Thạc Sĩ Thiết kế đê chắn sóng cảng Nghi Sơn II

GIỚI THIỆU CHUNG
1.1 . Giới thiệu về khu vực nghiên cứu
Nghi Sơn thuộc huyện Tĩnh Gia là một huyện ven biển phía Nam của Tỉnh Thanh Hóa. Diện tích tự nhiên: 450 km2, dân số 220.000 người,tốc độ tăng trưởng kinh tế: 11% năm(năm 2002). Địa hình bán sơn địa bao gồm những hang động, đồng bằng và có đường bờ biển dài, huyện cũng có một số hòn đảo nhỏ, 3 cửa lạch,2 cảng biển lớn.
1.2. Xác định vấn đề
Hiện nay Việt Nam có trên 60 cảng biển thuộc các ngành ,địa phương quản lý với sản lượng hàng hóa thông qua cảng khoảng 50 triệu tấn/năm.Cơ sở kỹ thuật chưa đồng bộ,thiếu các bến cho tàu lớn cập bến.Quy mô cảng biển của nước ta thuộc loại vừa và nhỏ.Trong xu thế các nước trên thế giới đang vươn ra biển khơi mà nước ta nằm trong con đường vận tải biển quốc tế,lượng hàng hóa lưu thông qua chiếm 40% tổng lượng hàng hóa vận chuyển bằng đường biển.Nước ta thiếu trầm trọng các cảng nước sâu cho các loại tàu lớn đến cập bến
Trong hê thống cảng biển Việt Nam ,thuộc hệ thống giao thông vận tải biển khu vực Bắc Trung Bộ, cảng Nghi Sơn có vị trí rất thuận lợi để phát triển thành một cảng biển lớn.
1.3. Mục tiêu của đồ án
Xây dựng được một đê chắn sóng ngăn cản sự bồi lắng luồng tàu và bể cảng Nghi Sơn do sóng gió và vận chuyển bùn cát dọc bờ gây ra.
Đủ diện tích hữu hiệu cho tàu đậu và thực hiện thuận lợi các thao tác của tàu như : quay, manoer, bốc hàng . Phần bể cảng được coi là diện tích hữu hiệu phải đủ độ sâu và an toàn với mọi hướng sóng cũng như không bị bồi lắng .Tỷ lệ phần diện tích hữu hiệu so với tổng diện tích thực của bể cảng càng cao thì mức độ tối ưu càng lớn. Nếu tỷ lệ trên đạt 50% là đạt yêu cầu.
An toàn cho tàu đậu theo mọi hướng sóng tác dụng .
Ngăn chặn hoặc giảm đến mức tối thiểu sự lắng đọng của bùn cát , song song với yêu cầu chắn sóng , hệ thống đê của bể cảng biển phải ngăn sự di chuyển của bùn cát do dòng ven hoặc hoặc dòng lục địa mang đến .
Có khả năng mở rộng trong tương lai :
Tàu ra vào thuận tiện .
1.4. Phạm vi đồ án
Do hạn chế về thời gian, đồ án chỉ tập trung nghiên cứu lựa chọn kết cấu, kích thước hợp lý cho hệ thống đê chắn sóng , xác định diễn biến và các yếu tố gây mất ổn định trong phạm vi hệ thống công trình bảo vệ từ đó đưa ra phương án bố trí công trình.
1.5. Phương pháp thực hiện
-Thu thập và phân tích số liệu thực đo, xử lý và phân tích nguyên nhân từ những số liệu đó thông qua các công thức toán học, các mô hình tính toán.
-Ứng dụng các lý thuyết đã được phát triển trong và ngoài nước để tính toán và thiết kế công trình đồng thời sử dụng các tiêu chuẩn thiết kế đê phá sóng năm 2012.
-Kế thừa những nghiên cứu trước đây về tính toán các yếu tố tác động đến ổn định công trình và diễn biến đường bờ sau khi công trình đi vào hoạt động.
1.6. Bố cục đồ án
Đồ án được chia thành 6 chương. Thứ tự và tóm tắt của các chương như sau:
Chương I : Giới thiệu chung
Chương II : Vị trí địa lý,đặc điểm địa hình,địa mạo của khu vực dự án
Chương III : Tinhas toán điều kiện thủy hải văn thiết kế
Chương IV : Bố trí tuyến đê chắn sóng/chắn cát.
Chương V : Thiết kế đê chắn sóng.
Chương VI : Thi công đê chắn sóng.
