Tài liệu Nghiên cứu đề xuất các giải pháp công trình bảo vệ bờ sông khu vực bán đảo thanh đa từ khu biệt thự lý hoàng đến trung tâm cai nghiện ma tuý thanh đa”

LỜI CÁM ƠN Sau sáu tháng thực hiện luận văn thạc sĩ “Nghiên cứu đề xuất các giải pháp công trình bảo vệ bờ sông khu vực bán đảo Thanh Đa từ khu biệt thự Lý Hoàng đến Trung tâm cai nghiện ma tuý Thanh Đa” với sự nỗ lực của bản thân, sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô, bạn bè, gia đình và các đồng nghiệp, tác giã đã hoàn thành dược luận văn. Tác giả xin bày tỏ sự biết ơn sâu sắc đối với Ban giám hiệu, các thầy cô Khoa Sau Đại học, Khoa Công trình trường Đại học Thuỷ lợi đã hết lòng giảng dạy, nhiệt tình giúp đỡ trong suốt qua trình học tập cũng như thực hiện luận văn này, trang bị những kiến thức tiên tiến nhất về khoa học kỹ thuật công trình thủy lợi. Tác giả chân thành cám ơn Viện Khoa học Thuỷ lợi miền Nam, Trung tâm Nghiên cứu Chỉnh trị sông & Phòng chống Thiên tai, các đồng nghiệp và bạn bè đã nhiệt tình giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả trong quá trình học tập và thực hiện luận văn. Đặc biệt tác giả xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS.TS Nguyễn Thế Biên, người trực tiếp hướng dẫn định hướng chuyên môn và chỉ đạo những kiến thức khoa học trong suốt thời gian học viên làm luận văn. Luận văn này không thể hoàn thành nếu không có sự giúp đỡ của thầy. Mặc dù đã rất cố gắng trong quá trình thực hiện nhưng luận văn không thể tránh khỏi những thiếu sót. Tác giả mong nhận được sự giúp đỡ của quý thầy cô và bạn bè. Tp.Hồ Chí Minh, ngày 16 tháng 05 năm 2014 Học viên Lê Minh Tú Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam Độc lập – Tự do – Hạnh phúc BẢNG CAM KẾT CỦA HỌC VIÊN Tên học viên: Lê Minh Tú Ngày sinh: 03/01/1983 Học viên lớp: CH19C-CS2 trường Đại học thủy lợi Trong quá trình làm luận văn thạc sĩ: “Nghiên cứu đề xuất các giải pháp công trình bảo vệ bờ sông khu vực bán đảo Thanh Đa từ khu biệt thự Lý Hoàng đến Trung tâm cai nghiện ma tuý Thanh Đa”, học viên có tham khảo kết quả của một số tài liệu, đề tài, dự án và công trình nghiên cứu trước đây của nhiều tác giả có liên quan đến khu vực mà học viên nghiên cứu. Các tài liệu tham khảo này đuợc học viên trích dẫn đầy đủ trong luận văn. Ngoài các kết quả tham khảo trên, các kết quả nghiên cứu và tính toán khác của luận văn là công trình của cá nhân học viên. Học viên xin cam đoan những điều học viên nói ở trên là sự thật. Nếu có gì sai học viên xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước nhà trường và các cơ quan chức năng. Người cam kết Lê Minh Tú 1 MỤC LỤC NỘI DUNG LUẬN VĂN .................................................................................................... 6 MỞ ĐẦU .............................................................................................................................. 6 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI. ............................................................................. 6 2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI............................................................... 7 3. CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................................ 8 3.1. Cách tiếp cận. ..................................................................................................... 8 3.2. Phương pháp nghiên cứu. .................................................................................. 9 4. KẾT QUẢ DỰ KIẾN ĐẠT ĐƯỢC ........................................................................... 9 5. NỘI DUNG CỦA LUẬN VĂN: .............................................................................. 10 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ............................................................................................ 11 1.1 Tổng quan chung về các giải pháp công nghệ chống xói lở bờ sông. ...................... 11 1.1.1 Các kết quả nghiên cứu về các giải pháp công nghệ chống xói lở bờ sông trên thế giới. 11 1.1.2 Các kết quả nghiên cứu về các giải pháp công nghệ chống xói lở bờ sông trong nước. .................................................................................................................. 