Nghiên cứu ứng dụng kết cấu cống lắp ghép bảo vệ vườn cây ăn trái vùng ảnh hưởng lũ trên tỉnh tiền giang

1 MỤC LỤC MỞ ĐẦU .7 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VÙNG NGHIÊN CỨU 11 1.1 Điều kiện tự nhiên 11 1.1.1 1.1.2 1.1.3 1.1.4 1.1.5 1.1.6 1.2 Quy hoạch thủy lợi tỉnh Tiền Giang 22 1.2.1 1.2.2 1.3 Quy hoạch thủy lợi 22 Tình hình xây dựng CTTL vùng trồng ăn trái tỉnh Tiền Giang 24 Hiện trạng thủy lợi vùng ăn trái tỉnh Tiền Giang 25 1.3.1 1.3.2 1.3.3 1.4 1.5 Đặc điểm địa lý 11 Đặc điểm địa hình 11 Đặc điểm thổ nhưỡng 14 Thời tiết - Khí hậu 14 Đặc điểm thủy văn 15 Tình hình sản xuất nơng nghiệp 20 Hiện trạng kênh mương 25 Hiện trạng đê bao 27 Hiện trạng cống ngăn lũ 29 Tình hình ảnh hưởng lũ tỉnh Tiền Giang .32 Tổng quan công nghệ xây dựng cống Tiền Giang ĐBSCL 33 1.5.1 Đánh giá kết cấu cống xây dựng vùng ảnh hưởng lũ tỉnh Tiền Giang 33 1.5.2 Một số kết nghiên cứu kết cấu cống cải tiến áp dụng ĐBSCL thời gian qua 36 1.5.3 Những vấn đề tồn phương hướng nghiên cứu ứng dụng kết cấu cống lắp ghép Tiền Giang: 43 CHƯƠNG II: NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC THIẾT KẾ KẾT CẤU CỐNG LẮP GHÉP BẰNG CỪ BÊ TÔNG CỐT THÉP VÀ CỪ BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC 46 2.1 Cơ sở lý luận thực tiễn nghiên cứu kết cấu cống lắp ghép 46 2.1.1 Xuất sứ công nghệ cống lắp ghép: 46 2.1.2 Cấu tạo cống lắp ghép: 51 2.1.3 Định hướng ứng dụng giải pháp cống lắp ghép thích nghi với tác động q trình biến đổi khí hậu nước biển dâng: 55 2.2 Một số kết cấu cống lắp ghép đề xuất cho vùng nghiên cứu: 56 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.4 Cống lắp ghép kết hợp giao thông nông thôn: 56 Cống lắp ghép kết hợp giao thông giới: 56 Cống lắp ghép cửa van tự động: 57 Cống lắp ghép cửa van phẳng: 57 Quy trình cơng nghệ thiết kế kết cấu cống lắp ghép 58 2.3.1 Chọn tuyến vị trí xây dựng cống 59 2.3.2 Tính tốn thuỷ lực cống 59 2.3.3 Tính tốn diện cống 60 2.3.4 Tính tốn tiêu phịng xói 61 2.3.5 Tính tốn ổn định kết cấu cống lắp ghép 62 2.3.6 Tính tốn kiểm tra ổn định tổng thể cơng trình 65 2.3.7 Thiết kế chi tiết kết cấu phận cơng trình 71 2.3.8 Tính tốn kết cấu cửa van 71 2.3.9 Tính tốn hiệu đầu tư so sánh kinh tế 71 2.4 Công nghệ thi công cống lắp ghép 71 2.4.1 Chuẩn bị mặt 72 2.4.2 Vận chuyển tập kết cấu kiện đúc sẵn cơng trình 72 2.4.3 Cơng tác thi cơng đóng cừ 73 2.4.4 Thi công kết cấu dầm van 75 2.4.5 Thi công trụ pin sàn công tác 76 2.4.6 Thi công lắp đặt cửa van .76 2.4.7 Thi công phần kết cấu cầu giao thông cống 76 2.4.8 Vận hành thử hồn thiện cơng trình .77 2.5 Quy trình quản lý, vận hành bảo dưỡng cơng trình 77 2.5.1 Quy trình vận hành cống .77 2.5.2 Quan trắc, theo dõi hoạt động cống 78 2.5.3 Bảo dưỡng cơng trình 79 2.5.4 Công tác sửa chữa .79 2.3 Kết luận chương 2: 80 2.6 CHƯƠNG III: ỨNG DỤNG THỬ NGHIỆM KẾT CẤU CỐNG LẮP GHÉP BẢO VỆ VƯỜN CÂY ĂN TRÁI VÙNG ẢNH HƯỞNG LŨ TỈNH TIỀN GIANG .80 3.1 Giới thiệu cơng trình ứng