Đăng ký Đăng nhập
Trang chủ Giáo dục - Đào tạo Cao đẳng - Đại học đồ án kỹ thuật công trình biển thiết kế đê biển ninh phú – hậu lộc – thanh hóa...

Tài liệu đồ án kỹ thuật công trình biển thiết kế đê biển ninh phú – hậu lộc – thanh hóa

.DOC
89
654
117

Mô tả:

Đồ án tốt nghiệp Ngành : Kĩ Thuật Biển 1 LỜI CẢM ƠN Sau 14 tuần làm đồ án tốt nghiệp, với sự nỗ lực phấn đấu của bản thân và được sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo Th.S.Nguyễn Quang Lương và Th.S Nguyễn Huyền Nga cùng các thầy cô giáo trong khoa Kỹ thuật Biển - trường Đại học Thủy lợi, em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình, với đề tài: “Thiết kế đê biển Ninh Phú – Hậu Lộc – Thanh Hóa” . Thời gian làm đồ án tốt nghiệp là một khoảng thời gian có ích để em có điều kiện hệ thống lại kiến thức đã được học và giúp em biết cách áp dụng lí thuyết vào thực tế, làm quen với công việc của một kỹ sư thiết kế công trình biển. Đây là đồ án tốt nghiệp sử dụng tài liệu thực tế công trình thủy lợi và vận dụng tổng hợp các kiến thức đã học. Dù bản thân đã hết sức cố gắng nhưng do nội dung đồ án nên trong đồ án em chưa giải quyết hết các trường hợp có thể xảy ra. Mặt khác trình độ bản thân còn nhiều hạn chế nên trong đồ này không tránh khỏi những thiếu sót. Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Th.S.Nguyễn Quang Lương và Th.S Nguyễn Huyền Nga đã trực tiếp hướng dẫn, cung cấp tài liệu, thông tin, cũng như định hướng đồ án và tận tình chỉ bảo giúp đỡ em trong suốt quá trình làm đồ án. Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn toàn thể các thầy cô giáo, Trường Đại học Thủy Lợi, Khoa Kỹ Thuật Biển đã tạo cho em một môi trường học tập lành mạnh, cho em những cơ hội để phấn đấu, rèn luyện, và trưởng thành trong suốt 4,5 năm học tập tại trường. Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội ngày 15 tháng 01 năm 2011 Sinh Viên Nguyễn Thành Trung SVTH:Nguyễn Thành Trung Lớp:48B Đồ án tốt nghiệp 2 Ngành : Kĩ Thuật Biển Mục Lục LỜI CẢM ƠN..............................................................................................................................1 Hà Nội ngày 15 tháng 01 năm 2011........................................................................................1 Nguyễn Thành Trung................................................................................................................1 CHƯƠNG 1 : MỞ ĐẦU............................................................................................................4 1.1 Giới thiệu khu vực nghiên cứu..................................................................................................4 1.2 Xác định vấn đề..........................................................................................................................4 1.3 Mục tiêu của đồ án.....................................................................................................................5 1.4 Phạm vi của đồ án......................................................................................................................5 1.5 Nội dung đồ án............................................................................................................................6 1.6 Phương pháp thực hiện..............................................................................................................6 CHƯƠNG 2 : TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU.................................................7 2.1 Đặc điểm tự nhiên......................................................................................................................7 2.1.1 Vị trí địa lí..............................................................................................................................................7 2.1.2 Đặc điểm địa hình.................................................................................................................................8 2.1.3 Đặc điểm địa chất và bùn cát................................................................................................................8 2.2 Điều kiện khí hậu.....................................................................................................................13 2.2.1 Đặc điểm khí tượng.............................................................................................................................13 2.2.2 Đặc điểm thủy hải văn........................................................................................................................13 2.3 Đặc điểm dân sinh