nghiên cứu lựa chọn giải pháp và công nghệ thi công công trình bảo vệ bờ biển tỉnh bà rịa vũng tàu

MỤC LỤC MỞ ĐẦU……………………………………………………………………………1 1. Tính cấp thiết của Đề tài 1 2. Mục đích của Đề tài 1 3. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 1 4. Kết quả dự kiến đạt được 2 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC GIẢI PHÁ CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ BIỂN 3 1.1 Sự hình thành sóng biển và tác động của nó đến công trình bảo vệ bờ biển. . 3 1.1.1 Đặc trưng hình thành và sự phát triển của sóng biển 3 1.1.2 Phân loại sóng biển 6 1.1.3 Các thông số đặc trưng của sóng biển 8 1.2 Các công trình bảo vệ bờ biển 9 1.2.1 Công trình đê chắn cát giảm sóng bảo vệ bờ biển 9 1.2.2 Công trình kè bảo vệ bờ biển 11 1.2.2.1 Chức năng 11 1.2.2.2 Kết cấu gia cố bờ 11 1.3 Tình hình nghiên cứu trên thế giới và ở nước ta 11 1.3.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới 11 1.3.2 Tình hình nghiên cứu ở nước ta 19 1.4 Kết luận chương 1 22 CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ THI CÔNG ĐÊ BIỂN 23 2.1 Mặt cắt kết cấu các công trình bảo vệ bờ biển thường sử dụng ở Việt Nam 23 2.1.1 Các tiêu chuẩn thiết kế đê biển 23 2.1.1.1 Tiêu chuẩn thiết kế đê biển 23 2.1.1.2 Các tiêu chuẩn sử dụng trong thiết kế đê biển ở Việt Nam hiện nay 25 2.1.2 Xác định các thông số, điều kiện thiết kế 26 2.1.2.1 Tài liệu địa hình 26 2.1.2.2 Tài liệu địa chất 27 2.1.2.3 Tài liệu khí tượng, thủy, hải văn 28 2.1.2.4 Tài liệu dân sinh, kinh tế và môi trường 29 2.1.2.5 Cấp công trình của đê 29 2.1.3 Các bước thiết kế công trình bảo vệ bờ biển 29 2.1.3.1 Xác định cao trình đỉnh đê 30 2.1.3.2 Phương pháp tính toán lưu lượng tràn 35 2.1.3.3 Đỉnh đê 39 2.1.3.4 Mái đê 42 2.1.3.5 Thân đê 43 2.1.4 Tính ổn định 45 2.1.4.1 Nội dung tính toán 45 2.1.4.2 Tính toán ổn định chống trượt mái đê 45 2.1.4.3 Tính toán ổn định đê biển dạng tường đứng 47 2.1.5 Tính toán lún 51 2.1.6 Những hình thức bảo vệ bờ biển đã được ứng dụng ở Việt Nam 53 2.1.6.1 Các hình thức kè bờ biển 53 2.1.6.2 Các hình thức đê chắn sóng 57 2.2 Đặc điểm khi thi công đê biển 59 2.2.1 Thi công ở nơi nước sâu 59 2.2.2 Thi công xây dựng ở nơi sóng gió 59 2.2.3 Thi công trong các điều kiện khác 60 2.3 Công nghệ thi công đê biển 60 2.3.1 Công nghệ vật liệu dùng cho công trình bảo vệ bờ biển 60 2.3.1.1 Thảm bê tông FS 60 2.3.1.2 Thảm bê tông tự chèn lưới thép - thảm P.Đ.TAC-M 61 2.3.1.3 Vải địa kỹ thuật 61 2.3.1.4 Cừ bản BTCT ứng suất trước 61 2.3.1.5 Khối Tetrapod 62 2.3.1.6 Công nghệ thi công thả thảm đá dưới nước 62 2.3.1.7 Công nghệ thi công đóng cọc chiều dài lớn 63 2.3.1.8 Xử lý chống xói lở bờ biển bằng công nghệ STABIPLAGE 63 2.3.2 Đê chắn sóng: 64 2.3.2.1 Đê chắn sóng mái nghiêng (đê dạng khối đổ) 64 2.3.2.2 Đê chắn sóng tường đứng 65 2.3.2.3 Đê chắn sóng có kết cấu đặc biệt khác nhau (đê kiểu phao, đê rỗng, đê thuỷ khí…) 66 2.4 Kết luận chương 2 66 CHƯƠNG 3: LỰA CHỌN GIẢI PHÁP BẢO VỆ BỜ BIỂN TỈNH BÀ RỊA VŨNG TÀU 68 3.1 Các đặc điểm điều kiện tự nhiên của bờ biển Bà Rịa Vũng Tàu 68 3.1.1 Đặc điểm địa hình 69 3.1.2 Đặc điểm địa mạo 72 3.1.2.1 Địa hình nguồn gốc núi lửa 72 3.1.2.2 Đặc điểm