“Nghiên cứu cơ sở khoa học lựa chọn giải pháp bảo vệ bờ sông trong điều kiện nước lũ dâng cao, đề xuất giải pháp và thiết kế cho đê hữu Hoàng Long – Tỉnh Ninh Bình

LỜI TÁC GIẢ Luận văn thạc sĩ chuyên ngành Xây dựng cơng trình thủy với đề tài: “Nghiên cứu sở khoa học lựa chọn giải pháp bảo vệ bờ sông điều kiện nước lũ dâng cao, đề xuất giải pháp thiết kế cho đê hữu Hoàng Long – Tỉnh Ninh Bình” hồn thành với giúp đỡ nhiệt tình, hiệu phịng Đào tạo ĐH & SĐH, khoa cơng trình thầy, giáo, môn trường Đại học Thuỷ lợi, bạn bè đồng nghiệp, quan gia đình Tác giả xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới giáo TS Đồng Kim Hạnh 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 lớp Cao học 19C1.2 Xây dựng cơng trình thuỷ - Trường Đại học Thuỷ lợi Hà Nội tận tình giúp đỡ truyền đạt kiến thức 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 Do cịn nhiều hạn chế trình độ chun mơn, thời gian có hạn, nên trình làm luận văn tác giả khơng tránh khỏi sai sót, tác giả mong muốn tiếp tục nhận bảo thầy, cô giáo góp ý bạn bè đồng nghiệp, để tác giả hoàn thiện kiến thức Hà Nội, tháng năm 2013 Tác giả Bùi Xuân Thư ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực không trùng lặp với đề tài khác Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực luận văn cảm ơn thơng tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc Tác giả Bùi Xuân Thư iii MỤC LỤC LỜI TÁC GIẢ i LỜI CAM ĐOAN .ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU viii DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ viii MỞ ĐẦU I Tính cấp thiết đề tài II Mục đích phạm vi nghiên cứu đề tài III Phương pháp nghiên cứu IV Nội dung nghiên cứu: V Kết dự kiến đạt được: CHƯƠNG TỔNG QUAN GIẢI PHÁP BẢO VỆ MÁI ĐÊ SÔNG 1.1 Mở đầu 1.2 Tổng quan giải pháp bảo vệ mái đê sông giới 1.2.1 Giải pháp bảo vệ mái đê phía sơng 1.2.1.1 Đá lát khan, mảng bê tông, cấu kiện bê tông lắp ghép tự chèn 1.2.1.2 Gia cố mái đê nhựa đường 1.2.1.3 Thảm bê tông 10 1.2.1.4 Thảm đá 10 1.2.1.5 Thảm túi địa kỹ thuật chứa cát 11 1.2.1.6 Hệ thống ống địa kỹ thuật chứa cát 12 1.2.1.7 Công nghệ sử dụng vật liệu địa kỹ thuật tổng hợp 12 1.2.2 Giải pháp bảo vệ mái đê phía đồng 13 iv 1.2.2.1 Trồng cỏ 13 1.2.2.2 Thảm ba chiều sợi tổng hợp 13 1.2.2.3 Giải pháp kết cấu thuỷ cơng giảm vận tốc xói sóng tràn 14 1.3 Tổng quan giải pháp bảo vệ mái đê sông Việt Nam 15 1.3.1 Một số hình thức kết cấu kè mái đê phía sơng 15 1.3.1.1 Kè lát mái đá lát khan 15 1.3.1.2 Kè lát mái đá xây, đá chít mạch 16 1.3.1.3 Kè mái bê tông 17 1.3.2 Bảo vệ mái đê phía đồng 20 1.4 Một số vấn đề gây ổn định lớp bảo vệ mái đê sông thường gặp 20 1.4.1 Cơ chế phá huỷ đê sóng tràn 20 1.4.1.1 Tải trọng tác động lên mái kè phía sơng 21 1.4.1.2 Tính tốn gia cố mái đê 21 1.4.2 Một số tồn kỹ thuật kè bảo vệ mái đê phía sơng ổn định xói mái đê đồng 23 1.4.3 Sự phá huỷ đê sông sóng tràn 26 1.4.4 Hướng tiếp cận lựa chọn giải pháp công nghệ 26 1.5 Kết luận