kinh tế-xã hội............................................................................................14 2.3.1 .Dân số, xã hội.....................................................................................................................................14 2.3.2 Nông nghiệp và ngư nghiệp................................................................................................................14 2.3.3 Công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp.................................................................................................14 2.3.4 Giao thông vận tải...............................................................................................................................15 2.3.5 Nguồn điện..........................................................................................................................................15 2.3.6 Nước dùng cho các ngành kinh tế khác và sinh hoạt.......................................................................15 2.3.7 Điều kiện vệ sinh và sức khoẻ cộng đồng..........................................................................................15 2.3.8 Các lĩnh vực liên quan khác...............................................................................................................15 CHƯƠNG 3 : PHÂN TÍCH NGUYÊN NHÂN VÀ LỰA CHỌN GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH.....................................................................................................................................17 3.1 Hiện trạng khu vực nghiên cứu:.............................................................................................17 3.1.1 Các vấn đề về xói bồi vùng biển Hậu Lộc..........................................................................................17 3.1.2 Hiện trạng tuyến công trình...............................................................................................................18 3.1.3 Nguyên nhân gây sạt lở và phá hỏng đê............................................................................................21 3.2 Các giải pháp bảo vệ................................................................................................................21 3.2.1 Không làm gì và di dời,dịch chuyển tới nơi an toàn..........................................................................21 3.2.2 Giải pháp phi công trình.....................................................................................................................21 3.2.3 Giải pháp công trình – Giải pháp “cứng”.........................................................................................22 3.3 Lựa chọn giải pháp kết cấu bảo vệ bờ khu vực nghiên cứu..................................................23 CHƯƠNG 4 : TÍNH TOÁN ĐIỀU KIỆN THỦY HẢI VĂN THIẾT KẾ..............................24 4.1 Xác định cấp công trình và tiêu chuẩn thiết kế......................................................................24 4.1.1 Xác định cấp công trình......................................................................................................................24 4.2 Tính toán mực nước thiết kế...................................................................................................25 4.2.1 Các thành phần của mực nước thiết kế.............................................................................................25 4.3 Tính toán các tham số sóng thiết kế........................................................................................28 4.3.1 Xác định các tham số sóng nước sâu.................................................................................................28 SVTH:Nguyễn Thành Trung Lớp:48B Đồ án tốt nghiệp 3 Ngành : Kĩ Thuật Biển CHƯƠNG 5 : THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH BẢO VỆ..............................................................42 5.1 Tính toán các cao trình thiết kế...............................................................................................42 5.1.1 Sơ bộ mặt cắt đê...................................................................................................................................42 5.1.2 Xác định cao trình đỉnh đê.................................................................................................................43 5.2 Tính toán kích thước hình học các mặt cắt thiết kế điển hình..............................................49 5.2.1 Chiều rộng đỉnh đê..............................................................................................................................49 