nghiên cứu đề xuất kết cấu đê kết hợp phòng lũ và giao thông trên tuyến đê hữu cầu thành phố bắc ninh

LỜI CẢM ƠN
Luận văn thạc sĩ: “Nghiên cứu đề xuất kết cấu đê kết hợp phòng lũ và
giao thông trên tuyến đê Hữu Cầu TP Bắc Ninh” đã được tác giả hoàn thành
đúng thời hạn quy định và đảm bảo đầy đủ các yêu cầu trong bản đề cương đã
được phê duyệt.
Trước hết tác giả xin chân thành cảm ơn Phòng Đào tạo Đại h
ọc và Sau Đại
học, Khoa công trình, Trường Đại học Thuỷ lợi và toàn thể các thầy, cô giáo đã
giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tác giả trong thời gian học tập cũng như
thực hiện luận văn này. Đặc biệt tác giả xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới
thầy giáo TS. Nguyễn Hữu Huế đã tận tình hướng dẫn và cung cấp các thông tin
khoa học c
ần thiết trong quá trình thực hiện luận văn.
Tác giả xin chân thành gửi lời cảm ơn tới Chi cục Đê điều và PCLB Bắc
Ninh - Sở Nông nghiệp và PTNT Bắc Ninh đã giúp đỡ trong việc thu thập tài
liệu nghiên cứu trong quá trình thực hiện luận văn.
Cuối cùng tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành đến lãnh đạo Chi cục Đê
điều và PCLB Bắc Ninh - nơi tác giả đang công tác cùng những người thân
trong gia
đình, bạn bè và đồng nghiệp đã khích lệ, ủng hộ, động viên về mọi
mặt cho tác giả hoàn thành luận văn này.
Do hạn chế về mặt thời gian, kiến thức khoa học và kinh nghiệm thực tế
nên trong quá trình nghiên cứu để hoàn thành luận văn, chắc chắn khó tránh
khỏi những thiếu sót nhất định. Tác giả rất mong muốn nhận được sự góp ý, chỉ
bảo tận tình của các Th
ầy, Cô giáo và cán bộ đồng nghiệp đối với bản luận văn.
Hà Nội, Ngày 09 tháng 01 năm 2013.
HỌC VIÊN

Nguyễn Thanh Hà

BẢN CAM ĐOAN
Tôi là Nguyễn Thanh Hà, tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu
của riêng tôi. Những nội dung và kết quả trình bày trong Luận văn là trung thực
và chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình khoa học nào.

Tác giả



Nguyễn Thanh Hà

MỤC LỤC
Danh mục Trang
Mở đầu 1
1. Tính cấp thiết của đề tài 1
2. Mục đích của đề tài 2
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3
4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 3
Chương 1: Tổng quan hệ thống đê điều trong và ngoài nước 4
1.1. Lịch sử phát triển đê điều trong và ngoài nước 4
1.1.1. Hệ thống đ
ê điều Hà Lan 5
1.1.2. Hệ thống đê điều Mỹ 7
1.1.3. Hệ thống đê điều Nhật Bản 8
1.1.4. Hệ thống đê điều Việt Nam 10
1.2. Những tồn tại của hệ thống đê điều Việt Nam hiện nay 13
1.2.1. Những hư hỏng thường gặp 13
1.2.2. Nguyên nhân hư hỏng 15

1.2.3. Những giải pháp khắc phục 19
1.3. Hiện trạng mặt
đê kết hợp làm đường giao thông của hệ thống đê điều Việt Nam 21
1.3.1. Về chiều rộng mặt đê phục vụ giao thông 21
1.3.2. Về kết cấu mặt đường đê 22
1.4. Kết luận chương 1 23
Chương 2: Nghiên cứu các hình thức mở rộng mặt đê đáp ứng nhu cầu phòng lũ
và kết hợp giao thông trên địa bàn tỉnh Bắc Ninh 24
2.1. Hiện trạng đê đi
ều và yêu cầu mở rộng mặt đê đáp ứng nhu cầu giao thông của tỉnh Bắc Ninh 24
2.1.1 Hiện trạng đê điều tỉnh Bắc Ninh 24
2.1.2. Nhu cầu phát triển kinh tế trên địa bàn tỉnh Bắc Ninh 27
2.2. Cơ sở và nguyên tắc chung mở rộng mặt đê kết hợp đường giao thông 31
2.2.1. Bề rộng mặt đê mới 31
2.2.2. Ổn định của đê 32
2.2.3. An toàn giao thông 32