chương 27 CHƯƠNG CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CHỐNG SẠT LỞ BẢO VỆ BỜ SÔNG 29 2.1 Một số nguyên nhân sạt lở 29 2.1.1 Tác dụng xâm thực sông 29 2.1.2 Quá trình tẩm ướt đất đá 29 2.1.3 2.1.3 Tác động áp lực thủy tĩnh 30 2.1.4 Tác động áp lực thủy động 30 2.1.5 Hoạt động nhân sinh 31 2.2 Giải pháp xử lý chống sạt lở bảo vệ bờ phía sơng 32 v 2.2.1 Giải pháp giảm lực gây trượt bảo vệ bờ phía sơng 32 2.2.1.1 Xử lý chống sạt lở bờ sông kè mỏ hàn 33 2.2.1.2 Xử lý chống sạt lở bờ sông kè lát mái 42 2.2.1.3 Xử lý chống sạt lở bờ rọ đá 55 2.2.1.4 Xử lý chống sạt lở bờ loại cây, cỏ bó cành 62 2.2.2 Giải pháp tăng lực kháng trượt bảo vệ bờ phía sơng 70 2.2.2.1 Gia cố sử dụng vải địa kỹ thuật chống sạt lở bảo vệ bờ 71 2.2.2.2 Gia cố làm cứng đất bảo vệ bờ sông chống sạt lở 74 2.2.2.3 Sử dụng tường chắn bảo vệ bờ chống xói lở 75 2.2.2.4 Gia cố mái bờ sông công nghệ NeowebTM 78 2.3 Giải pháp xử lý chống sạt lở bảo vệ bờ phía đồng 78 2.3.1 Giải pháp chống sạt trượt mái đê phía đồng đắp dốc 78 2.3.2 Giải pháp chống thấm, thẩm lậu, rị rỉ qua thân đê phía đồng điều kiện nước lũ dâng cao 79 2.3.3 Giải pháp chống rò rỉ, sập tổ mối, lỗ sủi, mạch sủi, mạch đùn bục đất, giếng 80 2.3.3.1 Giếng quây lọc ngược, giảm cột nước chênh lệch: 82 2.3.3.2 Xử lý giếng đùn, giếng phụt: 83 2.3.3.3 Xử lý bãi sủi: 84 2.3.3.4 Nước lũ tràn đỉnh đê: 85 2.4 Kết luận chương 85 CHƯƠNG ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP VÀ THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ CHO ĐÊ HỮU HỒNG LONG – TỈNH NINH BÌNH 86 3.1 Giới thiệu hệ thống sông đê sơng tỉnh Ninh Bình 86 3.1.1 Vị trí địa lý 86 3.1.2 Mạng lưới sông ngòi 87 3.1.2.1 Đặc trưng số sơng trục 87 vi 3.1.2.2 Các sông trục nội đồng 89 3.2 Đặc điểm sông đê sơng Hồng Long 90 3.2.1 Quá trình phát triển nghiên cứu 90 3.2.2 Hệ thống đê điều 91 3.2.2.1 Tuyến đê tả Hoàng Long 91 3.2.2.2 Tuyến đê hữu Hoàng Long 93 3.2.2.3 Tuyến đê Trường Yên 94 3.2.2.4 Tuyến đê Năm Căn 95 3.2.2.5 Tuyến đê Gia Tường - Đức Long - Lạc Vân 95 3.2.2.6 Tuyến đê Đầm Cút 96 3.2.3 Thực trạng hoạt động hệ thống cơng trình đê điều sơng Hồng Long 96 3.2.3.1 Chất lượng thân đê: 96 3.2.3.2 Cao trình tuyến đê 97 3.3 Các tài liệu dùng thiết kế 98 3.4 Đề xuất giải pháp bảo vệ bờ cho số đoạn xung yếu 104 3.4.1 Kiểm tra ổn định mái cho số đoạn xung yếu 104 3.4.1.1 Mực nước tính tốn: 104 3.4.1.2 Tài liệu sử dụng tính tốn 104 3.4.1.3 Kết tính tốn 105 3.4.1.4 Đánh giá nguyên nhân ổn định: 108 3.4.2 Kết luận: 110 3.4.2.1 Nguyên nhân số đoạn xung yếu bị ổn định: 110 3.4.2.2 Đề xuất giải pháp bảo vệ bờ 111 3.5 Phân tích ứng dụng giải pháp bảo vệ đánh giá hiệu kỹ thuật 113 3.5.1 Tuyến đê: 113 3.5.2 Kè bảo vệ đê: 113 vii 3.5.2.1 Phương án kè mái nghiêng (PA1): 113 3.5.2.2 Phương án kè đứng (PA2): 115 3.5.3 Phân tích lựa chọn phương án: 116 3.6 Kết luận chương 116 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 117 Kết luận: 117 Kiến nghị: 