14 1.2 Tổng quan chung về hiện trạng công trình bảo vệ bờ phòng chống xói lỡ và ngập úng khu vực Thành phố Hồ Chí Minh. ........................................................................... 22 1.3 Kết luận chương và những vấn đề đặt ra .................................................................. 32 CHƯƠNG 2: THỰC TRẠNG VÀ NGUYÊN NHÂN SẠT LỠ BỜ SÔNG KHU VỰC BÁN ĐẢO THANH ĐA .................................................................................................... 34 2.1. Khái quát đặc điểm tự nhiên và xã hội vùng nghiên cứu ......................................... 34 2.1.1. Đặc điểm tự nhiên ......................................................................................... 34 2.1.2. Đặc điểm dân sinh, kinh tế, xã hội, môi trường: [4], [5], [6]........................ 51 2.2. Đánh giá tình hình sạt lỡ bờ sông khu vực bán đảo Thanh Đa từ khu biệt thự Lý Hoàng đến Trung tâm cai nghiện ma túy Thanh Đa: ...................................................... 52 2.3. Phân tích đánh giá nguyên nhân sạt lỡ bờ sông: ...................................................... 61 2.4. Tình hình xây dựng công trình bảo vệ bờ trên đoạn sông nghiên cứu và những hạn chế còn tồn tại: ................................................................................................................ 64 2.5. Kết luận chương: ...................................................................................................... 66 CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ VÀ TRÌNH TỰ BIỆN PHÁP THI CÔNG ............................................................... 68 3.1. Tính toán ổn định bờ bằng mô hình Geo Slope ....................................................... 68 3.1.1. Cơ sở lý thuyết của mô hình ......................................................................... 68 3.1.2. Thu thập tài liệu, xử lý phân tích số liệu, tài liệu phục vụ tính toán ............. 72 3.1.3. Cơ sở khoa học để xây dựng công trình bảo vệ bờ:...................................... 73 3.2. Thiết lập mô hình Geo Slope tính toán ổn định mái bờ. .......................................... 79 3.3. Quy chuẩn, quy phạm tính toán ............................................................................... 80 3.4. Phương án thiết kế .................................................................................................... 82 3.5. Các thông số kỹ thuật: .............................................................................................. 83 3.6. Các phương án kết cấu: ............................................................................................ 83 3.6.1. Kè mái đứng cọc Bê tông cốt thép dự ứng lực: (Hình 3.7)............................... 83 3.6.2. Kè mái đứng cọc Bê tông cốt thép một tầng neo: (Hình 3.8) ........................... 85 3.6.3. Kè gia cố bờ mái nghiêng: (Hình 3.9) .............................................................. 87 2 3.7. Kết quả tính toán ổn định mái bờ sông Sài Gòn bán đảo Thanh Đa: ....................... 90 3.8. Nhận xét kết quả tính toán: ...................................................................................... 94 3.9. Đề xuất phương án chọn: ......................................................................................... 96 3.9.1. Ưu khuyết điểm của các phương án: ................................................................ 96 3.9.2. Tổng mức kinh phí cho các phương án: ........................................................... 98 3.9.3. Phương án chọn: ............................................................................................... 98 3.10. Trình tự biện pháp thi công và các yêu cầu kỹ thuật: ...................................... 99 3.10.1. Vật liệu thi công:............................................................................................. 99 3.10.2. Trình tự thi công kè: ..................................................................................... 100 3.10.3. Biện pháp thi công kè: .................................................................................. 100 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................. 103 4.1 Kết quả đạt được trong luận văn: ........................................................................... 103 4.2 Những hạn chế và tồn tại:....................................................................................... 