thường được sử dụng

Hình 1.15 Xe có tải trọnglớn đi lại trên đê

1.2.3 Những giải pháp khắc phục

1.2.3.1 Giải pháp công trình

* Xử dụng kè mỏ hàn tại những nơi có đoạn sông cong

Kè mỏ hàn là một loại công trình dùng để chỉnh trị một đoạn sông hay một đoạn bờ biển Với chức năng chính là làm giảm lưu tốc dòng chảy, giảm vận chuyển bùn cát dọc bờ, che chắn cho bờ khi có sóng xiên truyền tới, chuyển hướng dòng chảy ven bờ đi lệch ra xa chân đê làm giảm khả năng gây xói bờ

* Vật liệu đắp đê

Khi thi công đắp mở rộng mái đê ta nên lựa chọn vật liệu khi đắp là đất cấp 2, không nên lựa chọn đất pha cát vì khi ướt thì nhão, khô thì tơi xốp không đảm bảo độ đầm chặt theo yêu cầu Tuy nhiên do điều kiện của từng địa phương, không thể cung cấp đủ đất để thực hiện công trình do vậy đối với giải pháp này ta thường chú ý đến quá trình giám sát thi công khi đắp đê yêu cầu đầm nén kỹ đảm bảo dung trọng và độ chặt theo yêu cầu

* Gia cố mái đê bằng hệ thống kè

Đây là biện pháp chủ yếu để làm giảm thiểu các hư hỏng của mái đê, bảo

vệ mái, đảm bảo an toàn cho mái đê không bị sói lở, sạt trượt

Kè bảo vệ mái thường có các dạng kết cấu như kè lát mái, kè đá đổ, kè lát bằng những cấu kiện bê tông đúc sẵn hay như mái kè được gia cố bằng bê tông trực tiếp

a Kè đá b Kè lát bằng tấm bê tông đúc sẵn Hình 1.16 Một số dạng kết cấu kè đã ứng dụng

* Nâng cấp, mở rộng mặt đê đáp ứng nhu cầu giao thông

Đây là một trong những giải pháp đang được rất nhiều địa phương quan tâm và ứng dụng Như đã trình bày ở trên, việc nâng cấp hoàn thiện các tuyến

đê những năm gần đây bước đầu mới chỉ giải quyết được nhu cầu về an toàn chống lũ cho tuyến đê và một phần giao thông của địa phương, chưa đi sâu nghiên cứu các dạng mặt cắt phù hợp đảm bảo chống lũ và kết hợp làm đường giao thông nhằm thúc đẩy sự phát triển kinh tế xã hội của vùng Chính vì vậy, khi nâng cấp, hoàn thiện các tuyến đê ta cần tính toán, lựa chọn các hình dạng kết cấu mặt đê phù hợp đảm bảo chống lũ và kết hợp đảm bảo giao thông tại địa phương Đây cũng là nội dung chính của luận văn để tác giả sẽ trình bày trong những phần tiếp theo

1.2.3.2 Giải pháp phi công trình

Ngoài những giải pháp công trình, tác giả cũng đưa ra một vài giải pháp

về quản lý để giải quyết một số vấn đề hư hỏng của hệ thống đê điều nêu trên

* Quản lý khai thác, tập kết cát sỏi lòng sông

Như trên đã nêu, một phần nguyên nhân không nhỏ là do hiện tượng khai thác, tập kết cát sỏi lòng sông Để giảm thiểu những hư hỏng trên, các cấp chính quyền ở địa phương phải có những biện pháp ngăn chặn tình trạng trên, cấp phép cho những vị trí được khai thác và tập kết vật liệu, quản lý theo dõi chặt chẽ tình trạng hút cát trái phép diễn ra trên điạ bàn nhất là những nơi có lòng sông rộng, bãi sông hẹp, tầu thuyền hút cát lại hút gần chân đê hay tại những nơi xung yếu

