Thạc Sĩ Nghiên cứu đề xuất giải pháp công trình bảo vệ bờ phù hợp cho khu vực sông Cửu Long và sông Sài Gòn

LUẬN VĂN THẠC SỸ
NĂM 2014

MỤC LỤC

26T MỞ ĐẦU 26T 1
26T 1. Ý nghĩa khoa học và sự cần thiết phải nghiên cứu của Đề tài 26T 1
26T 2. Mục đích của đề tài 26T 26T 1
26T 3. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 26T 26T 1
26T 4. Kết quả dự kiến đạt được 26T . 26T 2
26T CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 26T 3
26T 1.1. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu 26T . 26T 3
26T 1.1.1. Khái niệm công trình bảo vệ bờ sông 26T . 26T 3
26T 1.1.2. Tổng quan các hình thức công trình bảo vệ bờ ở Việt Nam 26T . 26T 3
26T 1.1.2.1. Các loại công trình dân gian, thô sơ 26T 3
26T 1.1.2.2. Các loại công trình bán kiên cố 26T . 4
26T 1.1.2.3. Các loại công trình kiên cố 26T 5
26T 1.2. Tổng quan về khu vực nghiên cứu 26T 26T 6
26T 1.2.1. Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu 26T . 26T 6
26T 1.2.1.1. Đặc điểm địa hình 26T 6
26T 1.2.1.2. Đặc điểm địa chất công trình 26T . 8
26T 1.2.1.3. Đặc điểm khí tượng thủy văn 26T . 12
26T 1.2.2. Đặc điểm kinh tế xã hội khu vực nghiên cứu 26T 26T 15
26T 1.2.2.1. Vùng đồng bằng sông Cửu Long 26T . 15
26T 1.2.2.2. Vùng lưu vực sông Sài Gòn - Đồng Nai 26T 15
26T 1.3. Những tồn tại trong xây dựng các công trình bảo vệ bờ và sự cần thiết của đề tài
luận văn 26T 26T 16
26T 1.4. Kết Luận chương 1 26T . 26T 18
26T CHƯƠNG 2: NGUYÊN NHÂN XÓI LỞ, SỰ CỐ VÀ CÁC GIẢI PHÁP CÔNG
TRÌNH BẢO VỆ BỜ PHÙ HỢP CHO HỆ THỐNG SÔNG CỬU LONG VÀ SÔNG
SÀI GÒN - ĐỒNG NAI 26T 19
26T 2.1. Đặc điểm dòng chảy và diễn biến lòng dẫn khu vực nghiên cứu 26T . 26T 19
26T 2.1.1. Diễn biến lòng dẫn khu vực công trình kè Tân Chân, sông Tiền 26T . 26T 19
26T 2.1.2. Diễn biến lòng dẫn khu vực công trình kè Long Xuyên, sông Hậu 26T 26T 21
26T 2.1.3. Diễn biến lòng dẫn khu vực công trình kè đình Tân Hòa – Vĩnh Long, sông Tiền 26T 26T 22
26T 2.1.4. Diễn biến lòng dẫn khu vực công trình kè Vĩnh Long, sông Cổ Chiên 26T 26T 23
26T 2.1.5. Diễn biến lòng dẫn khu vực công trình kè nhà thờ Lasan Mai Thôn, sông Sài Gòn 26T 26T 24
26T 2.1.6. Diễn biến lòng dẫn khu vực công trình kè thị xã Sa Đéc, sông Sa Đéc 26T . 26T 26
26T 2.2. Đặc điểm các công trình bảo vệ bờ khu vực nghiên cứu 26T 26T 27
26T 2.3. Đặc điểm kết cấu và tình hình xói lở, hư hỏng các công trình trọng điểm bảo vệ bờ
khu vực nghiên cứu 26T . 26T 28 26T 2.3.1. Công trình kè Tân Châu, sông Tiền 26T . 26T 28
26T 2.3.2. Công trình kè Long Xuyên, sông Hậu 26T 26T 30
26T 2.3.3. Công trình kè kè đình Tân Hòa - Vĩnh Long, sông Tiền 26T . 26T 32
26T 2.3.4. Công trình kè Vĩnh Long, sông Cổ Chiên 26T . 26T 34
