Nghiên cứu các giải pháp khoa học công nghệ để sửa chữa nâng cấp các cống dưới đê thuộc sông Hồng và sông Thái Bình

Bé khoa häc vµ c«ng nghÖ - bé N«ng nghiÖp vµ ptnt

ViÖn khoa häc thuû lîi

=======o0o=======

b¸o c¸o

tæng kÕt khoa häc vµ kü thuËt ®Ò tµi

Nghiªn cøu c¸c gi¶i ph¸p Khoa häc C«ng nghÖ ®Ó söa ch÷a n©ng

cÊp c¸c cèng d−íi ®ª thuéc s«ng Hång vµ s«ng Th¸i B×nh

Chñ nhiÖm ®Ò tµi : PGS. TS NguyÔn Quèc Dòng

C¬ quan chñ tr× ®Ò tµi : ViÖn Khoa häc Thuû lîi

§Þa chØ : 171 T©y s¬n- §èng §a - Hµ Néi

6432

25/7/2007

Hµ Néi, th¸ng 6 n¨m 2006

Bé khoa häc vµ c«ng nghÖ - bé N«ng nghiÖp vµ ptnt

ViÖn khoa häc thuû lîi

=======o0o=======

b¸o c¸o

tæng kÕt khoa häc vµ kü thuËt ®Ò tµi

Nghiªn cøu c¸c gi¶i ph¸p Khoa häc c«ng nghÖ ®Ó söa ch÷a n©ng

cÊp c¸c cèng d−íi ®ª thuéc s«ng Hång vµ s«ng Th¸i b×nh

Chñ nhiÖm ®Ò tµi : PGS. TS NguyÔn Quèc Dòng

C¬ quan chñ tr× ®Ò tµi : ViÖn Khoa häc Thuû lîi

§Þa chØ : 171 T©y S¬n - §èng §a - Hµ Néi

Hµ Néi, th¸ng 6 n¨m 2006

B¶n th¶o

Tµi liÖu nµy ®−îc chuÈn bÞ trªn c¬ së kÕt qu¶ thùc hiÖn ®Ò tµi §éc lËp cÊp Nhµ n−íc, m·

sè ®t®l - 2002/11;

Trang i

i. Danh s¸ch nh÷ng ng−êi thùc hiÖn

1- PGS.TS NguyÔn Quèc Dòng Chñ nhiÖm ®Ò tµi ViÖn Khoa häc Thuû lîi

2- ThS Phïng VÜnh An Th− ký ®Ò tµi ViÖn Khoa häc Thuû lîi

3- PGS.TS Vò V¨n ThÆng CN ®Ò tµi nh¸nh ViÖn Khoa häc Thuû lîi

4- PGS.TS Vò §×nh Hïng CN ®Ò tµi nh¸nh ------------- nt ------------

5- PGS.TS NguyÔn V¨n Hu©n CN ®Ò tµi nh¸nh ------------- nt ------------

6- TS Hoµng Phã uyªn CN ®Ò tµi nh¸nh ------------- nt ------------

7- TS Lª §×nh Th¾ng CN ®Ò tµi nh¸nh ------------- nt ------------

8- ThS NguyÔn TuÊn Anh CN ®Ò tµi nh¸nh ------------- nt ------------

9- ThS NguyÔn Quý Anh Tham gia ------------- nt ------------

10- ThS NguyÔn Quèc Huy Tham gia ------------- nt ------------

11- ThS TrÇn V¨n M¹nh Tham gia ------------- nt ------------

12- KS Vò B¸ Thao Tham gia ------------- nt ------------

13- KS V−¬ng Xu©n Huynh Tham gia ------------- nt ------------

14- KS NguyÔn TrÝ C«i CN ®Ò tµi nh¸nh ------------- nt ------------

15- PGS TS NguyÔn ChiÕn CN ®Ò tµi nh¸nh Tr−êng §¹i häc Thuû lîi

16- ThS Lª Xu©n Kh©m Tham gia Tr−êng §¹i häc Thuû lîi

17- PGS TS TrÇn C¸nh Tham gia ViÖn §Þa chÊt- ViÖn CNQG

18- TS Hoµng Thä S¸o CN ®Ò tµi nh¸nh Tr−êng §H KHTN - §HQG

19- ThS Cao TiÕn Nam CN ®Ò tµi nh¸nh ViÖn NC §Þa chÝnh

20- KS Tr−¬ng TuÊn Long Tham gia ViÖn NC §Þa chÝnh

21- ThS Vò Xu©n Thµnh CN ®Ò tµi nh¸nh Tr−êng §¹i häc GTVT

22- ThS TrÇn Ngäc Linh Tham gia Tr−êng §¹i häc GTVT

Ngoµi ra cßn cã nhiÒu c¸n bé khoa häc kh¸c ®· cã ®ãng gãp cho ®Ò tµi

Trang ix

ii. Bµi tãm t¾t

Néi dung nghiªn cøu cña ®Ò tµi ®−îc chia thµnh c¸c vÊn ®Ò víi c¸c kÕt qu¶ nghiªn

cøu ®−îc tãm t¾t nh− sau:

1. Nghiªn cøu ®¸nh gi¸ hiÖn tr¹ng vµ ph−¬ng ph¸p ®¸nh gi¸ hiÖn tr¹ng, c¸c s¶n

phÈm gåm:

1.1 Thu thËp ®−îc 855 phiÕu ®iÒu tra chøa ®ùng c¸c th«ng tin cña c¸c cèng d−íi ®ª

(hå s¬ thiÕt kÕ, ®¸nh gi¸ hiÖn tr¹ng, …). X©y dùng mét phÇn mÒm qu¶n lý d÷ liÖu cèng

d−íi ®ª, ®· bµn giao cho Côc §ª ®iÒu vµ PCBL sö dông (cã v¨n b¶n tiÕp nhËn);

1.2 §· nghiªn cøu sö dông c¸c c«ng nghÖ Ra ®a xuyªn ®Êt, Ra ®a n−íc, PP ®iÖn trë

suÊt ®Ó so s¸nh vµ ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng dß t×m vµ ph¸t hiÖn khuyÕt tËt, Èn ho¹ trong nÒn vµ

mang cèng d−íi ®ª. KÕt luËn cña ®Ò tµi lµ ph¶i sö dông kÕt hîp c¶ 3 c«ng nghÖ míi cho

kÕt qu¶ tin cËy.