* Quản lý về vấn đề vi phạm hành lang bảo vệ đê

Việc vi phạm, lấn chiếm hành lang bảo vệ đê cũng là vấn đề đang được rất nhiều các cấp, các ngành quan tâm hiện nay Khi xây dựng nhà cửa trong phạm vi bảo vệ đê điều, khiến cho chúng ta không thể phát hiện được những

ẩn hoạ gây mất ổn định cho thân đê khi vào mùa mưa lũ

Tuy nhiên vấn để đặt ra ở đây là nhiều địa phương đã có những khu dân

cư sống ở ven đê từ rất lâu đời, khi điều kiện kinh tế phát triển họ mở rộng, cải tạo nơi họ đang sinh sống Để hạn chế được tình trạng trên, các cấp chính quyền phải tích cực vào cuộc, tuyên truyền cho nhân dân đặc biệt những người đang sống ở khu vực ven đê hiểu được về Luật đê điều, xử lý nghiêm những trường hợp cố tình vi phạm đồng thời có giải pháp di dân (khu dân cư đang sinh sống ven đê) tái định cư tại những nơi mới xa hành lang bảo vệ đê điều

* Giải pháp hạn chế tình trạng xe quá tải đi lại trên đê

Một trong những nguyên cơ bản gây nên hiện tượng lún, sụt, bong vỡ mặt đê là có các xe quá tải đi lại trên đê

Để giảm thiểu những hư hại cho mặt đê thì biện pháp hạn chế xe có tải trọng lớn đi lại trên đê cũng được quan tâm và yêu cầu các cấp, các ngành chức năng nghiêm túc thực hiện

Hiện nay hệ thống đê điều nước ta về cơ bản đã đáp ứng được nhu cầu về phòng chống lụt bão Tuy nhiên cũng có rất nhiều những tồn tại cần được giải quyết Một trong những giải pháp khắc phục những tồn tại đó là việc mở rộng mặt đê kết hợp làm đương giao thông phục vụ nhu cầu đi lại và phát triển kinh tế của từng địa phương

1.3 Hiện trạng mặt đê kết hợp làm đường giao thông của hệ thống đê điều Việt Nam

Hệ thống đê ở nước ta đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ tài sản, mùa màng và tính mạng của người dân, ngoài ra nó còn có nhiệm vụ làm đường giao thông Tuy nhiên, nhiều tuyến đê xây dựng từ lâu, hiện đã xuống cấp, chưa đáp ứng được nhu cầu về giao thông

1.3.1 Về chiều rộng mặt đê phục vụ giao thông

Theo thống kê, hầu hết các tuyến đê của nước ta có chiều rộng trung bình

từ 5 ÷ 7m Các tuyến đê trong nội địa, do ý thức chấp hành pháp luật về đê

điều và PCLB của một bộ phận dân cư, một số doanh nghiệp còn bị hạn chế,

vì lợi ích cục bộ nên đã vi phạm kéo dài trong nhiều năm như: Lấn chiếm mái

đê, hành lang đê, xây dựng nhà ở, lều quán, công trình phụ

Trong những năm gần đây, do sự phát triển đi lên của nền kinh tế quốc dân, các phương tiện giao thông đã tăng lên một cách nhanh chóng Ngoài các phương tiện xe cá nhân còn có những xe có tải trọng, kích thước lớn phục vụ công tác vận chuyển, trao đổi hàng hóa giữa các địa phương với nhau Do vậy, với kích thước mặt đê đã có hệ thống đê điều chưa đáp ứng được hết yêu cầu về giao thông

1.3.2 Về kết cấu mặt đường đê

Hệ thống đê điều có một quá trình phát triển lâu đời, hàng năm đều được

tu bổ, nâng cấp, sửa chữa nên hình thức kết cấu mặt đê cũng có nhiều loại bao gồm mặt đê bằng đất, mặt đê cấp phối đá dăm, mặt đê bê tông, mặt đê nhựa Asphan Đối với các đê địa phương, mặt đê chủ yếu là đất hoặc rải cấp phối

đá dăm, một số ít đã được cứng hóa bằng bê tông Đối với các đê Trung ương thì phần lớn đã được cứng hoá bằng bê tông hoặc nhựa Asphan

