Nghiên cứu áp dụng giải pháp đê chắn sóng mái nghiêng xây dựng khu neo đậu tàu thuyền trú bão vùng ven bờ nước ta

LỜI TÁC GIẢ Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành Xây dựng cơng trình thuỷ với đề tài: “Nghiên cứu áp dụng giải pháp đê chắn sóng mái nghiêng xây dựng khu neo đậu tàu thuyền trú bão vùng ven bờ nước ta” hoàn thành cố gắng nỗ lực thân, tác giả giúp đỡ nhiệt tình thầy, giáo, quan, gia đình bạn bè Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy giáo TS Nguyễn Trung Anh Thầy giáo GS.TS Lê Kim Truyền trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ tận tình cho tác giả suốt trình thực luận văn Tác giả xin trân trọng cảm ơn Ban chủ nhiệm đề tài “Nghiên cứu khoa học công nghệ tiêu giảm sóng cho việc xây dựng khu neo đậu tàu thuyền trú bão Việt Nam” trường Đại học Thủy lợi, Phịng thí nghiệm tổng hợp trường Đại học Thủy lợi giúp đỡ cho tác giả trình thực luận văn Tác giả xin trân trọng cảm ơn thầy, giáo Phịng đào tạo đại học Sau đại học, khoa Cơng trình - Trường Đại học Thuỷ Lợi tận tình giảng dạy giúp đỡ tác giả suốt trình học tập, trình thực luận văn tốt nghiệp Để hồn thành luận văn này, tác giả cịn cổ vũ, động viên khích lệ thường xuyên giúp đỡ nhiều mặt gia đình bạn bè Với thời gian kiến thức hạn chế, luận văn khơng thể tránh khỏi thiếu sót Tác giả mong nhận bảo đóng góp ý kiến thầy, giáo, Quý vị quan tâm bạn bè Hà Nội, tháng năm 2012 Tác giả luận văn Đoàn Mạnh Vũ LỜI CAM KẾT Tên tơi là: Đồn Mạnh Vũ Học viên lớp: 17C/ CS2 Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Những nội dung kết trình bày luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khoa học Tác giả luận văn Đồn Mạnh Vũ MỤC LỤC MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Mục đích đề tài Đối tượng phạm vi nghiên cứu Cách tiếp cận phương pháp thực Kết đạt Nội dung luận văn CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CƠNG TRÌNH KHU NEO ĐẬU TÀU THUYỀN TRÚ BÃO 1.1 Tiềm xây dựng khu neo đậu TTTB vùng ven bờ nước ta 1.1.1 Ở cửa sông, lạch 1.1.2 Các vũng, vịnh 1.1.3 Các đầm phá 1.2 Tổng quan khu neo đậu tàu thuyền trú bão Việt Nam 1.2.1 Khu neo đậu tàu thuyền trú bão ven bờ biển 1.2.1.1 Khu vực ven biển Quảng Ninh Hải Phòng 1.2.1.2 Khu vực ven biển tỉnh Thái Bình, Nam Định, Ninh Bình 1.2.1.2 Khu vực ven biển tỉnh Thái Bình, Nam Định, Ninh Bình 1.2.1.3 Khu vực ven biển Thanh Hóa, Nghệ An 1.2.1.4 Khu vực ven biển Hà Tĩnh, Quảng Bình, Quảng Trị 10 1.2.1.5 Ven biển tỉnh Thừa Thiên 10 1.2.1.6 Khu vực biển Đà Nẵng 10 1.2.1.7 Khu vực bờ biển Quảng Nam, Quảng Ngãi, Bình Định 11 1.2.1.8 Khu vực bờ biển tỉnh Phú Yên, Khánh Hòa 12 1.2.1.9 Khu vực bờ biển Ninh Thuận, Bình Thuận, Bà Rịa – Vũng Tàu 12 1.2.1.10 Các tỉnh đồng sông Cửu Long 13 1.2.2 Neo đậu tàu thuyền trú bão vùng hải đảo 13 1.3 Yêu cầu cấp thiết phải xây dựng khu tàu thuyền trú bão 15 1.4 Các hạng mục cơng trình khu neo đậu tàu thuyền trú bão 16 1.4.1 Đê chắn sóng, chắn cát 16 1.4.2 Địa điểm khu neo đậu tránh trú bão 17 1.4.3 Yêu cầu kỹ thuật khu TTTTB 17 1.4.3.1 Vùng nước đậu tàu 17 1.4.3.2 Luồng vào khu tránh trú bão 19 1.4.3.3 Cơ sở dịch vụ hậu cần khu tránh trú bão 20 1.5 Một số tồn thường gặp đê chắn sóng mái nghiêng 20 1.6 