1.3 Ph−¬ng ph¸p ®¸nh gi¸ an toµn vµ tuæi thä cèng d−íi ®ª: §Ò tµi ®· sö dông c¸c lý

thuyÕt hiÖn ®¹i ®Ó x©y dùng mét hÖ thèng tiªu chÝ ®¸nh gi¸ an toµn vµ tuæi thä cña kÕt cÊu

cèng d−íi ®ª vÒ mÆt kÕt cÊu vµ tiªu n¨ng phßng xãi. Dùa trªn c¸c kÕt qña ®ã ®Ò tµi ®·

x©y dùng quy tr×nh tÝnh to¸n, ®ång thêi ®Ó thuËn tiÖn sö dông, ®Ò tµi ®· x©y dùng 2 phÇn

mÒm: Mét lµ phÇn mÒm ®¸nh gi¸ an toµn vÒ tiªu n¨ng phßng xãi; Hai lµ phÇn mÒm ®¸nh

gi¸ tuæi thä cña cèng d−íi ®ª. C¸c phÇn mÒm nµy ®· bµn giao cho Cty T− vÊn XD thuû lîi

Hµ nam sö dông (cã v¨n b¶n tiÕp nhËn).

2. Nghiªn cøu c«ng nghÖ söa ch÷a n©ng cÊp cèng d−íi ®ª, c¸c s¶n phÈm gåm:

2.1. C«ng nghÖ söa ch÷a nÒn vµ mang cèng

ViÖc söa ch÷a h− háng nÒn vµ mang cèng ph¶i gi¶i quyÕt ®−îc mÊy vÊn ®Ò kü thuËt

sau: (1)- LÊp bÞt ®−îc c¸c hang hèc, lç rçng (do dßng thÊm, do sinh vËt lµ tæ,...) cã trong

nÒn vµ mang cèng ®Ó chèng thÊm vµ n©ng cao kh¶ n¨ng chÞu t¶i cña ®Êt nÒn. (2)- PhÇn

cÇn ®−îc xö lý n»m d−íi b¶n ®¸y cèng, do ®ã ph¶i xuyªn qua b¶n ®¸y BTCT nh−ng

kh«ng lµm h− h¹i ®Õn kÕt cÊu. (3)- Xö lý ®−îc trong ®iÒu kiÖn thi c«ng khã kh¨n: mùc

n−íc ngÇm cao, hiÖn tr−êng chËt hÑp, cã n−íc, ...

§Ò tµi ®· tiÕp cËn ®−îc c«ng nghÖ Jet-grouting cña NhËt b¶n cho phÐp gi¶i quyÕt c¸c

yªu cÇu ®Æt ra. §Ò tµi ®· cö c¸n bé sang NhËt häc c«ng nghÖ, mua thiÕt bÞ b»ng tiÒn ®ãng

gãp cña c¸c c¸n bé trong ®Ò tµi, ®µo t¹o ®éi ngò c«ng nh©n vËn hµnh vµ söa ch÷a thö

nghiÖm thµnh c«ng 2 cèng thö nghiÖm theo ®Ò c−¬ng ®Ò tµi ®¹t kÕt qu¶ tèt (cã v¨n b¶n

x¸c nhËn). §Ò tµi còng ®· tiÕn hµnh mét sè nghiªn cøu thùc nghiÖm rÊt quan träng nh»m

Trang ix

hoµn thiÖn c«ng nghÖ Jet-grouting t¹o cäc xim¨ng ®Êt nh−: nghiªn cøu tÝnh chÊt c¬ häc,

tÝnh thÊm cña vËt liÖu; nghiªn cøu kh¶ n¨ng chÞu t¶i cña cäc xim¨ng ®Êt øng dông ®Ó xö

lý nÒn ®Êt yÕu.

§Ò tµi lµ ®¬n vÞ ®Çu tiªn ë ViÖt nam sö dông c«ng nghÖ Jet-grouting, ®· b¸o c¸o c«ng

nghÖ míi trong nhiÒu héi th¶o trong n−íc vµ quèc tÕ, ®−îc c¸c nhµ khoa häc trong lÜnh

vùc x©y dùng c«ng tr×nh quan t©m vµ ®¸nh gi¸ cao. §Ò tµi ®· sö dông c«ng nghÖ Jet￾grouting trong nhiÒu hîp ®ång chuyÓn giao ®¹t kÕt qu¶ tèt nh−: söa ch÷a cèng S«ng Cui

(Long an), ®Ëp §¸ b¹c (Hµ tÜnh), §ª qu©y giai ®o¹n II nhµ m¸y thuû ®iÖn S¬n la… §ång

thêi còng ®−îc Bé NN giao thiÕt kÕ kü thuËt ¸p dông cho viÖc chèng thÊm Hå VÖ võng –

Qu¸n hµi (NghÖ an); ®ª Sen chiÓu (Hµ t©y).

2.2. §Ò tµi ®· nghiªn cøu øng dông vËt liÖu míi (tr−¬ng në) ®Ó b¬m vµo c¸c kÏ nøt cña bª

t«ng bÞt dßng n−íc. Sau ®ã sö dông v÷a chèng co ngãt ®Ó tr¸m v¸. KÕt qu¶ ®· øng dông

thö nghiÖm trªn m« h×nh trong phßng thÝ nghiÖm.