104 4.3 Hướng khắc phục, đề xuất: ..................................................................................... 105 TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................. 106 3 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Trải vải địa kỹ thuật làm tầng lọc mái kè ............................................................ 12 Hình 1.2: Kết cấu thảm bê tông FS ..................................................................................... 12 Hình 1.3: Thảm rồng đá túi lưới .......................................................................................... 13 Hình 1.4: Kè mỏ hàn bằng hai hàng cọc ống BTCT............................................................ 13 trên sông Brahmaputra – Jamuna – Băngladet. .................................................................. 13 Hình 1.5: Bảo vệ bờ bằng cừ Lasen bản nhựa .................................................................... 13 Hình 1.6: Công nghệ Stabiplage của Pháp làm nhiệm vụ ổn định bờ biển ......................... 14 Hình 1.7: Kè kết hợp các loại vải địa kỹ thuật và bằng thực vật......................................... 14 Hình 1.8: Các kiểu bố trí mỏ hàn ........................................................................................ 16 Hình 1.9: Mỏ hàn Tổng kho xăng dầu Nhà Bè .................................................................... 16 Hình 1.13: Kè lát mái bờ biển Duyên Hải, Trà Vinh ........................................................... 17 Hình 1.10: Kè bờ cửa sông Gành Hào ................................................................................ 17 Hình 1.11: Công trình bảo vệ bờ sông Cái Phan Rang (Ninh Thuận) bằng hệ thống công trình hoàn lưu ...................................................................................................................... 18 Hình 1.12: Một số cấu kiện bê tông dị hình......................................................................... 18 Hình 1.13: Kè bằng thảm túi cát ở bờ sông Sài Gòn ........................................................... 19 Hình 1.14: Thi công công nghệ mềm tại bãi biển Lộc An, huyện Đất Đỏ ........................... 20 Hình 1.15: Trồng cỏ Vetiver bảo vệ bờ Kênh Bảy, tỉnh An Giang ...................................... 21 Hình 1.16: Ổn định bờ sông, trước và sau khi trồng cỏ Vetiver ......................................... 21 tại huyện Bình Sơn, Quảng Ngãi ......................................................................................... 21 Hình 1.17: Nuôi bãi bằng trồng cây tại Thanh Hóa............................................................ 22 Hình 1.18: Rạch Cầu Lò Heo - phường Thạnh Lộc - quận 12 ............................................ 23 Hình 1.19: Rạch Chú Kỳ - Khu phố 3B - Phường Thạnh Lộc - quận 12 ............................. 24 Hình 1.20: Bờ bao rạch Võ - phường Hiệp Bình Chánh - quận Thủ Đức ........................... 24 Hình 1.21: Khu đất bỏ hoang – Phường Hiệp Bình Phước – Quận Thủ Đức ..................... 25 Hình 1.22: Hiện trạng một số đoạn đê bao thuộc bờ hữu ven sông Sài Gòn ...................... 28 Hình 1.23: Vỡ bờ đê bao nước tràn vào khu vực nội thành TPHCM ................................. 30 Hình 1.24: Vỡ bờ đê bao nước tràn vào khu vực ngọai thành TPHCM ............................. 30 Hình 1.25: Nước triều dâng cao xói .................................................................................... 31 vỡ một đoạn bờ bao ............................................................................................................. 31 Hình 1.26: Khắc phục đoạn đê bao bị vỡ khi triều cường dâng cao bằng cừ tràm ............ 31 Hình 1.27: Gia cố đê bao, bờ bao bằng cừ tràm và đất đắp thủ công ................................ 31 Hình 2.1 Sơ họa vị trí hố khoan địa chất khu vực xây dựng công trình [2] ........................ 39 Hình 2.2. Mặt cắt địa chất khu vực tuyến kè trên sông Sài Gòn [2] .................................. 40 Hình 2.3 Vị trí các mặt cắt đo lưu lượng và lưu tốc trên bán đảo Thanh Đa [2] ............... 46 Hình 2.4. Phân bố vận tốc thực đo mặt cắt 1 lúc 22 giờ ngày 26/10/2003 (bằng máy ADCP)[2] ............................................................................................................................. 