Kết luận chương 21 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC CHO VIỆC XÂY DỰNG ĐÊ CHẮN SÓNG MÁI NGHIÊNG KHU TÀU THUYỀN TRÚ BÃO 2.1 Điều kiện tự nhiên vùng ven bờ 23 2.1.1 Đặc điểm địa hình địa mạo 23 2.1.1.1 Đặc điểm chung 23 2.1.1.2 Đặc điểm địa hình địa mạo cửa sơng, vũng, vịnh 24 2.1.2 Đặc điểm địa chất 25 2.1.3 Đặc điểm khí tượng thủy văn 26 2.1.3.1 Gió, bão, dông, áp thấp nhiệt đới 26 2.1.3.2 Nước biển- mật độ, nhiệt độ, độ mặn 27 2.1.3.3 Mưa 28 2.1.3.4 Mức nước biển, thủy triều, nước dâng 29 2.1.3.5 Sóng biển 31 2.1.3.6 Dòng chảy biển 35 2.1.4 Diễn biến bồi xói vũng, vịnh, cửa sơng 39 2.1.4.1 Diễn biến bồi xói cửa sơng 39 2.1.4.2 Diễn biến vũng vịnh 40 2.2 Các giải pháp kết cấu đê chắn sóng mái nghiêng 40 2.2.1 Đê chắn sóng mái nghiêng đất 41 2.2.2 Đê mái nghiêng ruột bao tải cát 43 2.2.3 Đê chắn sóng mái nghiêng đá 44 2.3 Sử dụng khối phủ để xây dựng đê chắn sóng mái nghiêng 46 2.3.1 Đê mái nghiêng có khối phủ khối Tetropod 46 2.3.2 Đê mái nghiêng phủ khối Tribar 47 2.3.3 Đê mái nghiêng có khối phủ khối Hohlquader 48 2.3.4 Đê mái nghiêng có khối phủ khối Dolos 49 2.3.5 Khối phủ Akmons 49 2.3.6 Đê mái nghiêng có khố phủ khối Stabit 50 2.4 Điều kiện thi công xây dựng ĐCS mái nghiêng khu neo đậu TTTB 51 vùng ven bờ 2.4.1 Đặc điểm tổ chức thi công 52 2.4.1.1 Thi công nơi nước sâu 52 2.4.1.2 Thi công xây dựng nơi sóng gió 52 2.4.1.3 Thi cơng điều kiện khác 53 2.4.2 Một số phận đặc biệt tổ chức thi cơng cơng trình khu neo đậu 53 TTTB 2.4.2.1 Bến cơng trình tạm 53 2.4.2.2 Thiết bị thi công 53 2.4.2.3 Công tác lặn 54 2.4.2.4 Điều kiện vật liệu xây dựng 55 2.4.2.5 Bê tông 59 2.6 Kết luận chương 60 CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN XÂY DỰNG ĐÊ CHẮN SÓNG MÁI NGHIÊNG KHU NEO ĐẬU TÀU THUYỀN TRÚ BÃO VÙNG VEN BỜ 3.1 Hình thức bố trí mặt đê chắn sóng 61 3.1.1 u cầu chung bố trí đê chắn sóng 61 3.1.2 Các hình thức bố trí mặt đê chắn sóng 61 3.1.2.1 Đê lồi giao 62 3.1.2.2 Đê kiểu đảo song song với bờ 62 3.1.2.3 Một cặp đê bố trí vng góc với bờ 62 3.2 Thiết kế mặt cắt ngang đê chắn sóng 65 3.2.1 Cao trình đỉnh đê 65 3.2.2 Chiều rộng đỉnh đê 69 3.2.3 Chọn mái dốc 69 3.3 Vấn đề ổn định đê chắn sóng 69 3.3.1 Phân bố áp lực sóng mái nghiêng 71 3.3.2 Áp lực sóng âm (phản áp lực sóng) 73 3.4 Vấn đề xử lý xây dựng đê chắn sóng 73 3.4.1 u cầu chung tính tốn ổn định đê chắn sóng mái nghiêng 73 3.4.2 Tính ổn định đê 75 3.4.2.1 Ổn định đê đất (trượt sâu) 75 3.4.3.2 Tính tốn ổn định trượt phẳng đê chắn sóng mái nghiêng 78 3.4.3.3 Ổn định cục mái đê chịu tác động sóng 78 3.4.3.4 Tính lăng thể giữ chân ổn định chung lớp bảo vệ 83 3.5 Vấn đề xử lý xây dựng ĐCS 84 3.5.1 Thay đất yếu cơng trình 84 3.5.1.1 Tính tốn số thơng số lớp đệm cát 85 3.5.1.2 Công nghệ thi công thay cát nước 86 3.5.2 Xử lý cọc cát 87 3.5.2.1 Nguyên lý làm việc ưu nhược điểm cọc cát 87 3.5.2.2 Một số nội dung tính tốn thiết kế xử lý cọc cát 88 3.5.2.3 Vật liệu yêu cầu vật liệu 90 3.5.2.4 Trình tự thi cơng 90 3.6 Phân tích lựa chọn loại khối phủ phù hợp cho việc xây dựng khu neo 92 đậu tàu thuyền trú bão 3.6.1 Tình hình sử dụng ưu nhược điểm số loại khối phủ 92 3.6.2 Các tiêu chí để lựa chọn 92 3.6.2.1 Trọng lượng khối phủ điều kiện sóng 92 3.6.2.2 Khả ổn định tự điều chỉnh mái dốc 93 3.6.2.3 Hệ số rỗng lớp phủ mái đê 93 3.6.2.4 Số lượng khối phủ cần bảo vệ mái đê 94 3.6.2.5 Công tác ván khuôn 94 3.6.2.6 Điều kiện thi công chế tạo 94 3.6.2.7 Lựa chọn khối phủ 95 3.7 Một số kết thí nghiệm ĐCS mái nghiêng 95 3.7.1 Các nội dung thực 95 3.7.2 Giới thiệu thiết bị thí nghiệm độ xác thiết bị 96 3.7.2.1 Máng sóng 96 3.7.2.2 Xác định tỷ lệ mơ hình 97 3.7.2.3 Lựa chọn kết cấu đê điển hình để chế tạo mơ hình 97 3.7.2.4 Chế tạo mơ hình ĐCS 99 3.7.2.5 Kết thí nghiệm 99 3.8 Kết luận chương 100 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CƠNG ĐÊ CHẮN SĨNG MÁI NGHIÊNG CHO KHU NEO ĐẬU TÀU THUYỀN TRÚ BÃO NGỌC HẢI 4.1 Giới thiệu dự án 101 4.1.1 Tổng quan khu neo đậu TTTTB Ngọc Hải 101 4.1.2 Điều kiện tự nhiên 102 4.1.2.1 Đặc điểm khí tượng 102 4.1.2.2 Đặc điểm thuỷ văn 105 4.1.2.3 Đặc điểm địa hình 107 4.2 Thiết kế mặt cắt đê chắn sóng 107 4.2.1 Chọn tuyến ĐCS 107 4.2.2 Xác định mặt cắt đê 108 4.2.2.1 Các thơng số tính tốn 108 4.2.2.2 Các giải pháp thiết kế 111 4.2.2.3 Xác định thông số mặt cắt đê theo “Hướng dẫn thiết kế đê 111 biển” năm 2010 4.3 Tính trọng lượng khối phủ 114 4.4 Tính ổn định đê 115 4.4.1 Tính tốn ổn định trượt sâu 115 4.4.2 Tính tốn ổn định trượt ngang 116 4.5 Tổ chức thi công xây dựng ĐCS 117 4.4.1 Thiết bị thị cơng 118 4.4.2 Trình tự thi công 118 4.4.3 Các quy định thi công 118 4.4.3 Kiểm tra bảo dưỡng 119 4.5 Kết luận chương 119 KẾT LUẬN Kết đạt 120 Tồn kiến nghị 121 DANH MỤC SÁCH THAM KHẢO DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Chương Hình 1.1: Khu tránh bão cảng cá Cái Rồng (huyện Vân Đồn, Quảng Ninh) Hình 1.2: Khu tránh bão Cửa Lân (huyện Tiền Hải, Thái Bình) Hình 1.3: Khu tránh bão Phú Hải huyện Phú Vang, Thừa Thiên - Huế 10 Hình1.4: Khu neo đậu TTTTB Cần Giờ,thành phố Hồ Chí Minh 13 Hình1.5: Mơ tả hư hỏng ĐCS mái nghiêng 21 Chương Hình 2.1: Địa hình vùng biển Việt Nam (Ảnh Google Earth) 23 Hình 2.2: Biểu đồ thống kê bão vào vùng biển Việt Nam theo tháng [18] 27 Hình 2.3: Hồn lưu lớp nước biển Đơng tháng 10 ( Võ Văn Lành, Lê Đức Tố 38 xây dựng)[25] Hình 2.4: Cấu tạo đê chắn sóng mái nghiêng đất 42 Hình 2.5: Kết cấu mái nghiêng sử dụng giai đoạn 43 Hình 2.6: Kết cấu đê mái nghiêng sử dụng giai đoạn 43 Hình 2.7: Cấu tạo đê chắn sóng mái nghiêng đá 45 Hình 2.8: Cấu tạo đê chắn sóng mái nghiêng khối Tetropod cảng 47 Crescent Hình 2.9: Cấu tạo đê mái nghiêng khối Tetropod cảng Hawail - A; B 47 hai cỡ đá Hình 2.10: Cấu tạo đê chắn sóng mái nghiêng cảng Hawail 48 Hình 2.11: Cấu tạo đê chắn sóng mái nghiêng khối Hohlquader 48 cảng Wakayama Hình 2.12: Cấu tạo đê chắn sóng gia cố mái khối Dolos 49 Hình 2.13: Kích thước hình học khối Dolos 49 Hình 2.14: Kích thước hình học khối Akmon 50 Hình 2.15: Cấu tạo đê mái nghiêng khối Stabit 51 Hình 2.16: Thi cơng ĐCS 51 Hình 2.17: Thiết bị thi cơng cơng trình biển 54 Hình 2.18: Thiết bị thi cơng cơng trình biển 54 Hình 2.19: Cơng tác lặn 55 Hình 2.20: Xi măng bền Sun Phát 57 Hình 2.21: Một số vải địa kỹ thuật 59 Chương Hình 3.1: Đê hỗn hợp (Eastern Port, alexandria, Ai Cập) 62 Hình 3.2: Đê kiểu đảo song song với bờ 62 Hình 3.3: Đê kiểu đảo vng góc với bờ 63 Hình 