5.2.2 Tính toán kích thước lớp bảo vệ mái..................................................................................................50 5.2.3 Tính toán thiết kế lớp đệm..................................................................................................................53 5.2.4 Tính toán cấu kiện bảo vệ chân kè.....................................................................................................53 5.3 Tính toán chi tiết phạm vi kích thước kết cấu bảo vệ cho các mặt cắt thiết kế điển hình...58 5.3.1 Kết cấu thân đê....................................................................................................................................58 5.3.2 Kết cấu đỉnh đê....................................................................................................................................59 5.3.3 Mái phía biển.......................................................................................................................................59 5.3.4 Mái phía đồng......................................................................................................................................60 5.3.5 Chân kè................................................................................................................................................60 5.4 Tính toán ổn định mái đê bằng phần mềm Geo-Slope...........................................................61 5.4.1 Giới thiệu về phần mềm Geoslope V.6 sử dụng để tính ổn định tổng thể cho công trình...............61 5.4.2 Trình tự tính toán................................................................................................................................61 5.4.3 Tính ổn định mái phía đồng...............................................................................................................68 5.4.4 Tính ổn định mái phía biển................................................................................................................70 6.1 Xác định kết cấu đặt tường đỉnh.............................................................................................72 6.2 Tính toán các lực tác dụng lên tường chắn sóng....................................................................72 6.3 Tính ổn định tường chắn sóng.................................................................................................78 CHƯƠNG 7 : GIẢI PHÁP THI CÔNG..................................................................................81 7.1 TRÌNH TỰ THI CÔNG...........................................................................................................81 7.1.1 Thi công phần đất...............................................................................................................................81 7.1.2 Thi công vải lọc...................................................................................................................................84 7.1.3 Thi công dăm đệm..............................................................................................................................84 7.1.4 Thi công cấu kiện................................................................................................................................84 7.1.5 Thi công phần bê tông........................................................................................................................85 7.1.6 Thi công phần đá xây..........................................................................................................................85 7.1.7 Thi công phần trồng cỏ mái phía đồng..............................................................................................86 CHƯƠNG 8: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...........................................................................87 8.1 Kết Luận..................................................................................................................................87 8.2 Kiến Nghị..................................................................................................................................87 SVTH:Nguyễn Thành Trung Lớp:48B Đồ án tốt nghiệp 4 Ngành : Kĩ Thuật Biển CHƯƠNG 1 : MỞ ĐẦU 1.1 Giới thiệu khu vực nghiên cứu Huyện Hậu Lộc tỉnh Thanh Hóa là huyện đồng bằng ven biển, cách trung tâm thành phố Thanh Hoá 25 km về phía đông bắc. Phía bắc giáp huyện Nga Sơn, Hà Trung; phía nam và phía tây giáp huyện Hoằng Hoá; phía đông giáp biển Ðông nên