47 Hình 2.5. Phân bố vận tốc thực đo trên mặt cắt 3 lúc 5 giờ ngày 28/10/2003 (bằng máy ADCP) [2] ............................................................................................................................ 49 Hình 2.6. Sơ đồ vị trí lấy mẫu cát đáy lòng sông tại mặt cắt 4 và 18 của bán đảo Thanh Đa [2] .................................................................................................................................. 51 Hình 2.7. Sơ đồ vị trí lấy mẫu bùn cát của 22 mặt cắt bán đảo Thanh Đa ......................... 51 Hình 2.8: Quán Càphê APT, phường 28- quận Bình Thạnh bị sụp vào đêm 20/6/01. ........ 54 Hình 2.9: Sạt lở quán cháo vịt Bích Liên Thanh Đa, Q.Bình Thạnh ................................. 54 4 Hình 2.10: Sạt lở kho tang vật công an Q. Bình Thạnh....................................................... 54 Hình 2.11: Sạt lở bờ sông Sài Gòn tại Cty than miền Nam - P.25, Q.Bình Thạnh ........... 54 Hình 2.13: Dãy nhà Lý Hoàng số 762 đường Bình Qưới bị sập đêm 29/6/03 .................... 55 Hình 2.14: Sạt lở sân quần vợt Lý Hoàng (Đợt sạt lở tháng 6/2005) ................................. 57 Hình 2.15: Sạt lở tại khu phố 1, P. Linh Đông, Thủ Đức .................................................... 57 Hình 2-16: Mặt cắng ngang đề xuất thiết kế cho tuyến đê bao bờ hữu ven sông Sài Gòn. 65 Hình 2-17: Cây tràm giống dùng để trồng cho đê có cơ thượng lưu .................................. 65 Hình 2.18 : Cỏ vetiver trồng ở bờ đê ................................................................................... 66 Hình 3.1 Lực tác dụng lên một mảnh trượt trong trường hợp mặt trượt cung tròn ........... 69 Hình 3.2. Lực tác dụng lên một mảnh trượt trong trường hợp mặt trượt hỗn hợp ............. 69 Hình 3.3. Quy hoạch chỉnh trị sông Sài Gòn, khu vực bán đảo Thanh Đa –Phương án Ia 76 Hình 3.4. Quy hoạch chỉnh trị sông Sài Gòn, khu vực bán đảo Thanh Đa –Phương án Ib 77 Hình 3.5. Quy hoạch chỉnh trị sông Sài Gòn, khu vực bán đảo Thanh Đa –Phương án II . 79 Hình 3.6: Sơ họa hai mặt cắt tính ổn định mái bờ .............................................................. 80 Hình 3.7: Kết cấu kè mái đứng cọc bê tông cốt thép dự ứng lực ........................................ 85 Hình 3.8: Kết cấu kè mái đứng cọc bê tông cốt thép một tầng neo ..................................... 86 Hình 3.9: Kết cấu kè gia cố bờ mái nghiêng ....................................................................... 88 Hình 3.10: Mô hình Geo slope hiện hữu ............................................................................. 88 Hình 3.11: Mô hình phương án công trình 1 ....................................................................... 89 Hình 3.12: Mô hình phương án công trình 2 ....................................................................... 89 Hình 3.13: Mô hình phương án công trình 3 ....................................................................... 90 Hình 3.15: Hệ số ổn định mặt cắt 2 hiện trạng tại Trung tâm cai nghiện ma tuý Thanh Đa ............................................................................................................................................. 91 Hình 3.16: Hệ số ổn định mặt cắt 1 trong trường hợp phương án kết cấu 1 ...................... 91 (Kè mái đứng cọc bê tông cốt thép dự ứng lực)................................................................... 91 Hình 3.17: Hệ số ổn định mặt cắt 2 trong trường hợp phương án kết cấu 1 ...................... 92 (Kè mái đứng cọc bê tông cốt thép dự ứng lực)................................................................... 92 Hình 3.18: Hệ số ổn định mặt cắt 1 trong trường hợp phương án kết cấu 2 ...................... 92 (Kè mái đứng cọc bê tông cốt thép một tầng neo) ............................................................... 92 Hình 3.19: Hệ số ổn định mặt cắt 2 trong trường hợp phương án kết cấu 2 ...................... 93 (Kè mái đứng cọc bê tông cốt thép một tầng neo) ............................................................... 93 Hình 3.20: Hệ số ổn định mặt cắt 1 trong trường hợp phương án kết cấu 3 ...................... 93 (Kè gia cố bờ mái nghiêng) ................................................................................................. 