2.3. Một số phương pháp mở rộng mặt đê kết hợp giao thông 32
2.3.1. Phương pháp đắp mở rộng mặt đê 32
2.3.2. Phương pháp hạ thấp cao trình kết hợp tường chắn sóng 36
2.3.3. Phương pháp kết hợp hạ thấp cao trình, làm tường chắn sóng và đắp mở
rộng mặt đê 37
2.4. Các dạng tường kè chắn sóng 38
2.4.1. Tường bê tông cốt thép 39
2.4.2. Tường gạch xây 39
2.4.3. Tường đá xây 39
2.4.4. Lựa chọn kế
t cấu tường kè chắn sóng 40
2.5. Phương pháp tính ổn định đê 40
2.5.1. Tiêu chuẩn an toàn 40

2.5.2. Tính toán ổn định mái đê 45
2.6. Kết luận chương 2 49
Chương 3: Lựa chọn và ứng dụng kết quả nghiên cứu cho tuyến đê hữu Cầu
thành phố Bắc Ninh 50
3.1. Giới thiệu tổng quan về dự án nâng cấp tuyến đê hữu Cầu 50
3.1.1. Hiện trạng công trình 50
3.1.2. Mục tiêu và nhiệm vụ dự án 51
3.2. Đề xu
ất và lựa chọn phương án mở rộng mặt đê kết hợp đường giao thông cho
tuyến đê hữu Cầu thành phố Bắc Ninh 51
3.2.1. Tính toán lựa chọn bề rộng và cao trình mặt đê phù hợp 51
3.2.2. Phương pháp hạ thấp mặt đê, xây tường kè chắn sóng bằng BTCT 53
3.2.3. Phương pháp giữ nguyên cao trình mặt đê, đắp áp trúc mở rộng mặt đê 69
3.2.4. Đánh giá hiệu quả kinh tế giữa các phương án 73
3.2.5. Lự
a chọn phương án tối ưu 77
3.3. Kết luận chương 3 78
Kết luận và kiến nghị 79
Tài liệu tham khảo 81
Phụ lục

DANH MỤC HÌNH VẼ, HÌNH ẢNH
Chương 1

Hình 1.1 Cồn cát - đê biển tự nhiên 5
Hình 1.2 Bản đồ phân vùng tần suất thiết kế đê biển Hà Lan 5
Hình 1.3 Cắt ngang đê biển Afsluitifk - Hà Lan 6
Hình 1.4 Đê biển Afsluitifk - Hà Lan 7
Hình 1.5 Một số cấu kiện bảo vệ bờ 7
Hình 1.6 Một vài mặt cắt kè biển ở Mỹ 8

Hình 1.7 Hình ảnh công trình bảo vệ bờ trên thế giới 9
Hình 1.8 Một cảnh đắp đê thời Tr
ần 10
Hình 1.9 Một số dạng sạt lở mái đê 14
Hình 1.10 Một số hình ảnh sạt lở mái đê thực tế 14
Hình 1.11 Một số hình ảnh lún, sụt bong vỡ mặt đê thực tế 15
Hình 1.12 Một số hình ảnh lấn chiếm hành lang bảo vệ đê 17
Hình 1.13 Tập kết vật liệu trái phép 17
Hình 1.14 Mặt cắt đê đại diện 18
Hình 1.15 Xe có tải trọng lớn đi lại trên đê 18
Hình 1.16 Một số dạng kết cấu kè đã ứng dụng 19
Hình 1.17 Một số dạng kết cấu mặt đê 23
Chương 2

Hình 2.1 Đắp mở rộng mặt đê về phía sông 33
Hình 2.2 Một số hình ảnh mở rộng mặt đê đã được ứng dụng tại tỉnh Vĩnh Phúc 34
Hình 2.3 Đắp mở rộng mặt đê về phía đồng 35
Hình 2.4 Hình ảnh đắp mở rộ
ng mặt đê tại tỉnh Ninh Bình 35
Hình 2.5 Mặt cắt ngang mặt đê khi hạ thấp mặt đê, xây dựng tường chắn 36
Hình 2.6 Một số hình ảnh hạ thấp cao trình mặt đê, xây tường chắn sóng 37
Hình 2.7 Đê sông Hồng - Hà Nội 38
Hình 2.8
Biểu đồ quan hệ Jgh và [J] với η
43
Hình 2.9 Sơ đồ tính ổn định mái đê theo phương pháp cân bằng giới hạn 46
Hình 2.10 Phân tích ổn định mái dốc bằng Geo-slope 48