dụng thử nghiệm - cống Cầu Kênh 80 3.1.1 Sự cần thiết phải đầu tư xây dựng cơng trình 80 3.1.2 Vị trí cơng trình 81 3.1.3 Mục tiêu, nhiệm vụ cơng trình 83 3.1.4 Điều kiện tự nhiên khu vực cơng trình 83 3.1.4 Hiện trạng kinh tế - xã hội khu vực cơng trình 84 3.2 Thiết kế kỹ thuật cơng trình 86 3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4 Quy mô cơng trình 86 Các thông số kỹ thuật 86 Tính tốn kết cấu cống: 87 Bố trí kết cấu cống: 87 3.3 Những nghiên cứu cải tiến thiết kế thi công cống Cầu Kênh: 90 3.3.1 3.3.2 Những cải tiến thiết kế: 91 Những cải tiến thi công 94 3.4 Tính tốn hiệu kinh tế - kỹ thuật cơng trình cống Cầu Kênh 95 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO 99 PHẦN PHỤ LỤC 100 DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Lượng mưa tháng bình quân nhiều năm 15 Bảng 1.2: Lượng mưa thời đoạn thiết kế (Xp: mm) 15 Bảng 1.3: Lưu lượng Qmax(m³/s) năm sông Tiền sông Hậu 15 Bảng 1.4: Đặc trưng mực nước 1982 ÷1994 16 Bảng 1.5: Mực nước max thực đo khu nghiên cứu (H: cm) 17 Bảng 1.6: Mực nước thiết kế P=25% sông Tiền cửa Cái Bè - H(cm) 18 Bảng 1.7: Mực nước thiết kế P=25% sông Tiền cửa Rạch Gầm H(cm) 18 Bảng 1.8: Mực nước tưới thiết kế P=75% sông Tiền cửa Rạch Cái Bè (cm) 20 Bảng 1.9: Các dự án nạo vét kênh thực Tiền Giang từ năm 1976 đến 26 Bảng 1.10: Các dự án đê bao ngăn lũ xây dựng tỉnh Tiền Giang từ năm 2002 đến 28 Bảng 1.11: Các cống ngăn lũ xây dựng tỉnh Tiền Giang từ năm 2002 đến 29 Bảng 1.12: Thống kê cơng trình ứng dụng cơng nghệ cống lắp ghép ĐBSCL 41 DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH MINH HỌA Hình 1-1: Bản đồ vị trí tỉnh Tiền Giang 11 Hình 1-2: Bản đồ ngập lũ ĐBSCL 12 Hình 1-3: Bản đồ phân vùng ngập lũ tỉnh Tiền Giang 23 Hình 1-4: Hiện trạng kênh mương vùng dự án 27 Hình 1-5: Hiện trạng tuyến đê bao vùng dự án 28 Hình 1-6: Hiện trạng đập tạm ngăn lũ tỉnh Tiền Giang 31 Hình 1-7: Kết cấu cống tròn 34 Hình 1-8: Thực trạng cống tròn xây dựng vùng ảnh hưởng lũ tỉnh Tiền Giang 34 Hình 1-9: Kết cấu cống kiểu BTCT truyền thống 34 Hình 1-10: Sơ đồ xây dựng cống kênh rạch nhỏ 35 Hình 1-11: Đập ngăn mặn cừ nhựa 36 Hình 1-12: Đập ngăn mặn Vĩnh Phong (Bạc Liêu) lắp ghép cừ nhựa 37 Hình 1-13: Kết cấu cống kiểu đập trụ đỡ (Thảo Long - Thừa Thiên Huế) 37 Hình 1-14: Cắt ngang đập xà lan 39 Hình 1.15 - Cống Ninh Quới kết hợp cầu giao thông nông thôn 40 Hình 2-1: Kết cấu cống lắp ghép 47 Hình 2-2: Cơng trình cống Ơng Dèo, Hậu Giang 48 Hình 2-3: Cơng trình cống Sáu Kim, Hậu Giang 48 Hình 2-4: Kết cấu cống lắp ghép nhịp 48 Hình 2-5: Cơng trình cống Ba Voi - Hậu Giang 49 Hình 2-6: Kết cấu cống lắp ghép cừ BTCT dự ứng lực 52 Hình 2-7: Kết cấu cống lắp ghép cừ BTCT 52 Hình 2-8: Thân cống lắp ghép cừ BTCT 53 Hình 2-9: Trụ pin cống lắp ghép 53 Hình 2-10: Mặt cắt dầm van 54 Hình 2-11: Cống lắp ghép kết hợp giao thơng nơng thơn 56 Hình 2-12: Kết cấu cống lắp ghép kết hợp giao thông giới 57 Hình 2-13: Kết cấu cống lắp ghép