Đề xuất giải pháp bảo vệ đoạn sông cong chịu ảnh hưởng thủy triều áp dụng cho đoạn sông sài gòn khu vực cầu bình lợi đến cầu sài gòn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI  LÊ MINH HOÀNG ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP BẢO VỆ ĐOẠN SÔNG CONG CHỊU ẢNH HƯỞNG THỦY TRIỀU – ÁP DỤNG CHO ĐOẠN SƠNG SÀI GỊN KHU VỰC CẦU BÌNH LỢI ĐẾN CẦU SÀI GÒN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Chun ngành : Xây dựng cơng trình thủy NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS HOÀNG VĂN HUÂN HÀ NỘI – 2010 LỜI CẢM ƠN Sau gần tháng thực luận văn, với giúp đỡ tận tình thầy cô, quan, bạn bè đồng nghiệp gia đình, luận văn thạc sỹ: “Đề xuất giải pháp bảo vệ đoạn sông cong chịu ảnh hưởng thủy triều – Áp dụng cho đoạn sơng Sài Gịn khu vực cầu Bình Lợi đến cầu Sài Gịn” hồn thành Tác giả xin bày tỏ biết ơn sâu sắc thầy cô trường Đại Học Thủy Lợi giảng dạy, giúp đỡ nhiệt tình suốt trình học tập thực luận văn Đồng thời tác giả chân thành cảm ơn hướng dẫn, giúp đỡ tận tình thầy PGS.TS Hồng Văn Huân Tác giả chân thành cảm ơn Công ty CP Tư Vấn Xây Dựng Thủy Lợi II giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả suốt trình học tập thực luận văn Tác giả chân thành cảm ơn giúp đỡ phòng đào tạo, thư viện Cơ Sở – Trường Đại Học Thủy Lợi tạo điều kiện thuận lợi suốt trình học tập thực luận văn Tác giả xin cảm ơn giúp đỡ đồng nghiệp Xí Nghiệp Tư Vấn số thuộc Công ty CP Tư Vấn Xây Dựng Thủy Lợi II Do điều kiện thời gian có hạn nên khuôn khổ luận văn tránh khỏi khiếm khuyết, mong nhận giúp đỡ chân thành thầy cô, anh chị bạn bè đồng nghiệp Tp Hồ Chí Minh, ngày 02 tháng 12 năm 2010 Lê Minh Hoàng Đề xuất giải pháp bảo vệ bờ đoạn sông cong chịu ảnh hưởng thủy triều – Áp dụng cho đoạn sơng Sài Gịn khu vực cầu Bình Lợi đến cầu Sài Gịn MỤC LỤC MỞ ĐẦU Mục tiêu đề tài Cách tiếp cận, phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sử dụng Kết dự kiến đạt CHƯƠNG : NGHIÊN CỨU NGUYÊN NHÂN HÌNH THÀNH ĐOẠN SÔNG CONG 1.1 Các lý thuyết hình thành sơng cong điều kiện hình thành sơng cong hạ du sơng Sài Gịn 1.2 Đặc trưng kết cấu dòng chảy sơng cong Sài Gịn 10 1.2.1 Đặc trưng dịng chảy đoạn sơng cong Sài Gòn 11 1.2.2 Các tượng vật lý đoạn sơng cong Sài Gịn 12 1.3 Khái quát đặc điểm diễn biến đặc trưng hình thái sơng Sài Gịn 14 1.4 Nhận xét đánh giá 15 Kết luận chương 15 CHƯƠNG : DIỄN BIẾN ĐOẠN SÔNG CONG CHO ĐOẠN SƠNG SÀI GỊN KHU VỰC CẦU BÌNH LỢI ĐẾN CẦU SÀI GÒN 16 2.1 Tổng quan chung tình hình xói lở đoạn sơng cong cho đoạn sơng Sài Gịn khu vực cầu Bình Lợi đến cầu Sài Gịn 16 2.2 Nguyên nhân gây xói lở bờ sơng sạt mái bờ sơng Sài Gịn 21 2.2.1 Về tượng sạt lở hạ du sơng Sài Gịn, kết khảo sát cho thấy 21 2.2.2 Tác động dòng nước gây sạt lở bờ sơng Sài Gịn 21 2.2.3 Tác động điều kiện bên làm cho cường độ khối đất giảm nhỏ 25 2.2.4 Tác động người gây xói lở lịng sơng sạt lở mái bờ sông 26 2.2.5 Cơ chế tượng sạt lở bờ sông 26 2.2.6 Tuần tự tổ hợp ngun nhân gây xói lịng sơng sạt lở mái sơng hạ du sơng Sài Gịn 31 2.3 Giải pháp bảo vệ bờ cho đoạn sông Sài Gòn 35 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Đề xuất giải pháp bảo vệ bờ đoạn sông cong chịu ảnh hưởng thủy triều – Áp dụng cho đoạn sơng Sài Gịn khu vực cầu Bình Lợi đến cầu Sài Gịn 2.3.1 Giải pháp phi cơng trình 35 2.3.2 Giải pháp cơng trình 36 2.3.3 Cơng trình xây dựng bảo vệ bờ 36 Kết luận chương 39 CHƯƠNG : ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN QUI HOẠCH CHỈNH TRỊ, BỐ TRÍ CƠNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ, ỔN ĐỊNH LỊNG DẪN SƠNG SÀI GỊN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 40 3.1 Giới thiệu chung 40 3.2 Sự cần thiết phải tiến hành lập qui hoạch chỉnh trị sơng Sài Gịn từ cầu Bình Lợi đến cầu Sài Gòn 42 3.2.1 Tình hình sạt lở bờ thiệt hại 42 3.2.2 Hiện trạng cơng trình bảo vệ bờ sông 44 3.2.3 Sự cần thiết lập quy hoạch chỉnh trị 44 3.3 Mục tiêu cần đạt qui hoạch 46 3.4 Các tài liệu phục vụ lập qui hoạch 46 3.4.1 Căn lập quy hoạch 46 3.4.2 Tài liệu phục vụ lập qui hoạch 47 3.5 Các tham số qui hoạch 49 3.6 Phương án qui hoạch bố trí cơng trình 49 3.6.1 Yêu cầu phương án quy hoạch 49 3.6.2 Các phương án quy hoạch 50 3.6.3 Lựa chọn phương án quy hoạch 54 3.6.4 Tuyến cơng trình bảo vệ bờ 55 Kết luận chương 55 CHƯƠNG : ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CƠNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ SƠNG SÀI GỊN, KHU VỰC CẦU BÌNH LỢI ĐẾN CẦU SÀI GÒN 56 4.1 Ứng dụng công nghệ xây dựng phục vụ xây dựng cơng trình bảo vệ bờ cửa sơng Sài Gòn 56 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Đề xuất giải pháp bảo vệ bờ đoạn sông cong chịu ảnh hưởng thủy triều – Áp dụng cho đoạn sơng Sài Gịn khu vực cầu Bình Lợi đến cầu Sài Gịn 4.1.1 Thảm bê tơng FS 57 4.1.2 Lưới địa kỹ thuật Tensa gia cố bờ 59 4.1.3 Giải pháp chắn sóng, ni bãi kè luồn-mỏ hàn 61 4.1.4 Thảm bê tông tự chèn 64 4.1.5 Cừ BTCT ứng suất trước 65 4.1.6 Cừ nhựa Vinyl 66 4.2 Tạo mái ổn định cho bờ sơng Sài Gịn khu vực cầu Bình Lợi đến cầu Sài Gòn 67 4.2.1 Tính tốn ổn định chưa có biện pháp cơng trình 67 4.2.2 Tính tốn thiết kế sơ giải pháp cơng trình 76 4.3 Lựa chọn kết cấu công trình bảo vệ bờ 82 4.3.1 Biện pháp cơng trình bảo vệ bờ 82 4.3.2 Giải pháp cho kết cấu đỉnh kè 85 4.4 Ứng dụng thảm cát để bảo vệ bờ đoạn sông cong chịu ảnh hưởng thủy triều áp dụng cho đoạn sơng Sài Gịn khu vực cầu Bình Lợi đến cầu Sài Gịn 88 4.4.1 Giới thiệu 88 4.4.2 Gia công chế tạo thi công thảm cát thử nghiệm 88 4.4.3 Thiết kế thảm cát 91 4.4.4 Thi công thảm cát 92 4.5 Dạng kết cấu kè bờ đề nghị áp dụng 95 4.6 Ứng dụng 96 4.6.1 Phạm vi gia cố 96 4.6.2 Tính tốn ổn định cơng trình 98 4.6.3 So sánh giá thành làm thảm cát với thảm đá 98 4.6.4 Nhận xét kiến nghị 99 Kết luận chương 99 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 100 Kết đạt luận văn 100 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Đề xuất giải pháp bảo vệ bờ đoạn sông cong chịu ảnh hưởng thủy triều – Áp dụng cho đoạn sông Sài Gịn khu vực cầu Bình Lợi đến cầu Sài Gịn Những hạn chế đề tài hướng nghiên cứu tiếp 100 Kiến nghị 100 TÀI LIỆU THAM KHẢO 102 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Đề