3.4: Sơ đồ bố trí đê chắn cát giảm sóng 63 Hình 3.5: Ảnh hưởng tiến độ xây dựng đê chắn cát giảm sóng đến ổn định 64 đê (vùng gạch chéo bị xói) Hình 3.6: Độ dốc quy đổi tính sóng leo 66 Hình 3.7: Các thơng số xác định đê 67 Hình 3.8: Biều đồ áp lực sóng tính tốn lớn tác dụng lên mái dốc 71 Hình 3.9: Đồ thị để xác định phản áp lực sóng 73 Hình 3.10: Sơ đồ xác định tâm trượt ban đầu 75 Hình 3.11: Sơ đồ tính trượt cung trịn cho đê chắn sóng mái nghiêng 77 Hình 3.12: Sơ đồ tính ổn định trượt thân đê 77 Hình 3.13: Phạm vi bảo vệ mái đê theo công thức Irribarren 80 Hình 3.14: Sơ họa phương pháp đệm cát 85 Hình 3.15: Tàu hút bùn tự hành đào ĐCS để đệm cát 87 Hình 3.16: Sơ đồ bố trí cọc cát 88 Hình 3.17: Biểu đồ xác định khoảng cách cọc cát 88 Hình 3.18: Trình tự thi cơng cọc cát nén nhồi nở hơng 91 Hình 3.19: Thiết bị chun dụng thi cơng đóng cọc cát nước 92 Hình 3.20a: Ván khn khối Akmon 94 Hình 3.20b: Ván khn khối Tetrapod 94 Hình 3.21: Lưu trữ khối Xbloc 95 Hình 3.22: Phịng thí nghiệm 96 Hình 3.23: Đầu đo thí nghiệm 97 Hình 3.24a: Mặt cắt ngang ngun hình 99 Hình 3.24b: Mặt cắt ngang mơ hình 99 Hình 3.25: Khối Akmon cải tiến 99 109 P mực nước tổng hợp, Mặt cắt 10 H (cm) 100 600 550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 11 50 25 20 10 2 10 10 20 50 100 100 P (%) : Tr (nam) : 100 H (cm) : 399.4 50 338.1 20 272.7 10 10 232.2 20 197.1 50 153.5 0.5 P(%) Tr (Năm) 200 Tr(năm) 100 115.3 Hình 4.3: Đường tần suất mực nước tổng hợp điểm MC10 (106°46', 20°42') Bàng La, Đồ Sơn, TP Hải Phòng Tra từ hình 4.1 ta giá trị bảng 4.5: Bảng 4.5: Mực nước thiết kế tần suất Tấn suất thiết kế (%) MNTK (m) 2,73 b Mực nước thiết kế có xét đến biến đổi khí hậu, nước biển dâng Các kịch biến đổi khí hậu, nước biển dâng cho Việt Nam kỷ 21 xây dựng theo kịch phát thải khí nhà kính khác là: Thấp (B1), trung bình (B2) cao (A2, A1FI) Kịch phát thải thấp (B1) mơ tả giới phát triển tương đối hồn hảo Các kịch phát thải cao (A2, A1FI) mô tả giới không đồng quy mô tồn cầu, có tốc độ tăng dân số cao, chậm đổi công nghệ (A2) sử dụng tối đa lượng hóa thạch (A1FI) Do tính phức tạp biến đổi khí hậu hiểu biết chưa thật đầy đủ Việt Nam giới với yếu tố tâm lý, kinh tế - xã hội, tính chưa 110 chắn kịch phát thải, … hài hoà kịch trung bình khuyến nghị sử dụng thời điểm Bảng 4.6: Mực nước biển dâng (cm) so với thời kỳ 1980-1999 Các mốc thời gian kỷ 21 Kịch 2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100 Thấp (B1) 11 17 23 28 35 42 50 57 65 Trung bình (B2) 12 17 23 30 37 46 54 64 75 Cao (A1FI) 12 17 24 33 44 57 71 86 100 Theo bảng trên, khu vực cơng trình vào năm 2030 mực nước biển dâng thêm 17cm Vậy mực nước thiết kế với đê chắn sóng Ngọc Hải là: MNTK = 2,73 + 0,17 = 2,90 (m) b Thành phần sóng thiết kế ứng với chu kỳ lặp 20 năm Tại mặt cắt MC10, ứng với chu kỳ lặp 20 năm, tra Phụ lục C- Tính tốn sóng phục vụ thiết kế đê biển, Hướng dẫn thiết kế đê biển năm 2010 có bảng kết tính sóng bảng 4.7: Bảng 4.7: Kết tính sóng mặt cắt MC10 111 Theo phụ lục B - Tính tốn sóng tràn/ sóng leo thiết kế, Hướng dẫn thiết kế đê biển năm 2010, ta tính thơng số sóng thiết kế sau: - Chu kỳ sóng thiết kế : Tm-1,0 = Tp = 11.76 = 10.23 (s) α 1.15 - Chiều dài