cửa van tự động đóng mở hai chiều 57 Hình 2-14: Kết cấu cống lắp ghép cửa van phẳng 58 Hình 2-15: Sơ đồ tính tốn thuỷ lực 61 Hình 2-16: Sơ đồ lực tác dụng lên trụ pin cống 64 Hình 2-17: Sơ đồ tính tốn ổn định lật tường cừ 66 Hình 2-18: Sơ đồ tính tốn ổn định trượt phẳng tường cừ 67 Hình 2-19: Sơ đồ tính tốn ổn định trượt cung trịn 69 Hình 2-20: Thi cơng đóng cừ BTCT nước 73 Hình 2-21: Khung định vị dẫn hướng phục vụ thi cơng đóng cừ 74 Hình 2-22: Thao tác cẩu cừ để thi công 74 Hình 2-23: Thao tác lắp đặt tai móc cẩu vào cừ 74 Hình 2-24: Thao tác định vị thi cơng đóng cừ 75 Hình 2-25: Thi cơng kết cấu trụ pin cống 76 Hình 2-26: Thi cơng lắp đặt cửa van 76 Hình 2-27: Thi cơng kết cấu cầu giao thông 77 Hình 3-1: Vị trí cống Cầu Kênh dự án thủy lợi Ba Rài - Phú An 82 Hình 3-2: Hiện trạng cống Cầu Kênh 85 Hình 3-3: Cắt dọc kết cấu cống Cầu Kênh 87 Hình 3-4: Mặt cắt dầm van cống Cầu Kênh 88 Hình 3-5: Kết cấu trụ pin trụ cầu giao thông cống Cầu Kênh 89 Hình 3-6: Kết cấu cửa van cống Cầu Kênh ( B=10m, H = 4,5m ) 90 Hình 3-7: Cải tiến kết cấu dầm van khe bên cống Cầu Kênh 92 Hình 3-8: Kết cấu cửa van clape trục (cửa sập) truyền thống 93 Hình 3-9: Kết cấu cửa sập cải tiến có cửa van phụ tự động đóng mở 93 Hình 3-10: Thi cơng đóng cừ cống Cầu Kênh 94 MỞ ĐẦU I Tính cấp thiết Đề tài: Tiền Giang tỉnh trọng điểm sản xuất ăn trái Đồng sông Cửu Long (ĐBSCL) với loại đặc sản tiếng nước như: Cam sành Cái Bè, Xồi cát Hịa lộc, Sầu riêng Chín Hóa, Vú sữa Lị rèn, Măng cụt,… Theo Báo cáo Sở Nông nghiệp & PTNT tỉnh Tiền Giang, diện tích trồng ăn trái tỉnh Tiền Giang năm 2007 68.251 lớn tỉnh ĐBSCL (chiếm 20% tổng diện tích ăn trái ĐBSCL) Trong diện tích vườn chun canh 63.975 ha, hình thành vùng sản xuất tập trung với sản lượng đủ lớn, thuận lợi cho việc thu mua bn bán trái vùng trồng Khóm Tân Phước (11.112 ha), vùng Thanh long Chợ Gạo (1.599 ha), Vũ sữa Lị rèn Châu Thành (2077 ha), Xồi cát Hịa Lộc Cái Bè (2.132 ha), Sầu riêng Cai Lậy (4.640 ha) Cây ăn trái mạnh sản xuất nông nghiệp tỉnh Tiền Giang mô hình canh tác đạt giá trị sản lượng thu nhập cao Diện tích ăn trái tỉnh Tiền Giang tập trung vùng ven sông Tiền cù lao đất phù sa thuộc vùng nước ngọt, nơi mạng lưới kênh rạch phát triển, thuận lợi cho sinh trưởng loại ăn trái Để phục vụ sản xuất nông nghiệp tỉnh Tiền Giang, năm qua Nhà nước địa phương tập trung đầu tư có hiệu dự án thủy lợi hóa Gị Cơng, dự án thủy lợi Bảo Định,… ngăn mặn - giữ chủ động nguồn nước tưới cho sản xuất góp phần bảo đảm “an ninh lương thực tỉnh” Riêng vùng trồng ăn trái, hệ thống thủy lợi chưa đầu tư tương xứng với tiềm phát triển, chủ yếu khai thác điều kiện tự nhiên kênh mương sẵn có bị bồi lấp, hạn chế khả dẫn nước, hệ thống cơng trình đê bao, bờ bao quy mơ nhỏ, cao trình thấp, cống điều tiết nước, ngăn lũ - ngăn mặn chưa đầu tư xây dựng, hầu hết bỏ ngỏ Theo báo cáo Chi cục Thủy lợi tỉnh Tiền Giang, đến cuối năm 2008: 3/59 bao có 4.884,3 tổng số 62.345,8 