Tuy nhiên do hầu hết các tuyến đê được xây dựng trên nền bồi tích hoặc nền địa chất yếu Dọc các tuyến đê thường có các bến bãi tập kết vật liệu cát sỏi xây dựng nên thường xuyên có các xe tải nặng chở vật liệu Vì vậy sau một quá trình sử dụng, một số trí mặt đê bê tông đã bị nứt vỡ, xuống cấp, mặt

đê bị lún, ảnh hưởng lớn đến việc đi lại và quản lý, hộ đê Hàng năm, các địa phương đều được bố trí vốn để tu bổ đê điều nhưng cũng mới chỉ đủ để khắc phục một số sự cố cấp bách

a Đê đất

c Đê bê tông

b Đê cấp phối đá dăm

d Đê rải Asphan Hình 1.17 Một số dạng kết cấu mặt đê

1.4 Kết luận chương 1

Hệ thống đê điều của nước ta đã được hình thành, xây dựng từ rất lâu đời, nó là tấm lá chắn đảm bảo an toàn và ổn định dân cư, các công trình hạ tầng cho công cuộc phát triển Hệ thống đê điều nước ta thường xuyên được duy tu, bảo dưỡng hàng năm, tuy nhiên vẫn còn có nhiều như hạn chế như mái đê, mặt đê bị hư hỏng, sạt lở Hiện nay, đất nước đang ở trong thời kỳ công nghiệp hóa, hiện đại hóa, nhu cầu giao thông là rất lớn Vì vậy, các tuyến đê ngoài nhiệm vụ chống lũ còn là các tuyến đường giao thông phục vụ nhu cầu vận chuyển, lưu thông hàng hóa Với thực tế hiện trạng các tuyến đê hiện nay thì bề rộng mặt đê cũng như kết cấu mặt đê chưa đáp ứng được yêu cầu này

CHƯƠNG 2 NGHIÊN CỨU CÁC HÌNH THỨC MỞ RỘNG MẶT ĐÊ ĐÁP ỨNG NHU CẦU PHÒNG LŨ VÀ KẾT HỢP GIAO THÔNG TRÊN ĐỊA BÀN

TỈNH BẮC NINH 2.1 Hiện trạng đê điều và yêu cầu mở rộng mặt đê đáp ứng yêu cầu giao thông của tỉnh Bắc Ninh

2.1.1 Hiện trạng đê điều tỉnh Bắc Ninh

Bắc Ninh là tỉnh có 3 con sông lớn chảy qua, đó là: Sông Cầu, sông Đuống, sông Thái Bình và một phần hạ lưu sông Cà Lồ đổ ra sông Cầu tại ngã ba Xà Hệ thống đê điều của tỉnh gồm 241 km đê, 160 cống và 38 kè hộ

bờ và chống sóng Trong đó:

- Tuyến đê cấp I ÷ III bao gồm tuyến tả, hữu Đuống, hữu Thái Bình, hữu Cầu và hữu Cà Lồ với 139 km đê, 55 cống qua đê và 24 kè (có 23 kè hộ bờ và

01 kè chống sóng chủ yếu ở tuyến sông Đuống và sông Cầu )

- Tuyến đê cấp IV bao gồm các tuyến đê tả, hữu Ngũ Huyện Khê và các tuyến đê bối: Hoài Thượng, Mão Điền, Song Giang, Giang Sơn (hữu Đuống), Cảnh Hưng, Đào Viên (tả Đuống), Đẩu Hàn, Ba Xã (hữu Cầu) với 102 km đê,

105 cống qua đê và 14 kè (chủ yếu là kè chống sóng thuộc tuyến đê Ba Xã) Trong những năm gần đây, hệ thống đê điều của tỉnh đã được đầu tư tu

bổ hoàn thiện về cao trình, mặt cắt, cải tạo, nâng cấp và cứng hoá mặt đê, gia

cố hoàn chỉnh và kéo dài các kè xung yếu, làm mới bổ sung và xây lại các cống yếu dưới đê Qua kiểm tra đánh giá hiện trạng công trình cho thấy hiện trạng đê điều của tỉnh Bắc Ninh như sau:

