NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THI CÔNG ĐẬP PHÁ SÓNG DẠNG THÙNG CHÌM VÀ ÁP DỤNG TÍNH TOÁN CHO CÔNG TRÌNH HUYỆN ĐẢO BẠCH LONG VĨ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI PHẠM VĂN CHUNG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THI CÔNG ĐẬP PHÁ SÓNG DẠNG THÙNG CHÌM VÀ ÁP DỤNG TÍNH TOÁN CHO CÔNG TRÌNH HUYỆN ĐẢO BẠCH LONG VĨ Chuyên ngành: Xây dựng công trình biển Mã số: 60.58.02.03 LUẬN VĂN THẠC SĨ Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS Lê Xuân Roanh HÀ NỘI – 2014 LỜI CẢM ƠN Tác giả luận văn xin chân thành cảm ơn trường Đại học Thủy lợi và các thầy cô giáo khoa Kỹ thuật Biển đã đào tạo và hướng dẫn tác giả trong suốt quá trình học cao học, các cán bộ thư viện đã giúp đỡ tác giả trong quá trình thu thập và tìm kiếm tài liệu để thức hiện luận văn. Xin chân thành cảm ơn PGS. TS Lê Xuân Roanh người đã giúp đỡ, tận tình chỉ bảo, hướng dẫn tác giả về chuyên môn trong suốt quá trình nghiên cứu. Tác giả xin gửi lời cảm ơn đến công ty: Cổ phần tư vấn xây dựng công trình Hàng Hải và ban chủ nhiệm dự án: Đầu tư xây dựng cảng và khu neo đậu tàu phía Tây Bắc đảo Bạch Long Vĩ giai đoạn 1 đã tạo điều kiện và giúp đỡ trong quá trình tác giả đi thực địa và thu thập tài liệu. Cuối cùng tác giả chân thành cảm ơn gia đình bạn bè và đồng nghiệp đã nhiệt tình giúp đỡ, động viên để tác giả hoàn thành luận văn này. Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 25 tháng 08 năm 2014 Sinh viên thực hiện Phạm Văn Chung BẢN CAM KẾT Họ và tên học viên: Phạm Văn Chung; Chuyên ngành: Xây dựng công trình biển; Tên đề tài luận văn: “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ thi công đập phá sóng dạng thùng chìm và áp dụng tính toán cho công trình huyện đảo Bạch Long Vĩ”. Tôi xin cam đoan đề tài luận văn của tôi hoàn toàn là do tôi làm. Những kết quả nghiên cứu, tính toán là trung thực, không sao chép từ bất kỳ nguồn thông tin nào khác. Nếu vi phạm tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm và chịu bất kỳ hình thức kỷ luật nào của Khoa và Nhà trường. Hà Nội, ngày 25 tháng 08 năm 2014. Học viên cao học Phạm Văn Chung MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT THI CÔNG CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ 5 1.1 Phân loại công trình bảo vệ bờ 5 1.1.1 Đê và kè biển 6 1.1.2 Đập mỏ hàn 7 1.1.3 Đập phá sóng 7 1.2 Đặc điểm thi công công trình bảo vệ bờ 8 1.2.1 Đặc điểm của công trình 8 1.2.2 Đặc điểm thi công dưới nước và trên cạn 9 1.2.3 Đặc điểm thi công trong điều kiện tự nhiên phức tạp 9 1.2.3.1 Trong điều kiện địa chất yếu 9 1.2.3.2 Điều kiện sóng gió 10 1.2.3.3 Ảnh hưởng của sự dao động mực nước 10 1.2.3.4 Tính chất ăn mòn 11 1.2.3.5 Ảnh hưởng của dòng chảy 12 1.3 Các tiến bộ khoa học kỹ thuật trong thi công công trình bảo vệ bờ 12 1.3.1 Vật liệu sử dụng 13 1.3.2 Thiết bị thi công 13 1.3.3 Công nghệ thi công 13 1.4 Thiết bị thi công công trình