26T 2.3.5. Công trình kè nhà thờ Lasan Mai Thôn, sông Sài Gòn 26T . 26T 35
26T 2.3.6. Công trình kè thị xã Sa Đéc, sông Sa Đéc 26T 26T 37
26T 2.4. Phân tích các nguyên nhân gây hư hỏng các công trình bảo vệ khu vực nghiên
cứu 26T 26T 38
26T 2.4.1. Đối với công trình quy mô đơn giản – công trình dân gian 26T . 26T 38
26T 2.4.1.1. Ưu điểm 26T . 38
26T 2.4.1.2. Nhược điểm và nguyên nhân gây hư hỏng công trình 26T . 38
26T 2.4.2. Đối với công trình bán kiến cố 26T . 26T 38
26T 2.4.2.1. Ưu điểm 26T . 38
26T 2.4.2.2. Nhược điểm và nguyên nhân gây hư hỏng công trình 26T . 38
26T 2.4.3. Đối với công trình kiên cố 26T 26T 39
26T 2.4.3.1. Ưu điểm 26T . 39
26T 2.4.3.2. Nhược điểm và nguyên nhân gây hư hỏng công trình 26T . 39
26T 2.5. Đề xuất giải pháp công trình bảo vệ bờ phù hợp cho từng khu vực trên sông Cửu
Long và sông Sài Gòn - Đồng Nai 26T 26T 43
26T 2.5.1. Tổng quan các giải pháp công trình bảo vệ bờ sông 26T 26T 43
26T 2.5.1.1. Giải pháp chung 26T . 43
26T 2.5.1.2. Các giải pháp cụ thể 26T . 44
26T 2.5.2. Các giải pháp công trình bị động 26T . 26T 44
26T 2.5.2.1. Công trình dân gian – thô sơ 26T 44
26T 2.5.2.2. Công trình bán kiên cố 26T . 46
26T 2.5.2.3. Công trình kiên cố 26T 50
26T 2.5.3. Các giải pháp công trình chủ động 26T 26T 62
26T 2.5.3.1. Phân tích đánh giá các công trình chủ động đã xây dựng 26T . 63
26T 2.5.3.2. Đề xuất giải pháp công trình chủ động 26T 66
26T 2.6. Kết luận chương 2 26T . 26T 73
26T CHƯƠNG 3: LỰA CHỌN GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH BẢO VỆ HAI BÊN BỜ SÔNG
THÀNH PHỐ BẠC LIÊU, TỈNH BẠC LIÊU 26T . 75
26T 3.1. Giới thiệu về khu vực xây dựng công trình 26T 26T 75
26T 3.1.1. Vị trí địa lý 26T 26T 75
26T 3.1.2. Điều kiện địa hình, địa mạo 26T 26T 75
26T 3.1.3. Đặc điểm địa chất công trình, địa chất thủy văn 26T 26T 75
26T 3.1.4. Đặc điểm khí tượng, khí hậu 26T . 26T 77
26T 3.1.5. Đặc điểm thủy hải văn 26T 26T 79 26T 3.2. Phân tích và lựa chọn giải pháp công trình phù hợp 26T . 26T 80
26T 3.2.1. Nguyên nhân gây diễn biến đường bờ sông dự án 26T . 26T 80
26T 3.2.1.1. Nguyên nhân gây xói 26T . 80
26T 3.2.1.2. Nguyên nhân gây bồi 26T . 80
26T 3.2.2. Yêu cầu quy hoạch chỉnh trị sông dự án 26T . 26T 80
26T 3.2.3. Lựa chọn phương án tuyến kè bờ chỉnh trị sông 26T 26T 81
26T 3.3. Thiết kế biện pháp bảo vệ hai bên bờ sông thành phố Bạc Liêu 26T 26T 83
26T 3.3.1. Phân tích lựa chọn kết cấu kè 26T . 26T 83
26T 3.3.2. Ổn định tổng thể của công trình 26T . 26T 89
26T 3.3.3. Tính toán ổn định 26T 26T 94
26T 3.3.4. Tính toán kết cấu kè 26T 26T 99
26T 3.4. Kết luận chương 3 26T . 26T 103
26T KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 26T 104
26T TÀI LIỆU THAM KHẢO 26T 105