diện tích vùng ăn trái có hệ thống thủy lợi khép kín hồn chỉnh (chiếm 7,83%) 31 cống điều tiết xây dựng tổng số 1.068 cống theo quy hoạch (chiếm 3%) Do sản xuất nhân dân vùng trồng ăn trái gặp nhiều khó khăn việc chủ động phòng chống thiên tai: ngập lũ xâm nhập mặn Theo kết điều tra Sở Nông nghiệp & PTNT Tiền Giang, chưa đầu tư xây dựng cơng trình ngăn lũ (đê bao, cống) nên thiệt hại ảnh hưởng ngập lũ vườn ăn trái năm 1996 2.552 ; năm 2000 15.721 (chiếm gần 3% diện tích trồng ăn trái Tỉnh) Tổng giá trị thiệt hại năm 2000 ước tính 472 tỷ đồng Thực trạng cho thấy đầu tư xây dựng hệ thống thủy lợi vùng ăn trái tỉnh gặp nhiều khó khăn, trước hết vốn đầu tư Nhà nước địa phương thiếu so với yêu cầu thực tế sản xuất, sau chi phí đầu tư xây dựng cơng trình thủy lợi đặc biệt cống ngăn lũ điều tiết nước theo công nghệ truyền thống cao (1,8÷2,2 tỷ đồng/m ngang cống), cơng tác đền bù giải phóng mặt phức tạp cản trở lớn ảnh hưởng đến tính khả thi lập dự án đầu tư phát triển thủy lợi vùng ăn trái tỉnh Tiền Giang Để khắc phục tình trạng trên, năm gần có nhiều cơng trình nghiên cứu cải tiến kết cấu cống truyền thống triển khai ứng dụng nhiều địa phương tỉnh ĐBSCL như: kết cấu cống kiểu trụ đỡ, cống đập xà lan, kết cấu cống lắp ghép BTCT BTCT dự ứng lực,… Ưu điểm bật công nghệ là: thi công nhanh, hạn chế giải tỏa mặt xây dựng, chi phí đầu tư thấp,… phù hợp với khả kinh phí địa phương Do việc nghiên cứu ứng dụng tiến kỹ thuật xây dựng cơng trình cống điều tiết theo cơng nghệ quan trọng cấp thiết Kết nghiên cứu đề tài sở khoa học nhằm đề xuất giải pháp KHCN để xây dựng cơng trình cống ngăn lũ, ngăn mặn điều tiết nước phù hợp điều kiện tự nhiên kinh tế - xã hội, góp phần tăng tính hiệu dự án đầu tư triển khai thực nhanh chương trình phát triển vùng ăn trái theo quy hoạch tỉnh II Mục đích đề tài luận văn Nghiên cứu ứng dụng thử nghiệm số kết cấu cống lắp ghép cừ BTCT BTCT dự ứng lực để điều tiết nước chống lũ bảo vệ vườn ăn trái vùng ngập lũ nông (∆Z ≤ 1,2m) tỉnh Tiền Giang thay cho kết cấu cống BTCT truyền thống đáp ứng u cầu sau: - Kết cấu cơng trình ổn định bền vững, - Chủ động ngăn lũ điều tiết nguồn nước theo yêu cầu sản xuất, - Thời gian thi cơng nhanh, hạn chế chi phí đền bù giải toả, - Kết hợp giao thông thuỷ thuận tiện, - Quản lý vận hành đơn giản, - Chi phí đầu tư thấp III Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu - Cách tiếp cận - Xem xét công nghệ xây dựng cống (cống truyền thống cống công nghệ mới) ĐBSCL dựa tài liệu, số liệu thực tế có phân tích quan điểm tổng quan tồn diện - Kế thừa kết nghiên cứu, để ứng dụng giải cho cơng trình cống vùng nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu Đề tài kết hợp phương pháp chủ yếu sau: - Phương pháp kế thừa: Sử dụng có chọn lọc sản phẩm KHCN có giới nước công nghệ vật liệu kết cấu cơng trình ngăn sơng liên quan đến đề tài; - Phương pháp điều tra tổng kết thực tế để đánh giá tổng quan cơng nghệ xây