IV. Kết quả đạt được của luận văn: 5
2.1.1. Vị trớ cụng trỡnh dự kiến: 26
Theo kết quả nghiờn cứu đề xuất bước đầu, sơ bộ chọn vị trớ tuyến đờ biển như sau: Vị trớ tuyến đờ biển xuất phỏt từ phớa Gũ Cụng (Tiền Giang) đến gần Vũng Tàu (cỏch Vũng Tàu 5km), nằm phớa ngoài cỏc cửa sụng chớnh như: Cửa Soài Rạp, Lũng Tàu, cửa sụng Thị Vải, cỏch bói biển Cần Giờ khoảng 10km.
Hỡnh 2.1. Vị trớ dự kiến vựng tuyến đờ biển Vũng Tàu – Gũ Cụng
2.1.2. Quy mụ của dự ỏn
+ Tuyến đờ chớnh: xuất phỏt từ Gũ Cụng đến gần Vũng Tàu. Chiều dài tuyến
đờ chớnh là 28km, chiều sõu mực nước trung bỡnh khoảng 6,5m (tớnh từ cốt ±0,0m)
+ Tuyến đờ phụ: chiều dài 13km nối từ đầu cầu phớa đờ chớnh đi vào Cần Giờ, chạy dọc tuyến đờ phụ là dải đất rộng 1.000m, chiều sõu mực nước đoạn đờ này bỡnh quõn khoảng 5,0m.
+ Cống kiểm soỏt triều, thoỏt lũ: cú chiều rộng khoảng 1000ữ1500m, cao trỡnh đỏy -12m, được chia thành nhiều khoang cú hệ thống cửa van đúng mở.
+ Âu thuyền: được thiết kế đỏp ứng cho tàu thuyền cú tải trọng đến 30.000 tấn, + Cầu giao thụng: Chiều dài khoảng 5km kết nối tuyến đờ chớnh với Vũng Tàu; cầu được thiết kế theo cụng nghệ hiện đại, chiều rộng B=22,5m, dưới cầu cỏc loại tàu bố đi lại bỡnh thường vào khu vực vịnh Gành Rỏi.
Theo phương ỏn này sẽ tạo được hồ chứa cú diện tớch mặt nước 43.000 ha (kể cả trong sụng là 50.000ha), tổng dung tớch 2,5ữ3 tỷ m3 (dung tớch hữu ớch cho phũng lũ 1,5 tỷ m3). Ngoài ra, cần xõy dựng một cống kiểm soỏt triều, thoỏt lũ rộng 200m, cao trỡnh đỏy -12m kết hợp với õu thuyền cho tàu 20.000 tấn trờn sụng Lũng Tàu.
Bờn cạnh đú, khi đờ biển hỡnh thành dự kiến sẽ cú 5 khu vực dành cho phỏt triển đụ thị mới bao gồm: Đụ thị Vũng Tàu mở rộng; Đụ thị sinh thỏi Cần Giờ; Đụ thị sinh thỏi (dọc tuyến đờ phụ); Đụ thị khoa học biển; Đụ thị dịch vụ kinh tế biển.
2.2. Mục tiờu và nhiệm vụ của dự ỏn
Mục tiờu và nhiệm vụ chớnh của dự ỏn là:
+ Chống lũ lụt, ngập ỳng và xõm nhập mặn cho toàn vựng TP.HCM, trước mắt và lõu dài (khi mực nước biển dõng thờm 75ữ100cm); Tăng cường khả năng thoỏt lũ, giảm chiều sõu và thời gian ngập lụt, chống xõm nhập mặn cho vựng ĐTM trong điều kiện biến đổi khớ hậu và nước biển dõng;
+ Chống xõm nhập mặn cho khu vực Gũ Cụng, Long An; phũng chống thiờn tai và cỏc tỏc động từ biển cho toàn bộ khu vực TP. Hồ Chớ Minh và vựng ĐTM với diện tớch hơn 1 triệu ha.
+ Về lõu dài khi, sau khi xử lý tốt mụi trường ở khu vực sẽ chuyển thành hồ chứa nước ngọt cho vựng Đồng Thỏp Mười, chuẩn bị cho mọi sự biến động bất lợi về dũng chảy do tỏc động của cỏc hồ thủy điện và cỏc nước ở phớa thượng nguồn.
