Thông tin KHCN  
Công nghệ đập trụ đỡ và Triển vọng áp dụng để thiết kế xây dựng công trình ngăn sông vùng ven biển miền Trung
 

Công nghệ đập trụ đỡ và Triển vọng áp dụng để thiết kế xây dựng công trình ngăn sông vùng ven biển miền Trung

                                                                                                                                              PGS.TS. Trần Đình Hoà; ThS Trần Minh Thái

 Viện Khoa học Thuỷ Lợi miền Trung và Tây Nguyên

Tóm Tắt:

Do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu toàn cầu gây nên sẽ tác động tiêu cực đến mọi ngành kinh tế và đời sống xã hội. Đối với lĩnh vực Thủy lợi hạn hán khốc liệt kéo dài trong khi mưa lũ rất tập trung với cường độ cao trong thời gian ngắn, thất thường  và nước biển dâng  là những thách thức lớn, nhất là đối với các tỉnh ven biển miền Trung. Việc nghiên cứu đề xuất phương án kết cấu và giải pháp xây dựng các công trình ngăn sông vùng ven biển nhằm ngăn mặn, giữ ngọt về mùa khô nhưng vẫn đảm bảo tiêu úng thoát lũ về mùa kiệt là một nhiệm vụ hết sức cấp thiết, có một ý nghĩa chiến lược rất quan trọng trong phát triển kinh tế xã hội. Báo cáo giới thiệu một cách khái quát về công nghệ ngăn sông dạng đập Trụ đỡ và triển vọng ứng dụng thiết kế, xây dựng các công trình ngăn sông vùng ven biển miền Trung.

1. Giới thiệu chung:

1.1. Đặt vấn đề:

          Tuy nhiên, như chúng ta đã biết biến đổi khí hậu toàn cầu ảnh hưởng xấu đi nhanh hơn so với dự báo của các nhà khoa học, hạn hán khốc liệt kéo dài trong khi mưa lũ rất tập trung với cường độ mạnh và nước biển dâng nhanh là những thách thức lớn, nhất là đối với các tỉnh ven biển miền Trung. Việc nghiên cứu đề xuất phương án kết cấu và giải pháp xây dựng các công trình ngăn sông vùng ven biển nhằm ngăn mặn, giữ ngọt về mùa khô nhưng vẫn đảm bảo tiêu úng thoát lũ về mùa kiệt là một nhiệm vụ hết sức cấp thiết, có một ý nghĩa chiến lược rất quan trọng trong phát triển kinh tế xã hội.

 Tuy nhiên, địa chất công trình vùng ven biển với nền mềm yếu, dân cư sống ven sông đông đúc, lưu lượng thoát lũ trong quá trình thi công lớn,.v,,v.. là những thách thức lớn đối với vấn đề xây dựng đập ngăn sông.    

1.2. Công nghệ truyền thống trong xây dựng công trình ngăn sông:

          Việc thiết kế và thi công xây dựng công trình ngăn sông (đập) theo công nghệ truyền thống cơ bản theo nguyên lý và các phương án như sau.

a.      Nguyên lý

-         Ổn định: Chống trượt bằng ma sát đất - Chống lật dùng trọng lượng công trình với nền đất tốt. Còn nền đất yếu thì ổn định bằng móng cọc

-         Chống thấm: Bằng đường viền ngang giữa bản đáy công trình và nền đất

-         Chống xói:Bằng kết cấu kiên cố sân, bể tiêu năng và sân sau

Hình 1.1: Cắt dọc cống truyền thống

b.      Giải pháp thi công: Có 3 giải pháp chính

i/. Thi công trên bãi

-         Đào hố móng trên bãi sông.

-         Thi công công trình.

-         Đào kênh dẫn thượng hạ lưu công trình.

-         Đắp đất chặn dòng sông cũ, dẫn nước qua cống.


Hình 1.2:
Thi công trên bãi

ii/.  Thi công trên bãi đào kênh dẫn dòng.

-         Đắp đê quai hai đầu đoạn sông, thi công công trình.

-         Bơm khô hố móng – Thi công công trình.

-         Phá dỡ đê quai, dẫn nước qua cống.

-         Lấp kênh dẫn dòng


Hình 1.3:
Thi công trên bãi đào kênh dẫn dòng

iii/. Thi công trên một phần lòng sông

-         Đắp đê quai một phần sông, dẫn dòng qua phần còn lại.

-         Bơm khô hố móng – Xây dựng công trình.

-         Phá dỡ đê quai, đắp đê quai phần lòng sông còn lại, dẫn dòng qua phần cống đã thi công.

-         Bơm nước hố móng – Xây dựng công trình.

-         Phá dỡ đê quai - Dẫn nước qua cống


Hình 1.4:
Thi công trên một phần lòng sông

c.      Những tồn tại của công nghệ truyền thống

-         Thu hẹp lòng sông từ 30-50%  nên kết cấu gia cố tiêu năng lớn.

-         Do phải chặn dòng nên ảnh hưởng nhiều đến giao thông thuỷ, môi trường sinh thái

-         Diện tích mất đất lớn, khối lượng đền bù giài phóng mặt bằng lớn

-         Giá thành xây dựng cao

-         Phụ thuộc nhiều và điều kiện thời tiết, khối lượng xây đúc lớn nên thời gian thi công kéo dài

Trong những năm vừa qua, việc áp dụng công nghệ ngăn sông dạng đập Trụ đỡ đã khắc phục, giảm thiểu được khá nhiều những tồn tại nêu trên của công nghệ truyền thống.