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

26T Hình 1.1. Bản đồ địa hình khu vực ĐBSCL . 6
26T Hình 1.2. Bản đồ phân bố các vùng địa chất yếu ĐBSCL 8
26T Hình 1.3. Hình trụ hố khoan địa chất công trình tại một số khu vực trên sông Tiền . 10
26T Hình 1.4. Hình trụ hố khoan địa chất công trình tại một số khu vực trên sông Hậu 10
26T Hình 1.5. Hình trụ hố khoan địa chất công trình tại một số khu vực trên các sông khác . 11
26T Hình 1.6. Bản đồ lượng mưa trung bình năm vùng ĐBSCL 13
26T Hình 2.1. Diễn biến trên mặt bằng hố xói, giai đoạn 2003-2006-2009 20
26T Hình 2.2. Vị trí mặt cắt ngang nghiên cứu diễn biến khu vực kè Tân Châu đoạn 2 . 21
26T Hình 2.3. Diễn biến trên mặt cắt ngang 2-2 21
26T Hình 2.4. Vị trí mặt cắt ngang nghiên cứu diễn biến khu vực kè Long Xuyên 22
26T Hình 2.5. Diễn biến trên mặt cắt ngang 1-1 22
26T Hình 2.6. Vị trí mặt cắt ngang nghiên cứu diễn biến khu vực kè đình Tân Hòa - Vĩnh
Long 23
26T Hình 2.7. Diễn biến trên mặt cắt ngang 1-1 23
26T Hình 2.8. Vị trí mặt cắt ngang nghiên cứu diễn biến khu vực kè Vĩnh Lông . 24
26T Hình 2.9. Diễn biến trên mặt cắt ngang 6-6 24
26T Hình 2.10. Diễn biến trên mặt bằng hố xói, giai đoạn 2003-2006-2008 25
26T Hình 2.11. Vị trí mặt cắt ngang nghiên cứu diễn biến 25
26T Hình 2.12. Diễn biến trên mặt cắt ngang 11-11 26
26T Hình 2.13. Vị trí các mặt cắt địa hình xem xét diễn biến . 26
26T Hình 2.14. Diễn biến địa hình trên mặt cắt 3 27
26T Hình 2.15. Diễn biến địa hình trên mặt cắt 4 27
26T Hình 2.16. Vị trí kè Tân Châu trên sông Tiền 29
26T Hình 2.17. Kết cấu cắt ngang công trình kè Tân Châu . 29
26T Hình 2.18. Kè Tân Châu đang thi công (2002) và hoàn thành (2004) . 29
26T Hình 2.19. Xói lở ở thượng lưu đoạn 2 công trình kè Tân Châu, tháng 12 năm 2005 . 30
26T Hình 2.20. Vị trí kè Long Xuyên trên sông Hậu . 30
26T Hình 2.21. Kết cấu chi tiết thân và đình kè bảo vệ thành phố Long Xuyên . 31
26T Hình 2.22. Cắt ngang công trình kè bảo vệ thành phố Long Xuyên đoạn 1 31
26T Hình 2.23. Kè bảo vệ thành phố Long Xuyên bị sự cố năm 2005 32
26T Hình 2.24. Vị trí kè Tân Hoa trên sông Tiền 33
26T Hình 2.25. Mặt cắt ngang công trình kè đình Tân Hoa trên sông Tiền 33
26T Hình 2.26. Sự cố công trình kè đình Tân Hoa - Vĩnh Long trên sông Tiền (các thanh neo
thép bị đứt hàng loạt - ảnh chụp năm 2004) . 33
26T Hình 2.27. Vị trí kè Vĩnh Long trên sông Cổ Chiên . 34
26T Hình 2.28. Kết cấu cắt ngang công trình kè Vĩnh Long phân đoạn IV trên sông Cổ Chiên . 35 26T Hình 2.29. Kè Vĩnh Long phân đoạn IV bị sự cố (ảnh năm 2006) 35
26T Hình 2.30. Vị trí kè nhà thờ Lasan Mai Thôn trên sông Sài Gòn . 36
26T Hình 2.31. Kết cấu cắt ngang công trình kè nhà thờ Lasan Mai Thôn, Bình Thạnh TP Hồ
Chí Minh 36
