Đồ Án Xây dựng đập phá sóng xa bờ để hạn chế tác động của sóng sau đập phục vụ cho việc di chuyển của tàu

LỜI MỞ ĐẦU
Kính thưa các thầy cô trong bộ môn Khoa Kỹ Thuật Biển.Sau thời gian hoàn thành chương trình học tập thì em đã được nhận làm đồ án tốt nghiệp . Đồ án tốt nghiệp là sự tổng hợp và vận dụng các kiến thức cơ sở cũng như kiến thức chuyên nghành để thực hiện.
Sau quãng thời gian làm đồ án tốt nghiệp với sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Quang Lương thì em đã hoàn thành xong được đồ án tốt nghiệp .Trong khoảng thời gian làm đồ án em cũng có cố gắng thực hiện nhưng không thể tránh được sai sót trong bài làm, em kính mong nhận được sự chỉ bảo và góp ý của các thầy cô để đồ án được hoàn thiện hơn .
Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn trân trọng nhất đến các thầy cô trong khoa đã dậy dỗ và giúp đỡ em rất nhiều trong suốt quá trình học tập,và thầy Nguyễn Quang Lương thầy đã hướng dẫn tận tình nhóm đồ án trong suốt thời gian thực hiện đồ án.

PHẦN MỞ ĐẦU
Nghi Sơn cách thành phố Thanh Hoá khoảng 50 km về phía Nam, thuộc địa bàn huyện Tĩnh Gia, nơi đây hội đủ các yếu tố phát triển kinh tế du lịch. Khu kinh tế Nghi Sơn được Chính phủ xác định mục tiêu xây dựng và phát triển thành một khu kinh tế tổng hợp đa ngành, đa lĩnh vực với trọng tâm là công nghiệp nặng và công nghiệp cơ bản . trở thành một trong các trung tâm công nghiệp hiện đại của vùng bắc Trung Bộ và của cả nước, sẽ là cửa ngõ chính của tam giác kinh tế phía Bắc. Đặc biệt, hệ thống di tích thắng cảnh độc đáo như biển Hải Hòa, biển Nghi Sơn gắn với vịnh đảo, làng biển Do Xuyên, động Trường Lâm, đền Lạch Bạng, pháo đài Tĩnh Hải . như một món quà mà thiên nhiên đã quá ưu đãi ban tặng cho mảnh đất và con người nơi đây.
Cảng Nghi Sơn đang là một trong những cảng có tiềm năng lớn hứa hẹn sẽ đem lại cho nền kinh tế Việt Nam những bước tiến mới trong ngành kinh tế biển Hệ thống cảng biển Nghi Sơn (Thanh Hóa) gắn liền với thế mạnh vùng kinh tế động lực Nam Thanh - Bắc Nghệ. Cảng nước sâu Nghi Sơn không chỉ có lợi thế to lớn đối với sự phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh Thanh Hóa, mà còn được đánh giá là cảng biển quan trọng của khu vực Bắc miền Trung.
Hàng năm miền trung vẫn là nơi chịu những ảnh hưởng nặng nề bởi các cơn bão. Những ảnh hưởng đó tác động trực tiếp đến các công trình ven bờ như đê ,các nhà nghỉ hay khách sạn phục vụ cho nghành du lịch sinh thái,làm khó khăn cho việc di chuyển trong và ngoài cảng , ảnh hưởng đến dân cư , Để nhằm giảm thiểu những tác động này , một trong các giải pháp công trình là xây dựng đập phá sóng xa bờ để hạn chế tác động của sóng sau đập phục vụ cho việc di chuyển của tàu thuyền vào cảng cũng như việc phát triển du lịch của tỉnh .
MỤC TIÊU ĐỒ ÁN:
ã Lựa chọn giải pháp bảo vệ bờ biển .
ã Thiết kế công trình bảo vệ bờ.
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ PHẠM VI ĐỒ ÁN:
ã Thu thập phân tích số liệu liên quan tới đồ án.
ã Ứng dụng các phần mềm phục vụ cho việc tính toán điều kiện biên ( FFC ,WADIBE , )
ã Tính toán sơ bộ công trình bảo vệ bờ.
ã Trong phạm vi huyện Tĩnh Gia .