bước sóng thiết kế L0,m-1 = g T2m-1,0 = 1.56*10.232 = 163.13 (m) 2π - Chiều cao sóng thiết kế + Với mực nước thiết kế +2,9 + Độ sâu chân cơng trình 1/2 chiều dài sóng TK -3,0 Như độ sâu mực nước trước chân cơng trình 2,9 + 3,0= 5.9m Bảng 4.7: Kết tính sóng MC10 có số liệu độ sâu tới 5,18m , ta dùng phương pháp nội suy để tính: Với sai số khơng đáng kể, coi số liệu cuối hai cột (Độ sâu) (Hs) biến đổi tuyến tính, với giá trị độ sâu 5,9m tính Hs tương ứng : Hs = (5.9-5.18) x (2.16 -2.04)/(5.18-4.99) + 2.16 Hs =2,61 m Bảng 4.8: Thơng số sóng thiết kế Thơng số Bước sóng L0,m-1 Chiều cao sóng Hs Chu kỳ Tm-1,0 Giá trị 163.1 (m) 2.6 (m) 10.23 (s) 4.2.2.2 Các giải pháp thiết kế Hiện nay, có hai quan điểm thiết kế: Thiết kế đê theo tiêu chuẩn sóng tràn thiết kế đê theo tiêu chuẩn sóng leo Theo tiêu chuẩn sóng leo, cao trình đỉnh đê cao hơn, không cho phép nước tràn qua đỉnh đê Theo quan điểm thiết kế sóng tràn, cao trình đỉnh đê thấp cho phép nước tràn qua Lượng nước cho phép tràn qua tham khảo số quy phạm nước ngoài, phụ thuộc yêu cầu sử dụng mức độ gia cố đỉnh mái 4.2.2.3 Xác định thông số mặt cắt đê theo “Hướng dẫn thiết kế đê biển” năm 2010 112 a Bề rộng đỉnh đê - Xác định theo cấp cơng trình, yêu cầu cấu tạo, thi công quản lý, dự trữ vật liệu yêu cầu giao thông không nhỏ 3m, với yêu cầu sử dụng khu neo đậu chọn B= 3m b Hệ số mái đê - Chọn hệ số mái phía biển m = - Chọn hệ số mái đê phía m = 1.5 - Khối phủ bảo vệ mái chọn khối Akmon 300 MẶT CẮT NGANG SƠ BỘ ĐÊ CHẮN SÓNG c Tính tốn cao trình đỉnh đê theo tiêu chuẩn sóng leo - Độ dốc mái ngồi đê m= ; tan α = 1/m =0.5 Chỉ số tương tự sóng vỡ Iribaren ξ0 = tan α tan α 0.5 = = = 3.96 Hs S0 2.6 163.13 L0,m −1 Các hệ số: γb : Hệ số chiết giảm có đê Khi khơng có đê γb=1 γβ : Hệ số triết giảm ảnh hưởng góc sóng tới, lấy γβ= γv : Hệ số triết giảm sóng tràn tường đứng γf : Hệ số triết giảm độ nhám vật liệu bảo vệ mái, vật liệu bảo vệ mái là khối phủ Akmon, γf = 0.5 Xét điều kiện sóng vỡ γ bξ0 = 1*3.96 = 3.96 có 1.8 < γ bξ < ÷ 10 Vậy sóng khơng vỡ mái đê, sử dụng cơng thức: 113 ⎛ 1.6 ⎞ = γ β γ f ⎜ 4.3 − ⎟ ⎜ ⎟ Hs ξ ⎠ ⎝ ⎛ 1.6 Rup = H sγ β γ f ⎜ 4.3 − ⎜ ξ0 ⎝ Rup ⎞ 1.6 ⎞ ⎛ ⎟ = 2.2*1*0.5* ⎜ 4.3 − ⎟ = 4.54(m) ⎟ 3.96 ⎠ ⎝ ⎠ Theo tiêu chuẩn sóng leo, cao trình đỉnh đê xác định theo công thức sau: Zđp = MNTK + Rup + a Trong đó: + Zđp : Cao trình đỉnh đê chắn sóng + MNTK: Mực nước thiết kế Theo tính tốn MNTK = 2.90 m + R up: Độ cao lưu không đỉnh đê so với MNTK + a: Trị số gia tăng độ cao, lấy a=0,3(m) Cao trình đỉnh đê: Zđp = 2.90+4.54+ 0.3= +7.74m * Tính tốn theo tiêu chuẩn sóng tràn: Trong tính tốn theo tiêu chuẩn sóng leo ta tính được: γ bξ = 3.96 (2< γ bξ0 1,15 (thỏa mãn) Mt Kết luận: đê chắn sóng đảm bảo điều kiện ổn định trượt sâu 4.4.2 Tính tốn ổn định trượt ngang: Điều kiện ổn định trượt: nc.n.mđ.E ≤ m g.f kn Trong đó: - E: tổng lực đẩy ngang tác dụng lên cơng trình, - f : hệ số ma sát theo mặt phẳng trượt, f = 0,5 - g: tổng lực đứng tác dụng lên đáy cơng trình, - nc: hệ số tổ hợp tải trọng, nc= - n: hệ số vượt tải, n = 1,25 - mđ: hệ số điều kiện làm việc bổ sung, mđ=1 117 - m: hệ số điều kiện làm việc, m=1 - kn: hệ số tin cậy, cơng trình đê chắn sóng mái nghiêng ta cơng trình