+ Dự ỏn tạo điều kiện rỳt ngắn khoảng cỏch giao thụng giữa cỏc tỉnh miền Tõy với cỏc tỉnh ở Nam Trung bộ. Đặc biệt, dự ỏn cú tỏc động tớch cực và đem lại hiệu ớch tổng hợp, tạo sự liờn kết cho phỏt triển kinh tế - xó hội, tạo động lực cho phỏt triển ngành cụng nghiệp, dịch vụ, mở rộng và hỡnh thành chuỗi đụ thị mới của cả
TP.HCM và cỏc tỉnh, thành phố lõn cận (Vũng Tàu, Đồng Nai, Long An, Tiền Giang và cỏc tỉnh Tõy Nam Bộ,…). Là nơi xõy dựng hệ thống cảng biển trong tương lai, khai thỏc năng lượng giú và năng lượng triều.
+ Sử dụng một phần đất và mặt nước hồ khu vực lấn biển lấy kinh phớ xõy dựng đờ biển, giảm kinh phớ đầu tư của nhà nước.
2.3. Điều kiện tự nhiờn của vựng dự ỏn:
2.3.1. Đặc điểm về thủy văn thủy lực:
Dự ỏn đờ biển Vũng Tàu - Gũ Cụng liờn quan trực tiếp đến vựng hạ du lưu vực hệ thống sụng Đồng Nai, và một phần khu vực Đồng Thỏp Mười bao gồm cỏc tỉnh Bỡnh Dương, Đồng Nai, TP.HCM, Tõy Ninh, Long An, Đồng Thỏp và Tiền Giang, với tổng diện tớch 1.080.520 ha.
Hệ thống sụng trong vựng dự ỏn là phần hạ lưu của sụng Mờ Kụng và hệ thống sụng Vàm Cỏ, sụng Đồng Nai, sụng Sài Gũn, sụng Nhà Bố, sụng Soài Rạp, sụng Lũng Tàu, sụng Cỏi Mộp - Thị Vải... cựng với hệ thống sụng kờnh sụng trong Đồng Thỏp Mười và vựng thành phố Hồ Chớ Minh. Ngoài ra, dự ỏn cũn chịu tỏc động trực tiếp từ cỏc chế độ thủy triều, thủy văn, thủy lực và cỏc điều kiện hải văn khỏc của biển Đụng.
Do hiện nay cỏc đề tài mới chỉ đang ở giai đoạn đầu thực hiện, chủ yếu là khảo sỏt, đo đạc, thu thập số liệu nờn chưa cú cỏc kết quả về thủy văn, thủy lực phục vụ cho việc tớnh toỏn chi tiết, lựa chọn cỏc thụng số kỹ thuật cho cụng trỡnh.
2.3.2. Đặc điểm về súng giú:
Hiện khụng cú nhiều số liệu quan trắc về súng, giú tại khu vực nghiờn cứu. Từ năm 1986 đến nay việc quan trắc súng được thực hiện 4 lần một ngày tại trạm Bạch Hổ cỏch vựng dự ỏn khoảng 120km.
Số liệu súng và giú này cú thể sử dụng được trong giai đoạn nghiờn cứu hoặc thiết kế sơ bộ, khi đi vào thiết kế chi tiết cần phải cú những quan trắc đầy đủ cỏc yếu tố này tại khu vực cụng trỡnh.
a) Biểu đồ hướng giú tại mỏ Bạch Hổ b) Biểu đồ hướng giú tại Vũng Tàu Bảng 2.1: Chiều cao súng và chu kỳ súng theo tần suất lặp lại
Hoang Van Huan – 2006
Đõy là giỏ trị súng, giú quan trắc tại trạm Bạch Hổ cỏch vựng dự ỏn 120km. Để cú số liệu tớnh toỏn cần phải tớnh toỏn truyền súng về đến vựng dự ỏn.
2.3.3. Đặc điểm về bóo:
Mựa bóo tại Việt Nam thụng thường từ thỏng 5 đến thỏng 01 năm sau, trong đú tập trung nhiều nhất từ thỏng 6 đến thỏng 10 trong mựa mưa và phõn bố khụng đều theo vựng địa lý, tần suất xuất hiện bóo giảm dần từ Bắc vào Nam với tỉ lệ: Miền Bắc 58,4%; Miền Trung 36,85% và Miền Nam 4,8%. Ngoài ra, cường độ của bóo tại khu vực Miền Nam cũng nhỏ hơn so với Miền Bắc và Miền Trung.
Bóo tỏc động vào bờ biển Việt Nam thường nhỏ và sõu cú nghĩa là vựng ảnh hưởng của bóo thỡ nhỏ (40-100km) nhưng gradient ỏp suất khụng khớ giữa tõm bóo và viền ngoài lại lớn, vận tốc giú cú thể đạt tới 56 m/s.