Chương 3
25

Hình 3.1 Mặt cắt đại diện hạ thấp cao trình mặt đê 53
Hình 3.2 Sơ đồ chịu lực của tường chắn (TH1) 54
Hình 3.3 Sơ đồ chịu lực của tường chắn (TH2) 57
Hình 3.4 Sơ đồ chịu lực của tường chắn (TH3) 59
Hình 3.5 Sơ đồ tính toán trường hợp mực nước sông +8.4 63
Hình 3.6 Đường bão hoà và đường đẳng cột nước trong thân đê trường hợp
mực nước sông +8.4 63
Hình 3.7 Gradien thấm trong thân đê (J
max
= 0.54936) trường hợp mực nước
sông +8.4 64
Hình 3.8 Ổn định mái đê (K = 1,564) trường hợp mực nước sông +8.4 64
Hình 3.9 Sơ đồ tính toán trường hợp mực nước +6.3 và có tải trọng phân bố
15KN/m2 65
Hình 3.10 Đường bão hòa và đường đẳng cột nước trong thân đê trường hợp
mực nước +6.3 và có tải trọng phân bố 15KN/m2
65
Hình 3.11 Gradient thấm trong thân đê (Jmax = 0.2589) trường hợp mực nước
+6.3 và có tải trọng phân bố 15KN/m2 66
Hình 3.12 Ổn định mái đ
ê (K = 1.487) trường hợp mực nước +6.3 và có tải
trọng phân bố 15KN/m2 66
Hình 3.13 Sơ đồ tính toán trường hợp hạ thấp mặt đê, làm tường chắn sóng với
mực nước + 6.3 và có tải trọng 15KN/m2 67
Hình 3.14 Đường bão hòa và đường đẳng cột nước trong thân đê trường hợp hạ
thấp mặt đê, làm tường chắn sóng với mực nước + 6.3 và có tải
trọng 15KN/m2
67
Hình 3.15 Gradient thấm trong thân đê (Jmax = 0.12) trường hợp hạ th
ấp mặt đê,

làm tường chắn sóng với mực nước + 6.3 và có tải trọng 15KN/m2 68
Hình 3.16 Ổn định mái hạ lưu đê (K = 1.691) trường hợp hạ thấp mặt đê, làm
tường chắn sóng với mực nước + 6.3 và có tải trọng 15KN/m2 68
Hình 3.17 Sơ hoạ mặt cắt ngang đắp áp trúc về phía đồng 69
Hình 3.18 Sơ đồ tính toán trường hợp đắp mở rộng mặt đê với mực nước +8.4 69

Hình 3.19 Đường bão hòa và đường đẳng cột nước trong thân đê trường hợp
đắp mở rộng mặt đê với mực nước +8.4 70
Hình 3.20 Gradient thấm trong thân đê (J
max
= 0.73436) trường hợp đắp mở
rộng mặt đê với mực nước +8.4
71
Hình 3.21 Ổn định mái đê (Kmin = 2.218) trường hợp đắp mở rộng mặt đê với
mực nước +8.4 73
Hình 3.22 Sơ đồ tính toán trường hợp đắp mở rộng mặt cắt đê với mực nước
+6.3 và có tải trọng 15KN/m2 71
Hình 3.23 Đường bão hòa và đường đẳng cột nước trong thân đê trường hợp đắ
p
mở rộng mặt cắt đê với mực nước +6.3 và có tải trọng 15KN/m2 72
Hình 3.24 Gradient thấm trong thân đê (Jmax = 0.3924) trường hợp trường hợp
đắp mở rộng mặt cắt đê với mực nước +6.3 và có tải trọng 15KN/m2 72
Hình 3.25 Ổn định mái đê (Kmin = 1.842) trường hợp trường hợp đắp mở rộng
mặt cắt đê với mực nước +6.3 và có tải trọng 15KN/m2 73
Hình 3.26 Sơ hoạ cắ
t ngang phương án hạ thấp mặt đê, xây tường chắn sóng 74
Hình 3.27 Sơ đồ bố trí thép tường chắn sóng 75
Hình 3.28 Sơ hoạ phương án giữ nguyên cao trình mặt đê, đắp áp trúc mở rộng
mặt đê
76

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Chương 2

Bảng 2.1 Trị số gradient cho phép ở khối đắp thân đê 42
Bảng 2.2 Trị số gradient thấm cho phép khi kiểm tra chảy đất 44
Chương 3

