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

MỤC LỤC MỞ ĐẦU……………………………………………………………………………1 Tính cấp thiết Đề tài .1 Mục đích Đề tài .1 Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu Kết dự kiến đạt .2 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC GIẢI PHÁ CƠNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ BIỂN 1.1 Sự hình thành sóng biển tác động đến cơng trình bảo vệ bờ biển 1.1.1 Đặc trưng hình thành phát triển sóng biển 1.1.2 Phân loại sóng biển 1.1.3 Các thông số đặc trưng sóng biển .8 1.2 Các cơng trình bảo vệ bờ biển 1.2.1 Công trình đê chắn cát giảm sóng bảo vệ bờ biển 1.2.2 Cơng trình kè bảo vệ bờ biển 11 1.2.2.1 Chức .11 1.2.2.2 Kết cấu gia cố bờ 11 1.3 Tình hình nghiên cứu giới nước ta 11 1.3.1 Tình hình nghiên cứu giới 11 1.3.2 Tình hình nghiên cứu nước ta 19 1.4 Kết luận chương .22 CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ THI CÔNG ĐÊ BIỂN 23 2.1 Mặt cắt kết cấu cơng trình bảo vệ bờ biển thường sử dụng 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 thiết kế đê biển Việt Nam 25 2.1.2 Xác định 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 môi trường .29 2.1.2.5 Cấp cơng trình đê 29 2.1.3 Các bước thiết kế cơng trình bảo vệ bờ biển 29 2.1.3.1 Xác định cao trình đỉnh đê 30 2.1.3.2 Phương pháp tính tốn 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 tốn ổn định chống trượt mái đê 45 2.1.4.3 Tính tốn ổn định đê biển dạng tường đứng 47 2.1.5 Tính tốn lún 51 2.1.6 Những hình thức bảo vệ bờ biển ứng dụng 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 thi công đê biển 59 2.2.1 Thi công nơi nước sâu 59 2.2.2 Thi cơng xây dựng nơi sóng gió 59 2.2.3 Thi công 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 BTCT ứng suất trước 61 2.3.1.5 Khối Tetrapod .62 2.3.1.6 Công nghệ thi công thả thảm đá nước 62 2.3.1.7 Công nghệ thi cơng đóng cọc chiều dài lớn 63 2.3.1.8 Xử lý chống xói lở bờ biển 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 (đê kiểu phao, đê rỗng, đê thuỷ khí…) 66 2.4 Kết luận chương .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 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, thơng số sóng 76 3.2 Những 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 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 tốn chọn loại khối phủ phù hợp với ĐCS 84 3.4.3 Tính tốn ổn định trượt sâu ĐCS .85 3.4.4 Tính tốn ổn định trượt ngang ĐCS 88 3.5 Giải pháp thi cơng cơng 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 cơng đúc khối phá sóng 92 3.5.2 Thi cơng 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 lớp đệm đá .97 3.5.2.3 Thi cơng lớp lót đê 101 3.5.2.4 Thi cơng lớp phủ ngồi .102 3.5.3 Một số lưu ý q trình thi cơng 103 3.5.4 Tiến độ thi công .104 3.5.5 Các yêu cầu bảo vệ môi trường, an tồn, phịng chống cháy nổ q trình thi cơng 104 3.6 Kết luận chương III 105 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 106 Kết luận 106 Tồn kiến nghị 107 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1-1: Sơ đồ chuyển động hạt nước sóng đứng (a) sóng tiến (b) biến đổi hình dạng sóng với thời gian Hình 1-2: Profin sóng yếu tố sóng Hình 1-3: Các giải pháp bảo vệ đê biển công trình ngăn cát giảm sóng 10 Hình 1-4: Đê biển chịu sóng tràn vùng đệm đa chức theo cách tiếp cận hệ thống ComCoast 13 Hình 1-5: Quan điểm xây dựng đê biển lợi dụng tổng hợp thân thiện với môi trường sinh thái Hà Lan 15 Hình 1-6: Đê sơng an toàn cao Nhật Bản: (a) Dạng mặt cắt ngang đê an toàn cao trước sau xây dựng (Stalenberg, 2007) (b) Đê an toàn cao 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 thơng số xác định đê 32 Hình 2-3: Xác định độ dốc mái đê quy đổi có tường đỉnh 36 Hình 2-4: Mũi hắt sóng tường đỉnh 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 khơng có tường đỉnh 53 Hình 2-8: Bê tơng mảng mềm, đá lát khan phần trên, có tường đỉnh 54 Hình 2-9: Bê tơng mảng mềm, tường đỉnh, thềm giảm sóng 54 Hình 2-10: Mái kè đá lát khan đê đá 54 Hình 2-11: Mái kè đá lát khan đê đất 54 Hình 2-12: Mái kè bê tơng đá hộc lát khan phần 55 Hình 2-13: Mái kè bê tơng đá hộc lát