26T Hình 2.32. Kè nhà thờ Lasan Mai Thôn, Bình Thạnh TP Hồ Chí Minh 37
26T Hình 2.33. Mặt bằng tổng thể công trình kè sông Sa Đéc, tỉnh Đồng Tháp . 37
26T Hình 2.34. Hiện tượng hư hỏng các công trình kè bán kiên cố 39
26T Hình 2.35. Công trình kè bờ khu vực bến phà Cần Thơ, tuyến chỉnh trị chưa có 40
26T Hình 2.36. Kè kiên cố bị mất ổn định theo phương ngang . 40
26T Hình 2.37. Kè bảo vệ bờ sông tại Ủy ban và huyện ủy huyện Mỏ Cày, sau hai năm hoàn
thành phần đất đắp trên kè bị lún, sụt do xói chân công trình 41
26T Hình 2.38. Kết cấu bê tông cốt thép bị phá hủy cục bộ 41
26T Hình 2.39. Mất ổn định tổng thể ở kè Sa Đéc cũ - Đồng Tháp 42
26T Hình 2.40. Mất ổn định tổng thể công trình kè Phong Điền, thành phố Cần Thơ 42
26T Hình 2.41. Kè khu vực cầu Bà Sáu, Rạch Tôm huyện Nhà Bè, TP HCM bị mất ổn định do
thi công trên bờ trước khi thi công phần chân kè . 42
26T Hình 2.42. Cây dừa nước mới trồng và khả năng bị chết sau một thời gian ngắn do tác động
của sóng tàu thuyền (kênh xáng Bạc Liêu - Cà Mau) . 44
26T Hình 2.43. Cỏ Vetiver và ứng dụng chống xói lở ở tỉnh An Giang 45
26T Hình 2.44. Phạm vi bảo vệ bờ do nguyên nhân sóng tàu . 46
26T Hình 2.45. Mặt cắt thiết kế công trình bảo vệ bờ kênh giao thông thủy h<4m 47
26T Hình 2.46. Công trình kè bán kiên cố dạng thẳng đứng . 48
26T Hình 2.47. Tấm bê tông liên kết tự chèn 49
26T Hình 2.48. Kết cấu và hình thức liên kết mảng tấm bê tông 50
26T Hình 2.49. Thí nghiệm kiểm tra độ đàn hồi của chốt liên kết 50
26T Hình 2.50. Công trình bảo vệ bờ sông kiên cố dạng bị động điển hình trên hệ thống sông
Cửu Long và Sài Gòn - Đồng Nai, trường hợp có thể bạt mái đỉnh kè 52
26T Hình 2.51. 26T Công trình bảo vệ bờ sông kiên cố dạng bị động điển hình trên hệ thống sông
Cửu Long và Sài Gòn - Đồng Nai, trường hợp không thể bạt mái đỉnh kè 53
Hình 2.52. Thảm cỏ nhân tạo bảo vệ bờ sông 54
Hình 2.53. Sơ đồ thi công thảm cát bảo vệ bờ 54
Hình 2.54. Thảm cát bảo vệ bờ sông, chóng xói lở trên sông Sài Gòn 55
Hình 2.55. Thảm cát bảo vệ bờ sông, chóng xói lở 55
Hình 2.56. Thảm bê tông bơm trực tiếp trong nước bảo vệ bờ sông khu vực thị xã Rạch Giá
tỉnh Kiên Giang . 55
Hình 2.57. Kết cấu, thi công mảng BTCT lắp ghép PĐTAC . 56
Hình 2.58. Thi công thảm đá hộc trên cạn và dưới nước . 57
Hình 2.59. Chuẩn bị trải thảm đá hộc xuống mái bờ sông . 57 Hình 2.60. Cừ bản PVC và dây chuyền sản xuất 58
Hình 2.61. Ứng dụng cừ bản nhựa trong bảo vệ bờ sông . 58
Hình 2.62. Cừ bê tông cốt thép dự ứng lực đã đóng vào đất bờ sông 60
Hình 2.63. Thiết bị khoan phun xi măng vào đất . 62
Hình 2.64. Lưỡi khoan trộn xi măng vào đất 62
Hình 2.65. Mặt bằng bố trí mỏ hàn cọc chảy luồn bảo vệ bờ thượng lưu cầu Mỹ Thuận . 64