2.1.1.1 Về cao trình mặt đê

- Tuyến hữu Đuống (K21+600 ÷ K59+600) dài 38km: Cao trình đỉnh đê hiện tại từ (+8,60) ÷ (+12,00) có chiều cao gia thăng bình quân đạt từ 0,8 ÷ 1,0 m

- Tuyến tả Đuống (K22+300 ÷ K54): Cao trình đỉnh đê hiện tại từ (+8,10) ÷ (+12,20) có chiều cao gia thăng bình quân đạt từ 0,6 ÷ 1,0 m

- Tuyến hữu Thái Bình (K0 ÷ K9+680): Cao trình đỉnh đê hiện tại từ (+7,80) ÷ (+8,60) có chiều cao gia thăng bình quân đạt từ 1,20 ÷ 1,5 m

- Tuyến hữu Cà Lồ (K8+100 ÷ K14+350): Cao trình đỉnh đê hiện tại từ (+10,00) ÷ (+10,40) có chiều cao gia thăng bình quân đạt từ 0,8 ÷ 1,0m

- Tuyến hữu Cầu (K28+860 ÷ K82+350): Cao trình đỉnh đê hiện tại từ (+8,10) ÷ (+10,00) có chiều cao gia thăng bình quân đạt từ 0,4 ÷ 1,0 m

2.1.1.2 Về mặt đê

Toàn tỉnh đã có 112/139 km đê được cứng hoá và trải nhựa, trong đó có 103,7 km mặt đê bằng bê tông với bề rộng mặt từ 4,5 ÷ 5m, dày 20 ÷ 25cm,

bê tông mác 200 ÷ 300 và 8,3 km mặt đê trải nhựa Cụ thể:

- Tuyến hữu Đuống từ K21+600 ÷ K59+600: Toàn bộ mặt đê đã cứng hoá bằng bê tông với chiều dài 35,75km và trải nhựa dài 2,25km

- Tuyến hữu Thái Bình: Từ K0 ÷ K9+680 dài 9,68 km toàn bộ mặt đê đã được cứng hoá bằng bê tông Tuy nhiên qua quá trình sử dụng mặt đê đã bị xuống cấp, cần được đầu tư tu bổ sửa chữa vào những năm tới

- Tuyến đê tả Đuống: Từ K22+300 ÷ K54 đến nay toàn bộ mặt đê đã được cứng hoá bằng bê tông

- Tuyến Hữu Cầu: Từ K28+860 ÷ K82+350 dài 53,49km, hiện nay mặt

đê đã được cứng hoá bằng bê tông và một số đoạn được trải nhựa với tổng chiều dài là 31,58 km

- Tuyến hữu Cà Lồ: Từ K8+100 ÷ K14+350 dài 6,25km Hiện nay mặt

đê đã được cứng hoá bằng bê tông với chiều dài 0,85km; đoạn còn lại dài 5,40

km mặt đê được trải cấp phối từ nhiều năm nay, hiện đang xuống cấp, gây khó khăn cho công tác kiểm tra và hộ đê

2.1.1.3 Về mặt cắt ngang đê

- Các tuyến đê hữu Đuống, hữu Thái Bình và tả Đuống đã được đầu tư đắp hoàn chỉnh mặt cắt với chỉ tiêu thiết kế chiều rộng mặt đê đạt 5,5 ÷ 6m, mái đê phía sông m = 2 mái đê phía đồng m = 3, những vị trí cao trên 5m đã được đắp cơ phía đồng

- Tuyến đê hữu Cà Lồ mặt cắt đê có chiều rộng mặt đê đạt trung bình 5m, mái đê phía sông m = 2, mái đê phía đồng m = 3 Tuyến đê này có chiều cao thấp nên hầu như không có cơ, hiện còn đoạn K12+800 ÷ K14+350 đê cao trên 5m, chưa có cơ