khá thuận lợi cho phát triển kinh tế biển. Ðiều kiện tự nhiên rất đa dạng, giàu tiềm năng với 3 vùng: vùng đồi, vùng đồng bằng chủ yếu là phù sa và vùng ven biển. Hệ thống giao thông của Hậu Lộc khá phát triển do có Quốc lộ 1A, tuyến đường sắt Bắc Nam và Quốc lộ 10 chạy qua. Những yếu tố này đã tạo điều kiện thuận lợi cho kinh tế Hậu Lộc phát triển trên các lĩnh vực nông - lâm nghiệp, thuỷ hải sản, công nghiệp, thủ công nghiệp và dịch vụ. Với đường bờ biển dài 12 km, cùng 2 cửa lạch lớn (Lạch Trường và Lạch Sung) nên ở đây kinh tế biển là ngành kinh tế đóng vai trò quan trọng. Hậu Lộc có đầy đủ ba dạng địa hình, từ đồng bằng thuộc các xã Lộc Tân, Thịnh Lộc, Xuân Lộc, Hoa Lộc, Phú Lộc..., đến vùng đồi núi thuộc các xã Triệu Lộc, Tiến Lộc, Thành Lộc, Châu Lộc, Đại Lộc, Đồng Lộc... và ven biển là các xã Hòa Lộc, Ngư Lộc, Hải Lộc, Minh Lộc, Hưng lộc, Đa Lộc. Theo số liệu điều tra 1/4/2009, toàn huyện có tất cả 163 971 nhân khẩu.Giá trị tổng sản phẩm GDP năm 2005 đạt 755 tỷ đồng. Tốc độ tăng trưởng bình quân 5 năm(2000-2005) đạt 9,6 %.Cơ cấu kinh tế năm 2005. Nông – Lâm- ngư nghiệp: 55 %; Công nghiệp – tiểu thủ công nghiệp – xây dựng ( CN-TTCS-XD): 14,2 %; Thương mại – dịch vụ 30,8 %. 1.2 Xác định vấn đề Tuyến đê biển thuộc các xã ven biển Hậu Lộc từ năm 1991 đến năm 1996 đã có 6300m kè được xây dựng. Đến năm 1995 cơn bão số 5 đã làm sập hoàn toàn 700m thuộc 2 xã Ngư Lộc và Hải Lộc. Năm 1996 đoạn kè này được làm lại với chiều dài 710m theo hình thức kết cấu bê tông tấm ghép, chân khay ống buy và đá đổ. Đến năm 2002 được làm thêm 3500m. Đoạn đê, kè biển Ninh Phú hiện nay nằm trên địa bàn ba xã Đa Lộc, Hưng Lộc và Ngư Lộc huyện Hậu Lộc bắt đầu từ đoạn cuối kè lát cấu kiện bê tông năm 2002 (Kè I-Vích) đến cuối kè PAM 4617 xây dựng năm 1997. Đoạn này hiện tại mới có 853m đê từ giáp kè I-Vích đến sau cống Ba Gồ, còn lại chưa có đê. SVTH:Nguyễn Thành Trung Lớp:48B Đồ án tốt nghiệp 5 Ngành : Kĩ Thuật Biển Tháng 3 năm 2005. Dự án đầu tư xây dựng công trình Đê, kè biển Ninh Phú đã được lập và được phê duyệt tại Quyết định số: 1341/QĐ-CT ngày 23/5/2005 của Chủ tịch UBND tỉnh Thanh Hoá. Tháng 4 năm 2005. Công trình Đê, kè biển Ninh Phú đã được lập TKKT-BVTC cho 546,7m từ K0+863,5-K1+410,2 và được phê duyệt tại Quyết định số: 1436/QĐCT ngày 30/5/2005 của Chủ tịch UBND tỉnh Thanh Hoá. Tháng 9 năm 2005 trong khi đoạn đê, kè 546,7m nêu trên đang được thi công và các đoạn còn lại đang được hoàn thiện hồ sơ TKKT-TC thì gặp bão số 7, trận bão đã phá hỏng đoạn đê hiện có từ giáp kè I-Vích đến sau cống Ba Gồ và phá huỷ hoàn toàn đoạn đang thi công. Sức phá hoại của bão và sóng biển với công trình đê biển là rất lớn. Vì vậy cần xây dựng tuyến đê đảm bảo an toàn cho tính mạng và tài sản của nhân dân, đảm bảo ngăn không cho nước mặn tràn vào đồng các xã vùng ven biển. 1.3 Mục tiêu của đồ án -Nghiên cứu các đặc điểm địa lý tự nhiên huyện Hậu Lộc bao gồm các mặt:vị trí địa lý,địa hình, địa mạo,khí tượng,khí hậu,thủy hải văn và hiện trạng kinh tế xã hội để nêu bật lên tính cấp thiết của đề tài. -Đánh giá hiện trạng tuyến đê biển,phân tích các diễn biến và các nguyên nhân gây nên các sự cố của đê biển. -Nghiên cứu các tiêu chuẩn về phân cấp đê biển và tiêu chuẩn thiết kế đê biển để làm cơ sở cho việc thiết kế đê biển khu vực 1.4 Phạm vi của đồ án Tuyến đê, kè biển Ninh Phú thuộc dự án nằm trên địa bàn ba xã Đa Lộc, Hưng Lộc và Ngư Lộc huyện Hậu Lộc bắt đầu từ đoạn cuối kè I-Vích đến cuối kè PAM 4617 Tu bổ, khôi phục đê, kè Ninh Phú đoạn từ giáp kè I-Vích đến sau cống Ba Gồ dài 853m. Xây dựng mới tuyến đê, kè Ninh Phú đoạn từ K0+666,8-K4+036,2. Đối với đoạn đê có đông dân cư ngay sau đê; đoạn từ giáp kè I-Vích đến sau cống Ba Gồ và đoạn K1+767,4 – K3+083,9 (từ sau thôn Ninh Phú đến đầu trục tiêu T8): Cấp bão đưa vào tính toán thiết kế là cấp 10. Đối với các đoạn đê còn lại : Cấp bão đưa vào tính toán thiết kế là cấp 9. 1.5 Nội dung đồ án SVTH:Nguyễn Thành Trung Lớp:48B Đồ án tốt nghiệp 6 Ngành : Kĩ Thuật Biển Đồ án gồm 8 chương gồm : Chương 1 : Mở đầu. Chương 2 : Tổng quan về khu vực nghiên cứu. Chương 3 : Phân tích nguyên nhân và lựa chọn giải pháp công trình. Chương 4 : Tính toán điều kiện thủy hải văn thiết kế. Chương 5 : Thiết kế công trình bảo vệ. Chương 6 : Chuyên đề tính toán ổn định tường đỉnh. Chương 7: Giải pháp thi công. Chương 8: Kết luận. 1.6 Phương pháp thực hiện -Thu thập các tài liệu, dự án, các công trình bảo vệ bờ và các số liệu địa chất, thủy hải văn để phục vụ cho việc phân tích, tính toán, xác định nguyên nhân xói lở bờ biển. -Ứng dụng các tiêu chuẩn thiết kế đê (14TCN 130 – 2002) trong việc tính toán xác định các thông số thiết kế của đê biển.Bao gồm: xác định cao trình mặt đê, cao trình tường chắn sóng, chiều rộng mặt đê, kích thước cấu kiện lát mái đê…..