MỘT SỐ CÔNG NGHỆ TRONG THIẾT KẾ XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH NGĂN SÔNG LỚN
PGS.TS. Trần Đình Hoà, GS.TS Trương Đình Dụ
ThS.Trần Văn Thái, Ths Thái Quốc Hiền, KS Vũ Tiến Thư
Viện Thủy công
Viện khoa học Thuỷ Lợi Việt Nam
Tóm Tắt:
Theo những số liệu quan trắc và đánh giá mới nhất về ảnh hưởng do biến đổi khí hậu toàn cầu gây nên thì những tác động tiêu cực có thể sẽ diễn ra nhanh hơn so với dự báo của các nhà khoa học đã đưa ra trước đây. Hạn hán khốc liệt và nước biển dâng nhanh trong khi hệ thống đê biển còn yếu và đập ngăn cửa sông đang còn để ngỏ nhiều là những vấn đề lớn không chỉ riêng đối với ngành Nông nghiệp và phát triển Nông thôn. Tuy nhiên, địa chất nền mềm yếu, sông rộng và sâu là những thách thức lớn đối với vấn đề xây dựng đập ngăn sông. Báo cáo giới thiệu một cách khái quát một số công nghệ ngăn sông mới có thể ứng dụng thiết kế, xây dựng các công trình ngăn sông lớn, cột nước sâu ở nước ta.
1. Giới thiệu chung:
1.1. Đặt vấn đề:
Ảnh hưởng tiêu cực của biến đổi khí hậu toàn cầu đang diễn ra nhanh hơn so với dự báo của các nhà khoa học. Hạn hán khốc liệt và nước biển dâng nhanh trong khi hệ thống đê biển còn yếu và đập ngăn cửa sông đang còn để ngỏ nhiều là những vấn đề lớn không chỉ riêng đối với ngành Nông nghiệp và phát triển Nông thôn. Việc nghiên cứu đề xuất phương án kết cấu và giải pháp xây dựng các công trình ngăn sông lớn đang là một nhiệm vụ hết sức cấp thiết. Tuy nhiên, địa chất nền mềm yếu, sông rộng và sâu là những thách thức lớn đối với vấn đề xây dựng đập ngăn sông. Mặt khác do điều kiện kinh tế của đát nước chưa cho phép mà từ trước tới nay chúng ta chỉ mới xây dựng được một số công trình ngăn sông ven biển với các con sông vừa và nhỏ với cột nước thấp như cống đập còn tất cả các sông rộng và sâu, như sông Sài Gòn, sông Hàm Luông, sông Tiền, sông Hậu, sông Cái Lớn, Cái Bé,.v..v... chưa được đề cập đến một cách đúng mức.
Như vậy, song song với việc nghiên cứu đầu tư, xây dựng các công trình phòng chống lũ lụt các kết quả nghiên cứu, ứng dụng, đề xuất những giải pháp khoa học công nghệ trong xây dựng các công trình ngăn sông điều tiết vừa đảm bảo ngăn mặn, ngăn nước biển dâng, vừa đảm bảo tạo nguồn nước ngọt nhưng không được làm xấu đi vấn đề thoát lũ qua công trình có một ý nghĩa chiến lược rất quan trọng trong phát triển kinh tế xã hội.