2.3. Nghiªn cøu ph−¬ng ¸n thiÕt kÕ c¶i t¹o, n©ng cÊp cèng d−íi ®ª phôc vô lÊy n−íc t−íi

an toµn vµ chñ ®éng, kÓ c¶ khi cã lò trªn b¸o ®éng I:

§Ò tµi ®· tæng kÕt 8 lo¹i cèng lÊy phï sa, kiÕn nghÞ cña ®Ò tµi lµ ph¸t triÓn 2 lo¹i cã

nhiÒu −u ®iÓm nhÊt lµ: (i)- Cèng lÊy phï sa 2 tÇng (hoÆc nhiÒu tÇng), kªnh dÉn h¹ l−u lµ

kªnh næi; cöa ph¼ng- dïng trong tr−êng hîp lµm míi; (ii)- Cèng lÊy phï sa cã cöa van

nåi líp trªn- dïng trong tr−êng hîp n©ng cÊp c¸c cèng hiÖn cã ®Ó lÊy phï sa;

§Ò tµi ®· thiÕt kÕ thö nghiÖm c¶i t¹o n©ng cÊp cèng Phó Mü (B¾c Ninh); cèng M¹c

CÇu (H¶i d−¬ng). C¸c cèng nµy ®· ®−îc x©y dùng trong thùc tÕ, ®−îc c¸c ®Þa ph−¬ng

®¸nh gi¸ tèt (cã v¨n b¶n x¸c nhËn).

2.4. Gi¶i ph¸p c«ng tr×nh chèng båi lÊp cöa lÊy n−íc: §Ò tµi ®· øng dông lý thuyÕt vËn

chuyÓn bïn c¸t 3 chiÒu, sö dông trong viÖc thµnh lËp phÇn mÒm m« h×nh EFDC (Mü) vµ

minh häa ¸p dông trong nghiªn cøu diÔn biÕn thuû lùc t¹i khu vùc cöa lÊy n−íc Xu©n

Quan. Th«ng qua kÕt qña tÝnh to¸n cho thÊy, m« h×nh tÝnh to¸n phï hîp víi ph©n tÝch lý

thuyÕt, kh¶o s¸t thùc tÕ t¹i cöa lÊy n−íc vµ c¸c c«ng tr×nh nghiªn cøu b»ng thÝ nghiÖm m«

h×nh vËt lý.

2.5. Nghiªn cøu øng dông phÇn mÒm MIKE ®Ó x©y dùng quy tr×nh vËn hµnh lÊy phï sa

trong mïa lò: §Ò tµi ®· sö dông MIKE11 ®Ó kiÓm tra chÕ ®é thuû lùc cña hÖ thèng thuû

lîi vµ ®¸nh gi¸ qu¸ tr×nh båi l¾ng cña phï sa däc c¸c kªnh, x©y dùng quy tr×nh vËn hµnh

hÖ thèng thuû lîi khu Hµ ®«ng (h.Thanh hµ- H¶i d−¬ng). Qua ®ã cho thÊy hÖ thèng nµy

cã kh¶ n¨ng lÊy phï sa rÊt hiÖu qu¶, víi ®iÒu kiÖn ph¶i c¶i t¹o l¹i cèng B¸ Nha vµ cèng

Trang ix

ThuÇn ®Ó cho phÐp ®ãng më trong mïa lò, c¶i t¹o l¹i 1 sè cèng néi ®ång ®Ó ®¶m b¶o lÊy

phï sa kÞp thêi.

3. Nghiªn cøu hoµn thiÖn c«ng nghÖ kh¶o s¸t thiÕt kÕ cèng d−íi ®ª

§Ò tµi ®· hÖ thèng ho¸ c¸c tiªu chuÈn, quy ®Þnh, h−íng dÉn, ... xuÊt b¶n thµnh mét tµi

liÖu h−íng dÉn thiÕt kÕ dµnh riªng cho cèng d−íi ®ª gåm c¸c ch−¬ng vµ néi dung sau:

nh÷ng quy ®Þnh chung, néi dung kh¶o s¸t ®Þa h×nh, ®Þa chÊt, c¸c h−íng dÉn tÝnh to¸n thiÕt

kÕ thuû lùc, æn ®Þnh, kÕt cÊu, cöa van, xö lý sù cè cèng d−íi ®ª.

§Ò tµi ®· x©y dùng mét phÇn mÒm thiÕt kÕ cèng d−íi ®ª cho phÐp tù ®éng ho¸ thiÕt

kÕ vµ lùa chän c¸c cÊu kiÖn chñ yÕu, phÇn mÒm cã kh¶ n¨ng xuÊt ra b¶n vÏ còng nh− lËp

thuyÕt minh tÝnh to¸n. PhÇn mÒm nµy cã thÓ sö dông trong giai ®o¹n thiÕt kÕ c¬ së.

4. Thö nghiÖm kÕt qu¶ nghiªn cøu

4.1. Thö nghiÖm c«ng nghÖ n©ng cÊp cèng

Cèng Phó Mü: ®Ò tµi ®· phèi hîp víi Cty t− vÊn thiÕt kÕ thuû lîi tØnh B¾c ninh thiÕt

kÕ c¶i t¹o cèng Phó Mü (trªn ®ª h÷u §uèng) sö dông cöa van nåi ®Ó cã thÓ lÊy ®−îc n−íc

ngay trong mïa lò. Cèng Phó mü thi c«ng trong 2 th¸ng, ®Ñp, h¹ gi¸ thµnh b»ng 1/2 so

víi dù trï ban ®Çu. §−îc ®Þa ph−¬ng ®¸nh gi¸ cao (cã v¨n b¶n x¸c nhËn).

Cèng M¹c CÇu: §Ò tµi ®· thiÕt kÕ gióp cho Cty t− vÊn thiÕt kÕ thuû lîi H¶i d−¬ng

mét cèng míi, hai tÇng. C«ng tr×nh ®· hoµn thµnh th¸ng 3 n¨m 2005.

4.2. Thö nghiÖm c«ng nghÖ söa ch÷a h− háng nÒn vµ mang cèng

§Ò tµi ®· øng dông c«ng nghÖ Jet-grouting ®Ó söa ch÷a chèng thÊm thµnh c«ng cho 3

cèng, ®¹t hiÖu qu¶ kinh tÕ - kü thuËt:

Cèng Tr¹i (NghÖ An): ®©y lµ cèng lé thiªn trªn ®ª cöa s«ng, chÞu ¶nh h−ëng cña

triÒu, ®Þa chÊt nÒn c¸t mÞn, chiÒu s©u xö lý 12 m.