bảo vệ bờ 14 1.4.1 Thiết bị trên cạn 14 1.4.2 Thiết bị dưới nước 16 1.5 Kết luận chương 17 CHƯƠNG 2: KẾT CẤU CỦA CÔNG TRÌNH ĐẬP PHÁ SÓNG VÀ CÔNG NGHỆ THI CÔNG 19 2.1 Phân loại công trình đập phá sóng 19 2.1.1 Phân loại theo tương quan với mực nước 19 2.1.2 Phân loại vị trí của đập phá sóng trên mặt bằng 19 2.1.3 Phân loại theo công dụng đập phá sóng 20 2.1.4 Phân loại theo hình dạng mặt cắt ngang đập phá sóng 21 2.2 Các đặc trưng, điều kiện làm việc của công trình đập phá sóng (ĐPS) 23 2.2.1 Những hư hỏng thường gặp với ĐPS 23 2.2.1.1 Những hư hỏng đối với ĐPS mái nghiêng 23 2.2.1.2 Những hư hỏng đối với ĐPS tường đứng 24 2.2.2 Giải pháp bảo vệ mái cho ĐPS 24 2.2.2.1 Giải pháp bảo vệ bằng đá 24 2.2.2.2 Giải pháp bảo vệ bằng các khối bê tông đúc sẵn 24 2.2.3 Vấn đề tiêu giảm sóng đối với ĐPS 26 2.2.4 Các công trình có kết cấu TGS đã xây dựng 26 2.2.4.1 ĐPS phủ các khối bêtông dị hình 26 2.2.4.2 Đập phá sóng tường đứng với thùng chìm BTCT 27 2.2.4.3 Đập phá sóng với kết cấu thùng chìm có buồng tiêu sóng 27 2.2.4.4 ĐPS ống địa kỹ thuật 27 2.2.4.5 ĐPS sử dụng cọc trụ ống bê tông cốt thép (BTCT) và cọc cừ vây 27 2.2.4.6 ĐPS cọc lăng trụ BTCT dạng cầu tàu kèm theo phông chắn 28 2.2.4.7 ĐPS hở bằng cọc dạng cầu tàu 28 2.3 Đặc điểm thi công ĐPS 28 2.3.1 Điều kiện thi công xây dựng 28 2.3.2 Đặc điểm về tổ chức thi công 29 2.3.3 Thi công ở nơi nước sâu 30 2.3.4 Thi công xây dựng ở nơi sóng gió 30 2.3.5 Thi công trong các điều kiện khác 31 2.3.6 Các bộ phận đặc biệt của tổ chức thi công công trình ĐPS 31 2.3.6.1 Cảng công trình tạm 31 2.3.6.2 Thiết bị thi công 31 2.3.6.3 Công tác lặn 32 2.3.7 Tổ chức thi công xây dựng ĐPS 33 2.3.7.1 Thiết bị thi công 33 2.3.7.2 Định vị công trình 34 2.3.7.3 Trình tự thi công 34 2.3.7.4 Tổ chức thi công và mặt bằng thi công 34 2.3.7.5 Thi công chân đập 35 2.3.7.6 Thi công lõi đập và lớp lót 35 2.3.7.7 Thi công và lắp đặt khối cấu kiện rời, khối bê tông dị hình 35 2.3.7.8 Kiểm tra và bảo dưỡng 36 2.4 Vật liệu xây dựng sử dụng trong công trình đập phá sóng 37 2.5 Kết luận chương 38 CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN KỸ THUẬT VÀ THIẾT BỊ THI CÔNG CHO ĐẬP PHÁ SÓNG THÙNG CHÌM 40 3.1 Đặc điểm kết cấu đập phá sóng dạng thùng chìm 40 3.1.1 Cấu tạo hình học mặt cắt ngang đập phá sóng dạng thùng chìm 40 3.1.2 Kết cấu đập phá sóng dạng thùng chìm 41 3.2 Các bước thi công thùng chìm 42 3.2.1 Chế tạo thùng chìm 42 3.2.2 Hạ thủy thùng chìm 46 3.2.3 Lai dắt thùng chìm đến vị trí thi công 47 3.2.4 Định vị, hạ chìm thùng chìm vào vị trí công trình 47 3.2.5 Các thiết bị khác được sử dụng trong quá trình thi công 47 3.3 Tính toán ổn định lai dắt thùng chìm 48 3.3.1 Tính nổi, tính ổn định 48 3.3.2 Kéo thùng chìm 52 3.4 Kết luận 58 CHƯƠNG 4: CÔNG NGHỆ THI CÔNG THÙNG CHÌM Ở VIỆT NAM- ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THI CÔNG THÙNG CHÌM VỚI DỰ ÁN ĐẦU TƯ XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH Ở HUYỆN ĐẢO BẠCH LONG VĨ 59 4.1 Thực tế áp dụng công nghệ thi công thùng chì ở Việt Nam 59 4.2 Ứng dụng công nghệ thi công thùng chìm với dự án đầu tư xây dựng công trình ở huyện đảo Bạch Long Vĩ 60 4.2.1 Tài liệu thiết kế 61 4.2.1.1 Tài liệu địa hình 61 4.2.1.2 Tài liệu địa chất 62 4.2.1.3 Tài liệu khí tượng thủy văn 62 4.2.2 Sơ bộ kích thước công trình 69 4.2.2.1 Kích thước đập phá sóng 69 4.2.2.2 Kích thước thùng chìm 72 4.2.3 Tính toán lai dắt thùng chìm 73 4.2.3.1 Các thông số tính toán 73 4.2.3.2 Đặc trưng vật liệu 74 4.2.3.3 Tính nổi, tính ổn định 74 4.2.3.4 Kéo thùng chìm 76 4.3 Đề xuất công nghệ thi công thùng chìm 79 4.3.1 Thi công móng đá thùng chìm 79 4.3.2 Lựa chọn công nghệ chế tạo phù hợp 81 4.3.3 Trình tự và quy trình thi công thùng chìm 82 4.3.4 Công tác ván khuôn lắp ghép 85 4.3.5 Chế tạo và hạ thủy thùng chìm 86 4.3.5.1 Lựa chọn vị trí chế tạo 86 4.3.5.2 Đúc thùng chìm trong hố móng 87 4.3.5.3 Hạ thủy thùng chìm và di vận chuyển ra bãi tạm 89 4.3.5.4 Lai dắt, lắp đặt thùng chìm vào đúng vị trí thiết kế 90 4.3.5.5 Đổ vật liệu lấp đầy thùng chìm 93 4.3.5.6 Xử lý khe hở giữa hai thùng 93 4.3.5.7 Thi công các công tác khác 93 4.4 Phân tích và đánh giá ưu nhược điểm của phương án thi công 93 4.4.1 Ưu điểm 93 4.4.2 Nhược điểm 94 4.5 Kết luận 94 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 95 TÀI LIỆU THAM KHẢO 97 PHỤ LỤC 99 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1. 1: Thi công kè lát mái đê Hải Phòng 6 Hình 1. 2: Thi công đê Tĩnh Gia 6 Hình 1. 3: Thi công mỏ hàn gỗ ở Singapore 7 Hình 1. 4: Thi công kè mỏ hàn Giao Thủy (Nam Định) 7 Hình 1.5: Thi công Đập phá sóng ở Karwar (Ấn Độ) 8 Hình 1.6: Thi công Đập phá sóng Palm Jebel Ali (Du Bai) 8 Hình 2. 1: Đập phá sóng liền bờ 20 Hình 2. 2: Đập phá sóng xa bờ 20 Hình 2. 3: Đập phá sóng xa bờ 20 Hình 2. 4: Đập hỗn hợp 20 Hình 2.5: Đập phá sóng dạng kết cấu tường đứng (Victoria, Australia). 21 Hình 2.6: Đập phá sóng kết cấu mái nghiêng (DungQuất, Quảng Ngãi, VN) 21 Hình 2.7: Đập phá sóng Holyhead, Anh, dạng kết cấu hỗn hợp [18] 21 Hình 2.8: Đập phá sóng cọc gỗ (Hà Lan) 22 Hình 2.9: Đập phá sóng cừ thép( Mỹ) 22 Hình 2. 10: Mô hình Đập phá sóng nổi [22] 22 Hình 2. 11: Đập phá sóng bằng ống 22 Hình 2. 12: Các kiểu phá hoại thường gặp với ĐPS mái nghiêng 23 Hình 2.13: Các kiểu phá hoại thường gặp với ĐPS tường đứng 24 Hình 2.14: Một số khối bê tông dị hình 25 Hình 2. 15: Thiết bị nổi thi công công trình biển 32 Hình 2. 16: Thi công ĐCS với thiết bị thi công đặt trên cạn [14] 32 Hình 3. 1 : Cấu tạo hình học mặt cắt ngang đập phá sóng thùng chìm 40 Hình 3. 2 : Kết cấu thùng chìm điển hình 41 Hình 3. 3 : Hố móng chế tạo thùng chìm 43 Hình 3. 4 : Ụ nổi chế tạo đốt thùng chìm/hầm 44 Hình 3. 5 : Hệ ray chế tạo đốt thùng chìm 45 Hình 3. 6 : Hạ thuỷ thùng chìm/đốt hầm trong hố đúc 46 Hình 3. 7 : Hạ thuỷ thùng chìm/đốt hầm trên ụ nổi 46 Hình 3. 