1.2. Một số vấn đề kỹ thuật trong xây dựng công trình ngăn sông lớn:
Đặc điểm của công trình thuỷ lợi nói chung khác với các công trình giao thông, xây dựng là ngoài chịu tải trọng đứng còn phải chịu tải trọng ngang, thành phần tải trọng ngang trong công trình thủy lợi thường rất lớn, phụ thuộc nhiều vào cột nước trước và sau công trình. Trong khi đó thông thường các kết cấu nền móng cọc khả năng chịu tải trọng đứng lớn hơn rất nhiều lần so với khả năng chịu tải trọng ngang. Ví dụ: công trình Thảo Long với độ sâu -4.25m, mực nước thượng lưu 0.7m, mực nước hạ lưu 0.0m, khẩu diện 31,5m, mỗi khoang phải chịu 180T lực ngang, bố trí 8 cọc khoan nhồi đường kính 1,2. Nếu công trình với độ sâu 15m, mực nước thương lưu +1, hạ lưu -2, khoang rộng 40m thì mỗi khoang phải chịu áp lực 3240T gấp 18 lần, nếu khoang rộng 60m thì áp lực là 4860T gấp 27 lần. Do vậy, việc bố trí kết cấu, thiết kế ổn định nền móng công trình phải được tính toán theo những điều kiện đặc biệt. Đây thật sự là một thách thức lớn đối với các nhà thiết kế. Cũng chính vì vậy, trong thiết kế xây dựng công trình ngăn sông vấn đề đáng quan tâm, ảnh hưởng lớn đến kết cấu, biện pháp thi công chính là độ sâu (cột nước) chứ không phải bề rộng của sông. Sông rộng nhưng nông thì việc thiết kế, xây dựng sẽ đơn giản hơn rất nhiều so với những sông hẹp nhưng sâu. Do vậy, khi nói đến độ khó, độ phức tạp trong thiết kế, xây dựng công trình ngăn sông lớn là đã bao hàm cả yếu tố độ sâu của dòng sông đó. Đối với các công trình ngăn sông lớn ở nước ta (chủ yếu nằm ở ĐBSCL) thường có mực nước thi công rất sâu (10 - 35m), địa chất nền lòng sông thường là bùn đất yếu do vậy nếu thi công theo phương án truyền thống cũng như theo các công nghệ mới (đập Trụ Đỡ, đập Xà Lan) như đã nêu sẽ gặp rất nhiều khó khăn cả về kết cấu và biện pháp thi công công trình.
Vì vậy, để xây dựng công trình ngăn sông có độ sâu lớn khẩu độ rộng cần có tư duy bố trí kết cấu công trình mới, các phương pháp tính toán khác với các phương pháp thông thường, phải có một sự đột phá mạnh mẽ về công nghệ xây dựng, vật liệu và thiết bị. Ví dụ: để xây dựng công trình ngăn sông Hàm Luông (Hình vẽ 6), không thể thi công theo phương án truyền thống.
2. Đề xuất các phương án kết cấu mới:
Nhằm tiếp cận một cách mạnh mẽ, sâu rộng hơn các công nghệ tiên tiến trên thế giới phục vụ nhu cầu cấp bách của thực tế sản xuất, tiếp theo những thành công của các nghiên cứu đã đạt được, năm 2006 Bộ nông nghiệp Và PTNT đã giao cho Viện Khoa học Thủy lợi thực hiện đề tài “Nghiên cứu công nghệ để thiết kế, xây dựng công trình ngăn sông lớn vùng ven biển”. Đề tài đã tổng quan các kết quả nghiên cứu, ứng dụng công nghệ mới trong xây dựng các công trình ngăn sông lớn trên thế giới, đồng thời đã đề xuất một số công nghệ có thể áp dụng phù hợp với điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội của nước ta.
Dựa vào những kết quả nghiên cứu đã đạt được, Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam đã đề xuất 3 công nghệ có thể áp dụng cho xây dựng công trình ngăn sông lớn bao gồm: Công nghệ Trụ Đỡ, công nghệ Trụ Phao, công nghệ đập Xà lan liên hợp. Tuỳ thuộc và điều kiện tự nhiên, kỹ thuật cụ thể để lựa chọn 1 trong 3 công nghệ này một cách hợp lý. Ngoài ra, một số kết cấu, hạng mục công trình khác có thể dùng chung cho cả 3 công nghệ trên như âu thuyền, cầu giao thông, cửa van,.v.v. cũng đã được đề cập để có thể lựa chọn áp dụng phù hợp.
Download (PDF; 1.06MB)
(www.vncold.vn)
|