Hình 2.66. Mặt cắt dọc mỏ hàn cọc số 5 và số 6 - kè mỏ hàn bảo vệ bờ thượng lưu cầu Mỹ
Thuận, tỉnh Tiền Giang . 64
Hình 2.67. Mặt bằng mỏ hàn cọc và hướng dòng chảy khu vực mỏ hàn . 65
Hình 2.68. Hệ thống mỏ hàn cọc chảy luồn và hiệu quả gây bồi giữa các mỏ hàn, công trình
kè bảo vệ bờ sông Dinh, thị xã Phan Rang, tỉnh Ninh Thuận 65
Hình 2.69. Bình đồ tổng thể công trình bảo vệ bờ sông Sa Đéc, thị xã Sa Đéc, tỉnh Đồng
Tháp 66
Hình 2.70. Công trình bảo vệ bờ sông Sa Đéc 66
Hình 2.71. Diễn biến đoạn An Châu - Long Xuyên, giai đoạn 1890 - 2000 67
Hình 2.72. Hệ thống công trình chủ động chỉnh trị đoạn sông Hậu - An Châu - Long Xuyên . 68
Hình 2.73. Diễn biến đoạn sông Sa Đéc - Mỹ Thuận trên sông Tiền . 69
Hình 2.74. Công trình chỉnh trị đoạn sông Sa Đéc - Mỹ Thuận trên sông Tiền 69
Hình 2.75. Diễn biến xói bồi đoạn Mỹ Thuận - Vĩnh Long, giai đoạn 1965 - 2000 70
Hình 2.76. Hệ thống mỏ hàn lái dòng điều chỉnh lưu lượng 2 nhánh Cổ Chiên và sông Tiền -
đoạn Mỹ Thuận - Vĩnh Long 71
Hình 2.77. Hệ thống công trình chủ động chỉnh trị sông Đồng Nai đoạn TP Biên Hòa . 72
Hình 3.1. Kè loại tường đứng, chân kè mái nghiêng 84
Hình 3.2. Kè loại bậc lên xuống kết hợp bến thuyền 86
Hình 3.3. Kè loại bến rửa phục vụ tốt nhu cầu sinh hoạt của người dân 88
Hình 3.4. Kết quả kiểm tra ổn định vị trí bậc lên xuống kết hợp bến thuyền . 92
Hình 3.5. Kết quả kiểm tra ổn định vị trí bậc lên xuống kết hợp bến thuyền . 93
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1. Lượng mưa cao nhất, thấp nhất và số ngày mưa trung bình năm tại một số trạm ở
ĐBSCL 12
Bảng 1.2. Lưu lượng thực đo bình quân tháng tại Tân Châu, Châu Đốc từ năm1996 - 2000
(m P
3
P /s) . 13
Bảng 2.1. Một số thông số cơ bản của cừ bản nhựa PVC 59
Bảng 3.1. Tính chất cơ lý của đất tại các hố khoan dọc hai bên bờ sông bạc liêu . 76
Bảng 3.2. Nhiệt độ bình quân các tháng trong năm ( P
0
P C) . 77
Bảng 3.3. Độ ẩm không khí trung bình các tháng trong năm (%) . 77
Bảng 3.4. Lượng mưa các tháng trong năm (mm) 78
Bảng 3.5. Số giờ nắng các tháng trong năm (giờ) 78
Bảng 3.6. Phân bố bốc hơi trong năm (mm/ngày đêm) . 79




MỞ ĐẦU

1. Ý nghĩa khoa học và sự cần thiết phải nghiên cứu của Đề tài
Hiện tượng sạt lở bờ trên hệ thống sông Cửu Long và sông Sài Gòn - Đồng Nai
đã và đang là lực cản lớn đến sự nghiệp phát triển bền vững ở các tỉnh Đồng bằng sông
Cửu Long. Sạt lở hàng năm đã và đang gây nhiều thiệt hại đến mức báo động. Hàng
năm, nhà nước và nhân dân đã đầu tư rất nhiều tiền bạc của cải để bảo vệ nhà cửa, các
cơ sở hạ tầng dọc theo các khu vực xói lở ven sông. Tuy nhiên, các loại dạng công
trình bảo vệ bờ sông đã mang lại hiệu quả đến đâu, là một vấn đề cần phải được quan
tâm.