- Tuyến đê hữu Cầu mặt cắt đê hiện tại về cơ bản đạt chỉ tiêu mặt đê rộng 5,5 ÷ 6m, mái đê phía sông m = 2, mái đê phía đồng m = 3 và đắp cơ ở những đoạn đê cao

2.1.1.4 Về chất lượng đê

Hệ thống đê đi qua nhiều vùng, khu vực có nền địa chất mềm yếu, đất đắp đê có hàm lượng pha cát lớn, không đồng nhất nên vẫn còn nhiều tiềm ẩn khó lường gây uy hiếp đến an toàn của đê nhất là khi có lũ cao, ngâm lâu và gặp tổ hợp có gió bão lớn Vì vậy những vấn đề còn tồn tại cần chú ý trong những mùa mưa lũ là:

a) Về sủi đùn xảy ra ở những đoạn đê có địa chất nền mềm yếu

Những đoạn đê có địa chất nền mềm yếu thường xuyên xuất hiện đùn sủi khi mực nước sông vượt mức báo động số 2 và mức độ sủi đùn có nguy cơ uy hiếp đến an toàn của đê khi nước sông ở mức trên báo động số 3

b) Vấn đề thẩm lậu có nguy cơ gây sạt, trượt mái đê phía đồng khi

có lũ cao ngâm lâu

Tuyến đê hữu Đuống và hữu Thái Bình đất đắp đê có hàm lượng pha cát lớn khi có lũ cao ngâm lâu, nhiều đoạn đê thường xuất hiện thẩm lậu nặng, có nguy cơ gây sạt trượt mái đê phía đồng

c) Vấn đề sạt lở mái đê phía sông do sóng khi gặp tổ hợp lũ cao có gió bão

Các tuyến đê tả, hữu Đuống, hữu Thái Bình đất đắp đê chủ yếu là đất thịt

có hàm lượng pha cát lớn nên khi gặp tổ hợp có lũ cao có gió bão mạnh cấp 6,

7 trở lên ở những đoạn đê có mặt thoáng lòng sông rộng thường bị sóng vỗ làm sạt lở mái đê trên diện rộng

d) Vấn đề ẩn hoạ trong thân đê

Những năm gần hệ thống đê điều Bắc Ninh đã được xử lý mối bằng công nghệ cao, khoan phụt vữa gia cố thân đê song do đê được hình thành từ lâu đời, trải qua nhiều lần tu bổ, chất đất đắp đê không đồng nhất, nhiều vị trí đê

đi qua khu làng cổ có dân cư sinh sống, các ẩn hoạ về hang cầy, tổ mối khó có thể phát hiện và xử lý triệt để Vì vậy trên tất cả các tuyến đê cần chú ý đến những sự cố sập đê đột xuất do tổ mối hoặc ẩn hoạ khác có thể xảy ra ở bất

cứ chỗ nào, đặc biệt là các khu vực gần làng có dân cư sinh sống

2.1.2 Nhu cầu phát triển kinh tế trên địa bàn tỉnh Bắc Ninh

2.1.2.1 Đặc điểm và điều kiện tự nhiên của tỉnh

a) Vị trí địa lý:

Bắc Ninh là một tỉnh thuộc vùng đồng bằng sông Hồng, nằm trong tam giác kinh tế trọng điểm Hà Nội - Hải Phòng - Quảng Ninh và là cửa ngõ phía Đông Bắc của thủ đô Hà Nội

Vị trí địa lý nằm trong phạm vi từ 20058’ đến 21016’ vĩ độ Bắc và

105054’ đến 106019’ kinh độ Đông

Tỉnh có địa giới hành chính tiếp giáp với các tỉnh: Bắc Giang ở phía Bắc, Hải Dương ở phía Đông và Đông Nam, Hưng Yên ở phía Nam và thủ đô

Hà Nội ở phía Tây

b) Đặc điểm địa hình, địa chất:

- Địa hình: Tỉnh Bắc Ninh có địa hình tương đối bằng phẳng, có hướng

dốc chủ yếu từ Bắc xuống Nam và từ Tây sang Đông, được thể hiện qua các

dòng chảy mặt đổ về sông Đuống và sông Thái Bình Mức độ chênh lệch địa hình không lớn, vùng đồng bằng thường có độ cao phổ biến từ 3 - 7 m, địa hình trung du đồi núi có độ cao phổ biến 300 - 400m

- Địa chất: Đặc điểm địa chất mang những nét đặc trưng của cấu trúc

địa chất thuộc vùng trũng sông Hồng, bề dày trầm tích đệ tứ chịu ảnh hưởng

rõ rệt của cấu trúc mỏng Tuy nhiên nằm trong miền kiến tạo Đông Bắc, Bắc

bộ nên cấu trúc địa chất lãnh thổ Bắc Ninh có những nét còn mang tính chất của vòng cung Đông Triều vùng Đông Bắc

Với đặc điểm này địa chất của tỉnh Bắc Ninh có tính ổn định hơn so với

Hà Nội và các đô thị vùng đồng bằng Bắc bộ khác trong việc xây dựng công trình Bên cạnh đó có một số vùng trũng nếu biết khai thác có thể tạo ra cảnh quan sinh thái đầm nước vào mùa mưa để phục vụ cho các hoạt động văn hoá

và du lịch

c) Khí tượng, thủy văn:

- Khí tượng: Điều kiện thời tiết, khí hậu: Bắc Ninh thuộc vùng khí hậu

nhiệt đới gió mùa với 4 mùa rõ rệt, có mùa đông lạnh, mùa hè nóng nực và không khác biệt nhiều so với các tỉnh lân cận của đồng bằng sông Hồng

- Thủy văn: Bắc Ninh có mạng lưới sông ngòi khá dày đặc, mật độ lưới

sông khá cao, trung bình 1,0 - 1,2 km/km2, có 3 hệ thống sông lớn chảy qua gồm sông Đuống, sông Cầu và sông Thái Bình Với hệ thống sông này nếu biết khai thác trị thuỷ và điều tiết nước sẽ đóng vai trò quan trọng trong hệ thống tiêu thoát nước của tỉnh và sinh hoạt trong toàn tỉnh, trong đó có các hoạt động của đô thị

2.1.2.2 Điều kiện kinh tế xã hội của tỉnh

a) Dân cư và lao động:

- Theo số liệu thống kê mới nhất năm 2011, Bắc Ninh có 1.028.844 người Trong đó dân cư nông thôn chiếm trên 76,5%, dân số thành thị chiếm

23,5% Thành phần dân số này có xu hướng chuyển dịch theo cơ cấu tăng dân

số thành thị và giảm dân số nông thôn

b) Tăng trưởng kinh tế:

Nhìn lại chặng đường hơn 10 năm xây dựng và phát triển, mặt dù còn không ít khó khăn thử thách, song nhịp độ tăng trưởng kinh tế luôn giữ ở mức cao Tốc độ tăng trưởng bình quân tổng sản phẩm xã hội của tỉnh giai đoạn năm 1997 - 2011 là 13,68% /năm

c) Cơ cấu kinh tế:

Cơ cấu kinh tế của tỉnh từng bước chuyển dịch theo hướng công nghiệp hóa - hiện đại hóa Tỷ trọng khu vực công nghiệp và xây dựng cơ bản tăng nhanh từ 23,77% năm 1997 lên 51,01% năm 2011 Tỷ trọng khu vực dịch vụ tăng từ 31,18% năm 1997 lên 30,34% năm 2011 trong khi đó tỷ trọng khu vực nông lâm nghiệp và thủy sản giảm từ 45,05% năm 1998 xuống còn 18,65% năm 2011

d) Công nghiệp:

Xuất phát điểm từ một tỉnh mà nền kinh tế chủ yếu dựa vào sản xuất nông nghiệp, các cơ sở sản xuất công nghiệp, nhất là công nghiệp hiện đại hầu như không đáng kể Đến nay, trên địa bàn tỉnh đã có 10 khu công nghiệp tập trung; hơn 18 khu công nghiệp vừa và nhỏ, cụm công nghiệp làng nghề với hàng trăm nhà máy có công nghệ sản xuất hiện đại đã và đang hoạt động Tốc độ tăng trưởng bình quân giá trị sản xuất công nghiệp trong giai đoạn