khan phần 55 Hình 2-14: Mái kè bê tơng kích thước lớn liên kết mềm đá hộc lát khan khung xây phần 55 Hình 2-15: Mái kè bê tông liên kết mềm đá hộc lát khan khung xây phần 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 đá Dung Quất 57 Hình 2-19: Đê chắn sóng bảo vệ bờ kết cấu khối Tetrapod 58 đảo Cồn Cỏ 58 Hình 2-20: Đê chắn sóng bảo vệ bờ kết cấu khối Tetrapod 58 đảo Cô Tô 58 Hình 2-21: Thảm bê tơng FS 61 Hình 2-22: Thảm bê tơng tự chèn lưới thép 61 Hình 2-23: Cừ BTCT ứng suất trước 62 Hình 2-24: Khối Tetrapod 62 Hình 2-25: Thi cơng thả thảm đá nước 63 Hình 2-26: STABIPLAGE 64 Hình 2-27: Đê chắn sóng mái nghiêng thơng 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 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 cơng khối dị hình tetrapod 91 Hình 3-10: Một mảnh ván khuôn khối tetrapod 93 Hình 3.11: Đổ bê tơng vào khối băng truyền 94 Hình 3.12: Vận chuyển khối cẩn cẩu 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 xà lan 99 Hình 3-17: Xà lan mở mạn 99 Hình 3-18: Ơ tơ vận chuyển đá 100 Hình 3-19: Chỉnh sử mái dốc máy đào có hệ thống định vị GPS 100 Hình 3-20: Vận chuyển đá 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 tơ 102 Hình 3-23: Thi cơng lắp đặt khối phá sóng 103 Hình 3-24: Thợ lặn thi cơng lắp ghép 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 cơng trình đê biển 29 Bảng 2.3: Hệ số nhám mái dốc 33 Bảng 2.4: Tiêu chuẩn sóng tràn (Eurotop, 2007) 37 Bảng2.5: Chiều rộng đỉnh đê theo cấp cơng trình .39 Bảng 2.6: Hệ số an toàn ổn định chống lật (k) đê thành đứng .41 Bảng 2.7: Hệ số an toàn ổn định chống trượt (k) cơng trình thành đứng 42 Bảng 2.8: Quy định độ nén chặt thân đê 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 phi nham thạch 46 Bảng 2.11: Hệ số an toàn ổn định chống trượt 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 khối Tetrapod 85 Bảng 3.4: Các thông số lớp phủ mái Tetrapod 85 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết Đề tài Bờ biển nước ta có chiều dài 3260km, hàng ngày chịu ảnh hưởng trực tiếp yếu tố sóng, gió, thủy triều… trung bình có từ đến bão đổ vào bờ biển hàng năm Đặc biệt năm 1978 năm 1989 có tới 12 bão đổ vào, có nhiều bão cấp 12, 13 gây thiệt hại lớn người kinh tế vùng ven biển Đê biển nước ta xây dựng qua nhiều thời kỳ, chất lượng khác nhau, mức độ an tồn thấp, nhiều nơi cịn phải gia cố sửa chữa xây dựng Trong điều kiện biến đổi khí hậu, đặc biển với xu nước biển dâng, việc đảm bảo an toàn cho hệ thống đê biển vấn đề cần đặc biệt quan tâm hầu hết khu dân cư, khu cơng nghiệp, khu kinh tế trọng điểm Vùng, đất nước nằm gần sát bờ biển Đặc biệt tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu vùng kinh tế sôi động, trọng điểm phát triển nhanh nước ta Vì để xảy cố thiên tai thiệt hại mà đất nước gánh chịu thật khó lường Do đề tài: “Nghiên cứu lựa chọn giải pháp công nghệ thi công cơng trình bảo vệ bờ biển tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu” có ý nghĩa kinh tế kỹ thuật lớn Mục đích Đề tài Nghiên cứu lựa chọn cơng trình bảo vệ bờ giải pháp thi cơng đê biển tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu Phạm vi nghiên cứu: Vùng đê biển tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu * Cách tiếp cận Thông qua tài liệu thiết kế tài liệu nghiên cứu liên quan đến vấn đề bảo vệ bờ biển để nắm giải pháp bảo vệ bờ biển Nghiên cứu thơng qua cơng trình bảo vệ bờ biển áp dụng xây dựng thực tế * Phương pháp nghiên cứu ... pháp công nghệ thi công cơng trình bảo vệ bờ biển tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu” có ý nghĩa kinh tế kỹ thuật lớn Mục đích Đề tài Nghiên cứu lựa chọn cơng trình bảo vệ bờ giải pháp thi cơng đê biển tỉnh Bà. .. vệ bờ biển để nắm giải pháp bảo vệ bờ biển Nghiên cứu thơng qua cơng trình bảo vệ bờ biển áp dụng xây dựng thực tế * Phương pháp nghiên cứu 2 - Phương pháp khảo sát đánh giá trạng - Phương pháp. .. Bà Rịa Vũng Tàu Phạm vi nghiên cứu: Vùng đê biển tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu * Cách tiếp cận Thông qua tài liệu thi? ??t kế tài liệu nghiên cứu liên quan đến vấn đề bảo