Cèng D10 (Hµ Nam): ®©y lµ cèng ngÇm, bÞ h− háng nghiªm träng ®e do¹ vì ®ª. §Þa

ph−¬ng ®· xö lý 2 lÇn b»ng c¸c c«ng nghÖ cò nh−ng kh«ng thµnh c«ng. §Ò tµi ®· xö lý

b»ng mét hµng t−êng hµo xim¨ng- ®Êt thi c«ng b»ng Jet-grouting, chiÒu s©u xö lý 12m.

So víi lÇn xö lý tr−íc ®©y tiÕt kiÖm 1/3 kinh phÝ vµ rót ng¾n thêi gian thi c«ng chi cßn 1/6

so víi tr−íc ®©y.

Cèng S«ng Cui (Long An): ®©y lµ cèng vïng triÒu, nÒn ®Êt yÕu, bÞ thÊm d−íi ®¸y rÊt

nghiªm träng, kh«ng cho phÐp ®¾p ®ª quai b¬m kh« t¸t c¹n ®Ó thi c«ng. §Ò tµi ®· sö dông

c«ng nghÖ Jet-grouting xö lý thµnh c«ng, ®−îc ®Þa ph−¬ng ®¸nh gi¸ cao. §©y lµ c«ng

Trang ix

tr×nh rÊt tiªu biÓu v× tõ tr−íc ®Õn nay chóng ta ch−a cã biÖn ph¸p nµo gi¶i quyÕt ®−îc

nh÷ng h− háng t−¬ng tù.

5. C¸c kÕt qu¶ kh¸c

- §µo t¹o: §Ò tµi ®· h−íng dÉn 01 NCS ®ang lµm luËn ¸n TiÕn sÜ; 07 häc viªn cao häc

b¶o vÖ luËn v¨n Th¹c sÜ thµnh c«ng; 03 sinh viªn lµm ®Ò tµi nghiªn cøu khoa häc; ®Æc

biÖt h×nh thµnh ®éi ngò c¸n bé kü thuËt vµ c«ng nh©n chuyªn vÒ c«ng nghÖ Jet￾grouting ®ñ søc gi¶i quyÕt c¸c vÊn ®Ò kü thuËt cña c«ng nghÖ míi.

- XuÊt b¶n: §Ò tµi ®· xuÊt b¶n 01 quyÓn s¸ch; viÕt 25 bµi b¸o ®¨ng trong c¸c tuyÓn tËp

héi nghÞ khoa häc;

- Tham gia héi nghÞ - héi th¶o: ®Ò tµi ®· cã b¸o c¸o trong 7 héi th¶o khoa häc trong

n−íc vµ quèc tÕ (tæ chøc ë ViÖt nam) ®−îc héi nghÞ ®¸nh gi¸ cao.

6. ChuyÓn giao kÕt qu¶

6.1. ChuyÓn giao trùc tiÕp

1. PhÇn mÒm qu¶n lý ng©n hµng d÷ liÖu cho Côc QL§§ & PCLB sö dông;

2. ChuyÓn giao kÕt qu¶ cho C«ng ty T− vÊn ThiÕt kÕ Thuû lîi B¾c Ninh ®å ¸n thiÕt

kÕ söa ch÷a n©ng cÊp cèng Phó Mü; cho C«ng ty t− vÊn ThiÕt kÕ Thuû lîi H¶i

D−¬ng ®å ¸n thiÕt kÕ cèng lÊy phï sa M¹c CÇu, M¹c Ng¹n;

3. ChuyÓn giao phÇn mÒm ®¸nh gi¸ an toµn vµ tuæi thä cèng d−íi §ª cho C«ng ty

X©y dùng N«ng nghiÖp vµ PTNT tØnh Hµ Nam sö dông.

4. C¸c c«ng tr×nh thö nghiÖm sö dông kinh phÝ ®Ò tµi:

TT Néi dung C¬ quan tiÕp

nhËn

Gi¸ trÞ thùc hiÖn Quy m« CT

1 Chèng thÊm cho cèng

Tr¹i - thuéc tr¹i gièng

DiÔn Ch©u cña ViÖn NC

Thuû s¶n I

ViÖn NC Thuû

s¶n I

Kinh phÝ ®Ò tµi :

257 triÖu

- ChiÒu dµi t−êng

chèng thÊm 20 m

- ChiÒu s©u max =

12 m

2 Chèng thÊm cho cèng

D10- ThÞ x· Phñ Lý- Hµ

Nam

Ban QLDA

N«ng nghiÖp

UBND ThÞ x·

Phñ Lý

Kinh phÝ ®Ò tµi :

97 triÖu;

Kinh phÝ ®Þa

ph−¬ng:112 triÖu

- ChiÒu dµi t−êng

chèng thÊm 20 m

- ChiÒu s©u max =

14 m

3 C¶i t¹o n©ng cÊp cèng

Phó Mü phôc vô lÊy phï

sa

Ban QLDA së

N«ng nghiÖp

B¾c Ninh

- Kinh phÝ dù

¸n 840 triÖu;

- §Ò tµi hç trî

lËp hå s¬ thiÕt kÕ

Trang ix

6.2. øng dông kÕt qu¶ qua c¸c Hîp ®ång kinh tÕ, sö dông kinh phÝ tõ nguån kh¸c

TT Néi dung Chñ ®Çu t− Gi¸ trÞ H§ Quy m« CT

1 ThiÕt kÕ thi c«ng t−êng

chèng thÊm Hå §¸ B¹c - Hµ

TÜnh

(§· hoµn thµnh, nghiÖm thu)

Ban QLDA ThÞ

x· Hång LÜnh

1.278 triÖu Tæng céng 5125

m cäc XM§; s©u

18m

2 Chèng thÊm cho cèng S«ng

Cui (Long an)

(§· hoµn thµnh, nghiÖm thu)

Cty QLKT CT

thuû lîi TiÒn

Giang

450 triÖu Tæng céng 2.000

m cäc XM§; s©u

14 m

3 ThiÕt kÕ, thi cèng vµ kiÓm tra

chÊt l−îng thi c«ng chèng

thÊm cho ®ª qu©y giai ®o¹n

II- Nhµ m¸y thuû ®iÖn S¬n la

b»ng c«ng nghÖ cäc xi m¨ng

®Êt (§· hoµn thµnh, nghiÖm

thu)

Ban QLDA Nhµ

m¸y Thuû ®iÖn

S¬n La

ViÖn KHTL

thùc hiÖn lµ

300 triÖu;

phÇn do

LICOGI thùc

hiÖn lµ 389

triÖu

Tæng céng 2411

m cäc XM§; s©u

15m

4 Xö lý nÒn ®ª Ba tri (BÕn tre)

®o¹n thö nghiÖm dµi 500m.