8 : Sơ đồ kiểm tra chiều cao mạn khô F của thùng chìm 50 Hình 3. 9 : Diễn biến tâm nổi và ổn định khi nghiêng 51 Hình 3. 10: Kéo thùng chìm 55 Hình 3. 11: Hệ số sức cản phụ thuộc lưu tốc (phương W) [10] 55 Hình 3.12: Hệ số sức cản phụ thuộc độ sâu. (phương W) 55 Hình 3.13: Hệ số sức cản phụ thuộc góc kéo (phươngL) [10 ] 55 Hình 3. 14: Kéo, ghép thùng chìm 56 Hình 3. 15: Neo giữ thùng chìm cuối cùng 56 Hình 4. 1: Bản đồ Thành phố Hải Phòng. 60 Hình 4. 2: Hoa gió tại trạm Bạch LongVĩ 63 Hình 4. 3: Vị trí đo dữ liệu sóng (Buoyweather, 1997-2008) 66 Hình 4. 4: Biểu đồ xuất hiện sóng (Buoyweather, 1997-2008) 68 Hình 4. 5: Mặt bằng thùng chìm 72 Hình 4. 6: Mặt ngang thùng chìm 73 Hình 4. 7: Trình tự thi công đập thùng chìm 83 Hình 4. 8: Quy trình thi công đập thùng chìm 84 [...]... công đập phá sóng, kỹ thuật thi công đập phá sóng dạng thùng chìm và ứng dụng vào việc tính toán thi t bị thi công thùng chìm công trình huyện đảo Bạch Long Vĩ 2 III HƯỚNG TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU a) Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ứng dụng Đối tượng nghiên cứu là công nghệ thi công đập phá sóng, đi sâu vào nghiên cứu công nghệ thi công đập phá sóng dạng ứng- trọng lực, và ứng dụng thi công. .. quát và đưa ra các công nghệ thi công công trình bảo bệ bờ nói chung, đập phá sóng nói riêng và nghiên cứu ứng dụng công nghệ thi công thùng chìm công trình huyện đảo Bạch Long Vĩ Nhằm đưa ra cái nhìn tổng quan về đặc điểm kỹ thuật cơ bản của công trình bảo vệ bờ, công nghệ thi công đập phá sóng, tính toán công nghệ thi công đập phá sóng dạng thùng chìm II MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI Nghiên cứu công nghệ thi công. .. giới và ở Việt Nam hiện nay đang áp dụng rất nhiều công nghệ thi công khác nhau tuy nhiên việc lựa chọn công nghệ thi công đảm bảo tính chuyên dụng, thi công nhanh, giá thành rẻ thì cũng đặt ra vấn đề cần phân tích nghiên cứu và tính toán Do yêu cầu đó nội dung của đề tài: "Nghiên cứu ứng dụng công nghệ thi công đập phá sóng dạng thùng chìm và áp dụng tính toán cho công trình huyện đảo Bạch Long Vĩ" ... tập trung nghiên cứu kết cấu đập phá sóng dạng thùng chìm, các bước thi công và chủ yếu tập trung vào lý thuyết thi công chế tạo và tính toán lai dắt thùng chìm 3.1 Đặc điểm kết cấu đập phá sóng dạng thùng chìm 3.2 Các bước thi công thùng chìm 3.3 Tính toán ổn định, lai dắt thùng chìm 3.4 Kết luận chương CHƯƠNG 4: CÔNG NGHỆ THI CÔNG THÙNG CHÌM Ở VIỆT NAMỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THI CÔNG THÙNG CHÌM VỚI DỰ... XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH Ở HUYỆN ĐẢO BẠCH LONG VĨ Trên cơ sở lý thuyết về công nghệ thi công thùng chìm và tính toán lai ổn định, lai dắt thùng chìm trong quá trình thi công đã trình bày ở chương 3 Trong chương này tác giả tập trung nghiên cứu và đề xuất công nghệ thi công đập phá sóng thùng chìm ở