dựng cơng trình ngăn sông nghiên cứu Việt Nam giới về: loại cống, hình thức, quy mơ kết cấu cống, công nghệ 10 chế tạo công nghệ thi công, ưu nhược điểm, điều kiện phạm vi ứng dụng công nghệ,… - Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: sử dụng nguyên lý kết cấu cơng trình để đề xuất sở khoa học thiết kế kết cấu cống - Phương pháp mơ hình tốn: Sử dụng phần mềm tính tốn kết cấu biến dạng, tính tốn ổn định với sơ đồ tính tốn mơ hình hố dựa hình dạng kết cấu cơng trình thực kết hợp với việc phân tích tương tác cơng trình trường hợp làm việc để thiết kế cơng trình (ứng dụng phần mềm Plaxis, Sap 2000, Geo-Slope) - Phương pháp nghiên cứu ứng dụng IV Kết dự kiến đạt Thiết kế cải tiến kết cấu cống lắp ghép sử dụng tối đa vật liệu thông dụng có cơng nghệ chế tạo thi cơng phù hợp (cọc, cừ BTCT) để thay công nghệ mang tính độc quyền; Cải tiến cơng nghệ thi cơng nhằm thay cơng nghệ đóng cừ (dùng búa rung kết hợp xói nước áp lực cao) cơng nghệ búa đóng cọc phổ thơng; Cải tiến kết cấu dầm van khung cửa van, chi tiết kín nước để thuận tiện thi cơng lắp đặt trường công tác tu bảo dưỡng; Lắp đặt cửa van tự động hai chiều, cửa van phẳng, cống kết hợp cầu giao thông nông thôn tải trọng đến 93 Hình 3-8: Kết cấu cửa van clape trục (cửa sập) truyền thống + Nguyên lý thiết kế kết cấu cửa van cửa clape cải tiến: Khung bao (1) cửa van bao gồm: dầm 1a (phía trên), dầm đáy 1b (phía dưới), dầm biên 1c (hai bên), dầm đứng dầm ngang 1d (ở giữa),… thép, khung bao (1) liên kết chịu lực với thân cống qua cụm cối cửa van (3) đáy cống liên kết với thiết bị điều khiển để nâng hạ (đóng mở) cửa van nằm trụ pin cống Khung bao (1) liên kết tách rời với cửa van phụ (2) qua chốt lề cố định trờn khung bao chớnh máy đóng mở 1a dầm vị trí cửa đóng hoàn toàn vị trí cửa phụ 1c mở hoàn toàn 1d Vị trí cửa mở hoàn toàn vị trí cửa phụ 1b ®ãng hoµn toµn Hình 3-9: Kết cấu cửa sập cải tiến có cửa van phụ tự động đóng mở + Quy trình thao tác vận hành cửa clape cải tiến: Khung cửa vận hành theo chế độ cửa clape trục truyền thống, mặt cửa hoạt động cửa van cánh cửa tự động thủy lực 94 Khi cống khơng làm nhiệm vụ điều tiết kiểm sốt nguồn nước (trong điều kiện bình thường): cửa cống mở, hệ thống cửa van (bao gồm khung bao cửa van phụ 2) qua thiết bị điều khiển,… hạ cửa van xuống đáy cống để lưu thông nước, kết hợp giao thông thủy Về mùa lũ: Yêu cầu cống làm nhiệm vụ ngăn lũ (phía sơng) tiêu úng ngập (phía đồng) Cửa van nâng lên cố định vào trụ pin cống Khi lũ thủy triều (phía sơng) lên cao mực nước phía đơng, áp lực nước phía sơng tạo thành lực đẩy tự động đóng kín cửa van phụ (2) vào khung bao cửa van để ngăn nước lũ thủy triều từ phía sơng vào phía đồng Khi lũ thủy triều (phía sơng) xuống thấp mực nước phía đồng, áp lực nước phía đồng tạo thành lực đẩy tự động mở tách rời cửa van phụ (2) khung bao (1) để tiêu nước úng ngập từ phía đồng sơng mà khơng cần hạ tồn cửa van kết cấu cửa sập truyền thống Giải