§· phª duyÖt giai ®o¹n thö

nghiÖm 500m. §· duyÖt toµn

dù ¸n: 5.000 triÖu;

Ban QLDA së

NN&PTNT tØnh

BÕn Tre

riªng cäc

XM§

2.159 triÖu

Tæng céng: 4 180

m cäc XM§; s©u

5 m

5 Xö lý thö nghiÖm nÒn ®ª khu

vùc Sen chiÓu (Hµ T©y)

(ch−a phª duyÖt)

Chi côc §§ vµ

PCBL tØnh Hµ

T©y

Dù kiÕn

4.758 triÖu

Dù kiÕn 8 623 m

cäc XM§; s©u

25m

Hai hµng cäc

6 ThiÕt kÕ chèng thÊm ®Ëp VÖ

Võng - Qu¸n Hµi

(§· phª duyÖt dù ¸n)

Cty QLKT CT

Thuû lîi B¾c

NghÖ An

Dù kiÕn

4.400 triÖu

Dù kiÕn 6 000 m

cäc XM§; chç

s©u nhÊt dµi 8 m

Tæng céng kinh phÝ H§ - §· thùc hiÖn 2.417 triÖu

- §· duyÖt DA 6.559 triÖu

- Ch−a duyÖt DA 4.758 triÖu

Trang ix

iii. Môc lôc

Trang

Trang b×a - trang nhan ®Ò - Danh s¸ch nh÷ng ng−êi thùc hiÖn - Bµi tãm t¾t

Lêi më ®Çu 1

Ch−¬ng 1. B¸o c¸o ®iÒu tra, ®¸nh gi¸ hiÖn tr¹ng h− háng cèng d−íi ®ª thuéc

hÖ thèng S«ng Hång vµ S«ng Th¸i B×nh 8

1.1. Môc tiªu, ph¹m vi, ph−¬ng ph¸p ®iÒu tra 9

1.2. KÕt qña thu thËp mÉu phiÕu ®iÒu tra 10

1.3. Tæng hîp ®¸nh gi¸ kÕt qu¶ ®iÒu tra 12

1.4. KÕt luËn vµ kiÕn nghÞ 17

Ch−¬ng 2. X©y dùng phÇn mÒm qu¶n lý d÷ liÖu hÖ thèng cèng d−íi ®ª 19

2.1. Môc ®Ých, yªu cÇu 19

2.2. C¸c chøc n¨ng chÝnh cña ch−¬ng tr×nh 20

2.3. Yªu cÇu vÒ hÖ thèng 21

2.4. CÊu tróc ch−¬ng tr×nh 21

2.5. C¸c chøc n¨ng cô thÓ 22

Ch−¬ng 3. Nghiªn cøu hoµn thiÖn c«ng nghÖ ®¸nh gi¸ chÊt l−îng nÒn

vµ mang cèng 26

3.1. ThiÕt bÞ vµ ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu 26

3.2. KÕt qu¶ nghiªn cøu 31

3.3. KÕt luËn vµ kiÕn nghÞ 40

Ch−¬ng 4. Nghiªn cøu ph−¬ng ph¸p ®¸nh gi¸ an toµn vµ tuæi thä cèng d−íi ®ª 42

4.1. X©y dùng hÖ thèng tiªu chÝ ®¸nh gi¸ an toµn vµ tuæi thä cña kÕt cÊu cèng 42

4.2. ¸p dông tÝnh to¸n cèng D−¬ng Hµ - Hµ Néi (Km 13+543) 64

4.3. PhÇn mÒm ®¸nh gi¸ chÊt l−îng cèng d−íi ®ª 66

Ch−¬ng 5. Tiªu chÝ ®¸nh gi¸ an toµn cèng d−íi ®ª vÒ tiªu n¨ng phßng xãi 70

5.1. Tæng quan vÒ vÊn ®Ò tiªu n¨ng phßng cña cèng d−íi ®ª 70

5.2. C¬ së ®Ò xuÊt c¸c tiªu chÝ ®¸nh gi¸ an toµn vÒ nèi tiÕp vµ tiªu n¨ng sau

cèng d−íi ®ª 73

5.3. HÖ thèng tiªu chÝ an toµn 80

5.4. Quy tr×nh ®¸nh gi¸ an toµn cèng d−íi ®ª vÒ mÆt tiªu n¨ng phßng xãi 81

Trang ix

5.5. TÝnh to¸n thö nghiÖm cho mét sè cèng ®iÓn h×nh 84

5.6. KÕt luËn 86

5.7. PhÇn mÒm ®¸nh gi¸ an toµn tiªu n¨ng phßng xãi 87

Ch−¬ng 6. Nghiªn cøu c¸c gi¶i ph¸p khoa häc c«ng nghÖ ®Ó söa ch÷a nÒn

vµ mang cèng 94

6.1. Mét sè sù cè cèng d−íi ®ª do h− háng nÒn vµ mang cèng 94

6.2. Nguyªn nh©n h− háng 94

6.3. C¸c biÖn ph¸p söa ch÷a hiÖn nay vµ sù cÇn thiÕt cña vÊn ®Ò nghiªn cøu 96

6.4. Ph©n tÝch c¸c biÖn ph¸p chèng thÊm cho cèng d−íi ®ª ®· cã 97

6.5. KÕt luËn vÒ sù cÇn thiÕt cña viÖc nghiªn cøu 99

6.6. Nghiªn cøu øng dông c«ng nghÖ Jet-grouting chèng thÊm nÒn

vµ mang cèng 100

6.7. Giíi thiÖu nguyªn lý c«ng nghÖ Jet-grouting 102

6.8. D©y chuyÒn thiÕt bÞ thi c«ng 103

6.9. Mét sè kÕt qu¶ nghiªn cøu søc chÞu t¶i cña cäc xi m¨ng ®Êt 103

6.10. Mét sè kÕt qu¶ nghiªn cøu vËt liÖu xim¨ng ®Êt 109

6.11. KÕt luËn vÒ c¸c thÝ nghiÖm 111