94 Hình 3.21: Hệ số ổn định mặt cắt 2 trong trường hợp phương án kết cấu 3 ...................... 94 (Kè gia cố bờ mái nghiêng) ................................................................................................. 94 5 MỤC LỤC BẢNG Bảng 1.1: Bình quân cao trình hiện hữu của các tuyến bờ bao các KV TP. HCM.............. 23 Bảng 1.2: Các đoạn đê bao hiện hữu ven hữu ngạn sông Sài Gòn ...................................... 27 Bảng 2.1. Nhiệt độ trung bình tháng tại trạm Tân Sơn Nhất, TP.HCM [3]......................... 35 Bảng 2.2. Lượng mưa năm bình quân phân bố theo tháng tại Tp.Hồ Chí Minh [3] ........... 37 Bảng 2.3. Lượng mưa 1,2,3,5,7 ngày max tần suất 10% tại một số trạm tại Tp.HCM [3].. 37 Bảng 2.4. Bảng chỉ tiêu cơ lý của đất nền [2] ..................................................................... 40 Bảng 2.5. Bảng chỉ tiêu cắt cánh [2] .................................................................................... 42 Bảng 2.6 Lưu lượng nước giờ thực đo (m3/s) tại mặt cắt 1 (khách sạn Sài Gòn Domaine) [2] ......................................................................................................................................... 46 Bảng 2.7 Lưu lượng nước giờ thực đo (m3/s) tại mặt cắt 3 (biệt thự Lý Hoàng) ............. 47 Bảng 2.8. Giá trị vận tốc trung bình giờ thực đo tại khu vực khách sạn Sài Gòn Domaine (m c1) và khu vực biệt thự Lý Hòang (mc3) từ ngày 26-29/10/2003 [2] ........................... 49 Bảng 2.9: Vị trí các đọan sạt lở tại khu vực Thanh Đa ........................................................ 59 Bảng 2.10: Thống kê các đợt sạt lở khu vực Thanh Đa từ 2001 đến 2007.......................... 60 Bảng 3.1: Hệ số ổn định K trường hợp hiện trạng và các phương án kết cấu công trình .... 95 Bảng 3.2. Chi phí đầu tư các phương án ............................................................................. 98 6 NỘI DUNG LUẬN VĂN MỞ ĐẦU 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI. Sông Sài Gòn có ý nghĩa cực kỳ quan trọng (cùng với sông Đồng Nai) nó mang tính sống còn đối với sự phát triển dân sinh, kinh tế, xã hội và môi trường các tỉnh Miền đông Nam Bộ và một phần tỉnh Long An trong đó đặc biệt là TP Hồ Chí Minh -Thành phố có gần 6 triệu dân-là một trung tâm lớn về kinh tế, công nghiệp, thương mại, dịch vụ, du lịch, khoa học kỹ thuật, văn hóa, là đầu mối giao thông và giao lưu quốc tế của cả nước. Các Bộ, Ngành, các địa phương, tỉnh, thành, các cơ sở kinh tế, văn hóa… đã, đang và sẽ còn tiếp tục khai thác, sử dụng và tác động đến nguồn nước và lòng dẫn của hệ thống sông Đồng Nai - Sài Gòn nói chung và với hạ du sông Sài Gòn nói riêng trên quy mô lớn hơn, với diện rộng hơn cả về thời gian và không gian. Cùng với sự gia tăng dân số và quá trình đô thị hóa đang diễn ra ồ ạt trên lưu vực là sự hình thành và phát triển nhanh chóng mạng lưới công nghiệp, giao thông, thủy lợi. Sự mâu thuẫn chưa có tổ chức thống nhất, chưa có kế hoạch, và quy hoạch đầy đủ, chưa có quy định thống nhất trong quản lý, trong sử dụng, khai thác và tác động đến dòng sông hiên nay là những thách thức nặng nề đối với dòng nước và lòng dẫn sông Sài Gòn. Trong khi chúng ta đang cần sự ổn định các khu dân cư, hạ tầng cơ sở, thực hiện nhanh bước chỉnh trang đô thị và công nghiệp hóa, hiện đại hóa TP Hồ Chí Minh, để nâng cao và tăng nhanh tốc độ phát triển kinh tế thì hiện tượng sạt lở bờ sông đã xảy ra liên tiếp trong nhiều năm dọc hai bên bờ sông Sài Gòn khu vực TP Hồ Chí Minh, đặc biệt là tại bán đảo Thanh Đa từ khu biệt thự Lý Hoàng đến Trung tâm cai nghiện ma tuý Thanh Đa. Sạt lở bờ sông khu vực bán đảo Thanh Đa từ khu biệt thự Lý Hoàng đến Trung tâm cai nghiện ma tuý Thanh Đa trong nhiều năm qua đã gây ra rất nhiều 7 thiệt hại về nhân mạng và tài sản của Nhà nước và nhân dân sống dọc theo hai bên bờ sông. Các đợt sạt lở trong những năm từ thập kỷ 80 đến nay đã làm chết hàng chục người, nhiều nhà cửa, bệnh viện, trường học, đường giao thông, cơ sở hạ tầng... đã bị phá huỷ làm thiệt hại hàng nghìn tỷ đồng và quan trọng nhất là làm mất ổn định các khu dân cư, làm ảnh hưởng rất lớn đến quá trình phát triển kinh tế xã hội của TP. Hồ Chí Minh. Trong nhiều năm qua, các ngành chức năng của thành phố đã đầu tư xây dựng nhiều công trình chống sạt lở, bảo vệ bờ sông Sài Gòn, trong đó có khu vực Thanh Đa. Các