pháp cửa van clape trục cải tiến tự động đóng mở khắc phục hạn chế kết cấu cửa van kiểu cửa sập truyền thống, tạo điều kiện thuận lợi công tác quản lý vận hành cơng trình để điều tiết nguồn nước ứng dụng vào sản xuất vùng ảnh hưởng lũ tỉnh Tiền Giang 3.3.2 Những cải tiến thi công + Biện pháp thi cơng đóng cừ: - Thiết kế sử dụng sàn đạo cải tiến nhiều tầng dẫn hướng để hạn chế sai số thi cơng đóng cừ - Sử dụng búa đóng xung kích đóng cừ thay cho búa rung thiết bị xói nước, việc giúp chủ động thi cơng tiết kiệm chi phí xây dựng để và Hình 3-10: Thi cơng đóng cừ cống Cầu Kênh 95 3.4 Tính tốn hiệu kinh tế - kỹ thuật cơng trình thử nghiệm cống Cầu Kênh Căn hồ sơ thiết kế dự tốn cơng trình, sơ tính tốn hiệu kinh tế kỹ thuật cơng trình cống Cầu Kênh: - Biện pháp thi cơng nước khơng giải phóng mặt bằng, khơng đền bù giải tỏa, tiết kiệm diện tích đất vĩnh viễn - Kinh phí đầu tư xây dựng cống lắp ghép cừ BTCT cừ BTCT dự ứng lực thấp 40÷60% so với kết cấu cống truyền thống, phù hợp với khả kinh tế địa phương - Cống Cầu Kênh: giảm 60% so với phương án cống truyền thống (xem phụ lục 1) 96 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN: Việc nghiên cứu ứng dụng giải pháp “cống lắp ghép” với công nghệ thi công nước, đắp đê qy dẫn dịng thi cơng, sử dụng vật liệu thiết bị thi công phổ thông, giảm kinh phí đầu tư xây dựng chi phí giải phóng mặt bằng, rút ngắn thời gian thi công,…phù hợp với điều kiện tự nhiên kinh tế - xã hội vùng ảnh hưởng lũ tỉnh Tiền Giang cấp thiết đáp ứng yêu cầu phục vụ sản xuất ăn trái nhân dân vùng, làm sở phổ biến ứng dụng cơng trình tương tự địa bàn tỉnh Tiền Giang Qua nghiên cứu đề tài luận văn đạt số kết sau: + Đề tài tổng hợp phân tích tài liệu tự nhiên kinh tế - xã hội làm sở khoa học đề xuất giải pháp xây dựng cơng trình cống ngăn lũ điều tiết nước phù hợp vùng trồng ăn trái bị ảnh hưởng lũ tỉnh Tiền Giang + Xây dựng sở khoa học thực tiễn để đề xuất kết cấu cống BTCT đúc sẵn - lắp ghép có tính khả thi kỹ thuật phù hợp ứng dụng cho vùng trồng ăn trái tỉnh Tiền Giang + Đã hồn thiện quy trình thiết kế cống lắp ghép phù hợp đặc điểm tự nhiên vùng ảnh hưởng lũ tỉnh Tiền Giang + Đề tài hồn thiện quy trình cơng nghệ thiết kế ứng dụng, chế tạo, thi công quản lý vận hành kết cấu cống lắp ghép vùng ảnh hưởng lũ tỉnh Tiền Giang + “Kết cấu cống lắp ghép cừ BTCT BTCT dự ứng lực” phát huy lợi độ bền khả chịu lực cừ, cho phép giảm 40÷60% vật liệu ximăng, sắt thép,… so với giải pháp kết cấu cống BTCT truyền thống đảm bảo an tồn bền vững cơng trình 97 Biện pháp thi cơng cống lịng sơng (khơng đắp đê qy kênh dẫn dịng thi cơng), hạn chế thấp diện tích đất vĩnh viễn góp phần khắc phục khó khăn đền bù giải tỏa, giải phóng mặt bằng, ổn định đời sống sản xuất nhân dân Kỹ thuật thi công xây dựng cống theo phương pháp lắp ghép cấu kiện chế tạo sẵn điều kiện ngập nước làm cho tiến độ thi công xây dựng nhanh 2÷3 lần so với cơng nghệ thi cơng truyền thống Kết