Vựng dự ỏn thuộc vựng Đụng Nam Bộ là khu vực ớt xuất hiện bóo. Tuy nhiờn, trong khoảng 15ữ20 năm gần đõy số lượng cơn bóo đổ bộ vào Vũng Tàu - Tp Hồ
Chớ Minh cú xu hướng tăng lờn. Trong 60 năm gần đõy đó cú 12 cơn bóo đổ bộ vào vựng dự ỏn, đõy là vấn đề cần tớnh tới khi thiết kế đờ biển Vũng Tàu - Gũ Cụng.
Tốc độ giú gần khu vực Vũng Tàu tương ứng với chu kỳ lặp lại
(Lyon Associates inc. Consulting Engineers, 1974)
Chu kỳ lặp lại (năm) 10 25 50 100
Tốc độ giú thường xuyờn (m/s) 25 28 33 37
Tốc độ giú tức thời (cơn) (m/s) 43 48 56 62
2.3.4. Đặc điểm về thủy triều:
Đặc điểm thủy triều tại khu vực dự ỏn là chế độ bỏn nhật triều khụng đều, một ngày lờn xuống 2 lần với biờn độ lớn (4ữ4,5m). Cỏc số liệu được quan trắc thường xuyờn tại trạm thủy văn Vũng Tàu từ năm 1982 đến nay.
Hỡnh 2.2. Mực nước quan trắc tại Vũng Tàu thỏng 01/2005
Bảng 2.2: Mực nước đỉnh triều tại cỏc trạm thủy văn ứng với tần suất xuất hiện Đơn vị: (cm) Tần suất (P %) Trạm Thủy văn 0.01 0.10 0.20 0.3 0.5 1.0 1.5 2.0 3.0 5.0 10.0 Nhà Bố 179.6 170.1 167.2 165.0 163.1 159.9 157.9 156.5 154.5 151.8 147.9 Phỳ An 180.8 170.2 166.8 164.4 162.3 158.7 156.5 154.9 152.6 149.5 145.1 Thủ Dầu Một 144.7 138.5 136.5 135.0 133.8 131.7 130.4 129.4 128.0 126.2 123.5 Vũng Tàu 167.3 160.7 158.5 156.9 155.5 152.9 151.4 150.2 148.5 146.2 142.7
2.3.5. Đặc điểm vềđịa hỡnh:
Địa hỡnh trờn tuyến đờ biển theo tài liệu thu thập được đó cú sự thay đổi khỏ nhiều từ cao trỡnh đỏy đến vị trớ cỏc bói bồi trờn tuyến. Dựa vào cao độ của cỏc hố khoan địa chất cú thể sơ bộ xỏc định cao độ địa hỡnh dọc tuyến đờ dự kiến. Cao trỡnh đỏy biển tại vị trớ tuyến trung bỡnh khoảng -8.0, cú chỗ sõu tới -11,0m đến - 12,0m; Tại cỏc vị trớ cửa Lũng Tàu cao trỡnh sõu nhất khoảng -20,0m đến -22,0m.
Hỡnh 2.3. Cắt dọc địa hỡnh tại vị trớ tuyến đờ chớnh
2.3.6. Đặc điểm vềđịa chất:
Tuyến đờ Vũng Tàu - Gũ Cụng nằm trờn khu vực mà nơi đõy cú địa chất nền rất phức tạp, đặc biệt là lớp đất mặt trờn cựng. Đõy là lớp đất sột yếu cú tớnh chất cơ lý kộm, hầu như ớt cú khả năng chịu tải trọng.
Căn cứ vào kết quả cỏc thụng số ở cỏc hố khoan đó khảo sỏt cho thấy:
Lớp 1: Sột hữu cơ màu xỏm đen, xỏm nõu, đụi chỗ xen lớp mỏng cỏt hạt mịn.
Trạng thỏi dẻo chảy. Lớp này phõn bố trờn tuyến đờ với chiều dày từ 4,0m đến 7,5m. Lớp này cú chiều dày tăng dần đến 30m tại cửa sụng Lũng Tàu.
Lớp 2: Cỏt pha màu nõu vàng, xỏm trắng, kớch thước hạt từ mịn đến trung. Trạng thỏi chặt vừa đến chặt. Lớp này nằm xen kẹp và xuất hiện khụng đều trờn tuyến. Chủ yếu xuất hiện ở đoạn cửa sụng Lũng Tàu. Trờn tuyến đờ chớnh lớp này xuất hiện tại cỏc hố khoan HK1; HK2; HK3 với chiều dày thay đổi trong khoảng từ 4 ữ 8m. Chỉ số SPT thay đổi trong khoảng (4 ữ 8).