Mục Lục Trang
Mục Lục 1
LỜI MỞ ĐẦU 7
MỤC TIÊU ĐỒ ÁN: 8
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ PHẠM VI ĐỒ ÁN: 8
CHUONG 1 : TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHI SƠN THANH HÓA 9
1.1.Tổng quan chung về tỉnh Thanh Hóa : 9
1.1.1.Vị trí địa lý : 9
1.1.2.Tiềm năng của tỉnh Thanh Hóa : 9
1.1.2.1.Tiềm năng đất đai 9
1.1.2.2.Tiềm năng lâm sản 9
1.1.2.3.Tiềm năng nguồn nước 10
1.1.2.4.Tiềm năng biển và hải sản 10
1.1.2.5.Tiềm năng khoáng sản 10
1.1.2.6.Tiềm năng du lịch 10
1.1.2.7.Tiềm năng dân số và lao động 10
1.1.3.Định hướng phát triển kinh tế - xã hội tỉnh Thanh Hóa đến năm 2020 : 10
1.1.3.1.Quan điểm phát triển 10
1.1.3.2.Mục tiêu phát triển 11
a- Mục tiêu tổng quát 11
b- Mục tiêu cụ thể 11
1.2.Vị trí địa lý và đặc điểm địa hình Nghi Sơn : 13
1.2.1.Vị trí địa lý : 13
1.2.2.Điều kiện tự nhiên : 13
1.2.2.1. Điều kiện về địa hình , địa chất khu vực thi công : 13
a. Điều kiện về địa lý: 13
b. Điều kiện về địa chất: 13
Bảng 1.1: Các chỉ tiêu cơ lý lớp 1 13
Bảng 1.2: Các chỉ tiêu cơ lý của lớp 2 14
Bảng 1.3: Các chỉ tiêu cơ lý của lớp 3 15
Bảng 1.4: Các chỉ tiêu cơ lý lớp 4 16
Bảng 1.5: Các chỉ tiêu cơ lý lớp 5 17
Bảng 1.6: Các chỉ tiêu cơ lý lớp 6 17
Bảng 1.7: Các chỉ tiêu cơ lý phụ lớp 7a 18
Bảng 1.8: Các chỉ tiêu cơ lý phụ lớp 7b 19
Bảng 1.9: Các chỉ tiêu cơ lý lớp 8 20
Bảng 1.10: Các chỉ tiêu cơ lý lớp 9 20
Bảng 1.11: Các chỉ tiêu cơ lý lớp TK1 21
Bảng 1.12: Các chỉ tiêu cơ lý lớp TK2 21
c. Điều kiện khí tượng: 21
d. Chế độ thuỷ văn: 23
Bảng 1.13: Mực nước ứng với các tần suất lũy tích trạm Hòn Ngư với Hệ cao độ Hải đồ khu vực (cm) 23
Bảng 1.14: Mực nước cao nhất năm ứng với các tần suất lý luận trạm Hòn Ngư - Hệ cao độ Hải đồ khu vực (cm) 23
Bảng 1.15: Mực nước ứng với các tần suất lũy tích trạm Nghi Sơn- Hệ cao độ Hải đồ (cm) 24
Bảng 1.16: Mực nước cao nhất năm ứng với các tần suất lý luận trạm Nghi Sơn - Hệ cao độ Hải đồ (cm) 24
1.3. Điều kiện xã hội : 25
1.3.1. Khu kinh tế Nghi Sơn. 25
1.3.2. Điều kiện kinh tế- xã hội huyện Tĩnh Gia 25
1.3.3. Điều kiện kinh tế- xã hội xã Hải Hà 28
1.3.3.1. Điều kiện về kinh tế. 28
a) Sản xuất nông nghiệp: 28
b) Nghề khai thác và nuôi trồng thủy sản: 29
c) Lâm nghiệp: 29
d) Nghề sản xuất muối: 29
đ) Ngành nghề dịch vụ: 29
1.3.3.2. Điều kiện văn hóa- xã hội. 29
a) Thông tin, tuyên truyền. 29
b) Công tác giáo dục: 30
c) Công tác y tế - KHHGĐ: 30
d) Công tác Quốc phòng - An ninh: 30
CHƯƠNG 2 : HIỆN TRẠNG KHU VỰC DỰ ÁN VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP 31
2.1. Hiện trạng khu vực nghiên cứu : 31
2.2.Phân tích nguyên nhân : 31
2.3.Đề xuất giải pháp cho khu vực nghiên cứu : 31
2.3.1.Các giải pháp có thể áp dụng : 31
2.3.2.Lựa chọn giải pháp cho khu vực nghiên cứu : 31
2.3.3.Lựa chọn giải pháp thiết kế : 32
2.3.3.1. Tổng quan các dạng mặt cắt ngang của đập chắn sóng. 32
a. Đập chắn sóng trọng lực tường đứng : 32
Hình2.1. Mặt cắt dọc đập chắn sóng trọng lực tường đứng. 32
Hình 2.2. Mặt cắt ngang đập chắn sóng trọng lực tường đứng 33
b. Đập chắn sóng mái nghiêng. 33
c. Đập chắn sóng hỗn hợp. 34
2.3.3.2.Lựa chọn giải pháp thiết kế : 34
CHƯƠNG 3 : TÍNH TOÁN ĐIỀU KIỆN BIÊN THIẾT KẾ 35