Bảng 3.1 Bảng tổng hợp lực (TH1) 55
Bảng 3.2 Bảng tổng hợp lực (TH2) 58
Bảng 3.3 Bảng tổng hợp lực (TH3) 60
Bảng 3.4 Chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất 62
Bảng 3.5
Bảng tổng hợp kh
ối lượng phương án hạ thấp cao trình mặt đê,
xây tường chắn bằng bê tông cốt thép
75
Bảng 3.6 Bảng thống kê thép 76
Bảng 3.7
Bảng tổng hợp khối lượng phương án giữ nguyên cao trình mặt
đê, đắp mở rộng mặt đê về phía đồng
77
Bảng 3.8 Bảng so sánh kết quả tính toán 77



1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài

Bắc Ninh là tỉnh thuộc vùng đồng bằng Bắc Bộ, nằm trong châu thổ
sông Hồng, liền kề với thủ đô Hà Nội. Bắc Ninh nằm trong vùng kinh tế trọng
điểm tam giác tăng trưởng bao gồm Hà Nội - Hải Phòng - Quảng Ninh, khu
vực có mức tăng trưởng kinh tế cao, giao lưu kinh tế mạnh. Có 3 con sông lớn
chảy qua là Sông Cầu, sông Đuống, sông Thái Bình và một phần hạ l
ưu sông
Cà Lồ đổ ra sông Cầu tại ngã Ba Xà. Hệ thống đê điều của tỉnh gồm 241 km
đê, 159 cống và 38 kè hộ bờ và chống sóng. Trong đó:
- Tuyến đê cấp I đến cấp III bao gồm tuyến tả, hữu Đuống, hữu Thái
Bình, hữu Cầu và hữu Cà Lồ với 139 km đê, 54 cống qua đê và 24 kè.
- Tuyến đê cấp IV bao gồm các tuyến đê tả, hữu Ngũ Huyệ
n Khê và
các tuyến đê bối: Hoài Thượng, Mão Điền, Song Giang, Giang Sơn (hữu
Đuống), Cảnh Hưng, Đào Viên (tả Đuống), Đẩu Hàn, Ba Xã (hữu Cầu) với
102 km đê, 105 cống qua đê và 14 kè (chủ yếu là kè chống sóng thuộc tuyến
đê Ba Xã).
Trong những năm gần đây, được sự quan tâm đầu tư của Chính phủ, Bộ
Nông nghiệp & PTNT, UBND Tỉnh, hệ thống đê điều đã
được tu bổ, nâng
cấp tập trung vào việc hoàn thiện cao trình, mặt cắt và cứng hoá mặt đê, tu bổ
hoàn chỉnh các kè xung yếu, xây mới các cống yếu dưới đê cụ thể như sau:
Về cao trình mặt đê, các tuyến đê từ cấp I đến cấp III có cao trình mặt
đê từ (+7,8) ÷ ( +12,0); đê cấp IV cũng đã được nâng cấp, cải tạo và đến nay
cao trình mặt đê cũng đã đạ
t từ (+7,6) ÷ (+7,8).
Về mặt đê hiện nay các tuyến đê từ cấp I đến cấp III hiện đã được cứng
hoá bằng bê tông, bê tông cốt thép, rải nhựa, áp phan, mặt đê có chiều rộng từ
5,0 ÷ 6,0 m; về các tuyến đê cấp IV cho đến nay mặt đê đã được đắp và cứng
hoá cơ bản hoàn chỉnh có bề rộng từ 4,0 ÷ 5,0m.