117 TÀI LIỆU THAM KHẢO 119 viii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 : Bảng phân loại mỏ hàn 34 Bảng 2.2 : Một số thơng số kích thước để tham khảo nhằm sơ xác định 36 kích thước kè mỏ hàn 36 Bảng 2.3: Bảng xác định hệ số động lực (ξ) 37 Bảng 2.4 : Bảng tham khảo chọn rồng đá chống xói mũi kè 39 Bảng 2.5 : Một số kiểu rọ đá phạm vi ứng dụng 55 Bảng 2.6 : Chiều dày thảm rọ đá t(m) 60 Bảng 3.1: Tổng hợp tuyến đê sơng Hồng Long 98 Bảng 3.2: Các tiêu tính tốn lớp đất 102 Bảng 3.3 Các tiêu lý đất dùng tính tốn 104 Bảng 3.4: Kết tính toán ổn định mái số đoạn xung yếu chưa xây dựng kè 105 DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ Hình 1.1: Gia cường mái đê Hà Lan Hình 1.2: Cấu kiện bê tơng lắp ghép Hình 1.3: Một dạng cấu kiện gia cố đê sơngNhật Bản Hình 1.4: Thiết bị thi công cấu kiện gia cố mái đê biển Hà Lan Hình 1.5: Cấu kiện bê tông gia cố dạng cột Hình 1.6: Kè đê đá xếp phủ nhựa đường Hình 1.7: Thảm bê tông liên kết dây cáp 10 ix Hình 1.8: Thảm bê tông sử dụng làm kè đê sông Hà Lan 10 Hình 1.9: Thảm gia cường hệ thống túi vải địa kỹ thuật 11 Hình 1.10: Mở rộng ứng dụng túi địa kỹ thuật 11 Hình 1.11: Ống địa kỹ thuật xây dựng đê kè 12 Hình 1.12: Cơng nghệ sử dụng vật liệu địa kỹ thuật tổng hợp 12 Hình 1.13: Thảm cỏ chống xói mái đê 13 Hình 1.14: Sử dụng lưới sợi tổng hợp kết hợp trồng cỏ chống xói 14 Hình 1.15: Bể bê tơng có bố trí ống tiêu nước 14 Hình 1.16: Bể bê tơng có tính tiêu 14 Hình 1.17: Kè bảo vệ mái đá lát khan Hải Hậu-Nam Định 15 Hình 1.18: Kè đá xây liền khối Thái Bình 16 Hình 1.19: Kè lát mái bê tơng đổ chỗ 17 Hình 1.20: Kè cấu kiện bê tơng nhỏ ; 17 Hình 1.21:Kè cấu kiện bê tơng khối lớn 18 Hình 1.22: Kè lát mái cấu kiện TSC-178 19 Hình 1.23: Kè cấu kiện BT liên kết chiều 19 Hình 1.24: Cơ chế phá huỷ đê sóng tràn (K.W.Pilarczyk-2006) 20 Hình 1.25: Lực tác dụng sóng lên mái kè dạng bê tơng 21 Hình 1.26: Tấm lát mái đê sông bị lún sụt; 23 x Hình 1.27: Tấm lát mái đê sơng bị bong tróc 24 Hình 1.28: Phá huỷ mái phía sơng dẫn đến xói hỏng đê 24 Hình 1.29: Các viên gia cố không đủ trọng lượng 24 Hình 1.30: Mái đê sơng phía đồng bị sóng tràn qua 25 Hình 1.31: Đê sơng đắp đất có hàm lượng cát cao bị xói hỏng 25 Hình 1.32: Viên gia cố bị đẩy ngược 25 Hình 1.33: Đê sơng Hải Phịng cứng hố bề mặt-chống sóng tràn 26 Hình 1.34: Bão số 2-2005 mái hạ lưu bị phá huỷ tồn sóng tràn 26 Hình 2.1: Sơ đồ lực tác động lên sườn dốc có áp lực thủy động 31 Hình 2.2: Hệ thống giải pháp giảm lực gây trượt 32 Hình 2.3 : Mặt cắt ngang mỏ hàn 36 Hình 2.4 : Bố trí đệm chống xói bè chìm 39 Hình 2.5: Kè mỏ hàn hai hàng cọc ống BTCT sông Brahmaputra – Jamuna – Băngladet 40 Hình 2.6: Cơng trình bảo vệ bờ sơng Cái Phan Rang (Ninh Thuận) hệ thống cơng trình hoàn lưu 41 Hình 2.7: Kè mỏ hàn chữ G ngắt quãng 41 Hình 2.8: Cấu tạo kè lát mái 42 Hình 2.9 mặt cắt ngang số dạng kết cấu kè gia cố mái đê, mái sơng 44 Hình 2.10: Kết cấu chân kè khơng có lạch sâu 47 106 107 Hình 3.4: Kết tính ổn định ứng với trường hợp mực nước lũ rút nhanh 108 3.4.1.4.