Kết luận và kiến nghị

MụC LụC
LỜI CẢM ƠN 1
CHƯƠNG 1:GIỚI THIỆU CHUNG 5
1.1 . Giới thiệu về khu vực nghiên cứu 8
1.2. Xác định vấn đề 8
1.3. Mục tiêu của đồ án 8
1.4. Phạm vi đồ án 9
1.5. Phương pháp thực hiện 9
1.6. Bố cục đồ án 9
CHƯƠNG 2:VỊ TRÍ ĐỊA LÝ , ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH, ĐỊA MẠO CỦA KHU VỰC DỰ ÁN 10
2.1. Điều kiện tự nhiên 10
2.1.1 Vị trí địa lý 10
2.1.2.Đặc điểm địa hình địa mạo khu vực dự án. 11
2.2 .Điều kiện dân sinh, kinh tế, xã hội. 12
2.2.1 Điều kiện dân sinh. 12
2.2.2. Kinh tế,xã hội. 13
2.3.1. Khí hậu - khí tượng. 14
2.3.2 Đặc điểm thủy hải văn và môi trường. 15
2.4. Đặc điểm địa chất và điều kiện vật liệu xây dựng địa phương. 19
2.4.1 Đặc điểm địa chất. 19
2.4.2. Điều kiện vật liệu xây dựng ở địa phương. 20
2.5. Hệ thống giao thông thủy. 20
2. 6. Sự cần thiết của đê chắn cát/chắn sóng. 22
2.7. Kết luận và kiến nghị mở đầu. 23
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN ĐIỀU KIỆN THỦY HẢI VĂN THIẾT KẾ 24
3.1. Xác định cấp công trình 24
3.2. Các mực nước tính toán và mực nước thiết kế 26
3.3. Tính toán các tham số gió thiết kế 28
3.3.1. Các tham số nước sâu thiết kế 29
3.3.2.Sóng tại chân công trình 33
3.4 Kết luận 39
CHƯƠNG 4:BỐ TRÍ TUYẾN ĐÊ CHẮN SÓNG / CHẮN CÁT 40
4.1. Đề xuất các phương án tuyến đê 40
4.1.1. Xác định biên song đổ 40
4.1.2. Định lượng quy luật vận chuyển bùn cát 43
4.1.3.Chức năng chính của đê 47
4.2. Đề xuất các phương án xây dựng đê 47
4.3. Phân tích lựa chọn tuyến đê: 49
CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ ĐÊ CHẮN SÓNG 50
5.1. Phân tích, lựa chọn dạng kết cấu 50
5.1.1 Đê tường đứng trọng lực : 50
5.1.2 Đê mái nghiêng 54
5.1.3 Đê hỗn hợp 56
5.1.4. Kết luận 56
5.2. Đề xuất 2 phương án kết cấu 57
5.2.1 Accropode 1 lớp 57
5.2.2 RAKUNA IV 2 lớp 58
5.3. Thiết kế mặt cắt ngang cho các phương án đề xuất:sử dụng lớp áo khối phủ 1 lớp Accropod và sử dụng lớp áo khối phủ 2 lớp Rakuna IV 59
5.3.1. Phương án 1: sử dụng lớp áo khối phủ là 1 lớp accropode 59
5.3.2. Phương án 2: sử dụng lớp áo khối phủ là 2 lớp Rakuna IV 61
5.4. So sánh phương án chọn theo tiêu chí kinh tế, kỹ thuật 64
5.5 Tính toán thiết kế mặt cắt ngang đã chọn 65
5.5.1. Thiết kế mặt cắt ngang cho tuyến đê 65
5.5.2. Kích thước cơ bản của rakuna IV phủ mái 78
5.6. Tính toán ổn định cho đê mái nghiêng Rakuna IV phủ mái bằng phần mềm plaxis 79
5.6.1: Giới thiệu chung về phần mềm plaxis 79
5.6.2.Sử dụng phần mềm Plaxis để tính toán ổn định cho đầu đê 81
CHƯƠNG 6: THI CÔNG ĐÊ CHẮN SÓNG 89
6.1.Định vị công trình 89
6.2. Phương tiện và thiết bị thi công. 89
6.3. Trình tự thi công công trình. 90
6.5. Trình tự thi công chân đê 91
6.6. Trình tự thi công và lắp đặt khối Rakuna IV 92
6.6.1.Trình tự thi công 93
6.6.2. Lắp đặt khối Rakuna IV 98
TÀI LIỆU THAM KHẢO 102
PHỤ LỤC 103