Hình thức kết cấu các công trình bảo vệ bờ khá đa dạng, phong phú. Các công
trình đã xây dựng đều có những ưu nhược điểm khác nhau. Rất nhiều công trình bảo
đảm ổn định, nhưng cũng không ít công trình bị phá hủy toàn bộ hoặc một phần, cần
được đánh giá, tổng kết để rút kinh nghiệm cho các công trình sau này, bảo đảm các
yêu cầu về kỹ thuật và kinh tế.
Mỗi khu vực có các đặc điểm về dòng chảy và đặc điểm địa chất công trình
khác nhau nên cần phải lựa chọn hình thức công trình bảo vệ bờ phù hợp.
Việc nghiên cứu đề xuất hình thức kết cấu công trình phù hợp đồng thời ứng
dụng các công nghệ và vật liệu mới nhằm nâng cao hiệu quả và giảm giá thành công
trình là vấn đề đặc biệt quan trọng.
Vì những lý do nêu trên, việc nghiên cứu, lựa chọn giải pháp công trình bảo vệ
bờ phù hợp với các khu vực khác nhau trên hệ thống sông Cửu Long và Sài Gòn -
Đồng Nai là vấn đề cấp thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn.
2. Mục đích của đề tài
- Đánh giá được các tồn tại trong xây dựng các công trình bảo vệ bờ khu vực
sông Cửu Long và sông Sài Gòn - Đồng Nai.
- Nêu ra các đặc điểm đặc trưng về dòng chảy và địa chất công trình của khu
vực sông Cửu Long và sông Sài Gòn - Đồng Nai.
- Đề xuất dạng công trình bảo vệ bờ phù hợp cho các khu vực điển hình trên hệ
thống sông Cửu Long và sông Sài Gòn - Đồng Nai.
3. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
- Thu thập, điều tra thực trạng và phân loại các loại dạng công trình bảo vệ bờ
(loại đơn giản, bán kiên cố và kiên cố);
- Phân tích đánh giá ưu nhược điểm , nguyên nhân gây hư hỏng các loại dạng
công trình kè bảo vệ bờ;
- Đề xuất giải pháp công trình bảo vệ bờ phù hợp (giải pháp bị động và chủ
động) cho các khu vực;
Học viên: Bùi Huy Bình Ngành xây dựng công trình thủy Luận văn thạc sỹ 2
- Lựa chọn giải pháp công trình bảo vệ bờ sông thành phố Bạc Liêu, tỉnh Bạc
Liêu;
4. Kết quả dự kiến đạt được
- Tổng quan các dạng công trình bảo vệ bờ trên hệ thống sông Cửu Long và
sông Sài Gòn - Đồng Nai;
- Hiện trạng và nguyên nhân sự cố các công trình bảo vệ bờ sông Cửu Long và
sông Sài Gòn - Đồng Nai;
- Các hình thức công trình bảo vệ bờ thích hợp cho các khu vực điển hình trên
hệ thống sông Cửu Long và sông Sài Gòn - Đồng Nai;