công trình huyện đảo Bạch Long Vĩ trong đó tập trung chủ yếu vào chế tạo, vận chuyển và lắp đặt thùng chìm 4.1... trình đập phá sóng dạng thùng chìm là loại công trình xây dựng có nhiệm vụ bảo vệ bờ biển, do đó quá trình thi công đập phá sóng thùng chìm mang đầy đủ đặc tính của công trình xây dựng và của hệ thống công trình bảo vệ bờ Vậy nên phạm trù nghiên cứu công nghệ thi công đập phá sóng dạng thùng chìm cần phải nghiên cứu công nghệ thi công các công trình bảo vệ bờ biển nói chung 1.1 Phân loại công trình. .. Nghiên cứu từ các nguồn thông tin khác IV KẾT QUẢ DỰ KIẾN ĐẠT ĐƯỢC - Nghiên cứu tổng quan đặc điểm và công nghệ thi công đập phá sóng; - Nghiên cứu công nghệ thi công thùng chìm; - Nghiên cứu cơ sở khoa học liên quan đến tính toán thi t bị kỹ thuật lai dắt thùng chìm; - Áp dụng tính toán thi t bị lai dắt và công nghệ thi công đối với kết cấu thùng chìm dự án đầu tư xây dựng cảng công trình huyện đảo Bạch. .. Phân loại công trình đập phá sóng 2.2 Các đặc trưng, điều kiện làm việc của công trình đập phá sóng (ĐPS) 2.3 Đặc điểm thi công đập phá sóng 2.4 Vật liệu sử dụng trong công trình đập phá sóng 2.5 Kết luận chương CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN KỸ THUẬT VÀ THI T BỊ THI CÔNG CHO ĐẬP PHÁ SÓNG THÙNG CHÌM 4 Trên cơ sở các lý thuyết về đặc điểm công trình và công nghệ thi công đập phá sóng nói chung đã trình bày ở chương... đặc tính của công trình xây dựng và của hệ thống công trình bảo vệ bờ Vậy nên phạm trù nghiên cứu công nghệ thi công đập phá sóng dạng thùng chìm cần phải nghiên cứu công nghệ thi công các công trình bảo vệ bờ biển nói chung 1.1 Phân loại công trình bảo vệ bờ 1.2 Đặc điểm thi công công trình bảo vệ bờ 1.3 Các tiến bộ khoa học kỹ thuật trong thi công công trình bảo vệ bờ 1.4 Thi t bị thi công công trình. .. tế áp dụng công nghệ thi công thùng chìm ở Việt Nam 4.2 Ứng dụng công nghệ thi công thùng chìm với dự án đầu tư xây dựng công trình ở huyện đảo Bạch Long Vĩ 4.3 Đề xuất công nghệ thi công thùng chìm 4.4 Phân tích và đánh giá ưu nhược điểm của phương án thi công 4.5 Kết luận chương KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC 5 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT THI CÔNG CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ Công trình . bờ, công nghệ thi công đập phá sóng, tính toán công nghệ thi công đập phá sóng dạng thùng chìm. II. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI Nghiên cứu công nghệ thi công đập phá sóng, kỹ thuật thi công đập phá sóng. nghiên cứu ứng dụng Đối tượng nghiên cứu là công nghệ thi công đập phá sóng, đi sâu vào nghiên cứu công nghệ thi công đập phá sóng dạng ứng- trọng lực, và ứng dụng thi công thùng chìm ở Việt. công nghệ thi công đập phá sóng dạng thùng chìm và áp dụng tính toán cho công trình huyện đảo Bạch Long Vĩ& quot; sẽ khái quát và đưa ra các công nghệ thi công công trình bảo bệ bờ nói chung, đập