cấu cống có tiết diện nước gần tiết diện lịng sơng nên khơng làm thay đổi lớn đến dịng chảy sơng tự nhiên xói lở sau cơng trình Tuy nghiên cứu đề xuất không mới, việc áp dụng cho vùng ảnh hưởng lũ tỉnh Tiền Giang có sáng tạo, vấn đề tối ưu hóa phận cống rút từ việc phân tích ưu nhược điểm loại cống nghiên cứu trước Kết nghiên cứu ứng dụng vào thực tế cơng trình cống Cầu Kênh KIẾN NGHỊ: Như đề cập đây, việc nghiên cứu ứng dụng kết cấu cống lắp ghép mức sơ bộ, số vấn đề cần nghiên cứu thêm cho giải pháp cống này, tập trung vào: + Làm rõ khả ứng dụng loại cống vùng khác điều kiện lớp đất yếu sâu; + Tối ưu hóa kết cấu móng cọc xử lý đáy thân cống sau lắp ghép trường; + Xây dựng quy trình giám sát kỹ thuật thi công lắp ghép cống 98 + Thiết kế chi tiết kết cấu cống để triển khai xây dựng vùng nghiên cứu, làm sở để đánh giá cách khách quan khả ứng dụng công nghệ vào sản xuất + Phạm vi ứng dụng công nghệ cống lắp ghép không vùng trồng ăn trái mà cịn áp dụng phù hợp vùng khác tỉnh Tiền Giang vùng trồng lúa, vùng nuôi trồng thủy sản vùng chuyển đổi sản xuất Tỉnh Do thời gian thực đề tài có hạn, kiến thức kinh nghiệm thiết kế cống tác giả hạn chế Rất mong nhận ý kiến nhận xét, phản biện quý thầy cô, nhà khoa học để việc ứng dụng kết cấu cống lắp ghép sớm vào ứng dụng thực tiễn sản xuất, đáp ứng mục tiêu đề tài đặt TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2012 99 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] - Trịnh Bốn, Lê Hòa Xướng (1988) - Thiết kế cống - NXB Nông nghiệp [2] - Bộ NN & PTNT (1998) - Quy phạm thiết kế cống SD133-84 [3] - Phan Thanh Hùng nnk (2004) Báo cáo tổng kết dự án sản xuất thử nghiệm cấp Nhà nước KC.07-DA.03: “Hồn thiện cơng nghệ thiết kế, chế tạo thi công cừ BTCT dự ứng lực cho cơng trình giao thơng, thuỷ lợi xây dựng” ; (2005) báo cáo tổng kết đề tài NCKH cấp Bộ “Nghiên cứu công nghệ thiết kế thi công kết cấu cống lắp ghép ĐBSCL” ; (2009) Báo cáo tổng kết đề tài NCKH cấp tỉnh: “Nghiên cứu ứng dụng kết cấu cống lắp ghép cừ BTCT dự ứng lực bảo vệ vùng trồng ăn trái tỉnh Tiền Giang” [4] - Phan Trường Phiệt (2001) - Áp lực đất tường chắn đất - NXB Xây dựng [5] - TCXDVN 205:1998 Tiêu chuẩn thiết kế móng cọc TCXDVN 269:2003 tiêu chuẩn thi cơng nghiệm thu đóng ép [6] - TCXDVN 285:2002 Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam [7] - Tiêu chuẩn vật liệu xây dựng [8] - Trường Đại Học Thủy Lợi (1983) - Giáo trình thủy cơng thủy lực [9] - Trần Mạnh Tuân, Nguyễn Hữu Liên, Nguyễn Hải (2001) - Kết cấu BTCT NXB Xây dựng [10] - Viện Khoa Học Thủy Lợi (2005) - Sổ tay kỹ thuật thuỷ lợi - NXB NN [11] - Viện Khoa Học Thủy Lợi Miền Nam (2003-2008) - Tuyển tập kết khoa học công nghệ (các năm) - NXB Nông nghiệp [12] - Viện Khoa Học Thủy Lợi Miền Nam (2009) - Thuyết minh dự án bảo vệ vườn ăn Ba Rài - Phú An [13] - Các tài liệu khác,… 100 PHẦN PHỤ LỤC Phụ lục 1: Kết tính tốn kết cấu cống Cầu Kênh phần mềm Plaxis Phụ lục 2: Tính tốn