công trình này đã mang lại những lợi ích to lớn cho người dân, tạo được vành đai an toàn cho nhiều đoạn bờ sông, nơi mà trước đây là những vùng trọng điểm sạt lở. Tuy nhiên dưới tác động của biến đổi khi hậu, thời tiết biến đổi bất thường ngày càng trở nên bất lợi cho diễn biến bờ sông, lòng sông nên mặc dù nhiều đoạn bờ sông đã được bảo vệ nhưng những đoạn khác mà trước đây tương đối ổn định cũng đang có xu thế bị sạt lở, như hiện tượng nứt đất dọc theo bờ hay lòng sông ngày càng có nhiều hố xói sâu gần bờ, đặc biệt là tại đoạn sông Sài Gòn, khu vực bán đảo Thanh Đa, đoạn từ khu biệt thự Lý Hoàng đến Trung tâm cai nghiện ma tuý Thanh Đa. Vì vậy, việc thực hiện đề tài: “Nghiên cứu đề xuất các giải pháp công trình bảo vệ bờ sông khu vực bán đảo Thanh Đa từ khu biệt thự Lý Hoàng đến Trung tâm cai nghiện ma tuý Thanh Đa” là hết sức cần thiết và cấp bách nhằm bảo vệ tính mạng tài sản của nhân dân và cơ sở hạ tầng phát triển kinh tế của địa phương, ổn định các khu vực dân cư, làm cở sở vững chắc cho phát triển kinh tế của khu vực Thanh Đa từ khu biệt thự Lý Hoàng đến Trung tâm cai nghiện ma tuý Thanh Đa nói riêng và của TP. Hồ CHí Minh nói chung . 2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI - Đánh giá được tình hình và mức độ ảnh hưởng của hiện tượng sạt lở bờ sông khu vực bán đảo Thanh Đa từ khu biệt thự Lý Hoàng đến Trung tâm cai nghiện ma tuý Thanh Đa. 8 - Nghiên cứu xác định các nguyên nhân, nhân tố ảnh hưởng đến xói lở bờ sông khu vực bán đảo Thanh Đa từ khu biệt thự Lý Hoàng đến Trung tâm cai nghiện ma tuý Thanh Đa. - Sử dụng phần mềm Geo Slope tính toán ổn định mái bờ sông khu vực bán đảo Thanh Đa từ khu biệt thự Lý Hoàng đến Trung tâm cai nghiện ma tuý Thanh Đa. - Đề xuất được các giải pháp bảo vệ bờ sông khu vực bán đảo Thanh Đa từ khu biệt thự Lý Hoàng đến Trung tâm cai nghiện ma tuý Thanh Đa. 3. CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1. Cách tiếp cận. - Tiếp cận theo hướng phát triển bền vững - Tiếp cận hệ thống - Tiếp cận theo hướng ứng dụng khoa học công nghệ, ứng dụng vật liệu mới, công nghệ mới vào nghiên cứu của đề tài, phục vụ cho việc đề xuất các giải pháp bảo vệ bờ. - Nghiên cứu diễn biến quá trình xói lở sông Sài Gòn bán đảo Thanh Đa từ khu biệt thự Lý Hoàng đến Trung tâm cai nghiện ma tuý Thanh Đa, giải pháp thực hiện phải gắn liền với sự phát triển chung của quy hoạch đô thị của TP. Hồ Chí Minh. - Tiếp cận các tài liệu, các số liệu đã đo đạc tính toán, các kết quả của những công trình đã có ở khu vực này. Với cách tiếp cận này cho phép đề tài tiết kiệm được nhiều công sức, kinh phí thời gian và mang tính khả thi cao. - Tiếp cận theo hướng đặc thù của địa phương: - Tiếp cận tổng hợp: 9 3.2. Phương pháp nghiên cứu. - Để thực hiện các mục đích đặt ra của đề tài, ngoài việc thừa kế có chọn lọc những kết quả nghiên cứu trước đây, đề tài sẽ lựa chọn phương pháp thích hợp để nghiên cứu các nội dung của đề tài; - Sử dụng phương pháp kế thừa các kết quả nghiên cứu, các số liệu tài liệu đã có về xói lở bờ sông khu vực bán đảo Thanh Đa từ khu biệt thự Lý Hoàng đến Trung tâm cai nghiện ma tuý Thanh Đa; - Phương pháp phân tích, xử lý thống kê số liệu thực đo đã tích lũy được, sau đó chọn lọc bộ số liệu về địa hình, địa chất, thuỷ văn đáng tin cậy nhất để tính toán ổn định mái bờ sông dùng trong thiết kế công trình bảo vệ bờ; - Phương pháp điều tra thực địa để rà soát lại đồ án thiết kế; - Phương pháp ứng dụng phần mềm Geo Slope tính toán ổn định mái bờ sông khu vực bán đảo Thanh Đa từ khu biệt thự Lý Hoàng đến Trung tâm cai nghiện ma tuý Thanh Đa; - Phương pháp ứng dụng vật liệu mới, công nghệ mới trong thiết kế xây dựng các công trình bảo vệ bờ. 4. KẾT QUẢ DỰ KIẾN ĐẠT ĐƯỢC - Báo cáo của luận văn nêu lên được đặc điểm tự nhiên các điều kiện dân sinh - kinh tế - xã hội- môi trường thành phố Hồ Chí Minh nói chung và khu vực bán đảo Thanh Đa nói riêng từ khu biệt thự Lý Hoàng đến Trung tâm cai nghiện ma tuý Thanh Đa nói riêng; - Báo cáo kết quả thu thập tài liệu địa hình, địa chất, thủy văn, thực trạng xói lở, biến đổi lòng dẫn và tình hình sạt lở bờ sông khu vực bán đảo Thanh Đa từ khu biệt thự Lý Hoàng đến Trung tâm cai nghiện ma tuý Thanh Đa. - Kết quả tính toán ổn định mái bờ sông khu vực bán đảo Thanh Đa từ khu biệt thự Lý Hoàng đến Trung tâm cai nghiện ma tuý Thanh Đa