1997 - 2011 là 31,89%/năm, đặc biệt khu vực có vốn đầu tư nước ngoài tăng vọt từ 0,34 tỷ đồng năm 1997 lên 3505,4 tỷ đồng năm 2011

e) Nông nghiệp:

Sản xuất nông nghiệp trên địa bàn tỉnh có những chuyển dịch tích cực

về cơ cấu: Tỷ trọng ngành trồng trọt giảm từ 67,2% năm 1997 xuống 5,11% năm 2011, tỷ trọng ngành chăn nuôi tăng từ 29,4% năm 1997 lên 41% năm

2011 và phát triển theo hướng sản xuất hàng hóa từng bước gắn với thị trường, nâng cao năng xuất, chất lượng và hiệu quả kinh tế

f) Giao thông:

Bắc Ninh là tỉnh có điều kiện thuận lợi để phát triển giao thông vận tải Mạng lưới giao thông bao gồm đường sắt, đường bộ, đường thủy đã được hình thành từ lâu Hơn nữa, đây là cửa ngõ của thủ đô Hà Nội nằm trong khu vực tam giác kinh tế trọng điểm Hà Nội - Hải Phòng - Quảng Ninh nên được Chỉnh phủ quan tâm đầu tư cho phát triển các tuyến đường huyết mạch: Quốc

lộ 1, quốc lộ 18, quốc lộ 38 và tuyến đường sắt Hà Nội - Bắc Ninh - Lạng Sơn Trong khi đó hệ thống các tuyến đường trong nội tỉnh được nâng cấp và xây dựng mới, đặc biệt phong trào xây dựng đường giao thông nông thôn với phương thức nhà nước và nhân dân cùng làm đã góp phần tích cực vào việc

mở rộng thông thương, khai thác tiềm năng của tỉnh, rút ngắn “khoảng cách” giữa Bắc Ninh với các tỉnh trong vùng, giữa thành thị và nông thôn

2.1.2.3 Nhu cầu phát triển kinh tế xã hội

Khi mới tái lập tỉnh (01/01/1997) Bắc Ninh là một tỉnh nông nghiệp thuần tuý gặp muôn vàn khó khăn, thách thức Điểm xuất phát kinh tế thấp, kết cấu hạ tầng vừa thiếu lại vừa yếu Song dưới nỗ lực phấn đấu hết mình của toàn thể nhân dân trong tỉnh, đến nay Bắc Ninh đã có những chuyển biến mạnh mẽ về kinh tế và đạt được nhiều thành tựu quan trọng trên mọi lĩnh vực Trong dự thảo quy hoạch về kinh tế của tỉnh Bắc Ninh giai đoạn 2010 đến 2020 và tầm nhìn 2030 đã xác định đến năm 2030 Bắc Ninh có một nền kinh tế phát triển hài hoà, bền vững, đứng trong tốp 10 của cả nước về thu nhập bình quân đầu người (đạt khoảng 10.000 ÷ 12.000 USD) phát triển mạnh

mẽ hệ thống đô thị gắn kết với các khu vực sản xuất công nghiệp công nghệ cao, phấn đấu đưa Bắc Ninh trở thành đô thị hiện đại - xanh - giàu bản sắc

Để thực hiện được mục tiêu và nhiệm vụ như vậy thì phát triển hệ thống giao thông trên địa bàn tỉnh là một vấn đề đang được quan tâm hàng đầu hiện nay Với những đặc điểm về điều kiện về tự nhiên và xã hội đã nêu ở trên thì Bắc Ninh là một tỉnh có hệ thống sông ngòi dày dặc, hệ thống đê điều bao quanh tỉnh không những có nhiệm vụ bảo vệ an toàn cho nhân dân trong vùng bảo vệ mà còn đóng vai trò là đường giao thông huyết mạch nối liền giữa các huyện trong tỉnh cũng như với các tỉnh khác