6.12. Mét sè kÕt qu¶ øng dông c«ng nghÖ Jet-grouting ®Ó söa ch÷a

cèng d−íi ®ª 112

6.13. H−íng dÉn thiÕt kÕ, thi c«ng cäc XM§ xö lý chèng thÊm vµ

gia cè nÒn vµ mang cèng 116

6.14. KÕt luËn 118

Ch−¬ng 7. Lùa chän c«ng nghÖ, vËt liÖu vµ gi¶i ph¸p ®Ó söa ch÷a cèng d−íi ®ª 119

7.1. C«ng nghÖ, vËt liÖu vµ gi¶i ph¸p söa ch÷a chèng thÊm cho cèng d−íi ®ª 119

7.2. Söa ch÷a b¶o vÖ, chèng ¨n mßn cho cèng d−íi ®ª 127

7.3. Söa ch÷a chèng nøt nÎ cho cèng d−íi ®ª 133

7.4. C«ng nghÖ vµ vËt liÖu ®Ó lµm ®Æc ch¾c bÒ mÆt bª t«ng sau khi ®·

söa ch÷a 137

Ch−¬ng 8. Nghiªn cøu gi¶i ph¸p c«ng nghÖ söa ch÷a n©ng cÊp cèng d−íi ®ª

®Ó phôc vô lÊy n−íc, lÊy phï sa 146

8.1. Tæng quan vÒ vÊn ®Ò nghiªn cøu 146

8.2. Giíi thiÖu mét sè kÕt cÊu cèng lÊy phï sa ®· ®−îc x©y dùng 146

Trang ix

8.3. Giíi thiÖu c«ng tr×nh thö nghiÖm: thiÕt kÕ c¶i t¹o, n©ng cÊp

cèng Phó Mü phôc vô lÊy n−íc, lÊy phï sa trong mïa lò 149

Ch−¬ng 9. øng dông m« h×nh EFDC ®Ó nghiªn cøu båi l¾ng cöa lÊy n−íc

cho cèng ven ®ª 154

9.1. Më ®Çu 154

9.2. ¸p dông m« h×nh EFDC 155

9.3. Mét sè nhËn xÐt th«ng qua kÕt qña tÝnh to¸n 157

9.4. ¸p dông cho cöa lÊy n−íc Xu©n Quan 158

Ch−¬ng 10. Dù th¶o quy tr×nh kh¶o s¸t, thiÕt kÕ, thi c«ng, qu¶n lý vËn hµnh

vµ xö lý sù cè cèng d−íi ®ª 165

10.1. Më ®Çu 165

10.2. §èi t−îng ¸p dông 165

10.3. Yªu cÇu thiÕt kÕ 165

10.4. Néi dung giai ®o¹n lËp B¸o c¸o ®Çu t− 166

10.5. Néi dung giai ®o¹n thiÕt kÕ kü thuËt- thi c«ng vµ dù to¸n 170

10.6. H−íng dÉn thi c«ng cèng d−íi ®ª 174

10.7. Quy ®Þnh vÒ Tæ chøc qu¶n lý vµ vËn hµnh cèng D−íi ®ª 183

10.8. H−íng dÉn xö lý sù cè cèng d−íi ®ª trong mïa lò 187

Ch−¬ng 11. X©y dùng phÇn mÒm thiÕt kÕ cèng d−íi ®ª 200

11.1. §Æt vÊn ®Ò 200

11.2. Giíi thiÖu phÇn mÒm thiÕt kÕ cèng d−íi ®ª 200

11.3. KÕt luËn 204

PhÇn kÕt luËn vµ kiÕn nghÞ 205

PhÇn phô lôc

Trang 1

Lêi më ®Çu

Vïng ®ång b»ng s«ng Hång ®−îc b¶o vÖ bëi hÖ thèng ®ª s«ng, tæng céng tuyÕn ®ª

chÝnh cña hÖ thèng ®ª kho¶ng 2700Km. Cèng d−íi ®ª lµ mét h¹ng môc quan träng trªn

hÖ thèng ®ª. HiÖn cã 1102 cèng lín nhá n»m trªn c¸c tuyÕn ®ª TW. LÞch sö x©y dùng c¸c

cèng d−íi ®ª g¾n liÒn víi qóa tr×nh n©ng cÊp ®ª phôc vô ph¸t triÓn vµ b¶o vÖ s¶n xuÊt,

tÝnh m¹ng tµi s¶n cña nhµ n−íc vµ nh©n d©n.

Nh÷ng h− háng, tån t¹i cña cèng d−íi ®ª th−êng gÆp:

- H− háng nÒn cèng vµ ®Êt mang cèng;

- H− háng bª t«ng th©n cèng: nøt, g·y, gi¶m c−êng ®é;

- H− háng phÇn nèi tiÕp tr−íc vµ sau cèng: s©n tiªu n¨ng, t−êng c¸nh, …;

- H− háng khíp nèi;

- H− háng cöa cèng: bôc, rß rØ, ®ãng më nÆng;

- H− háng ®o¹n kªnh dÉn vµo - ra: båi lÊp, xãi lë;

- VÒ mü thuËt, trõ mét sè x©y dùng gÇn ®©y, ®a sè ®Òu cò kü vµ xÊu. NhiÒu cèng

ph¶i nèi dµi ch¾p v¸;

- C«ng t¸c qu¶n lý cèng còng cßn nhiÒu tån t¹i, hå s¬ thiÕt kÕ ban ®Çu kh«ng ®−îc

l−u tr÷ ®Çy ®ñ;

C¸c biÖn ph¸p söa ch÷a hiÖn ®ang hay lµm lµ:

- Hoµnh triÖt vµo mïa lò, më l¹i sau lò ®Ó phôc vô s¶n xuÊt;

- NÕu cã xö lý th× cßn mang tÝnh “ch¾p v¸”, nhiÒu khi ph¶i lµm ®i lµm l¹i;

Víi c¸c cèng qu¸ h− háng, hoÆc do t¨ng thªm nhiÖm vô th× th−êng lµm cèng míi

t¹i vÞ trÝ bªn c¹nh.