bằng phần mềm Geo Slope; 10 - Kết quả đề xuất các giải pháp bảo vệ bờ sông khu vực bán đảo Thanh Đa từ khu biệt thự Lý Hoàng đến Trung tâm cai nghiện ma tuý Thanh Đa. 5. NỘI DUNG CỦA LUẬN VĂN: Ngoài phần mở đầu khẳng định tính cấp thiết của đề tài, các mục tiêu cần đạt được khi thực hiện đề tài, các cách tiếp cận và phương pháp thực hiện để đạt được các mục tiêu đó, luận văn gồm các nội dung sau đây: - Thu thập tổng hợp các nguồn tài liệu, số liệu về địa hình, địa chất, thủy văn có liên quan đến tình hình sạt lở bờ sông khu vực bán đảo Thanh Đa từ khu biệt thự Lý Hoàng đến Trung tâm cai nghiện ma tuý Thanh Đa. - Chỉnh lý tài liệu, các bản đồ, bình đồ lòng sông, phân tích tài liệu để xác định các nguyên nhân chính gây nên sạt lở cũng như tốc độ sạt lở bờ sông khu vực bán đảo Thanh Đa từ khu biệt thự Lý Hoàng đến Trung tâm cai nghiện ma tuý Thanh Đa. - Cập nhật hóa số liệu, tài liệu vùng bờ sông khu vực bán đảo Thanh Đa từ khu biệt thự Lý Hoàng đến Trung tâm cai nghiện ma tuý Thanh Đa bị sạt lở để bổ sung vào việc chỉnh lý bản đồ, bình đồ lòng sông; - Nghiên cứu, tính toán ổn định mái bờ sông để dùng vào việc thiết kế kè bảo vệ bờ. - Đề xuất các giải pháp bảo vệ bờ sông để giảm thiểu đến mức thấp nhất những thiệt hại do sạt lở bờ gây ra. - Viết báo cáo tổng hợp các kết quả nghiên cứu của luận văn. 11 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan chung về các giải pháp công nghệ chống xói lở bờ sông. Các giải pháp công nghệ chống xói lở bờ sông có thể phân thành 2 loại: giải pháp công trình và giải pháp phi công trình. Giải pháp công trình là dùng công trình để ngăn chặn quá trình xói lở. Giải pháp phi công trình là các giải pháp không dùng công trình, là loại giải pháp động, hay giải pháp mềm (như trồng cây nuôi bãi, thô hóa bãi, …) nhằm điều chỉnh luồng bùn cát để ổn định đường bờ theo ý muốn. Ngoài ra, các hoạt động quản lý vùng bờ (xây dựng tiêu chuẩn, quy phạm, các chính sách …) cũng được coi là giải pháp phi công trình. Giải pháp công trình có thể chia thành 2 dạng: dạng công trình chủ động và dạng công trình bị động. Dạng công trình chủ động là công trình tác động trực tiếp vào tác nhân gây xói lở (sóng, dòng chảy…) như hệ thống giàn phao hướng dòng, kè mỏ hàn, công trình phá sóng xa bờ … Dạng công trình bị động là công trình trực tiếp chịu tác động của dòng chảy hay sóng tác động vào bờ như công trình kè bảo vệ bờ, gia cố kết cấu đất bờ… Tùy vào điều kiện cụ thể từng khu vực mà có thể áp dụng giải pháp công trình chủ động hay bị động hoặc kết hợp cả 2 giải pháp trên nhằm đạt được mục tiêu, nhiệm vụ đề ra và đảm bảo tối ưu về kỹ thuật và kinh tế. 1.1.1 Các kết quả nghiên cứu về các giải pháp công nghệ chống xói lở bờ sông trên thế giới. Trên thế giới, công trình bảo vệ bờ sông nói riêng và công trình chỉnh trị sông nói chung đã được nghiên cứu và áp dụng thành công, hiệu qủa, mạnh mẽ từ thế kỷ XIX nhất là ở Trung Quốc, Pháp, Mỹ, Nga, Ấn Độ, Hà Lan với các công nghệ truyền thống như kè đá xếp, đá đổ, tre nứa, cành cây.... Một số loại cừ thép, cừ bê tông v.v... cũng được sử dụng trong công trình kè. Gần đây một số công nghệ và vật liệu được sử dụng trên thế giới như rọ đá (gabion), thảm đá (renomatress) có lưới bọc nhựa (PVC) chống ăn mòn trong môi trường nước mặn, chua...., vải địa kỹ 12 thuật (geotextile). Cỏ vetiver, thảm cỏ cũng được đưa vào chống xói lở ở một số công trình. Cừ bản nhựa, cừ bê tông dự ứng lực cũng đang được áp dụng nhiều nơi. Một số công nghệ khác như cọc vôi xi măng, túi địa kỹ thuật (stabiplage hay geotube) gây bồi chống xói lở bờ được nhiều nơi trên thế giới áp dụng như ở Pháp, Tây Ban Nha, Thụy Sĩ. Các công nghệ mới về lĩnh vực chống xói lở bảo vệ bờ sông, cửa sông trên thế giới đã được nghiên cứu và áp dụng, mang lại hiệu qủa về kỹ thuật và kinh tế. Hình 1.1: Trải vải địa kỹ thuật làm tầng lọc mái kè Hình 1.2: Kết cấu thảm bê tông FS 13 Hình 1.3: Thảm rồng đá túi lưới Hình 1.4: Kè mỏ hàn bằng hai hàng cọc ống BTCT trên sông Brahmaputra – Jamuna – Băngladet. Hình 1.5: Bảo vệ bờ bằng cừ Lasen bản nhựa 14 Hình 1.6: Công nghệ Stabiplage của Pháp làm nhiệm vụ ổn định bờ biển Các giải pháp thân thiện với môi trường cũng được nhiều nước tiên tiến và các nước trong khu vực áp dụng để bảo vệ bờ sông như trồng cỏ, kết hợp gia cố với trồng cây ... Hình 1.7: Kè kết hợp các loại