độ sâu đáy biển 73 3.1.2.3 Đặc điểm địa mạo đáy biển 73 3.1.2.4 Đặc điểm sóng biển, các thông số sóng 76 3.2 Những chỉ tiêu thiết kế 76 3.2.1 Xác định tiêu chuẩn an toàn 76 3.2.2 Xác định cấp đê 77 3.2.3 Thiết kế tuyến đê 78 3.3 Lựa chọn giải pháp hợp lý bảo vệ bờ biển Bà Rịa Vũng Tàu 79 3.4 Xác định mặt cắt đê biển Bà Rịa Vũng Tàu 80 3.4.1 Chọn tuyến đê 80 3.4.2 Tính chọn kích thước cơ bản của mặt cắt ngang ĐCS mái nghiêng 81 3.4.2.1 Cao trình đỉnh đê 81 3.4.2.2 Chiều rộng đỉnh đê 83 3.4.2.3 Chọn mái dốc m 83 3.4.2.4 Tính toán chọn loại khối phủ phù hợp với ĐCS 84 3.4.3 Tính toán ổn định trượt sâu ĐCS 85 3.4.4 Tính toán ổn định trượt ngang ĐCS 88 3.5 Giải pháp thi công công trình đê biển tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu 91 3.5.1 Thi công khối dị hình tetrapod 91 3.5.1.1 Yêu cầu vật liệu đầu vào 91 3.5.1.2 Thi công đúc các khối phá sóng 92 3.5.2 Thi công đê chắn sóng bảo vệ bờ biển khu vực mũi Hồ Tràm 95 3.5.2.1 Thi công nạo vét đáy biển 95 3.5.2.2 Thi công đá đổ lõi đê và lớp đệm đá 97 3.5.2.3 Thi công lớp lót đê 101 3.5.2.4 Thi công lớp phủ ngoài 102 3.5.3 Một số lưu ý trong quá trình thi công 103 3.5.4 Tiến độ thi công 104 3.5.5 Các yêu cầu về bảo vệ môi trường, an toàn, phòng chống cháy nổ trong quá trình thi công 104 3.6 Kết luận chương III 105 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 106 1. Kết luận 106 2. Tồn tại và kiến nghị 107 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1-1: Sơ đồ chuyển động của các hạt nước trong sóng đứng (a) và sóng tiến (b) và biến đổi của hình dạng sóng với thời gian 7 Hình 1-2: Profin sóng và các yếu tố sóng. 8 Hình 1-3: Các giải pháp bảo vệ đê biển bằng công trình ngăn cát giảm sóng. 10 Hình 1-4: Đê biển chịu sóng tràn và vùng đệm đa chức năng theo cách tiếp cận hệ thống của ComCoast. 13 Hình 1-5: Quan điểm xây dựng đê biển lợi dụng tổng hợp và thân thiện với môi trường sinh thái của Hà Lan. 15 Hình 1-6: Đê sông an toàn cao ở Nhật Bản: (a) Dạng mặt cắt ngang đê an toàn cao trước và sau khi xây dựng (Stalenberg, 2007) (b) Đê an toàn cao ở Edogawa – Tokyo, Nhật Bản. 16 Hình 1-7: Dải ngầm giảm sóng xa bờ. 18 Hình 2-1: Độ dốc quy đổi tính sóng leo. 31 Hình 2-2: Các thông số xác định cơ đê. 32 Hình 2-3: Xác định độ dốc mái đê quy đổi khi có tường đỉnh. 36 Hình 2-4: Mũi hắt sóng của tường đỉnh trên đê. 37 Hình 2-5: Mặt cắt đê bảo vệ ba mặt 39 Hình 2-6 : Các dạng kết cấu tường đỉnh đê biển. 41 Hình 2-7: Đá hộc lát khan không có tường đỉnh. 53 Hình 2-8: Bê tông mảng mềm, đá lát khan phần trên, có tường đỉnh. 54 Hình 2-9: Bê tông mảng mềm, tường đỉnh, thềm giảm sóng. 54 Hình 2-10: Mái kè đá lát khan trên đê đá. 54 Hình 2-11: Mái kè đá lát khan trên đê đất. 54 Hình 2-12: Mái kè tấm bê tông và đá hộc lát khan phần trên. 55 Hình 2-13: Mái kè tấm bê tông và đá hộc lát khan phần trên. 55 Hình 2-14: Mái kè bê tông kích thước lớn liên kết mềm và đá hộc lát khan trong khung xây phần trên. 55 Hình 2-15: Mái kè tấm bê tông liên kết mềm và đá hộc lát khan trong khung xây phần trên. 56 Hình 2-16: Kè bờ biển Nghĩa Phúc – Nam Định. 56 Hình 2-17: Kè bờ biển Ninh Thuận. 