Lớp 3: Sột, sột pha cỏt hạt mịn màu nõu đỏ, xỏm trắng. Trạng thỏi dẻo cứng,
nửa cứng. Lớp này cú chiều dày trong khoảng từ 5,0m đến 15,0m và nằm sõu đến cao trỡnh từ -12,0m đến -30,0m. Chỉ số SPT thay đổi trong khoảng (8 ữ 24). Lớp này phõn bố trờn toàn bộ tuyến đờ.
Lớp 4: Cỏt, màu nõu vàng, xỏm trắng, kớch thước hạt từ mịn đến trung. Trạng
thỏi chặt vừa đến chặt. Lớp này cú chiều dày trong khoảng từ 10m đến 20m và nằm sõu đến cao trỡnh từ -30m đến -50m. Chỉ số SPT thay đổi trong khoảng (6 ữ 24). Lớp này khụng phõn bố trờn toàn bộ tuyến đờ, mà chỉ xuất hiện ở cỏc hố khoan HK1, HK2, HK3, HK4, HK5 và HK6.
Lớp 5: Cỏt màu vàng nõu, trạng thỏi từ chặt vừa đến chặt, kớch thước hạt thay
đổi từ trung đến thụ. Lớp này cú chiều dày trong khoảng từ 15m đến 30m và nằm sõu đến cao trỡnh từ -20,0m đến -50,0m. Chỉ số SPT thay đổi trong khoảng (17 ữ 54). Lớp này khụng phõn bố trờn toàn bộ tuyến đờ, mà chỉ xuất hiện ở cỏc hố khoan từ HK4 đến HK11.
2.3.7. Một sốđặc điểm chớnh của tuyến cụng trỡnh:
Cụng trỡnh đờ lấn biển núi chung và cụng trỡnh đờ biển tuyến Vũng Tàu - Gũ Cụng núi riờng cú đặc điểm chung lớn nhất là đều được xõy dựng mới trờn nền đất yếu. Với những đặc điểm cơ bản đú sẽ dẫn tới một số vấn đề khỏc về mặt kỹ thuật cần phải hết sức quan tõm khi nghiờn cứu đề xuất, tớnh toỏn kết cấu cụng trỡnh cũng như giải phỏp thi cụng. Đú là:
- Nền múng xõy dựng cụng trỡnh yếu và mới.
- Phần lớn chiều dài tuyến đờ chịu sự tỏc động của súng, giú từ cả hai phớa (ngoài biển vào và trong bờ ra) với tải trọng lớn hơn và phức tạp hơn rất nhiều so với cỏc tuyến đờ biển thụng thường.
- Chiều cao của đờ lớn (tớnh từ nền đờ lờn đến đỉnh đờ).
- Điều kiện thi cụng, vật liệu thi cụng cụng trỡnh gặp nhiều khú khăn.
2.4. Một số giải phỏp kết cấu đờ biển cú thể ỏp dụng cho xõy dựng tuyến đờ
biển Vũng Tàu - Gũ Cụng.
2.4.1. Giải phỏp đờ cú lừi bằng vật liệu tại chỗ kết hợp gia cố nền và mỏi: a. Cấu tạo:
Thõn đờ được cấu tạo bởi rọ đỏ kết hợp với đỏ hộc đổ trong nước, cỏt bơm từ lũng hồ lờn được tận dụng làm lừi đờ. Mỏi đờ được thiết kế với m=3ữ5 và cú thể bố trớ cơ đờ theo từng độ sõu thớch hợp. Phần mỏi đờ phớa biển được bảo vệ trước tỏc động của súng biển bằng cỏc kết cấu Tetrapods trọng lượng từ 8ữ10 tấn hoặc cấu kiện Accropode.
Trong một số trường hợp cú thể gia cố nền đờ bằng cọc xi măng đất, cọc cỏt hoặc thay lớp đất nền bờn trờn v.v…để tăng sức chịu tải của đất nền.
Đỉnh đờ cú chiều rộng từ 30ữ50m tựy thuộc vào mục đớch và yờu cầu kết hợp làm đường giao thụng đi lại. Trờn đỉnh đờ phớa biển cú bố trớ tường chắn súng, hệ thống lan can bảo vệ và một số hệ thống phụ trợ khỏc.