Đánh giá nguyên nhân ổn định: a) Ngun nhân điều kiện địa chất cơng trình, địa chất thuỷ văn: Đặc điểm địa chất cơng trình: Các lớp đất toàn khu vực tuyến phần lớn lớp đất không đồng nhất, thành phần hạt biến động, làm ảnh hưởng tới tính chất học lớp Địa tầng từ xuống chia sau: - Lớp 1: C = 0.27 KG/cm2, ϕ = 12059, a = 0.02 cm2/KG, K = 3.6x10-6cm/s - Lớp 1a: C = 0.18 KG/cm2, ϕ = 11046, a = 0.1cm2/KG, K = 6.5x10-5cm/s - Lớp 1b: C = 0.11 KG/cm2, ϕ = 11002, a = 0.08cm2/KG, K = 1.9x10-5cm/s - Lớp 2a: C = 0.09 KG/cm2, ϕ = 15045 , a = 0.07cm2/KG, K = 1.4x10-4cm/s - Lớp 2a1: C = 0.12 KG/cm2, ϕ = 7025 , a = 0.1cm2/KG, K = 1x10-4cm/s - Lớp 2a2: C = 0.08 KG/cm2, ϕ = 17034 , a = 0.06 cm2/KG, K = 1x10-3cm/s - Lớp 2b: C = 0.24 KG/cm2, ϕ = 12026, a = 0.03 cm2/KG, K = 2.8x10-6cm/s - Lớp 2c: C = 0.14 KG/cm2, ϕ = 7020 , a = 0.1cm2/KG, K = 1x10-5cm/s 109 - Lớp 2d: C = 0.24 KG/cm2, ϕ = 7031, a = 0.03 cm2/KG, K = 5x10-6cm/s - Lớp 3a: C = 0.13 KG/cm2, ϕ = 7043 a = 0.1cm2/KG, K = 7x10-6cm/s - Lớp 3: C = 0.25 KG/cm2, ϕ = 12034 a = 0.03cm2/KG, K = 2.7x10-6cm/s - Lớp 3b: C = 0.09 KG/cm2, ϕ = 17051 a = 0.06cm2/KG, K = 1x10-3cm/s - Lớp 4a: C = 0.12 KG/cm2, ϕ = 8022 a = 0.02cm2/KG, K = 1x10-6cm/s - Lớp 4: C = 0.23 KG/cm2, ϕ = 10052 a = 0.03cm2/KG, K = 5.6x10-6cm/s - Lớp 4b: ϕ khô = 34050, ϕ ướt = 260 45, e max = 1.073, e = 0.581, - Lớp 5b: ϕ khô = 350 30, ϕ ướt = 270 05, e max = 1.008, e = 0.466, - Lớp 5c: ϕ khô = 350 50, ϕ ướt = 270 00, e max = 0.993, e = 0.452, b) Đặc điểm địa chất thủy văn Mực nước ngầm hố khoan KM11, KM15, KM19, KM23 KM12, KM16, KM20, KM24, KM28 hố khoan cạn, mực nước ngầm cao trình +4.00m, mực nước sông thời điểm khảo sát +2.00m Có tượng số mạch nước lớn chảy từ bờ lở kéo theo nước đục, nước rỉ từ lớp đất 2c Như vậy, nước ngầm mùa kiệt chảy từ phía đồng sơng Dựa vào đặc điểm địa chất thuỷ văn, địa chất vật lý địa tầng tiêu lý đất khu vực cơng trình thấy rằng: Các lớp đất toàn khu vực, phần lớn lớp đất tương đối tốt Nhưng có xen kẹp lớp đất yếu dạng thấu kính dạng dải, thành phần hạt biến động, có ảnh hưởng tới tính chất học lớp đất (Xem bảng thống kê tiêu tính tốn) Lớp đất (2c) nằm cách mặt đất khoảng từ 3.5÷4.5m lớp đất sét có chứa vật chất hữu mềm yếu (C=0.14 KG/cm2, ϕ = 7020, a = 0.11cm2/KG) Lớp 3a: Đất sét nặng đến sét, màu nâu, nâu xám, xám đen có lẫn vật chất hữu Trạng thái chẩy đến dẻo chẩy, Kết cấu chặt, chiều dày lớp từ 1-3m 110 Lớp 4a: Đất cát, sét, màu nâu, nâu vàng, xám trắng Trạng thái dẻo chẩy, Kết cấu chặt Lớp phân bố hẹp, mỏng dạng thấu kính nằm lớp 3, chiều dày lớp từ 0.5-1m Phần lớn lớp tiếp súc trực tiếp với hồ ao lấp cát chưa lấp đường dẫn nước mặt chẩy sông nước sông kiệt Các cung trượt sạt hai bên bờ có liên quan mật thiết với lớp Phạm vi tuyến đê có lớp (3b) cát, cát hạt mịn, chặt, lớp mỏng (0.5-1)m có ảnh hưởng nhiều tới cung trượt sạt khu