57 Hình 2-18: Đê chắn sóng kết cấu mái nghiêng bằng đá tại Dung Quất. 57 Hình 2-19: Đê chắn sóng bảo vệ bờ kết cấu bằng khối Tetrapod 58 tại đảo Cồn Cỏ. 58 Hình 2-20: Đê chắn sóng bảo vệ bờ kết cấu bằng khối Tetrapod 58 tại đảo Cô Tô. 58 Hình 2-21: Thảm bê tông FS. 61 Hình 2-22: Thảm bê tông tự chèn lưới thép. 61 Hình 2-23: Cừ bản BTCT ứng suất trước. 62 Hình 2-24: Khối Tetrapod. 62 Hình 2-25: Thi công thả thảm đá dưới nước. 63 Hình 2-26: STABIPLAGE. 64 Hình 2-27: Đê chắn sóng mái nghiêng thông thường 65 Hình 2-28: Đê chắn sóng mái nghiêng dùng khối tetrapod bảo vệ mái. 65 Hình 2-29: Đê chắn sóng tường đứng kết cấu thùng chìm 66 Hình 3-1: Bản đồ khu vực nghiên cứu. 69 Hình 3.2: Mặt bằng bố trí tuyến đê chắn sóng bảo vệ bờ biển khu vực 81 mũi Hồ Tràm 81 Hình 3.3: Mặt cắt điển hình ĐCS khu vực bãi biển Hồ Tràm 84 Hình 3-4: Phương pháp Janbu K=1.419 86 Hình 3-5: Phương pháp Bishop K=1.491 86 Hình 3-6: Phương pháp Janbu K=1.421 87 Hình 3-7: Phương pháp Bishop K=1.527 87 Hình 3.8: Sơ đồ tính áp lực sóng. 89 Hình 3.9: Sơ đồ tính ổn định trượt ngang 91 3.5.1 Thi công khối dị hình tetrapod 91 Hình 3-10: Một mảnh ván khuôn khối tetrapod 93 Hình 3.11: Đổ bê tông vào khối bằng băng truyền. 94 Hình 3.12: Vận chuyển các khối bằng cẩn cẩu và ô tô. 95 3.5.2 Thi công đê chắn sóng bảo vệ bờ biển khu vực mũi Hồ Tràm 95 Hình 3-13: Phao thi công. 96 Hình 3-14: Tầu hút xén thổi nạo vét đáy biển. 97 Hình 3-15: Xà lan mở đáy. 99 Hình 3-16: Thiết bị định vị GPS trên xà lan. 99 Hình 3-17: Xà lan mở mạn. 99 Hình 3-18: Ô tô vận chuyển đá. 100 Hình 3-19: Chỉnh sử mái dốc bằng máy đào có hệ thống định vị GPS 100 Hình 3-20: Vận chuyển đá bằng xà lan kết hợp với ô tô. 101 Hình 3-21: Cần cẩu phục vụ xếp đá. 102 Hình 3-22: Vận chuyển khối phá sóng bằng ô tô. 102 Hình 3-23: Thi công lắp đặt khối phá sóng. 103 Hình 3-24: Thợ lặn thi công lắp ghép các khối phá sóng. 103 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Bảng phân cấp đê biển theo chu kỳ lặp. 24 Bảng 2.2: Cấp công trình của đê biển. 29 Bảng 2.3: Hệ số nhám trên mái dốc. 33 Bảng 2.4: Tiêu chuẩn sóng tràn (Eurotop, 2007). 37 Bảng2.5: Chiều rộng đỉnh đê theo cấp công trình. 39 Bảng 2.6: Hệ số an toàn ổn định chống lật (k) của đê thành đứng. 41 Bảng 2.7: Hệ số an toàn ổn định chống trượt (k) của công trình thành đứng. 42 Bảng 2.8: Quy định độ nén chặt thân đê bằng đất. 44 Bảng 2.9: Hệ số an toàn ổn định chống trượt cho mái đê. 46 Bảng2.10: Hệ số an toàn ổn định chống truợt trên nền phi nham thạch 46 Bảng 2.11: Hệ số an toàn ổn định chống trượt trên nền nham thạch. 46 Bảng 2.12: Hệ số an toàn ổn định chống lật. 47 Bảng 2.13: Hệ số ma sát. 49 Bảng 2.14: Hệ số ảnh hưởng. 52 Bảng 3.1: Tiêu chuẩn an toàn. 76 Bảng 3.2: Tiêu chí phân cấp đê. 77 Bảng 3.3: Các thông số của khối Tetrapod. 85 Bảng 3.4: Các thông số của lớp phủ mái Tetrapod. 