2. Công nghệ đập trụ đỡ:

2.1.           Nguyên lý

-         Ổn định (trượt, lún):Bằng chùm cọc cắm sâu vào nền của từng trụ riêng biệt.

-         Chống thấm:  Bằng đường viền đứng là cừ chống thấm.

-         Chống xói:  Mở rộng khẩu độ để V < [Vkx]. Nên chỉ cần gia cố bằng thảm đá, thảm bê tông, tấm bê tông.

Ba vấn đề mấu chốt của công nghệ đập trụ đỡ vừa nêu là kết cấu chịu lực kết cấu chống và kết cấu tiêu năng phòng xói đều nhằm giải quyết một mục tiêu cơ bản là phục vụ cho việc thi công công trình dưới nước không phải làm khô hố móng hoặc làm khô hố móng trong phạm vi hẹp.

Hình 2.1: Cắt dọc Đập trụ đỡ

2.2.           Cấu tạo:  Đập trụ đỡ là công trình ngăn sông gồm:

-         Các trụ bằng bê tông cốt thép có móng cọc cắm sâu vào nền (các loại cọc).

-         Dầm đỡ van liên kết với trụ.

-         Hàng cừ chống thấm cắm vào nền, các thanh cừ liên kết kín nước với nhau, đỉnh cừ liên kết với dầm van.

-         Cửa van nằm trên dầm đỡ van và liên kết kín nước với dầm van và trụ pin.

Hình 4.3: Cấu tạo chính

2.3.           Quy trình thi công.

-         Đóng cừ chống thấm suốt cả tuyến.

-         Thi công trụ.

-         Hoàn thiện tuyến cừ chống thấm.

-         Thi công dầm van, lắp đặt cửa van, trong hố móng khô hoặc lắp ghép.

-         Lắp đặt dầm cầu, thi công mặt cầu.

-         Thi công nối tiếp bờ, gia cố lòng dẫn và hoàn thiện

3. Triển vọng áp dụng công nghệ cho các tỉnh ven biển miền trung:

3.1.           Những ưu điểm nổi bật của công nghệ đập Trụ đỡ

      + Thi công ngay giữa lòng sông

      + Thi công dưới nước hoặc chỉ làm hố móng khô rất hẹp để dễ thi công.

       + Không cần thi công bản đáy, giảm khối lượng xây lắp, trên nền bùn sâu 10÷16m.

       + Mở rộng Wcống =Wsông tạo cảnh quan môi trường gần tự nhiên.

       + Không cần làm tiêu năng đồ sộ vì V qua công nhỏ giảm được khối lượng xây lắp

       + Kết hợp làm cầu lớn qua sông vì lực các trụ thừa sức chịu để làm cầu lớn

       + Khi tiêu lũ cửa van sát đáy không hề gây ảnh hưởng đến thoát lũ.

       + Điều khiển đóng mở hiện đại nhanh chóng.

       + Đáp ứng được nhiệm vụ ngăn mặn giữ ngọt, tiêu lũ.

       + Giá thành giảm khoảng 30 -50% so với công trình truyền thống cùng điều kiện, sông càng rộng gía thành càng rẻ. 

3.2.           Triển vọng áp dụng cho các công trình ven biển miền Trung

Công nghệ đập Trụ đỡ đã được nghiên cứu, đề xuất lần đầu tiên trong Đề tài cấp Nhà nước “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ tiến tiến trong xây dựng công trình tạo nguồn nước ngọt cho vùng đồng bằng ven biển”, mã số đề tài KC-1210A, do GS.TS. Trương Đình Dụ làm chủ nhiệm thực hiên từ năm 1991-1995. Sau đó đã được tiếp tục nghiên cứu cải tiến, nâng cấp và ứng dụng vào thực tế cho nhiều công trình trong cả nước mang lại hiệu quả rất lớn cả về kinh tế và kỹ thuật. Một số công trình điển hình như :


          Đặc biệt, với những đặc điểm về công nghệ và những ưu điểm nổi bật như vậy, công nghệ đập Trụ đỡ sẽ phát huy hiệu quả rất cao khi áp dụng cho các công trình ngăn sông vùng ven biển miền Trung. Đến nay, một số công trình ven biển miền trung đã có kế hoạch áp dụng công nghệ này vào thiết kế xây dựng, ví dụ như công trình đập dâng Hạ lưu sông Dinh (Ninh Thuận), đập dâng sông Trà Khúc (Quảng Ngãi), đập dâng sông Cái (Nha Trang),.v,.v..

Tài liệu tham khảo:

1. Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài “Nghiên cứu công nghệ để thiết kế, xây dựng công trình ngăn sông lớn vùng triều”, Viện Khoa học Thuỷ lợi Việt nam, 12/2008. 

2. Báo cáo tổng quá trình thiết kế xây dựng công trình đập ngăn mặn giữ ngọt Thảo Long - Thừa Thiên Huế, Viện khoa học Thủy lợi Việt Nam 3/2008.

  3. GS.TS. Trương Đình Dụ, TS.Trần Đình Hòa, Ks.Trần Văn Thái, Ks.Thái Quốc Hiền, Ks.Trần Minh Thái “Các công nghệ mới trong xây dựng cống ngăn sông” Tạp chí khoa học công nghệ thủy lợi số đặc biệt 2005 – Viện Khoa học Thủy lợi.

 
 
Các bài liên quan
 Đánh giá tình hình xói mòn trên đất dốc thuộc địa bàn tỉnh Quảng Nam (27/11/2013)