vực Cao trình lớp khoảng – 12 đến -13, nằm bên đáy sông, lớp dễ bị tượng cát chẩy lịng sơng bị đào kht sâu thêm 3.4.2.Kết luận: 3.4.2.1.Nguyên nhân số đoạn xung yếu bị ổn định: Do thay đổi chế độ thủy văn: Độ đục lưu lượng phù sa vào sơng có xu hướng giảm Đây yếu tố tăng khả xói, sạt lở rộng lịng sơng Ngồi cịn số ngun nhân khác gây ổn định bờ sông khu vực nghiên cứu mà thường thấy đoạn sông khác như: - Áp lực mạch động dũng chảy - Áp lực mạch động sóng tầu thuyền - Lực thấm mùa kiệt từ phía đồng phía sơng phá huỷ kết cấu lớp đất yếu chặt nằm mực nước ngầm Cấu tạo địa chất khu vực đê xung yếu bất lợi: - Các lớp đất yếu nằm nghiêng sơng - Các lớp đất tồn khu vực có xen kẹp lớp đất yếu dạng thấu kính dạng dải, thành phần hạt biến động, có ảnh hưởng tới tính chất học lớp đất 111 3.4.2.2.Đề xuất giải pháp bảo vệ bờ Để giải vấn đề sử dụng kết hợp biện pháp cơng trình sau: • Phạm vi tuyến đê nằm ngồi khu dân cư: Mở rộng lòng dẫn để bảo đảm chế độ thuỷ lực: Mở rộng tối đa lòng dẫn điều kiện mặt thực tế để cải thiện chế độ thuỷ lực đoạn sông nghiên cứu Giải pháp như: - Làm tường trống bê tông cốt thép mái đê phía sơng - Căn vào tuyến tường bê tông cốt thép đỉnh đê, tận dụng hết mặt dải đất trống ven đê phía hạ lưu để mở rộng tối đa lịng dẫn sơng, đặc biệt vị trí có lịng dẫn co hẹp • Phạm vi tuyến đê nằm gần khu dân cư: Phạm vi khu vực dân cư đơng đúc ngồi bãi sơng bị hạn chế, giải pháp khơng mở rộng lịng dẫn phía bờ nên áp dụng giải pháp như: - Bạt mái sông, mái đê để bảo đảm ổn định mái: Việc bạt mái để bảo đảm ổn định mái bờ sơng, mái đê cịn có tác dụng mở rộng lịng dẫn - Gia cố lịng dẫn chống xói giữ ổn định mái sơng • Kết tính tốn thuỷ lực cho thấy: Trong trường hợp tính tốn việc mở rộng lịng dẫn phía bờ hữu (làn đê phía đồng) kết hợp bạt mái bờ đến cao trình +4.5, nhằm mở rộng hành lang thoát lũ, cho hiệu lớn việc giảm lưu tốc dịng chảy đoạn sơng nghiên cứu, giảm nhỏ lưu dòng chảy lũ phần tương đương với việc giảm 10% lưu lượng lũ Lưu tốc cực đại ứng với lũ thiết kế dọc đoạn sông nghiên cứu trường hợp mở rộng lòng dẫn nêu lớn (1.3÷2.89m3/s), 112 tượng xói mạnh lịng sơng xảy tồn đoạn sơng nghiên cứu (xem biểu đồ hình 3.5, 3.6) Hình 3.5 Lưu tốc cực đại dọc sơng miền tính tốn trường hợp tính tốn (lũ 5% ) Hình 3.6 Biến trình tốc độ dịng chảy độ sâu mặt cắt ngang sông trận lũ tháng năm 1996 Biến trình lưu tốc theo chiều ngang lòng dẫn cho thấy điểm lịng dẫn sâu lưu tốc lớn Như khả xói khu vực đáy sơng cịn lớn khu vực mái sông 113 Như để chống xói lịng dẫn ngồi phần mái sơng mái đê gia cố, phần đáy sông phải gia cố phạm vi tồn đoạn sơng bị co hẹp lịng dẫn giải tình trạng ổn định mái tượng xói mịn phát triển chân 3.5 Phân tích ứng dụng giải pháp bảo vệ đánh giá hiệu kỹ thuật 3.5.1.Tuyến đê: Xây dựng tường chắn bê tông cốt thép mép hạ lưu mặt đê trạng, cách tuyến trạch khoảng 19m, cao độ đỉnh tường +14,0m, chiều dài tường 188.8m (từ K4+885.2÷K5+074) 3.5.2.Kè