TÇm quan träng cña cèng d−íi ®ª vµ ®é an toµn cña cèng lµ sù quan t©m cña c¸c

c¬ quan qu¶n lý ®ª ®iÒu tõ Trung −¬ng ®Õn ®Þa ph−¬ng, cña c¸c c¬ quan nghiªn cøu vµ

cña nhiÒu nhµ khoa häc. ChÝnh v× vËy, Bé Khoa häc vµ c«ng nghÖ ®· cho phÐp thùc hiÖn

®Ò tµi ®éc lËp cÊp Nhµ n−íc “Nghiªn cøu c¸c gi¶i ph¸p KHCN ®Ó n©ng cÊp söa ch÷a n©ng

cÊp cèng d−íi ®ª thuéc s«ng Hång vµ s«ng Th¸i B×nh”. §Ò tµi do ViÖn Khoa häc Thuû lîi

chñ tr×, víi sù tham gia cña h¬n 30 nhµ khoa häc, kü s− thuéc nhiÒu c¬ quan nghiªn cøu,

tr−êng ®¹i häc, c¸c c¬ quan Trung −¬ng vµ ®Þa ph−¬ng.

Trang 2

Môc tiªu ®Ò tµi

Môc tiªu tæng qu¸t:

X¸c ®Þnh ®−îc c¸c gi¶i ph¸p khoa häc c«ng nghÖ ®Ó söa ch÷a, n©ng cÊp cèng d−íi

®ª phôc vô t−íi tiªu vµ phßng chèng lò lôt

Môc tiªu cô thÓ:

1. §¸nh gi¸ hiÖn tr¹ng mét c¸ch khoa häc vµ thùc tiÔn. Tõ ®ã ph©n lo¹i vÒ h×nh

thøc kÕt cÊu, vËt liÖu, thùc tr¹ng h− háng, ... nh»m x©y dùng mét ng©n hµng d÷ liÖu vÒ

cèng d−íi ®ª phôc vô lËp kÕ ho¹ch n©ng cÊp - söa ch÷a hµng n¨m.

2. ¸p dông c¸c vËt liÖu míi, kÕt cÊu míi, ph−¬ng ph¸p tÝnh to¸n míi, c«ng nghÖ

thi c«ng míi, ... ®Ó söa ch÷a n©ng cÊp cèng d−íi ®ª.

3. Thö nghiÖm ¸p dông kÕt qu¶ nghiªn cøu cña ®Ò tµi trªn 2 c«ng tr×nh thùc tÕ vµ

®¸nh gi¸ kÕt qu¶ thö nghÖm.

KÕt qu¶ ®¹t ®−îc so víi ®Ò c−¬ng ®−îc duyÖt

A- S¶n phÈm d¹ng III

TT

Tªn s¶n

phÈm yªu

cÇu

Yªu cÇu ®Æt ra

(trÝch hå s¬ ®Ò tµi)

KÕt qu¶ ®¹t ®−îc

(chi tiÕt b¸o c¸o)

1 B¸o c¸o

khoa häc

c«ng nghÖ

n©ng cÊp

söa ch÷a

- Nªu ®−îc tæng quan chung,

®Ò xuÊt träng t©m nghiªn cøu,

lµm râ hiÖn tr¹ng vÒ h− háng,

ph©n lo¹i, ph©n tÝch vµ lùa

chän ®−îc c«ng nghÖ, h−íng

dÉn thiÕt kÕ thi c«ng söa ch÷a

vµ n©ng cÊp cèng d−íi ®ª.

- C¬ së khoa häc c¸c gi¶i ph¸p

thiÕt kÕ thi c«ng ®Ó söa ch÷a

c¸c h¹ng môc h− háng.

- C¬ së khoa häc c¸c gi¶i ph¸p

thiÕt kÕ thi c«ng ®Ó n©ng cÊp

cèng d−íi ®ª.

§· hoµn thµnh c¸c b¸o c¸o sau:

- B¸o c¸o tãm t¾t;

- B¸o c¸o tæng kÕt KHKT;

Trang 3

2 §å ¸n triÓn

khai söa

ch÷a vµ

n©ng cÊp

cèng d−íi

®ª

- ThiÕt kÕ, chñ ®éng thi c«ng

trong mäi t×nh huèng thêi

thiÕt, ®¶m b¶o rót ng¾n thêi

gian thi c«ng vµ h¹ gi¸ thµnh

c«ng tr×nh.

- Söa ch÷a vµ n©ng cÊp cèng

d−íi ®ª: Cèng kÕt cÊu BTCT,

cèng kÕt cÊu g¹ch ®¸.

- Hå s¬ c¸c c«ng tr×nh thö nghiÖm

- C¸c c«ng tr×nh thö nghiÖm ®·

gi¶m gi¸ thµnh 30% ; rót ng¾n

thêi gian thi c«ng 50 ~ 70 % so

víi c¸ch lµm cò; thi c«ng chñ

®éng. Cã v¨n b¶n nhËn xÐt cña

n¬i tiÕp nhËn (B¸o c¸o tæng kÕt

khoa häc kü thuËt ®Ò tµi)

3 Ch−¬ng

tr×nh m¸y

tÝnh qu¶n lý

cèng d−íi

®ª

- PhÇn mÒm ®¸nh gi¸ an

toµn vµ dù b¸o tuæi thä;

- Qu¶n lý c¬ së d÷ liÖu

b»ng phÇn mÒm.