2
Mặc dù mặt đê và kết cấu mặt đê đã được đầu tư cải tạo, nâng cấp
thường xuyên. Tuy nhiên qua các mùa mưa lũ hàng năm các công trình đê
điều vẫn bộc lộ một số điểm yếu phải xử lý.
Để bảo đảm an toàn cho hệ thống đê điều, trước mùa mưa lũ hàng năm
ngành Thuỷ lợi đã tiến hành tổng kiểm tra,
đánh giá hiện trạng công trình đê
điều nhằm xác định các trọng điểm cần lưu ý, đề xuất các phương án xử lý
trong trường hợp xảy ra sự cố. Tuy nhiên do kinh phí hạn chế nên việc đầu tư
chủ yếu cho việc đắp củng cố hoàn thiện mặt cắt đê, xử lý các điểm sạt lở xung
yếu đe dọa an toàn đê điều, việc c
ủng cố, sửa chữa hoặc làm mới chưa được
quan tâm đúng mức.
Đồng thời hiện nay, ngoài nhiệm vụ phòng chống lũ, hệ thống các
tuyến đê còn làm nhiệm vụ giao thông có vai trò để thúc đẩy sự phát triển
kinh tế xã hội trong vùng như đê hữu Đuống qua địa phận huyện Thuận
Thành là tỉnh lộ 280; đê hữu Thái Bình là đường tỉnh lộ nối giữa Bắc Ninh và
H
ải Dương; đê tả Đuống qua điạ phận huyện Quế Võ là tỉnh lộ 279 do đó
trên một số tuyến đê thường xuyên có các loại xe có tải trọng lớn đi qua.
Với nhiệm vụ đa mục tiêu như vậy, khi tính toán đến phương án nâng
cấp, hoặc làm mới đê cần phải tính toán, lựa chọn kết cấu mặt cắt phù hợp là
việc làm hết sứ
c quan trọng và cấp thiết.
2. Mục đích của đề tài:
- Nghiên cứu hệ thống đê điều trong và ngoài nước.
- Đánh giá hiện trạng đê điều tỉnh Bắc Ninh và nhu cầu phát triển kinh
tế trên địa bàn tỉnh Bắc Ninh.
- Nghiên cứu, đề xuất kết cấu mặt cắt đê phù hợp với yêu cầu chống lũ

và kết hợp giao thông.
Qua các tính toán, lựa chọn kết cấ
u mặt cắt đê phù hợp với tuyến đê
hữu Cầu thành phố Bắc Ninh.


3
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
Nghiên cứu đề xuất kết cấu mặt cắt đê kết hợp phòng lũ và giao thông
áp dụng cho tuyến đê hữu Cầu thành phố Bắc Ninh.
4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu:
- Tiếp cận các thành tựu khoa học công nghệ trên thế giới. Cập nhật các
tài liệu kỹ thuật, các thông tin về công nghệ xây dựng đê, kè trên thế giới.
Tìm hiểu sự phát triển và công ngh
ệ, khoa học kỹ thuật khi xây dựng, thiết kế
hệ thống đê điều của các nước phát triển.
- Tiếp cận thực tiễn trình độ khoa học công nghệ trong nước. Tìm hiểu
các dạng kết cấu, mặt cắt mặt đê khi kết hợp phòng lũ và làm đường giao
thông đã được áp dụng trong nước.
- Phương pháp nghiên cứu:
+ Điều tra thực tế: Đánh giá hiện trạ
ng hệ thống đê điều trên địa bàn
tỉnh Bắc Ninh nói chung cũng như tuyến đê hữu Cầu. Từ đó tìm hiểu thực tế
nhu cầu mở rộng mặt cắt đê kết hợp làm đường giao thông nhằm phát triển
kinh tế xã hội của vùng.
+ Nghiên cứu lý thuyết: Từ các số liệu thực tế đã thu thập được tính
toán ổn định. Sử dụng phầ
n mềm tiên tiến để tính toán các dạng kết cấu, mặt
cắt mặt đê khi mở rộng để kết hợp giao thông. Qua đó so sánh và lựa chọn
dạng kết cấu mặt cắt phù hợp với điều kiện của vùng.

4
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN HỆ THỐNG ĐÊ ĐIỀU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC
1.1. Lịch sử phát triển đê điều trong và ngoài nước
Đê là một dãy đất nhân tạo hay tự nhiên kéo dài dọc theo các bờ sông
hoặc bờ biển. Cũng có khi người ta gọi các công trình tạm thời để ngăn nước
ngập một khu vực cụ thể như các bờ bao, các khu trồng cây ăn quả, các khu
nuôi trồng thủy sản là đê.
Đê được phân thành đê tự nhiên và đê nhân tạo.
Đê tự nhiên là loại được hình thành do sự lắng đọng của các trầm tích
trong sông khi dòng nước này tràn qua bờ sông thường là vào những mùa lũ.
Khi tràn qua bờ, vận tốc dòng nước giảm làm các vật liệu trong dòng nước lắng
đọng theo thời gian nó sẽ cao dần và cao hơn bề mặt của đồng lụt (khu vực
bằng phẳng bị ngập lụt). Trong trường hợp không có lũ, các trầm tích có th
ể
lắng dọng trong kênh dẫn và làm cho bề mặt kênh dẫn cao lên. Sự tương tác
qua lại này không chỉ làm cao bề mặt của đê mà thậm chí làm cao đáy sông.
Các đê thiên nhiên đặc biệt được ghi nhận dọc theo sông Hoàng Hà, Trung
Quốc gần biển nơi đây các con tàu đi qua ở độ cao mặt nước cao hơn bề mặt
đồng bằng. Các đê thiên nhiên là đặc điểm phổ biến của các dòng sông uốn
khúc trên thế giới.
Ở ven bờ biển thì các đụn cát cũng có thể coi là đê tự nhiên.
Kiểu đê tự nhiên này khá phổ biến ở miền Trung nước ta.
Đê nhân tạo là đê do con người tạo nên, đê nhân tạo có thể là vĩnh cửu
hoặc tạm thời được xây dựng để chống lũ trong trường hợp cần thiết. Trong
trường hợp khẩn cấp loại đê tạm thời được dựng lên trên đỉnh c
ủa đê hiện
hữu. Vai trò chính của đê nhân tạo là ngăn, chặn nước bảo vệ một vùng dân