bảo vệ đê: Phần mực nước kiệt: Thả rồng rọ đá gia cố mái sông rồng thả theo phương song song với dũng chảy đến tim lịng sơng Kích thước rồng D=60cm; L=10m Phía lớp rồng lớp vải lọc TS40 (hoặc tương đương) để chống xói ngầm Phần mực nước kiệt: Tiến hành bạt mái lát đá gia cố mái toàn tuyến xung yếu, với hệ số mái m=3 Bố trí cao trình +8,5m +4,5m có chiều rộng phù hợp địa hình để đảm bảo ổn định, giảm nguy sạt mái Kết cấu mái kè đá lát khan khung đá xây Như trình bày trên, khu vực tuyến đê có đơng dân cư cần để giảm đền bù giải phóng mặt di dân tái định cần bạt mái mức độ Tác giả đề xuất phương án kè bờ kè mái nghiêng kè đứng để so sánh kinh tế kỹ thuật để lựa chọn phương án hợp lý 3.5.2.1.Phương án kè mái nghiêng (PA1): Theo kết tính tốn ổn định mái kè vị trí mặt cắt địa chất IV-IV’ VI-VI’ kè không ổn định mái m=2.5 kể mái m=3, vị trí khác bảo đảm ổn định với hệ số mái m=2.5 Để giảm thiểu tổn thất đất tài sản đất 114 dân, sau nghiên cứu kỹ chọn hệ số mái kè m=2.5, đồng thời xử lý cục vị trí đất yếu nêu (vị trí mặt cắt địa chất số IV-IV’ VI-VI’) lăng thể đá chân kè thả đá rối lịng sơng khu vực chân cung trượt nguy hiểm Bố trí kết cấu chung mặt cắt kè sau: a) Ngoài khu vực đất yếu: - Phần mực nước kiệt: Hộ chân đá hộc thả rời tạo mái, thả rồng thép theo phương song song với dũng chảy đến tim lịng sơng Kích thước rồng D=60cm; L=10m Phía lớp rồng lớp vải lọc TS40 (hoặc tương đương) để chống xói ngầm - Phần mực nước kiệt: đóng hàng cọc BTCT, tiến hành bạt mái tồn tuyến với hệ số mái m=2.5 Bố trí cao trình + 8,5m +4,5m cho phần kố thượng lưu cầu, bố trí cao trình + 8,5m +4,0m, chiều rộng phù hợp địa hình để đảm bảo ổn định, giảm nguy sạt mái - Cao trình đỉnh kè +12.50m - Kết cấu mái kè đá lát khan khung đá xây b) Khu vực đất yếu mặt cắt địa chất IV-IV’: - Đây vị trí có tập chung nhiều lớp đất yếu 2c, 3a, 4a, lớp đất dày lại có xu nghiêng dần phía sơng nên bất lợi mặt ổn định trượt mái Ngồi vị trí đáy sơng bị xói mạnh hình thành hố xói sâu áp sát bờ tả vói cao độ xuống đến -19.7m, thấp khu vực lân cận khoảng 6m, làm cho mái sông dốc cao khu vực xung quanh - Theo kết tính tốn ổn định, giải pháp bảo đảm ổn định cho mái kè vị trí thả đá rối lấp hố xói đến cao trình -14.60m; tạo lăng thể đá đổ chân kè với cao trình đỉnh -4.60m, chiều rộng đỉnh Blt=5m, hệ số mái m=2.5 Sau thả hàng rồng đá theo chiều dọc sông tiếp tục từ mái kè phủ toàn phần lăng thể đá đá rối lấp hố xói lịng sơng 115 - Trước thả đá rối phải trải vải lọc để chống xói ngầm lịng dẫn - Phần mái kè phía lăng thể đá đổ cấu tạo mái kè vị trí khác c) Khu vực đất yếu mặt cắt địa chất VI-VI’: - Đây vị trí có lớp đất yếu 2c, 3a, lớp đất phát triển chiều dày vị trí này, lại có xu nghiêng dần phía sông nên bất lợi mặt ổn định trượt mái - Theo kết tính tốn ổn định, giải pháp bảo đảm ổn định cho mái kè vị trí thả đá rối lịng sơng đạt chiều dày 2m; tạo lăng thể đá đổ chân kè với cao trình đỉnh -4.60m, chiều rộng