85 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của Đề tài Bờ biển nước ta có chiều dài hơn 3260km, hàng ngày đang chịu ảnh hưởng trực tiếp của các yếu tố như sóng, gió, thủy triều… và trung bình có từ 6 đến 8 cơn bão đổ bộ vào bờ biển hàng năm. Đặc biệt năm 1978 và năm 1989 có tới 12 cơn bão đổ bộ vào, có nhiều cơn bão trên cấp 12, 13 gây thiệt hại rất lớn về người và kinh tế ở những vùng ven biển. Đê biển nước ta được xây dựng qua nhiều thời kỳ, chất lượng khác nhau, mức độ an toàn thấp, nhiều nơi còn phải gia cố sửa chữa hoặc xây dựng mới. Trong điều kiện biến đổi khí hậu, đặc biển với xu thế nước biển dâng, việc đảm bảo an toàn cho hệ thống đê biển là vấn đề cần đặc biệt quan tâm bởi vì hầu hết các khu dân cư, khu công nghiệp, khu kinh tế trọng điểm của Vùng, của đất nước đều nằm gần hoặc sát bờ biển. Đặc biệt tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu là một trong những vùng kinh tế sôi động, trọng điểm phát triển nhanh của nước ta. Vì vậy nếu để xảy ra một sự cố do thiên tai thì thiệt hại mà đất nước gánh chịu thật khó lường. Do vậy đề tài: “Nghiên cứu lựa chọn giải pháp và công nghệ thi công công trình bảo vệ bờ biển tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu” có ý nghĩa kinh tế kỹ thuật rất lớn. 2. Mục đích của Đề tài Nghiên cứu lựa chọn công trình bảo vệ bờ và giải pháp thi công đê biển tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu. Phạm vi nghiên cứu: Vùng đê biển tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu. 3. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu * Cách tiếp cận. Thông qua các tài liệu thiết kế và tài liệu nghiên cứu liên quan đến vấn đề bảo vệ bờ biển để nắm được các giải pháp bảo vệ bờ biển. Nghiên cứu thông qua các công trình bảo vệ bờ biển đã được áp dụng xây dựng trong thực tế. * Phương pháp nghiên cứu. [...]... tác động lên công trình bảo vệ bờ Đó chính là tác nhân chính gây nên những thi t hại cho bản thân công trình bảo vệ bờ và khu vực được bảo vệ Lựa chọn giải pháp nào để bảo vệ bờ biển đạt hiệu quả cần phải nghiên cứu các đặc trưng sóng biển để lựa chọn mặt cắt đê biển hợp lý cho từng vùng biển nước ta Có mặt cắt hợp lý cần phải có công nghệ thi công hợp lý mới có khả năng hiện thực hóa và đạt hiệu quả...2 - Phương pháp khảo sát đánh giá hiện trạng - Phương pháp phân tích tổ hợp - Phương pháp chuyên gia - Phương pháp kế thừa kết hợp nghiên cứu và tài liệu đã công bố 4 Kết quả dự kiến đạt được Đưa ra giải pháp hợp lý cho công trình bảo vệ bờ biển tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu để đảm bảo tính kinh tế của công trình và sự an toàn của công trình trước tác động của các yếu tố tự nhiên... chưa được quan tâm đúng mức cho từng vùng • Công nghệ thi công vẫn còn hạn chế, vẫn nặng thủ công 22 1.4 Kết luận chương 1 Công trình bảo vệ bờ biển được nghiên cứu và xây dựng từ lâu trên thế giới, hình thức kết cấu rất đa dạng và đóng một vai trò rất quan trọng trong việc xây dựng công trình biển, phục vụ cho việc phát triển kinh tế biển Công trình bảo vệ bờ biển có rất nhiều dạng, loại khác nhau Mỗi... đề cần thi t để tác giả nghiên cứu trong các chương tiếp theo Qua chương 1, tác giả đã nêu ra cái nhìn tổng quan về sóng biển, sự hình thành của sóng biển và tác động của nó đến công trình Chương 1 đã nêu ra được các dạng mặt cắt công trình bảo vệ bờ biển đã và đang áp dụng tại Việt Nam và trên thế giới Tình hình nghiên cứu khoa học kỹ thuật về các dạng công trình bảo vệ bờ biển của Việt Nam và trên... CÔNG NGHỆ THI CÔNG ĐÊ BIỂN 