xuất giải pháp bảo vệ bờ đoạn sông cong chịu ảnh hưởng thủy triều – Áp dụng cho đoạn sơng Sài Gịn khu vực cầu Bình Lợi đến cầu Sài Gịn MỞ ĐẦU Dịng sơng sản vật q trình tác động qua lại dịng nước lịng sơng điều kiện tự nhiên tác động người Lồi người từ cổ chí kim lấy hai bên bờ sông làm trung tâm sinh tồn phát triển Do dịng sơng có ảnh hưởng sâu xa hoạt động người Dịng sơng có hai mặt đối lập lợi hại Đấu tranh để biến mặt hại thành mặt lợi nội dung chủ yếu người đấu tranh với thiên nhiên Trong trình đấu tranh với thiên nhiên, người bước tích lũy tri thức hệ thống hóa:  Đầu tiên hệ thống tri thức phương diện kỹ thuật cơng trình trị sơng  Thứ đến hệ thống tri thức quy luật trình diễn biến dịng sơng Đối với sơng, xói bồi kết trình tác động qua lại dịng nước lịng sơng thực qua bước chuyển động bùn cát Bùn cát bồi lắng, lòng sơng bồi cao Bùn cát xói lở, lịng sơng bị hạ thấp Xói bồi lịng sơng thay đổi theo thời gian không gian, tạo nên vận động dịng sơng theo hai hướng: hướng ngang (trên mặt bằng) hướng dọc (theo chiều sâu) Đó q trình diễn biến lịng sơng Nằm vùng kinh tế trọng điểm phía Nam, tượng xói lở, bồi tụ lịng sơng, sạt lở mái bờ sơng Sài Gịn tiếp tục diễn với quy mơ ngày lớn tính chất ngày phức tạp, ảnh hưởng trực tiếp đến khu dân cư, đến quy hoạch phát triển dân sinh, kinh tế, xã hội môi trường làm chậm lại tốc độ thị hóa tốc độ tăng trưởng kinh tế khu vực Chính đặt trách nhiệm đề tài: "Đề xuất giải pháp bảo vệ đoạn sông cong chịu ảnh hưởng thủy triều – Áp dụng cho đoạn sơng Sài Gịn khu vực cầu Bình Lợi đến cầu Sài Gịn" giải vấn đề MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI:  Làm rõ nguyên nhân xói lở qui luật diễn biến lịng dẫn qui luật hình thái sơng Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Đề xuất giải pháp bảo vệ bờ đoạn sông cong chịu ảnh hưởng thủy triều – Áp dụng cho đoạn sơng Sài Gịn khu vực cầu Bình Lợi đến cầu Sài Gịn  Đề xuất giải pháp khoa học, công nghệ để ổn định lịng sơng Sài Gịn phục vụ phát triển kinh tế - xã hội Tp Hồ Chí Minh CÁCH TIẾP CẬN, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU, KỸ THUẬT SẼ SỬ DỤNG Cách tiếp cận: Cách tiếp cận thực chất phải xuyên suốt quan điểm: thực tế, hệ thống, tồn diện tổng hợp việc tiếp ứng hệ thống liên ngành dùng công nghệ GIS hợp lý để đánh giá bao quát nguyên nhân, quy luật diễn biến lòng dẫn, định hướng quy hoạch chỉnh trị ổn định lòng dẫn phục vụ phát triển kinh tế xã hội sơng Sài Gịn Cách tiếp cận thứ hai thiếu kế thừa: phương pháp từ tài liệu, sở liệu có phục vụ cho nghiên cứu Với cách tiếp cận cho phép đề tài tiết kiệm nhiều công sức phát huy cách tối đa kết hệ trước nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu đề tài: Được thực cho đoạn sơng Sài Gịn khu vực cầu Bình Lợi đến cầu Sài Gịn Phương pháp nghiên cứu kỹ thuật sử dụng:  Phương pháp điều tra, khảo sát thực tế  Phương pháp hình thái  Phương pháp giải đoán ảnh viễn thám  Phương pháp thống kê, phân tích tổng hợp  Phương pháp mơ hình tốn để tính tốn Các lĩnh vực hội nhập với nhau, tương tác lẫn nhau, bổ sung