đỉnh Blt=5m, hệ số mái m=4.0 cho phù hợp với địa hình Sau thả hàng rồng đá theo chiều dọc sơng tiếp tục từ mái kè phủ toàn phần lăng thể đá đá rối lấp hố xói lịng sơng - Trước thả đá rối phải trải vải lọc để chống xói ngầm lịng dẫn - Phần mái kè phía lăng thể đá đổ cấu tạo mái kè vị trí khác 3.5.2.2.Phương án kè đứng (PA2): Để hạn chế tối đa diện tích đền bù giải phóng mặt bằng, nghiên cứu thêm phương án kè đứng để so sánh Kè đứng bố trí chắn đất thay cho mái kè nghiênh từ vị trí +4.5m +4.0m cho phần kè Kết cấu kè nằm +4.5m (hoặc +4.0) giữ nguyên kè nghiêng Kè đứng bố trí kết cấu dạng tường chống bê tơng cốt thép, cao trình đỉnh tường +11.5m, cao trình đáy tường +2.0m Xử lý cọc bê tông cốt thép M300 kích thước (0.3x0.3x11.8)m 116 3.5.3.Phân tích lựa chọn phương án: Phương án kè mái nghiêng (PA1) có ưu điểm chi phí đầu tư thấp hơn, lịng dẫn mở rộng hơn, nhược điểm diện tích chiếm đất cơng trình lớn so với phương án kè đứng Phương án kè đứng (PA2) có ưu điểm giảm đáng kể diện tích đất tài sản đất để xây dựng dự án, cụ thể: Diện tích phải giải phóng mặt giảm 7092m2, Diện tích đất vĩnh viễn giảm 10628m2, số hộ dân phải di rời giảm 35hộ Tuy nhiên số khối lượng xây lắp tăng mạnh BTCT tường kè, cọc BTCT xử lý đất đắp, dẫn đến trị giá chi phí đầu tư cao so với PA1 3.6 Kết luận chương Qua phân tích yếu tố cơng trình, điều kiện địa hình, địa chất, thực tế qui hoạch phát triển kinh tế xã hội địa phương, tác giả đề xuất lựa chọn 03 giải pháp cơng trình cho tuyến đê hữu sơng Đáy thuộc tỉnh Ninh Bình, thoả mãn tiêu chí đảm bảo chống lũ P = 1% có phân lũ từ sông Hồng vào sông Đáy với lưu lượng max 2500m3/s xét đến biến đổi khí hậu mực nước biển dâng năm 2020 Sau sử dụng chương trình Slope/W, Seep/W, Sigma/W cơng ty Geo – Slope International Ltd để tính tốn nhận thấy giải pháp hợp lý đảm bảo vể ổn định (trượt mái, độ bền thấm độ lún), áp dụng cho địa phương khác 117 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: Luận văn tiến hành nghiên cứu tổng kết phương pháp gia cố chống sạt lở bờ sông Đồng thời đánh giá khả chống lũ đê hữu sông Hồng Long thuộc tỉnh Ninh Bình thực bãi bỏ việc sử dụng khu phân lũ, làm chậm lũ thuộc hệ thống sơng Hồng có xét đến biến đổi khí hậu mực nước biển dâng năm 2020 Đề xuất lựa chọn giải pháp gia cố chống sạt lở cho tuyến đê hữu sơng Hồng Long thuộc tỉnh Ninh Bình nâng cao khả chống lũ sở hướng dẫn quy trình, quy phạm tính tốn thiết kế dẫn thi cơng Đồng thời tác giả trọng nghiên cứu phân tích kỹ đến nguyên nhân gây sạt lở bờ từ tiến hành phân tích giải pháp xử lý chống sạt lở bảo vệ giải pháp xử lý chống sạt lở bờ nhằm vận dụng trình theo dõi quản lý đê điều, công việc gắn bó tác giả Phân tích lựa chọn giải pháp thiết kế cơng trình hợp lý cho tuyến đê hữu Hồng Long, tỉnh Ninh Bình dựa phân tích tính tốn ổn định đê hữu Hồng Long thuộc tỉnh Ninh Bình Kiến nghị: Theo chiều dài tuyến đê có cao trình mức nước thiết kế, đỉnh đê thiết