đồng thời áp dụng lý thuyết mới và các phần mềm tính toán (phần mềm Cresswin, slope) để tính toán vận chuyển bùn cát dọc bờ. -Kế thừa những nghiên cứu trước đây và tìm hiểu các giải pháp bảo vệ bờ biển cũng ở Hậu Lộc-Thanh Hóa để đề xuất các giải pháp bảo vệ đê biển. SVTH:Nguyễn Thành Trung Lớp:48B Đồ án tốt nghiệp 7 Ngành : Kĩ Thuật Biển CHƯƠNG 2 : TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 2.1 Đặc điểm tự nhiên 2.1.1 Vị trí địa lí Hậu Lộc là huyện ven biển của tỉnh Thanh Hóa với tổng diện tích:141,5km2.Bao gồm thị trấn Hậu Lộc và 25 xã: Châu Lộc, Triệu Lộc, Đại Lộc, Đồng Lộc, Thành Lộc, Cầu Lộc, Phong Lộc, Tuy Lộc, Quang Lộc, Liên Lộc, Hưng Lộc, Đa Lộc, Ngư Lộc, Minh Lộc, Hải Lộc, Hoa Lộc, Phú Lộc, Hoà Lộc, Xuân Lộc, Thịnh Lộc, Lộc Tân, Lộc Sơn, Tiến Lộc, Mỹ Lộc và Văn Lộc. Khu vực ven biển huyện Hậu Lộc thuộc dải đất bồi lắng của phù sa sông biển bao gồm 5 xã Đa Lộc, Hưng Lộc, Minh Lộc, Hải Lộc và Ngư Lộc. Tổng diện tích đất tự nhiên 2.799 ha với chiều dài bờ biển hơn 10 km. + Phía bắc là đê hữu sông Lèn; + Phía nam là đê tả Lạch Trường; + Phía Tây là đê kênh De; + Phía Đông là biển. Xung quanh khu vực là sông và biển nên có nhiều bất lợi trong việc phòng chống thiên tai do bão lũ gây ra. Bờ biển Hậu Lộc có những nét riêng biệt so với các đoạn bờ biển khác: Nằm giữa 2 cửa sông đồng thời ở phía Nam bị chắn bởi dãy núi Sơn Trang (hữu sông Lạch Trường) nhô ra ngoài biển, phía Bắc có bãi bồi Nga Sơn và Kim Sơn (Ninh Bình) ngày càng phát triển rộng ra phía biển tạo cho bờ biển Hậu Lộc có dạng cong lõm, ngoài ra phía ngoài cách bờ biển khoảng 2km có hòn Nẹ. Tất cả những yếu tố trên đều có tác động đến quá trình diễn biến bờ biển Hậu Lộc. SVTH:Nguyễn Thành Trung Lớp:48B Đồ án tốt nghiệp 8 Ngành : Kĩ Thuật Biển Hình 1. 1 Bản đồ hành chính huyện Hậu Lộc 2.1.2 Đặc điểm địa hình Địa hình bãi biển phẳng, thoải và nông, độ dốc bãi nhỏ. Trong phạm vi cách bờ 1000 m, độ dốc bãi là 0,4%. Dưới cao trình +0,5 không thấy hiện tượng bãi biển bị xói hoặc bồi. Tuy nhiên khi gặp gió, bão lớn các cồn cát và bãi phi lao ven biển (trên cao trình +0,5) bị bào mòn bề mặt và sạt lở vào phí bờ làm biến đổi lớn địa hình bãi vốn có. Đặc điểm này rất quan trọng để xem xét việc cần thiết khi lựa chọn biện pháp bảo vệ bãi. Cao trình mặt đất tự nhiên khoảng +2,0 đến +3,70 trên bờ và +0,0 đến +0,60 phần dưới nước. Trên toàn bộ diện tích đó chủ yếu là rừng phi lao chống cát. Nước luôn luôn đục do sự vận chuyển phù sa của hai con sông Lạch Trường và sông Lèn chuyển ra biển, gặp tác động ngược chiều của sóng vì vậy lượng phù xa đó lại dạt vào bờ và lắng đọng tạo bùn ở khu vực cách đê kè khoảng 200 m về phía biển. Xuất phát từ lý do đó cho nên bờ biển tại đây có phủ một lớp bùn màu nâu tương đối dày từ 0,2 đến 1 m. Mặt khác do ảnh hưởng của dòng chảy ven bờ với tác động của hai mũi nhô của bãi ven 2 cửa sông Lèn và sông Lạch Trường tạo ra quy luật bồi lở tự nhiên vùng chân bãi trong trường hợp triều cao có gió mùa đông bắc, gió tây nam với tốc độ lớn hoặc gió bão. 2.1.3 Đặc điểm địa chất và bùn cát a)Các chỉ tiêu cơ lý của đất nền Qua công tác khoan thăm dò và một số mẫu thí nghiệm (Tài liệu khảo sát năm 2002) cho thấy địa tầng trong phạm vi khảo sát tương đối đơn giản, kể từ trên xuống bao gồm các lớp sau: + Lớp 1: SVTH:Nguyễn Thành Trung Lớp:48B Đồ án tốt nghiệp Ngành : Kĩ Thuật Biển 9 Bảng 1. 1 Bảng chỉ tiêu cơ lí lớp 1 1 Chỉ Tiêu Thành phần hạt TT Kí Hiệu Đơn vị Giá Trị TB 0,01 – 0,05 mm P % 7,5 0,05 – 0,1 mm P % 36,1 0,1 – 0,25 mm P % 30,4 0,25 – 0,5 mm P % 22,2 0,5 – 2,0 mm P % 3,8 2 Tỷ Trọng  3 Góc nghỉ của cát khi khô k k Độ 30040' 4 Góc nghỉ của cát khi ướt ư ư Độ 23058 5 Hệ số rỗng ở trạng thái xốp nhất exn 1,16 6 Hệ số rỗng ở trạng thái chặt nhất ecn 0,79 7 Độ chặt của cát D 0,34 2,67 + Lớp 2: SVTH:Nguyễn Thành Trung Lớp:48B Đồ án tốt nghiệp Ngành : Kĩ Thuật Biển 10 Bảng 1. 2 Bảng chỉ tiêu cơ lí lớp 2 TT Tên chỉ tiêu Kí Hiệu Đơn Vị Giá Trị TB 1 Độ ẩm tự nhiên W % 33,5 2 Khối lượng thể tích n g/cm3 1,80 3 Khối lượng thể tích khô k g/cm3 1,35 4 Tỷ trọng  g/cm3 2,69 5 Hệ số rỗng 0 6 Độ rỗng n % 49,9 7 Độ bão hòa G % 90,5 8 Giới hạn chảy Wch % 35,0 9 Giới hạn dẻo Wd % 23,1 10 Chỉ số dẻo Id % 11,9 11 Độ sệt B 12 Lực dính đơn vị C kG/cm2 0,725 13 Góc ma sát trong  Độ 12016' 14 Hệ số nén lún A1-2 cm2/kG 0,074 15 Hệ số thấm K cm/s 4,9x10-4 1,00 0,87 b.Các chỉ tiêu cơ lí của đất đắp: SVTH:Nguyễn Thành Trung Lớp:48B Đồ án tốt nghiệp Ngành : Kĩ Thuật Biển 11 Bảng 1. 