Qua đánh giá hiện trạng hệ thống công trình cho thấy các tuyến đê trên địa bàn còn nhiều vị trí xung yếu, tại một số vị trí hàng năm thường xảy ra các hiện tượng đùn sủi trong mùa mưa lũ Đường giao thông mặt đê còn nhỏ hẹp

so với quy hoạch giao thông của tỉnh đã được phê duyệt, lưu lượng giao thông

đi lại lớn nên mặt đê đã bị xuống cấp, hư hỏng một số vị trí và chưa đáp ứng tốt công tác hộ đê cũng như nhu cầu dân sinh kinh tế

Vì vậy, việc củng cố, nâng cấp và hoàn thiện các tuyến đê kết hợp phòng chống lũ và giao thông của tỉnh Bắc Ninh là rất cần thiết để chủ động phòng chống lụt bão, hạn chế thiệt hại do thiên tai gây ra, góp phần bảo đảm

an ninh, quốc phòng Ngoài ra việc nâng cấp các tuyến đê trên địa bàn tỉnh Bắc Ninh tạo tuyến đường giao thông liên tỉnh, liên vùng thuận lợi sẽ góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế xã hội trong vùng cũng như toàn tỉnh, nâng

cao đời sống của nhân dân

2.2 Cơ sở và nguyên tắc chung mở rộng mặt đê kết hợp đường giao thông

Việc mở rộng mặt đê kết hợp làm đường giao thông cần tuân thủ một số nguyên tắc sau đây:

2.2.1 Bề rộng mặt đê mới

Phải dự báo được tốc độ phát triển của kinh tế vùng, mật độ dân cư, sự gia tăng của phương tiện giao thông trong những năm tới Từ đó có được lưu lượng và mật độ xe, tính toán ra chiều rộng mặt đường, mặt đường nên cứng

hóa đồng bộ với hệ thống điện chiếu sáng, tiêu thoát nước Tránh tình trạng thi công chắp vá, vài năm lại tu sửa nâng cấp, mất thời gian và tốn kém

Theo Quyết định số 28/2011/QĐ-UBND ngày 24/02/2011 của Chủ tịch UBND tỉnh Bắc Ninh về việc phê duyệt quy hoạch giao thông vận tải tỉnh Bắc Ninh giai đoạn 2010 đến 2020, tầm nhìn 2030 và theo tiêu chuẩn thiết kế đường giao thông nông thôn 22TCN 210-92 và tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4054-2005 đường ôtô - yêu cầu thiết kế ta xác định được bề rộng mặt đê để kết hợp đường giao thông có thể từ 7 ÷ 12m

2.2.2 Ổn định của đê

Việc thi công mở rộng mặt đê ngoài yêu cầu chống lún của giao thông cần phải đáp ứng được yêu cầu ổn định tổng thể, phải thông qua tính toán ổn định thấm, ổn định trượt, xử lý tiếp giáp giữa đê cũ và đê mới, vấn đề lún không đều giữa phần đê cũ và phần đất mới đắp Từ những tính toán trên, chúng ta xác định được mặt cắt hình học của đê và có những biện pháp thi công cho phù hợp

2.2.3 An toàn giao thông

Trên dọc các tuyến đê của nước ta thường có những khúc cong, đây là những điểm thường xuyên mất an toàn về giao thông Vì vậy khi nâng cấp mở rộng đê cần phải nắn những chỗ cong để đảm bảo an toàn giao thông Trên mặt đê cần bố trí hệ thống chiếu sáng, vừa đảm bảo an toàn giao thông, vừa đảm bảo yêu cầu phòng chống lụt bão mùa mưa lũ

2.3 Một số biện pháp mở rộng mặt đê kết hợp giao thông

2.3.1 Biện pháp đắp mở rộng mặt cắt đê

Đây là phương pháp khi mở rộng mặt cắt đê ta giữ nguyên phần thân

đê, cao trình đỉnh đê cũ đã có, tiến hành đắp đất áp trúc về phía sông hoặc phía đồng