3.1.Xác dịnh cấp công trình và tần suất thiết kế : 35
3.1.1.Xác định cấp công trình : 35
3.1.2.Xác định tần suất thiết kế : 35
Bảng 3.1. Xác định Tần suất thiết kế theo cấp công trình thuỷ 35
3.2.Mực nước thiết kế ( MNTK ) : 35
Hình 3.1 : Đường tần suất mực nước tổng hợp tại điểm MC21 (105°47', 19°23') Tĩnh Hải, Tĩnh Gia, Thanh Hoá. 36
3.3.Xác định tham số sóng nước sâu : 36
3.3.1.Chiều cao sóng nước sâu : 36
Bảng 3.2 : Số liệu sóng cực trị tại xã Nghi Sơn Thanh hóa. 37
Hình 3.2 : Số liều đầu vào FFC. 39
Hình 3.3 : Chọn đường phân bố . 39
Hình 3.4 : Đường phân bố Weibull , Gumbel , Rayleigh. 40
Hình 3.5 : Đường phân bố Weibull. 40
Bảng 3.3 : Kết quả chiều cao sóng H0 theo phân bố Weibull. 41
3.3.2.Chu kỳ sóng thiết kế ở nước sâu : 41
3.3.3.Chiều dài sóng nước sâu : 41
3.3.4.Độ dốc sóng nước sâu : 41
3.3.5.Góc sóng tới ở biên nước sâu : 41
3.4.Xác định tham số sóng thiết kế : 41
Hình 3.6: Các modun của phần mềm Wadibe. 42
Bảng 3.4 : Số liệu file mặt cắt tính toán 43
Hình 3.7 : Cửa sổ tính toán lan truyền sóng . 43
Hình 3.8 : Phân bố chiều cao sóng đối với mặt cắt tính toán . 44
3.4.1.Chiều cao sóng thiết kế : 44
3.4.1.1 Xác định chiều dài của đập : 44
3.4.2.Độ sâu nước thiết kế : 44
Hình 3.9 : Đồ thị phân bố chiều cao sóng ngang bờ . 45
3.4.3.Chiều dài sóng thiết kế : 45
Hình 3.10 : Phân bố chiều dài sóng . 45
Hình 3.11 :Phân bố chiều dài sóng . 46
3.4.4.Chu ký sóng thiết kế : 46
3.4.5.Chiều dài sóng thiết kế : 46
3.4.6.Góc sóng tới trước chân công trình : 46
3.5.Tính toán sóng vỡ : 46
3.6.Kết luận : 47
CHƯƠNG 4 : THIẾT KẾ CHI TIẾT CÔNG TRÌNH 48
4.1.Xác định cao trình đỉnh đập: 48
4.1.1.Cao trình đỉnh đập: 48
Bảng 4.1: Bảng xác định hệ số triết giảm do độ nhám của mái: 49
Bảng 4.2 Bảng lưu lượng tràn trung bình cho phép. 50
4.1.2.Xác định hệ số mái : 50
4.2.Thiết kế các phân đoạn của đập : 50
Bảng 4.3 : Tổng hợp chiều cao sóng H 51
4.2.1.Thiết kế đoạn 1 của công trình : 51
4.2.1.1.Tính toán khối phủ mái : 51
Bảng 4.4 : Độ hư hỏng S cho 2 lớp gia cố 51
Bảng 4.5 : Bảng tra hệ số Kt 53
4.2.1.2.Xác định kích thước lớp đệm : 53
a Lớp đệm thứ nhất : 53
b Lớp đệm thứ hai : 53
4.2.1.3.Xác định kích thước lớp lõi : 54
4.2.1.4.Xác định kích thước lớp đệm đáy : 54
4.2.1.5 Xác định kích thước và vật liều cơ chân : 54
Hình 4.1 : Cơ chân vùng nước rất nông 55
Hình 4.2 : Cơ chân ở vùng nước nông 55
Hình 4.3 : Cơ chân ở vùng nước sâu 55
Hình 4.4 : Cao trình cơ chân. 56
Hình 4.5 : Đường tần suất mực nước tổng hợp tại điểm MC21 57
4.2.2.Thiết kế đoạn 2 của công trình : 57
4.2.2.1.Tính toán khối phủ mái : 57
4.2.2.2.Xác định kích thước lớp đệm : 58
a.Lớp đệm thứ nhất : 58
b Lớp đệm thứ hai : 59
4.2.2.3.Xác định kích thước lớp lõi : 59
4.2.2.4.Xác định kích thước lớp đệm đáy : 59
4.2.2.5 Xác định kích thước và vật liều cơ chân : 59
Hình 4.1 : Cơ chân vùng nước rất nông 60
Hình 4.2 : Cơ chân ở vùng nước nông 60
Hình 4.3 : Cơ chân ở vùng nước sâu 60
Hình 4.4 : Cao trình cơ chân. 61
Hình 4.6 : Đường tần suất mực nước tổng hợp tại điểm MC21 62
4.2.3.Tổng hợp kết quả của hai phân đoạn : 63
Bảng 4.6 : Tổng hợp kết quả của hai phân đoạn . 63
4.2.4.Tính toán kích thước phần đầu đập : 63
4.2.5.Xác định phần mở rộng đầu đập : 64
PL1 65