cấp lấy kn = 1,15 Tính tốn ổn định cho m dài đê: a Tác dụng sóng biển lên mặt nghiêng: Tính tốn áp lực sóng theo Phụ lục D- Tính tốn áp lực sóng, Hướng dẫn thiết kế đê biển, 2010 Sơ đồ tính áp lực sóng b Tác dụng trọng lượng thân: -Trọng lượng khối Akmon - Trọng lượng khối bê tông đỉnh đê - Trọng lượng thân ĐCS c Áp lực đẩy nổi: Tính phần thể tích mà đê chắn sóng chiếm chỗ diện tích mặt cắt ngang Kết tính được: nc.n.mđ.E =123,75T ≤ m g.f = 287T kn Thoả mãn điều kiện ổn định Kết luận: cơng trình đảm bảo điều kiện ổn định 4.5 Tổ chức thi công xây dựng ĐCS Thi công ĐCS dạng đá đổ bao gồm nhiều trình thời gian dài, địi hỏi máy móc thiết bị phải đủ, đáp ứng yêu cầu trình thi công Vật liệu thi công, nhân lực, điều kiện khí hậu…, phải lên kế hoạch chi 118 tiết nhân lực thi cơng có ảnh hưởng đặc biệt quan trọng q trình thi cơng 4.5.1 Thiết bị thi công Sử dụng thiết bị giới thi công lấn dần thiết bị thi công nước Các phương tiện, thiết bị thi công bao gồm: + Xà lan, tàu kéo đẩy, cần trục nổi, phao tiêu, máng đổ + Ơ tơ, máy xúc, máy ủi, cầu trục + Thiết bị định vị, tàu đặt máy đo sâu + Trạm trộn bê tơng, ván khn 4.5.2 Trình tự thi cơng Trình tự thi cơng ĐCS bao gồm cơng việc sau: - Nạo vét hố móng đê - Vận chuyển thi công đá chân đê - Vận chuyển thi cơng lớp đá lót mái đê, hồn thiện mái dốc - Vận chuyển thi công khối Akmon Mặt tổ chức thi công thi công Với điều kiện địa hình thực tế khu vực cơng trình, chọn cách bố trí bãi trữ đá, bãi đúc khối Akmon vật liệu khác cạnh vị trí xây dựng ĐCS Đá vận chuyển từ Cầu Rào theo đường thuỷ, vật liệu khác vận chuyển theo đường Đá phân cỡ lưu trữ riêng khu, phục vụ cho việc thi công phận ĐCS Với mực nước trung bình khoảng 2.5m, chọn xà lan với mớn nước khoảng 0,8 vận chuyển đá + Thi công chân đê: Đá làm chân đê loại đá kích thước lớn đổ cách sử dụng máng đổ đá +Thi cơng lõi lớp lót mái đê: Thi công đồng thời nhiều phân đoạn Lớp đá lớn bên đổ xà lan kết hợp máng đổ cần cẩu đảm bảo yêu cầu kỹ thuật + Lắp đặt khối Akmon: Sau kiểm tra mái dốc đạt yêu cầu tiến hành lắp đặt khối Akmon Phải tiến hành xếp khối Akmon thử đoạn với chiều dài 119 10m theo dõi đơn vị giám sát Đánh giá nguy hư hỏng khối va chạm trình vận chuyển lắp đặt, xác định hạn q trình thi cơng điều kiện thời tiết 4.4.3 Các quy định thi công Trong q trình thi cơng phải tn theo qui định thi công nghiệm thu Nhà nước ban hành: - Các quy định nạo vét - Các quy định đá xây dựng - Các quy định khối bê tông đúc sẵn 4.5.4 Kiểm tra bảo dưỡng Trong q trình thi cơng nên tiến hành kiểm tra trạng thái làm việc phần thi công thi công, đặc biệt sau bão lớn, nhằm phát sớm cố để có phương án khắc phục Cơng tác đo sâu nên đo bao gồm phạm vi từ chân đê tới vị trí cách chân đê phần tư chiều dài sóng cực kiểm tra xói mịn Phạm vi khảo sát phải phù hợp với điều kiện đặc điểm vị trí đê phải bao gồm mái dốc luồng nạo vét gần đê 4.6 Kết luận chương Trong chương 4, luận văn sử dụng tài liệu “Hướng dẫn thiết kế đê biển” năm 2010 Bộ NN&PTNT để tính tốn số thơng số thiết kế ĐCS khu neo đậu TTTB nước ta Chương có áp dụng số kết nghiên cứu để thiết kế cho ĐCS khu TTB Ngọc Hải theo giải pháp mặt cắt mái nghiêng Do hạn chế thời gian, luận văn trình