vải địa kỹ thuật và bằng thực vật 1.1.2 Các kết quả nghiên cứu về các giải pháp công nghệ chống xói lở bờ sông trong nước. Ở Việt Nam nghiên cứu về chỉnh trị sông, ổn định lòng dẫn . . . và công trình bảo vệ bờ đã được tiến hành trong nhiều thập kỷ qua, được đánh giá cao về ý nghĩa khoa học và thực tế. Các trung tâm nghiên cứu chủ yếu về chỉnh trị sông và công trình bảo vệ bờ ở miền Bắc và miền Trung bao gồm Viện Khoa học Thuỷ lợi Hà 15 Nội, trường Đại học Xây dựng Hà Nội, Trường Đại học Thuỷ lợi, Viện Cơ học, Công ty tư vấn Xây dựng công trình thủy, Cục đê điều và phòng chống lụt bão. Đối với hệ thống sông ở ĐBSCL, một số cơ quan chuyên nghiên cứu về xói lở và giải pháp phòng tránh phải kể đến viện Khoa học Thủy lợi miền Nam, đã có nhiều đề tài, dự án nghiên cứu về xói bồi lòng dẫn và công trình bảo vệ bờ trên hệ thống sông ở ĐBSCL. Để đối phó với hiện tượng sạt lở bờ sông, hàng năm Nhà nước đã phải đầu tư hàng nghìn tỷ đồng để xây dựng các công trình bảo vệ bờ sông trên khắp cả nước. Tuy nhiên về công nghệ sử dụng để xây dựng các công trình này vẫn chủ yếu dựa vào giải pháp truyền thống, thiên về các loại hình kết cấu vật liệu cổ điển như kè lát mái, kè mỏ hàn bằng đá hộc, đá xây, tấm bê tông đơn giản. Trong những năm gần đây, với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ, nhiều nghiên cứu mới ứng dụng các thành tự khoa học công nghệ tiên tiến trong các ngành vật liệu, kết cấu xây dựng để tăng cường hiệu quả bảo vệ bờ sông, cửa sông và bờ biển đã được tiến hành, thử nghiệm và đưa vào sử dụng rộng rãi, thay thế, bổ sung cho các giải pháp truyền thống. Vì vậy việc nghiên cứu cập nhật, ứng dụng các công nghệ mới trong công trình bảo vệ bờ sông chống lũ vào điều kiện thực tế ở Việt Nam là một yêu cầu cấp bách và có ý nghĩa thực tiễn cao. Một số giải pháp công nghệ chống xói lở bờ sông đã được ứng dụng hoặc thử nghiệm ở trong nước. 1.1.2.1 Giải pháp mỏ hàn. Mỏ hàn thường xây dựng với một góc nhất định với đường bờ để ngăn chặn việc vận chuyển bùn cát dọc theo bờ, từ mép bờ ra vùng bờ nơi phần lớn vận chuyển dọc bùn cát xảy ra, nhờ vậy giảm được gradient vận chuyển bùn cát. Chức năng của mỏ hàn là che chắn cho bờ khi sóng xiên truyền tới, giảm lực xung kích của sóng tác dụng vào bờ, hướng dòng chảy ven bờ đi lệch ra xa vùng xói lở. Nếu mỏ hàn xây dựng hợp lý có thể dẫn đến giảm gradient đến zero và hiện tượng xói lở bờ có thể ngừng. 16 (Nguồn: 14 TCN 130-2002) Hình 1.8: Các kiểu bố trí mỏ hàn Hình 1.9: Mỏ hàn Tổng kho xăng dầu Nhà Bè Vật liệu xây dựng kè mỏ hàn rất đa dạng: đá hộc, khối bê tông dị hình (Tetrapod, Accropod, ...), cừ bê tông đúc sẵn, cừ thép, cừ bản nhựa, gỗ. 1.1.2.2 Giải pháp Kè bê tông định hình liên kết Cấu kiện bê tông gồm nhiều viên vật liệu bằng bê tông đúc sẵn có dạng liên kết hình nêm ba chiều, tạo thành mảng mềm liên kết trọng lượng có khả năng tự điều chỉnh lún võng bán kính lớn, lún đồng bộ với nền, khắc phục hư hỏng do lún cục bộ gây ra (viên vật liệu không phải liên kết ngàm) và chống chịu được sóng, dòng chảy. 17 Hình 1.13: Kè lát mái bờ biển Duyên Hải, Trà Vinh 1.1.2.3 Giải pháp Tường kè đứng sử dụng cừ bản BTCT ứng suất trước. Công nghệ cừ bản BTCT dự ứng lực là tiến bộ kỹ thuật mới được ứng dụng rộng rãi ở nhiều nước trên thế giới và Việt Nam. Hình 1.10: Kè bờ cửa sông Gành Hào 1.1.2.4 Giải pháp Công trình kè đảo chiều hoàn lưu Đây là Công trình nghiên cứu của GS. Lương Phương Hậu và PGS. Lê Ngọc Bích cùng các cộng sự, lần đầu tiên nghiên cứu và được xây dựng ứng dụng để bảo vệ bờ sông Dinh (thị xã Phan Rang, tỉnh Ninh Thuận); đoạn sông Vu Gia (Đại Cường, tỉnh Quảng Nam) cho kết quả rất tốt. 18 Hình 1.11: Công trình bảo vệ bờ sông Cái Phan Rang (Ninh Thuận) bằng hệ thống công trình hoàn lưu 1.1.2.5 Cấu kiện bê tông dị hình Có nhiều loại kết cấu khối bê tông dị hình được sử dụng làm khối phủ mái, với nhiều tên gọi khác nhau: khối Tetrapod, Tribar, Dolos, Stabit, khối chữ T, khối chữ U…ở Việt Nam hiện nay khối bê tông dị hình đã được sử dụng ở nhiều nơi nhưng chủ yếu là trong các công trình ngăn cát, giảm sóng của các bể cảng còn trong các công trình bảo vệ bờ thì chưa được ứng dụng nhiều. Thực tế khối bê tông dị hình có thể sử dụng tốt trong các công trình bảo vệ bờ cửa sông, ven biển. Cấu kiện Tetrapod Cấu kiện Accropode Hình 1.12: Một số cấu kiện bê tông dị hình