kế khác nhau, điều kiện địa hình địa chất khác nhau, để có kết tính tốn xác cần phải có số liệu khảo sát địa hình, địa chất thí nghiệm tiêu lý nhiều loại đất nền, nhiều loại đất đắp đê khác để lựa chọn giải pháp hợp lý cho cơng rình bảo vệ bờ Nhưng thời gian hạn chế việc thu thập số liệu địa hình, tiêu lý đất đắp đê đất không nhiều 118 Trong trình nghiên cứu ứng dụng dự án cần thu thập số liệu để tính tốn đường mực nước thiết kế theo chiều dài tuyến đê để có cao trình đỉnh đê thiết kế xác mặt cắt Đồng thời khảo sát địa hình, khảo sát địa chất chi tiết vị trí xử lý thí nghiệm tiêu lý nhiều loại đất nền, nhiều loại đất đắp đập khác để nghiên cứu tính tốn ổn định tồn tuyến đê 119 TÀI LIỆU THAM KHẢO I Tiếng việt Bộ Thủy lợi, Quy phạm phân cấp đê QP TL.A.6-77 (14TCN-19-85) Công ty cổ phần tư vấn xây dựng Ninh Bình, Hồ sơ dự án đầu tư xây dựng cơng trình: Nâng cấp đê kết hợp giao thơng tuyến đê hữu sơng Đáy, tỉnh Ninh Bình, năm 2011 Cục thống kê Ninh Bình, Niên giám thống kê tỉnh Ninh Bình năm 2009, tháng năm 2010 TS Phạm Khôi Nguyên, Bộ Tài nguyên Môi trường, Báo cáo “Kịch biến đổi khí hậu, nước biển dâng Nguyễn Quyền, Nguyễn Văn Mạo, Nguyễn Chiến, Phạm Văn Quốc, Thiết kế đê cơng trình bảo vệ bờ, Hà Nội năm 2001 Viện Quy hoạch thủy lợi, Báo cáo quy hoạch chi tiết phòng, chống lũ đê điều - sơng Hồng Long, 2008 Viện Quy hoạch thủy lợi, Rà sốt quy hoạch phịng chống lũ đê điều hệ thống sông Đáy, Hà Nội năm 2012 Trung tâm TVXD NN & PTNT Ninh Bình, Nâng cấp tuyến đê Hữu Hoàng Long, đê Đức Long, Gia Tường, Lạc Vân tỉnh Ninh Bình, năm 2010 Nguyễn Khánh Tường, Rọ đá cơng trình thủy lợi - giao thông xây dựng, Nxb Xây dựng, Hà Nội, năm 2000 10 Tôn Thất Vĩnh, Kỹ thuật thường thức sửa chữa đê - Nxb Nông nghiệp, Hà Nội, năm 1993 11 Tôn Thất Vĩnh, Tăng độ ổn định mái đất cây, cỏ - Tập san thủy lợi số 232, năm 1993 12 Tôn Thất Vĩnh, Thiết kế công trình bảo vệ bờ, đê - Nxb Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, năm 2003 120 13 Vũ Tất Un, Cơng trình bảo vệ bờ sơng, Vụ Phịng chống lũ lụt Quản lý đê điều - Bộ Thủy Lợi, Hà Nội, năm 1991 II Tiếng Anh B Przedwojski, R Blazejewski and K.W Pilarczyk (), River training techniques, Fundamentals, Design and Applications, 1995 Krystian W.Dilarczyk (), Coastal protection Design of seawals and Dikes Overvew of Revetment, 1991 ... thiết kế cơng trình bảo vệ bờ cho đê hữu Hồng Long, tỉnh Ninh Bình + Phạm vi nghiên cứu: Phân tích tình hình lũ sơng Hồng Long đề xuất giải pháp thiết kế cơng trình hợp lý cho tuyến đê hữu Hồng Long, ... mực nước lũ sơng Hồng Long - Xây dựng hồ chứa Hưng Thi thượng nguồn để cắt, giảm lũ cho hạ du Do việc lựa chọn đề tài : “Nghiên cứu sở khoa học lựa chọn giải pháp bảo vệ bờ sông điều kiện nước lũ. .. sạt lở bờ sông Biện pháp xử lý cho loại sạt lở - Đề xuất giải pháp thiết kế cho đê hữu Hoàng Long thuộc Tỉnh Ninh Bình 5 CHƯƠNG TỔNG QUAN GIẢI PHÁP BẢO VỆ MÁI ĐÊ SƠNG 1.1 Mở đầu Đê sơng cơng trình