bày tính tốn tóm tắt vấn đề thiết kế bản, tổ chức thi cơng Để hồn chỉnh, thiết kế đê cần tính tốn thêm số u cầu khác chống xói chân đê, ổn định phận đê, phải làm chi tiết phần tổ chức thi công 120 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I Kết đạt luận văn Việc xây dựng khu neo đậu TTTTB Nhà nước đặc biệt ưu tiên nhằm giảm thiểu thiệt hại tàu thuyền, nâng cao sở hạ tầng nghề đánh bắt hải sản biển, góp phần bảo vệ chủ quyền biển đảo Ở khu neo đậu khơng địa hình che chắn ĐCS có vai trị quan trọng, tạo nên vùng nước “n tĩnh” an tồn cho tàu thuyền có gió bão Đê chắn sóng mái nghiêng loại kết cấu sử dụng phổ biến Thế giới Việt Nam Đây loại kết cấu tương đối phù hợp điều kiện khả xây dựng nước ta để bảo vệ sóng gió cho khu neo đậu tàu thuyền vùng ven biển hay vũng, vịnh, cửa sông ĐCS kết cấu chịu tác động mạnh môi trường tác động bất lợi sóng biển điều kiện tự nhiên, khí hậu nhiệt đới nước ta Để phục vụ cho xây dựng ĐCS mái nghiêng cần tìm hiểu đầy đủ sở khoa học liên quan nhằm đưa giải pháp thiết kế, biện pháp thi công phù hợp Luận văn tập trung nghiên cứu vấn đề thiết kế mặt cắt ngang, tính tốn ổn định đê, vấn đề thi cơng ĐCS môi trường biển, phương pháp xử lý đất yếu có tính khả thi ĐCS mái nghiêng Khối phủ bảo vệ mái ĐCS mái nghiêng phận thiếu kết cấu này, sử dụng rộng rãi Thế giới Ngồi tác dụng bảo vệ mái, khối phủ cịn có khả tiêu giảm lượng sóng tác động lên cơng trình Luận văn nghiên cứu khối phủ bảo vệ mái, tiến hành phân tích, đánh giá số loại khối phủ đưa đề nghị sử dụng khối Akmon xây dựng ĐCS mái nghiêng Đồng thời kết hợp nghiên cứu lý thuyết với thực thí nghiệm mơ hình vật lý thơng qua đề tài “Nghiên cứu khoa học cơng nghệ tiêu giảm sóng cho việc xây dựng khu neo đậu tàu thuyền trú bão Việt Nam” trường Đại học Thủy lợi để phân tích đưa kiến nghị sử dụng số mặt cắt phù hợp với ĐCS mái nghiêng cho xây dựng khu neo đậu TTTTB ven biển nước ta 121 Dựa “Hướng dẫn thiết kế đê biển” Bộ NN&PTNT (thơng qua chương trình mục tiêu Chính phủ ứng phó với biến đổi khí hậu) chương thiết kế cho ĐCS khu TTB Ngọc Hải theo giải pháp mặt cắt ĐCS mái nghiêng có áp dụng số kết nghiên cứu luận văn II Những tồn trình thực luận văn kiến nghị Các vấn đề liên quan đến ĐCS công trình biển tương đối rộng, thời gian có hạn, luận văn tập trung đề cấp số nội dung mang tính bao quát ĐCS mái nghiêng Qua trình nghiên cứu, tác giả luận văn nhận thấy số vấn đề cần nghiên cứu sâu việc chọn kết cấu mặt cắt ngang đê, vấn đề xử lý hay trình tự thi cơng ĐCS cho phù hợp điều kiện sóng gió 122 DANH MỤC SÁCH THAM KHẢO Tiếng Việt Nguyễn Trung Anh (2007), Nghiên cứu số tham số thiết kế thùng chìm có buồng tiêu sóng, Luận án tiến sĩ, Hà Nội Ngun Trung Anh (2009), Vấn đề tiêu giảm sóng cho việc xây dựng Đê chắn sóng khu neo đậu tàu thuyền tránh trú bÃo Việt Nam, Tuyển tập công trình khoa học 50 năm thành lập trờng ĐHTL 20Bộ GTVT, Quy trình thiết kế kênh biển, ban hành theo định 115QĐ/KT4, 1976, 23 Bộ GTVT (1995), Tiêu chuẩn ngành: Tải trọng tác động lên công trình thủy, 22 TCN 222-95, Hà Nội Bộ NN&PTNT (2002), Tiêu chuẩn ngành: Hướng dẫn thiết kế đê biển 14 TCN 130-2002, Hà Nội Bộ NN&PTNT (2010), Dự thảo lần thứ 10: Hướng dẫn thiết kế