3 Các chỉ tiêu cơ lí của vật liệu cát đắp 1 Chỉ Tiêu Thành phần hạt TT Kí Hiệu Đơn vị Giá Trị TB 0,01 – 0,05 mm P % 4,5 0,05 – 0,1 mm P % 40,0 0,1 – 0,25 mm P % 33,3 0,25 – 0,5 mm P % 18,2 0,5 – 2,0 mm P % 4,0 2 Tỷ Trọng  3 Góc nghỉ của cát khi khô k k Độ 31005’ 4 Góc nghỉ của cát khi ướt ư  Độ 23022’ 5 Hệ số rỗng ở trạng thái xốp nhất exn 1,14 6 Hệ số rỗng ở trạng thái chặt nhất ecn 0,73 7 Độ chặt của cát D 0,61 8 Độ ẩm bão hòa Wbh % 20,4 9 Dung trọng bão hòa lớn nhất max g/cm3 1,93 SVTH:Nguyễn Thành Trung 2,68 Lớp:48B Đồ án tốt nghiệp Ngành : Kĩ Thuật Biển 12 Bảng 1. 4 Các chỉ tiêu cơ lí của vật liệu đất đắp TT Tên chỉ tiêu Kí Hiệu Đơn Vị Giá Trị TB 1 Độ ẩm tự nhiên W % 17,1 2 Khối lượng thể tích n g/cm3 1,90 3 Khối lượng thể tích khô k g/cm3 1,62 4 Tỷ trọng  g/cm3 2,70 5 Hệ số rỗng 0 6 Độ rỗng n % 39,9 7 Độ bão hòa G % 69,6 8 Giới hạn chảy Wch % 39,7 9 Giới hạn dẻo Wd % 23,6 10 Chỉ số dẻo Id % 16,1 11 Độ sệt B 12 Lực dính đơn vị C kG/cm2 0,513 13 Góc ma sát trong  Độ 16049' 14 Hệ số nén lún A1-2 cm2/kG 0,018 15 Hệ số thấm K cm/s 4,8x10-5 0,66 -0,40 c.Vật liệu xây dựng Đá: Lấy tại Hà Tân – Hà Trung . Cát: lấy tại Đò Lèn. Xi măng, sắt thép và các vật liệu khác lấy tại thị trấn Hậu Lộc. Xi măng dùng xi măng PC30 Bỉm Sơn, sắt thép dùng sắt thép của Công ty gang thép Thái Nguyên. Đất đắp cấp 3 thân đê và đường thi công lấy tại núi Ngẳn – xã Quang Lộc, diện tích khai thác khoảng 60.000m2. Khối lượng khoảng 90.000m3. Cự ly vận chuyển tính đến giữa tuyến công trình dài trung bình 11,3-15 km. SVTH:Nguyễn Thành Trung Lớp:48B Đồ án tốt nghiệp 13 Ngành : Kĩ Thuật Biển 2.2 Điều kiện khí hậu 2.2.1 Đặc điểm khí tượng Lượng mưa trung bình hàng năm khoảng 1600-2300mm, mỗi năm có khoảng 90130 ngày mưa. Độ ẩm tương đối từ 85% đến 87%, số giờ nắng bình quân khoảng 1600-1800 giờ. Nhiệt độ trung bình 230C - 240C, nhiệt độ giảm dần khi lên vùng núi cao 2.2.2 Đặc điểm thủy hải văn a.Thủy triều Vùng biển Hậu Lộc mang tính chất chế độ thuỷ triều biển Bắc bộ và chuyển tiếp trung bộ nên chế độ nhật triều không đều. Trong một chu kỳ triều có 50% thời gian mực nước triều lớn hơn cao trình 0,00 khoảng 25% thời gian có mực nước triều lớn hơn +1,00. b.Gió Gió: gió thịnh hành ở vùng biển Hậu Lộc là gió Đông Bắc và Đông Nam. Hướng gió Đông Bắc có tốc độ cấp 5 trở lên chiếm 17,1 %, hướng gió Đông Nam chiếm 29,7%. Hướng gió Đông Bắc tạo với bờ góc 200 - 300, hướng gió Đông Nam với bờ góc 600 - 700. Gió Đông Nam chiếm ưu thế và hiện tượng xói bãi, sạt lở bờ Hậu Lộc trội hơn trong mùa hè. Bão: Theo số liệu thống kê 30 năm gần đây thì vùng bờ biển Thanh Hoá chịu ảnh hưởng của bão bình quân 1,2 cơn bão/ năm. Trong đó có 30 % số cơn bão có gió trên cấp 10. Bão đổ bộ vào thời gian mực nước triều ở các cao độ khác nhau, đa số đều ở lúc triều thấp và trung bình. Mặc dầu vậy đê biển Hậu Lộc đều bị hư hỏng sau các đợt bão, ngay cả khi triều ở mức trung bình và thấp. Nước dâng: Theo tài liệu về nước dâng phân bố theo đoạn bờ từ 1960- 1990 trong tổng quan đê biển Việt Nam thì bờ biển Hậu Lộc nằm trong đoạn bờ có độ lớn nước dâng 2,0- 2,5 m tần suất 3%; 1,5- 2 m là 8%; 1,0-1,5 m là 17%, 0,5- 1m là 38%. Một số tài liệu khảo sát thực tế trong các cơn bão cũng cho thấy bờ biển Hậu lộc là đoạn bờ có độ cao nước dâng vào loại khá lớn. Ví dụ: Bão số 6 năm 1960 gió cấp 10, mực nước dâng 1,77m. Bão số 3 năm 1987 gió cấp 9, nước dâng 1,5m. SVTH:Nguyễn Thành Trung Lớp:48B Đồ án tốt nghiệp 14 Ngành : Kĩ Thuật Biển 2.3 Đặc điểm dân sinh kinh tế-xã hội 2.3.1 .Dân số, xã hội Hệ thống đê kè biển Hậu Lộc bảo vệ cho 5 xã vùng biển huyện Hậu Lộc là: Đa Lộc, Hưng Lộc, Minh Lộc, Hải Lộc và Ngư Lộc với diện tích tự nhiên là 2.799 ha, dân số 61.778 người. Vùng dự án thuộc địa phận 3 xã Ngư Lộc, Hưng Lộc và Đa Lộc với tổng diện tích đất tự nhiên 1.976ha. Trong đó diện tích đất nông nghiệp là 1.097ha. Dân số 39.699 người. Tuy nhiên diện tích đất sử dụng đang ngày càng bị thu hẹp lại do sự bùng nổ dân số và mấy năm gần đây biển lại lấn vào làng, đặc biệt là đoạn bờ biển khu vực tiếp giáp với đoạn cuối đê kè Hậu Lộc (đoạn bờ biển thuộc xã Đa Lộc) nên nhu cầu về đất và bảo vệ đất là vấn đề thời sự cấp bách. 2.3.2 Nông nghiệp và ngư nghiệp a.Nông nghiệp Ngành sản xuất trong vùng chủ yếu là nông nghiệp, các ngành kinh tế khác như: làm chiếu, sản xuất muối,v.v... hầu như không phát triển. Tổng số người làm nông nghiệp là 15.923 người trong đó xã Đa Lộc là 7.341 người, Hưng Lộc là 