hiệu kinh tế - kỹ thuật cơng trình cống Cầu Kênh Phụ lục 3: Hình ảnh thi công cống Cầu Kênh 101 PHỤ LỤC 1: KẾT QUẢ TÍNH TỐN KẾT CẤU CỐNG CẦU KÊNH BẰNG PHẦN MỀM PLAXIS KẾT CẤU CỐNG BẰNG CỪ BTCT DỰ ỨNG LỰC ( CỬA VAN CLAPE B C = 10M ) Sơ đồ tính tốn Kết tính tốn biến dạng đất 102 Chuyển vị cừ (tổng chuyển vị, chuyển vị ngang, chuyển vị đứng) Kết tính tốn nội lực cừ (lực nén, lực cắt, momen uốn) 103 PHỤ LỤC 2: TÍNH TỐN HIỆU QUẢ KINH TẾ KỸ THUẬT CƠNG TRÌNH CỐNG CẦU KÊNH Phương án cơng trình Hạng mục STT Đơn vị Cống BTCT truyền thống (PA1) Kết cấu (PA2) I Thông số kỹ thuật chủ yếu Chiều rộng mặt kênh m 34 34 Chiều rộng khoang cửa cống m x5 =10 10 -2,00 -2,00 m 4,5 4,5 Đất đào m3 37.376 3.040 Đất đắp m 41.043 154 Cừ BTCT dự ứng lực m Cao trình đáy cống (ngưỡng cống) Chiều cao cửa van II Khối lượng Cọc BTCT (30x30) 564 m 1935 380 Bêtông loại m3 2.021 141 Sắt thép Tấn 201 33,03 1,5 0,2 đồng 1,23 tỷ 68,1 triệu 12 Phần thủy công BTCT Cừ BTCT dự ứng lực 13 Kết cấu cửa van Tự động hai chiều trục đứng III Mắt công trường 10 Diện tích cần đền bù giải tỏa 11 Chi phí đền bù giải toả IV Kết cấu cơng trình BTCT BTCT + giàn thép Tấn H13 H5 m 3,5 BTCT + rọ đá Rọ thảm đá 14 Cầu giao thông 15 Tải trọng cầu 16 Chiều rộng mặt cầu 17 Kết cấu tiêu phịng xói V Giao thông thủy Clape trục Phương tiện vừa Phương tiện vừa nhỏ lớn 104 Phương án cơng trình Hạng mục STT Đơn vị Cống BTCT truyền thống (PA1) Kết cấu (PA2) VI Tổ chức thi công 18 Điều kiện thi công Trong khô Thiết bị chuyên Thiết bị phổ thông dùng kết hợp thiết bị phổ thông 19 Thiết bị thi công 20 Thời gian thi cơng Trong nước Tháng 18-24 5-6 21 Tổng kinh phí đầu tư (theo thời giá 2008) Đồng 14,2 tỷ 5,6 tỷ 22 Suất đầu tư /1m ngang cống Đồng 1.420 triệu 560 triệu 23 Thời gian hoàn vốn Năm >15 VII Giá thành đầu tư Ghi chú: - Phương án : Kết cấu cống BTCT truyền thống (PA1) - Phương án : Kết cấu cống lắp ghép cừ BTCT dự ứng lực (PA2) 4-5 105 PHỤ LỤC 3: HÌNH ẢNH THI CƠNG CỐNG CẦU KÊNH Hình 1: Định tuyến xây dựng chuẩn bị mặt thi cơng Hình 2: Chế tạo cừ BTCT dự ứng lực nhà máy khu cơng nghiệp Long Định Hình 3: Gia công chế tạo cửa van dầm cống Cầu Kênh 106 Hình 4: Thi cơng đóng cừ BTCT dự ứng lực cống Cầu Kênh Hình 5: Thi cơng dầm mũ đầu tường cừ trụ pin cống 107 Hình 6: Thi cơng lắp đặt dầm van Hình 7: Thi cơng lắp đặt cửa van Hình 8: Hồn thiện cơng trình ... trình cống ngăn lũ kết hợp điều tiết nguồn nước bảo vệ vườn ăn trái vùng ảnh hưởng lũ tỉnh Tiền Giang 43 1.5.3 Những vấn đề tồn phương hướng nghiên cứu ứng dụng kết cấu cống lắp ghép Tiền Giang. .. văn Nghiên cứu ứng dụng thử nghiệm số kết cấu cống lắp ghép cừ BTCT BTCT dự ứng lực để điều tiết nước chống lũ bảo vệ vườn ăn trái vùng ngập lũ nông (∆Z ≤ 1,2m) tỉnh Tiền Giang thay cho kết cấu. .. 80 2.6 CHƯƠNG III: ỨNG DỤNG THỬ NGHIỆM KẾT CẤU CỐNG LẮP GHÉP BẢO VỆ VƯỜN CÂY ĂN TRÁI VÙNG ẢNH HƯỞNG LŨ TỈNH TIỀN GIANG .80 3.1 Giới thiệu cơng trình ứng dụng thử nghiệm - cống Cầu Kênh 80