đê biển, Hà Nội 21Bộ Thuỷ Sản, QĐ Số: 27/2005/QĐ-BTS việc ban hành tiêu chí khu neo đậu tránh trú bão cho tàu cá 3Phạm Văn Giáp, Nguyễn Ngọc Huệ, Nguyễn Hữu Đẩu, Đinh Đình Trường (2000), Bể cảng đê chắn sóng, NXB Xây dựng 9Phạm Văn Giáp (ch.b.), Nguyễn Ngọc Huệ, Đinh Đình Trường (2004), Sóng biển cảng biển, NXB Xây dựng 10 Tiêu chuẩn 22TCN-207-92, Tiêu chuẩn thiết kế cơng trình bến cảng biển 11 Tiêu chuẩn BSi, BS 6349: Part 7: 1991: Chỉ dẫn thiết kế thi cơng đê chắn sóng, tiến sĩ Nguyễn Hữu Đẩu dịch Nxb Xây dựng, Hà Nội (2001) 12 6Lương Phương Hậu, Trịnh Việt An, Lương Phương Hợp (2002), Diễn biến cửa sông vùng đồng Bắc Bộ, NXB Xây dựng 13 Phạm Thu Hương, giảng: Đê chắn sóng mái nghiêng, khoa kỹ thuật bờ biển, Trường đại học Thuỷ Lợi 14 11Nguyễn Xuân Hùng (1998), Động lực học cơng trình biển, NXB Khoa học kỹ thuật 15 19Nguyễn Mạnh Hùng (2000), Tính tốn trường sóng vận chuyển bùn cát phục vụ cơng trình biển ven bờ, đề tài cấp nhà nước KHCN-06.10 123 16 17Nguyễn Mạnh Hùng (2010), Biến động bờ biển cửa sông Việt Nam, NXB Khoa học tự nhiên công nghệ 17 4Hồ Ngọc Luyện, Lương Phương Hậu, Nguyễn Văn Phúc (2003), Kỹ thuật thi công công trình cảng-đường thuỷ, NXB Xây dựng 18 5Trần Minh Quang (1993), Sóng cơng trình chắn sóng, NXB Giao thơng Vận tải 19 14Phạm Minh Quang (2006), Cơng trình biển, NXB Giao thông vận tải 20 22Quyết định số 1349/2011/QĐ-TTg Thủ tướng Chính phủ ban hành ngày 09/08/2011, phê duyệt điều chỉnh quy hoạch khu neo đậu tránh trú bão cho tàu cá đến năm 2020 tầm nhìn đến năm 2030 21 Phan Văn Tám (2011), Nghiên cứu lựa chọn loại khối phủ phù hợp bảo vệ mái ĐCS khu neo đậu tàu thuyền trú bão miền Trung, Luận văn cao học ĐHTL- Hà Nội 22 7Trần Thu Tâm (2008), Cơng trình ven biển, NXB Đại học Quốc gia TPHCM 23 13Trần Đức Thạnh (ch.b.), Nguyễn Hữu Cử, Đỗ Công Thung (2008), Vũng vịnh ven bờ biển Việt Nam tiềm sử dụng, NXB Khoa học Tự nhiên Công nghệ 24 16Nguyễn Thế Tưởng & đồng nghiệp (2000), Sổ tay tra cứu đặc trưng khí tượng thủy văn vùng thềm lục địa Việt Nam, NXB Nông nghiệp 25 18Đinh Văn Ưu (2008), Thuỷ văn động lực học biển Đông, ĐHQGHN Tiếng Anh 26 A.Paape and A.W Walther (1962), Akmon armour unit for cover layers of rubble mound breakwaters 27 Delta Marine Consultants b.v., Gouda (2003), Development of crete breakwater armour units, Hà Lan 28 Pearson, van der Meer, Bruce & Franco (2006), Overtopping performance of different armour units for rubble mound breakwaters 29 TAW (2002), Technical Report Wave Run-up and Wave Overtopping at Diske, Tech nical Advisory Committee on Flood Defence, Delft, The Netherlands ... giải pháp kết cấu đê chắn sóng mái nghiêng 40 2.2.1 Đê chắn sóng mái nghiêng đất 41 2.2.2 Đê mái nghiêng ruột bao tải cát 43 2.2.3 Đê chắn sóng mái nghiêng đá 44 2.3 Sử dụng khối phủ để xây dựng. .. VIỆC XÂY DỰNG ĐÊ CHẮN SÓNG MÁI NGHIÊNG KHU NEO ĐẬU TTTTB 2.1 Điều kiện tự nhiên vùng ven bờ 2.2 Các giải pháp kết cấu đê chắn sóng (ĐCS) mái nghiêng 2.3 Sử dụng khối phủ bảo vệ mái xây dựng ĐCS mái. .. Vì vấn đề nghiên cứu áp dụng giải pháp ĐCS mái nghiêng phục vụ xây dựng khu neo đậu tàu thuyền tránh trú bão vùng ven biển nước ta vấn đề ưu tiên quan tâm II Mục đích đề tài - Nghiên cứu phục