8.492 người. Cây trồng chủ yếu trong vùng là trồng lúa, lương thực bình quân đầu người đạt 480kg/người/năm (Đa Lộc) và 315kg/ngươi/năm(Hưng Lộc). Tổng sản lượng lương thực của cả hai xã là 7.043 tấn. b.Ngư nghiệp. Ngoài nghề nông, trong vùng dự án còn có nghề đánh bắt và nuôi trồng thuỷ sản tuy nhiên hai nghề này còn kém phát triển. Cả hai xã có tổng cộng 55 thuyền đánh cá nhưng chủ yếu là thuyền nhỏ, công suất bé không có khả năng đánh bắt xa bờ, sản lượng thuỷ sản đánh bắt và nuôi trồng hàng năm đạt 539 tấn (Hưng Lộc 390 tấn). Với bờ biển dài 12km có hệ thống giao thông đường thuỷ, bộ thuận tiện, tiềm năng kinh tế biển là rất lớn được Đảng bộ huyện khẳng định là ngành kinh tế mũi nhọn. Ngư nghiệp với 3.115 lao động chủ yếu tập trung chính ở xã Hưng Lộc (2.658 lao động). 2.3.3 Công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp Công nghiệp của huyện Hậu Lộc nói chung và vùng dự án nói riêng đều nằm trong tình trạng nghèo nàn lạc hậu. Trong vùng chỉ có nghề trồng cói với diện tích 56ha ở xã Đa Lộc. SVTH:Nguyễn Thành Trung Lớp:48B Đồ án tốt nghiệp 15 Ngành : Kĩ Thuật Biển 2.3.4 Giao thông vận tải Về đường thuỷ: Với bờ biển dài 12km có hệ thống giao thông đường thuỷ, rất thuận tiện Về đường bộ có đường nhựa từ Quốc lộ 1A vào tới xã Hoa Lộc, còn lại là đường đã được rải cấp phối. Đường giao thông nông thôn tương đối thuận tiện, có đường ra tới khu vực xây dựng kè. 2.3.5 Nguồn điện Nguồn điện ở đây đã được phát triển sớm, các địa phương trong vùng dự án đều đã có điện lưới quốc gia. 2.3.6 Nước dùng cho các ngành kinh tế khác và sinh hoạt Nước cho nhu cầu này chủ yếu là nguồn nước từ các sông và khai thác nước ngầm. Hình thức khai thác này chủ yếu khai thác thủ công nguồn nước dưới sông và thông qua kênh dẫn nước tưới qua vùng làng mạc kết hợp phục vụ cấp nước cho sinh hoạt, chăn nuôi... Nước sinh hoạt chủ yếu là nước ngầm trong đất khai thác bằng giếng khoan. 2.3.7 Điều kiện vệ sinh và sức khoẻ cộng đồng Trong vùng dự án đều đã có các trạm y tế của xã, người dân trong vùng dự án đều được chăm sóc tại chỗ khi bị ốm đau, bệnh tật. Hầu hết trẻ em trong vùng đều được tiểm chủng mở rộng. 2.3.8 Các lĩnh vực liên quan khác Trong vùng dự án, các địa phương đều có hệ thống truyền thanh, có các trạm bưu điện văn hoá xã. Hiện nay trong vùng dự án có 2 trường trung học cơ sở, 4 trường tiểu học và 6 trường mầm non với 132 lớp học và 4190 học sinh. Công tác hoạt động tuyên truyền văn hoá thông tin luôn được chính quyền địa phương quan tâm. Công tác chăm sóc thương binh, gia đình liệt sĩ và những người có công với cách mạng đều được địa phương quan tâm giúp đỡ. Từ năm 1994 đến nay kinh tế biển huyện Hậu Lộc tuy có một số mặt đang phát triển nhưng nhìn chung vẫn gặp rất nhiều khó khăn. Do tính tự phát của kinh tế hộ nên chủ yếu tàu thuyền là tàu nhỏ, toàn vùng dự án chỉ có tổng cộng 55 tàu thuyền các loại không có khả năng đánh bắt xa bờ do vậy tổng công suất khai thác thuỷ hải sản không SVTH:Nguyễn Thành Trung Lớp:48B Đồ án tốt nghiệp 16 Ngành : Kĩ Thuật Biển đạt được định mức. Trong khi đó vốn vay với lãi suất cao làm cho nhiều hộ ngư dân trở nên hết sức khó khăn. Đặc biệt thiên tai năm 1996 xảy ra liên tiếp ở huyện Hậu Lộc đã có 66 tàu thuyền bị đắm chìm, 118 người bị mất tích. Tổng giá trị thiệt hại về tài sản, tư liệu sản xuất lên tới 50 tỷ đồng. SVTH:Nguyễn Thành Trung Lớp:48B Đồ án tốt nghiệp 17 Ngành : Kĩ Thuật Biển CHƯƠNG 3 : PHÂN TÍCH NGUYÊN NHÂN VÀ LỰA CHỌN GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH 3.1 Hiện trạng khu vực nghiên cứu: 3.1.1 Các vấn đề về xói bồi vùng biển Hậu Lộc Các về vấn đề xói bồi vùng biển Hậu Lộc có thể chia ra hai loại: +Quá trình diễn biến lâu dài. +Quá trình bồi xói cấp tính *Quá trình diễn biến lâu dài:Tại đoạn bờ được xét xẩy ra hai quá trình trái ngược nhau:quá trình xói và quá trình bồi. + Quá trình bồi lâu dài: Khi dòng bồi tích dọc bờ gặp chướng ngại vật hoặc làm giảm lượng vận chuyển theo phương vận chuyển chính (dòng hội tụ) nó sẽ là nguồn cung cấp bùn cát cho bờ và là nhân tố gây bồi. Vì một phần bùn cát trong dòng bồi tích dọc bờ được lắng đọng ở phía bắc cửa Lạch Sung, tạo điều kiện cho doi cát cửa đáy- Nga Sơn lấn biển với tốc độ tương đối lớn. Một phần bùn cát còn lại vượt qua cửa Lạch Sung và lắng lại tại thềm triều của đoạn bờ Hậu Lộc nên bãi biển nhiều năm nay nông và bằng phẳng. + Quá trình xói lâu dài: Tại vùng biển Hậu Lộc điều đáng chú ý là do sự nhô ra của mũi đất Kim SơnNga Sơn làm gia tăng dòng ven trong trường hợp sóng từ hướng Đông Nam tác động vào thềm bờ đã vận chuyển