Đ−ờng mặt đất tự nhiên 1 2850 2250 i= 1% 300 300 i= 1% +5.00 m=3.00 500 +0.00 Đèn cao áp 330 -1.00 m =0.50 m=0 .50 Lớp terapot 12T m=2.00 Rọ đá PVC 2x1x1m Rọ đá PVC 2x1x1m Rọ đá PVC 2x1x1m Cát đắp đầm chặt k=0.95 m=1.00 m=1.0 0 m=2.00 m=1.0 Lớp terapot m=3.00 Hỡnh 2.4. Cắt ngang kết cấu đờ biển dạng 1
Tường chắn súng phớa biển được thiết kế cú tớnh toỏn đến ảnh hưởng của biến đổi khớ hậu nước biển dõng, chiều cao súng leo v.v…Cao trỡnh đường giao thụng phớa trong được tớnh đến cao trỡnh vượt mức nước lũ trong hồ, đảm bảo cho giao thụng bộ trờn tuyến đờ được thụng suốt.
b. Điều kiện ỏp dụng:
Với phương ỏn này cú thể ỏp dụng cho cỏc khu vực cú địa chất nền khụng cần tốt lắm, phự hợp với hầu hết cỏc loại đất nền. Tuy nhiờn, cũng chỉ nờn ỏp dụng khi độ sõu cột nước < 20m.
(a) Cấu kiện Tetrapods (b) Cấu kiện Accropode
c. Ưu nhược điểm:
Ưu điểm:
+ Tận dụng được vật liệu cú sẵn, khả năng ổn định tổng thể vững chắc, thớch hợp với hầu hết cỏc loại đất nền.
+ Tiờu hao năng lượng súng tốt, súng phản xạ ớt.
+ Cụng nghệ thi cụng đơn giản, cú thể kết hợp giữa hiện đại và thủ cụng.
Nhược điểm:
+ Khối lượng vật liệu dựng để đắp đờ là rất lớn. Trong điều kiện cột nước sõu thỡ phương ỏn này khụng phự hợp.
+ Tốc độ thi cụng chậm hơn so với cỏc phương ỏn tường đứng ở cựng độ sõu, trong quỏ trỡnh thi cụng phải tớnh toỏn đến vấn đề lỳn và cố kết theo thời gian.
2.4.2. Giải phỏp đờ bằng hệ thống cỏc xà lan bờ tụng cốt thộp nối tiếp nhau a. Cấu tạo: a. Cấu tạo:
Tuyến đờ biển được cấu tạo từ cỏc đơn nguyờn xà lan ghộp lại với nhau, cỏc đơn nguyờn này cú kớch thước bxh khoảng 25x50m được thi cụng tại cỏc bói đỳc đó bố trớ sẵn hoặc trờn cỏc ụ nổi, sau đú được di chuyển và hạ chỡm tại vị trớ cụng trỡnh trước khi được bơm đầy cỏt để giữ ổn định trượt.
Cỏc xà lan bờ tụng cốt thộp cú thể được đỳc đến cao trỡnh thiết kế hoặc chỉ đỳc đến cao trỡnh trờn mực nước thi cụng, sau khi hạ chỡm tại vị trớ cụng trỡnh sẽ được thi cụng tại chỗ đến cao trỡnh thiết kế.
Trước khi hạ chỡm cỏc xà lan, nền cụng trỡnh được xử lý đảm bảo ổn định về mặt chịu lực đồng thời phải đảm bảo tương đối bằng phẳng. Trong trường hợp cần thiết, nền đờ cú thể được gia cố bằng cọc xi măng đất, cọc cỏt hay một số giải phỏp thụng thường khỏc để tăng khả năng chịu tải của đất nền.
Để đảm bảo ổn định và làm giảm cỏc ảnh hưởng của súng biển, mỏi đờ được gia cố bằng đỏ hộc đổ trong nước và cấu kiện tetrapods trọng lượng từ 8ữ10 tấn.
Bc=30m
Hc=13m
Cỏc xà lan sau khi lần lượt hạ chỡm được liờn kết với nhau theo dạng liờn kết mềm vừa đảm bảo độ ụn định tổng thể, vừa đảo bảo điều kiện ổn định chống thấm cho cụng trỡnh.
b. Điều kiện ỏp dụng:
Giải phỏp này thường dựng cho cỏc vị trớ đờ biển cú cột nước sõu, chờnh lệch cột nước lớn và đũi hỏi cú kết hợp với giao thụng đi lại trờn mặt đờ.