§· hoµn thµnh vµ chuyÓn giao 4

phÇn mÒm:

PhÇn mÒm ®¸nh gi¸ an toµn vµ dù

b¸o tuæi thä;

PhÇn mÒm Qu¶n lý c¬ së d÷ liÖu

cèng d−íi ®ª + ng©n hµng d÷ liÖu;

PhÇn mÒm ®¸nh gi¸ an toµn tiªu

n¨ng phßng xãi;

PhÇn mÒm th.kÕ cèng d−íi ®ª

4 S¶n phÈm

kh¸c

- Th«ng tin trªn c¸c ph−¬ng

tiÖn th«ng tin ®¹i chóng (T¹p

chÝ, B¸o- ®µi)

- §µo t¹o, h−íng dÉn sinh

viªn, NCS trong lÜnh vùc söa

ch÷a vµ n©ng cÊp cèng d−íi ®ª.

- §· ®¨ng bµi giíi thiÖu trªn b¸o

Nh©n d©n; b¸o NghÖ an;..

- §· ®¨ng 25 bµi b¸o trªn c¸c t¹p

chÝ chuyªn m«n;

- §· cã b¸o c¸o trong 7 héi nghÞ

khoa häc lín;

- §ang ®µo t¹o 01 TS

- §· ®µo t¹o 07 ThS

- H−íng dÉn 03 SV tham gia

trong cuéc thi Sinh viªn NCKH

B- S¶n phÈm d¹ng I & II

TT Tªn s¶n

phÈm yªu

cÇu

Yªu cÇu ®Æt ra

(trÝch hå s¬ ®Ò tµi)

KÕt qu¶ ®¹t ®−îc

B1 VËt liÖu míi

Polyme

tr−¬ng në

Dïng ®Ó xö lý chèng thÊm, nøt kÕt

cÊu bª t«ng; cã kh¶ n¨ng chui vµo

c¸c vÕt nøt

§· thö nghiÖm trªn m« h×nh

trong phßng

§· øng dông ®Ó n©ng cÊp söa

ch÷a cèng Phó Mü- B¾c Ninh

Trang 4

Xi m¨ng

®Êt

Dïng ®Ó söa ch÷a chèng thÊm, gia

cè nÒn vµ mang cèng d−íi ®ª

(ngoµi néi dung yªu cÇu)

§· cã nh÷ng nghiªn cøu thùc

nghiÖm b−íc ®Çu vÒ tÝnh chÊt

c¬ lý, kh¶ n¨ng chèng thÊm

cña vËt liÖu

B2 Quy tr×nh c«ng nghÖ

Quy tr×nh

söa ch÷a

KiÕn nghÞ ®−îc quy tr×nh c«ng

nghÖ söa ch÷a nÒn cèng, mang

cèng, th©n cèng vµ c¸c kÕt cÊu nèi

tiÕp- §¶m b¶o c¬ së khoa häc vµ

®−îc thùc tÕ chÊp nhËn.

§· hoµn thµnh dù th¶o quy

tr×nh söa ch÷a nÒn cèng b»ng

c«ng nghÖ Jet-grouting. Söa

ch÷a cèng BT bÞ nøt b»ng vËt

liÖu Polime tr−¬ng në. §· ¸p

dông thµnh c«ng ë nhiÒu

c«ng tr×nh

Quy tr×nh

n©ng cÊp

KiÕn nghÞ ®−îc quy tr×nh c«ng

nghÖ n©ng cÊp ®Ó n©ng cao hiÖu

qu¶ sö dông nh»m khai th¸c ®a

môc tiªu- §¶m b¶o c¬ së khoa häc

vµ ®−îc thùc tÕ chÊp nhËn.

§· hoµn thµnh b¸o c¸o

chuyªn ®Ò vÒ c«ng nghÖ n©ng

cÊp cèng phôc vô lÊy phï sa.

§· thiÕt kÕ thö nghiÖm ë

cèng Phó Mü

C¸ch tiÕp cËn, ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu vµ kü thuËt ®∙ sö dông

1. C¸ch tiÕp cËn ®· sö dông:

- TiÕp cËn trªn qua ®iÒu tra thùc tÕ, thu thËp tµi liÖu;

- TiÕp cËn trªn c¬ së b¶o ®¶m c¸c nguyªn t¾c vµ tiªu chuÈn x©y dùng hiÖn hµnh;

- TiÕp cËn phï hîp víi thùc tiÔn: C¸c ph−¬ng ¸n n©ng cÊp söa ch÷a c«ng tr×nh

kh«ng thÓ ¸p dông ®ång lo¹t mµ ph¶i c¨n cø ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt, ®Þa h×nh, vËt liÖu x©y

dùng, ®iÒu kiÖn thuû v¨n, thuû lùc cô thÓ t¹i vÞ trÝ x©y dùng c«ng tr×nh. Ph¶i ph©n nhãm,

ph©n lo¹i h− háng ®iÓn h×nh ®Ó tiÕn hµnh nghiªn cøu. C«ng nghÖ ®Ò xuÊt ph¶i cã tÝnh kh¶

thi trong ®iÒu kiÖn ®Þa ph−¬ng, cã kh¶ n¨ng nh©n réng.

- TiÕp cËn theo c¸ch ®i t¾t ®ãn ®Çu: trªn c¬ së hîp t¸c Quèc tÕ, qua khai th¸c

Internet ®Ó tiÕp cËn nhanh chãng víi c¸c tiÕn bé kü thuËt cña thÕ giíi.

2. Ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu:

2.1. Ph−¬ng ph¸p ®iÒu tra thu thËp th«ng tin:

§Ò tµi ®· thu thËp hå s¬ thiÕt kÕ vµ hiÖn tr¹ng cña 855 cèng d−íi ®ª qua c¸c nguån sau:

- Nguån tµi liÖu l−u tr÷: T¹i c¬ quan l−u tr÷ cña Bé, t¹i c¸c chi côc ®ª ®iÒu, t¹i c¸c

XN thuû n«ng, ...