2.1 Mặt cắt kết cấu các công trình bảo vệ bờ biển thường sử dụng ở Việt Nam 2.1.1 Các tiêu chuẩn thi t kế đê biển 2.1.1.1 Tiêu chuẩn thi t kế đê biển Tiêu chuẩn thi t kế đê biển là tiêu chuẩn tổ hợp tải trọng triều, sóng mà công trình ddee có thể chịu đựng được một cách an toàn và dựa vào đố để thi t kế đê Việc xác định tiêu chuẩn thi t kế đê biển , trước hết cần căn cứ vào... đang xét 1.2 Các công trình bảo vệ bờ biển 1.2.1 Công trình đê chắn cát giảm sóng bảo vệ bờ biển Loại công trình giảm sóng ngăn cát, xây dựng trên vùng bãi trước mục tiêu bảo vệ Thuộc loại này bao gồm các rừng cây ngập mặn, các hệ thống tường ngăn cát, giảm sóng (hình 1-3) - Các rừng cây ngập mặn chống sóng Đây là một giải pháp bảo vệ bờ rất hữu hiệu, tạo ra hiệu quả tổng hợp về ngăn sóng và tăng khả năng... dạng nền, dễ thi công và bảo dưỡng, và khả năng thân thi n tốt với môi trường Vấn đề thứ hai là về điều kiện làm việc và tương tác giữa tải trọng với công trình Đây chính là những giải pháp nhằm giảm thi u các tác động của tải trọng lên công trình, đặc biệt là của sóng Có thể phân chia các giải pháp này thành hai nhóm chính: một là tôn tạo và giữ bãi/thềm trước đê và hai là giải pháp công trình nhằm... yếu tố tự nhiên bất lợi 3 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ BIỂN 1.1 Sự hình thành sóng biển và tác động của nó đến công trình bảo vệ bờ biển 1.1.1 Đặc trưng hình thành và sự phát triển của sóng biển Sóng biển là hiện tượng vật lý xảy ra ở lớp nước gần bề mặt biển Sóng được hình thành do gió và những hiệu ứng địa chất, và có thể di chuyển hàng nghìn km trước khi đến đất liền... ưu nhược điểm như nội dung tác giả đã trình bày trong chương I Nó chịu tác động mạnh của môi trường biển, tác động mạnh nhất là sóng biển đặc biệt là khi biển động Tác động của sóng biển lên công trình bảo vệ bờ biển là quá trình thường xuyên liên tục và lâu dài, ngoài ra còn các yếu tố khác tác động lên công trình bảo vệ bờ biển như tác động xâm thực, lực do sóng tàu thuyền gây ra… Trong những cơn bão... phần chính bảo vệ bờ đất được làm bằng các vật liệu khác nhau để đảm bảo chống xâm thực cho bề mặt dưới tác dụng của sóng và dòng chảy; - Chân khay bảo vệ chân phần gia cố khỏi bị xói và bị trượt 1.3 Tình hình nghiên cứu trên thế giới và ở nước ta 1.3.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới Đê biển và các hạng mục công trình phụ trợ khác hình thành nên một hệ thống công trình phòng chống, bảo vệ vùng nội . Nghiên cứu lựa chọn giải pháp và công nghệ thi công công trình bảo vệ bờ biển tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu có ý nghĩa kinh tế kỹ thuật rất lớn. 2. Mục đích của Đề tài Nghiên cứu lựa chọn công trình. chọn công trình bảo vệ bờ và giải pháp thi công đê biển tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu. Phạm vi nghiên cứu: Vùng đê biển tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu. 3. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu * Cách tiếp. qua các tài liệu thi t kế và tài liệu nghiên cứu liên quan đến vấn đề bảo vệ bờ biển để nắm được các giải pháp bảo vệ bờ biển. Nghiên cứu thông qua các công trình bảo vệ bờ biển đã được áp dụng