bùn cát ra khỏi chân công trình và bờ. Tại đoạn bờ đê kè cửa Lạch Trường do được mỏm đất phía nam và núi che chắn nên bùn cát được tích tụ. Ngược lại phần bờ còn lại cũng chịu tác động mạnh của hiện tượng trên. Tuy nhiên đối với bờ biển Hậu Lộc còn có hiện tượng xói chủ yếu do tai biến đột xuất. Từ thực tế việc sạt lở bờ biển ở đây cho thấy: - Quá trình sạt lở bờ biển Hậu Lộc xẩy ra khi thuỷ triều cao (thường từ 0,50m trở lên), mực nước tiến sát chân bờ, gặp gió hướng Đông Nam hoặc Đông Bắc cấp 5, cấp 6 trở lên và nhất là gặp bão gây sóng lớn đập vào bờ moi sập cát chân bờ. Khi sóng rút kéo đất cát ra phía ngoài đồng thời sóng và dòng ven bờ mang bùn cát dịch chuyển đi nơi khác. Những hạt vật chất sau khi bị sóng bứt ra khỏi bờ không có khả năng di chuyển đi xa mà phần lớn được bồi lắng ở ngay phía ngoài nên bãi biển rất SVTH:Nguyễn Thành Trung Lớp:48B Đồ án tốt nghiệp 18 Ngành : Kĩ Thuật Biển nông và bằng phẳng. Quá trình trên được thúc đẩy rất nhanh vì địa chất ở đây là hạt mịn, thành phần hạt chủ yếu có d<0,2 mm. - Ngoài ra theo báo cáo kết quả nghiên cứu của Viện khoa học Việt Nam thì mấy năm gần đây nguồn phù sa sông Mã do dãy núi Sơn Trà (Hữu ngạn sông Lạch Trường) chắn lại gây bồi lắng ở phía Hoằng Hoá (Thanh Hoá) nên nguồn phù sa đưa đến ít hơn làm mất sự cân bằng nguồn phù sa bồi lắng ở bãi biển Hậu Lộc. Vì vậy hiện tượng sạt lở bờ có điều kiện phát triển mạnh hơn. *Quá trình bồi xói cấp tính: Quá trình bồi xói cấp tính xảy ra khi sóng lớn do bão thâm nhập đến bờ gây thiệt hại nghiêm trọng cho bờ và hệ thống đê biển. Đây là nguyên nhân chính, trực tiếp đến an toàn của tuyến đê kè biển Hậu Lộc. Giải pháp công trình để nâng cấp đê kè biển Hậu Lộc căn cứ chủ yếu vào nguyên nhân tai biến đột xuất nói trên. 3.1.2 Hiện trạng tuyến công trình Tuyến đê biển thuộc các xã ven biển Hậu Lộc từ năm 1991 đến năm 1996 đã có 6300m kè được xây dựng. Đến năm 1995 cơn bão số 5 đã làm sập hoàn toàn 700m thuộc 2 xã Ngư Lộc và Hải Lộc. Năm 1996 đoạn kè này được làm lại với chiều dài 710m theo hình thức kết cấu bê tông tấm ghép, chân khay ống buy và đá đổ. Đến năm 2002 được làm thêm 3500m. Đoạn đê, kè biển Ninh Phú hiện nay nằm trên địa bàn ba xã Đa Lộc, Hưng Lộc và Ngư Lộc huyện Hậu Lộc bắt đầu từ đoạn cuối kè lát cấu kiện bê tông năm 2002 (Kè I-Vích) đến cuối kè PAM 4617 xây dựng năm 1997. Đoạn này mới có 853m đê từ giáp kè I-Vích đến sau cống Ba Gồ, còn lại chưa có đê. -Hiện trạng đoạn đê, kè biển Ninh Phú : Đoạn từ K0 - K0+853 kè đã được lát đá có chiều dày từ (30-80)cm. Qua đào hố thăm dò chúng tôi thấy từ chân kè đến cao trình +3,50 chiều dày lát đá là 80cm, từ cao trình +3,50 đến đỉnh kè lát đá dày 30cm, lớp đá dăm lót bằng đá 4x6 dày 10cm, có mái phía biển m=4-5 và mái phía đồng m=1-2. Một số đoạn đá lát mái kè đã bị sạt lở xuống chân kè. Trước bão số 7 đoạn đê, kè này còn khá tốt cao trình đỉnh đê từ +4,0 4,5m, mặt rộng từ 3 - 5m, mặt đê và mái trong đồng chưa được gia cố, kè mái phía biển đã được lát đá. Tuy nhiên trận bão số 7 tháng 9 năm 2005 đoạn đê trên đã bị phá hỏng hoàn toàn 370m, đoạn còn lại mái kè cũng bị phá hỏng nghiêm trọng, nay mới được địa phương hàn khẩu tạm thời đến cao trình +3,5m, bề rộng mặt từ 3 - 4m. SVTH:Nguyễn Thành Trung Lớp:48B Đồ án tốt nghiệp 19 Ngành : Kĩ Thuật Biển Hình 1. 2 Đoạn từ K0  K0+853 đê biển Ninh Phú sau cơn bão số 7 năm 2005 + Đoạn từ K0+853-K1+410 dài 547m. Trước bão số 2 và số 6 tháng 7 năm 2005 đoạn này là bãi cát có cao trình từ 2-3,0m, bãi biển ở cao trình 0-0,5m phẳng và rộng ra phía biển từ 200 đến 1000m. Sau 2 trận bão trên đoạn này bị sạt lở nghiêm trọng từ 2-10m. Hình 1. 3 Đoạn từ K0 +853K1+410 dài 547m trước bão số 2 và số 6 tháng 7 năm 2005 Tháng 6 năm 2005 đoạn này đã được đầu tư xây dựng đê, kè kiên cố thiết kế với mức độ gió bão cấp 9 và triều trung bình, cao trình đỉnh đê ở +5,0m. SVTH:Nguyễn Thành Trung Lớp:48B Đồ án tốt nghiệp 20 Ngành : Kĩ Thuật Biển Tháng 7 và tháng 9 năm 2005 trong khi đoạn đê đang được thi công khẩn trương thì gặp liên tiếp 2 trận bão số 6 và số 7 làm phá hủy hoàn toàn những gì đã làm được. Hình 1. 4 Đoạn từ K0 +853K1+410 dài 547m sau bão số 2 và số 6 tháng 7 năm 2005 +Đoạn từ K1+410 đến giáp đê PAM4617 đoạn này hiện nay chưa có đê, là bãi cát trồng phi lao có cao trình từ +1,5 - 2,50m. Phía biển là bãi bùn cát có chiều rộng trên 300m ra phía biển. Đoạn cuối khoảng 800m đến hết đê PAM4617 là rừng sú dày đặc cây cao 2-3m, bề rộng khoảng 100-200m. Hình 1. 5 Đoạn từ K1 +410 đến giáp đê PAM4617 SVTH:Nguyễn Thành Trung Lớp:48B
- Xem thêm -

Tài liệu liên quan