cho vấn đề cần tìm hiểu, tiếp cận để bước giải vấn đề đặt KẾT QUẢ DỰ KIẾN ĐẠT DƯỢC :  Đánh giá thực trạng quy luật diễn biến đoạn sông cong theo không gian thời gian, xác định nguyên nhân, nhân tố ảnh hưởng tới đoạn sông Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Đề xuất giải pháp bảo vệ bờ đoạn sông cong chịu ảnh hưởng thủy triều – Áp dụng cho đoạn sơng Sài Gịn khu vực cầu Bình Lợi đến cầu Sài Gịn cong cho đoạn sơng Sài Gịn nói chung khu vực cầu Bình Lợi đến cầu Sài Gịn nói riêng  Đề xuất giải pháp cơng trình nhằm bảo vệ đoạn sơng cong cho đoạn sơng Sài Gịn khu vực cầu Bình Lợi đến cầu Sài Gịn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Đề xuất giải pháp bảo vệ bờ đoạn sông cong chịu ảnh hưởng thủy triều – Áp dụng cho đoạn sơng Sài Gịn khu vực cầu Bình Lợi đến cầu Sài Gòn CHƯƠNG 1: NGHIÊN CỨU NGUYÊN NHÂN HÌNH THÀNH ĐOẠN SƠNG CONG 1.1 Các lý thuyết hình thành sơng cong điều kiện hình thành sơng cong hạ du sơng Sài Gịn  Ngun nhân điều kiện hình thành sơng cong Về ngun nhân điều kiện hình thành sơng cong (uốn khúc) có 30 giả thiết tạm phân thành loại sau đây: Loại giả thiết thứ liên quan tính “tự điều chỉnh” dịng sơng: Dịng sơng có tính “tự điều chỉnh” độ dốc cách phát triển thành sơng cong để tăng chiều sâu từ giảm nhẹ độ dốc (lý thuyết tiêu hao lượng nhỏ Velicanop, lý thuyết làm lỏng cực đại S.Hancu, tiêu hao lượng đoạn sông cong Rozovski, H H.Chang ) Loại giả thiết thứ hai giải thích tính chuyển động cong theo chu kỳ dịng nước để làm cho dịng sơng bị uốn cong theo Loại giả thiết thứ ba giải thích tự hình thành yếu tố cục sơng, mõm đá nhơ lịng sơng, sơng nhánh chảy vào sơng v.v Loại giả thiết thứ tư giải thích ngun nhân hình thành sơng cong từ quan hệ tương đối tốc độ vận động trầm tích đáy sơng tốc độ xói lở bờ sông Giả thiết coi thể chất vật lý q trình diễn biến lịng sông, đại diện Rotxinsky Kuzmin Các kết điều tra thực tế thí nghiệm mơ hình vật lý cho thấy: Trong đoạn sông đơn tương đối thẳng có tồn bãi dọc hai bên bờ sông, bãi bên di chuyển xuống hạ lưu (theo hướng chảy) với tốc độ nhỏ với tồn bờ sơng bị xói lở tạo điều kiện hình thành phát triển sơng cong  Đối với hạ du sơng Sài Gịn ngun nhân điều kiện hình thành sơng cong phải tổ hợp giả thiết loại 1, loại loại Đối với sơng Sài Gịn địa chất bờ sông phân bố không dọc theo sơng, lại khơng có khống chế dễ biến thành sơng cong Do dịng sơng q cong: lực cản tăng lớn, độ dốc Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ... thuật Đề xuất giải pháp bảo vệ bờ đoạn sông cong chịu ảnh hưởng thủy triều – Áp dụng cho đoạn sơng Sài Gịn khu vực cầu Bình Lợi đến cầu Sài Gịn cong cho đoạn sơng Sài Gịn nói chung khu vực cầu Bình. .. tế khu vực Chính đặt trách nhiệm đề tài: "Đề xuất giải pháp bảo vệ đoạn sông cong chịu ảnh hưởng thủy triều – Áp dụng cho đoạn sơng Sài Gịn khu vực cầu Bình Lợi đến cầu Sài Gòn" giải vấn đề MỤC... 15 Đề xuất giải pháp bảo vệ bờ đoạn sông cong chịu ảnh hưởng thủy triều – Áp dụng cho đoạn sơng Sài Gịn khu vực cầu Bình Lợi đến cầu Sài Gòn CHƯƠNG : DIỄN BIẾN ĐOẠN SƠNG CONG CHO ĐOẠN SƠNG SÀI