cư hoặc một phần diện tích sản xuất nông nghiệp, ngư nghiệp nào đó. Hiện
nay trên thế giới chủ yếu là đê nhân tạo.



5


a. Cồn cát bờ biển b. Cồn cát khu vực Vlieland - Hà Lan
Hình 1.1 Cồn cát - Đê biển tự nhiên
Tổ hợp đê và các hạng mục khác trong hệ thống công trình phòng chống
các hiểm họa do thiên tai gây ra được các quốc gia trên thế giới, đặc biệt là
các quốc gia có biển quan tâm. Tuy nhiên, tùy thuộc vào đặc điểm tự nhiên,
khí hậu, địa hình và trình độ phát triển của mỗi quốc gia mà các hệ thống này
được phát triển ở mức độ khác nhau.
1.1.1. Hệ
thống đê điều Hà Lan
Là một đất nước có đến 2/3 diện tích thấp hơn mực nước biển, vì vậy vấn
đề an toàn hệ thống đê biển Hà Lan rất được quan tâm. Chính vì lẽ đó họ đã
bằng mọi cách bảo vệ vững chắc hệ thống đê trước tác động của thiên nhiên.

Hình 1.2 Bản đồ phân vùng tần suất thiết kế đê biển Hà Lan


6
ờ bin c xõy dng khụng cho phộp nc trn di tỏc ng ca
súng bóo; kt cu ca ờ c c bit quan tõm v c kim soỏt rt cht
ch v cht lng trong quỏ trỡnh xõy dng thụng qua mt y ban riờng thuc
Nh nc.
Kt cu thõn ờ: ờ thng cú c c ngoi v c trong kt hp giao

thụng. Tựy theo mc quan trng m kt cu ca ờ cng khỏc nhau. Vi ờ
khụng trc din vi bin thng l ờ t vi lừi t hoc lừi cỏt bo v bng
t sột, bo v mỏi trong v ngoi bng hỡnh thc trng c, tn sut thit k
cng thp hn. i vi nhng ờ trc din vi bin thỡ lừi khụng khỏc so vi
nhng ờ khỏc, nhng nn ờ c x lý v gia c rt cn thn, lp bo v

khỏ c bit. ú l cỏc khi bo v cú xu hng chuyn t dng bn nh
ang c s dng ph bin hin nay sang dng ct tng n nh v d sa
cha khi cú s c, b trớ c ngoi ln chit gim ti a nng lng súng
leo v súng trn nh, ng thi ú cng l ng giao thụng kt h
p ng
sa cha, bo dng ờ khi cn thit. Vic bo v mỏi ngoi v chõn ờ cng
c xem l c bit quan trng trong xõy dng ờ bin. Ti nhng vựng cú
tỏc ng súng ln, bo v mỏi ngoi ờ v chõn ờ thng c tng cng
bng lp v hp bi cỏc cu kin bờ tụng ỳc sn, cú th theo hỡnh thc loi
kt cu t chốn ho
c cỏc khi hỡnh lp phng (vớ d nh: Tetrapod,
Accrepod, X-block hay Cube), vi khi lng t vi tn n vi chc tn th
phớa bói trc trit tiờu bt nng lng súng trc khi súng vo n ờ.
Cát
Đất sét
Đất sét
Zmax
Z tb
Kè gia bảo vệ phía biển
Gia cố đỉnh đê
Zđồng
Đờng giao thông
Kè bảo vệ mái phía đồng
Hỡnh 1.3 Ct ngang ờ bin Afsluitdijk - H Lan

7
Hình 1.4 Đê biển Afsluitdijk - Hà Lan
a. Cấu kiện Accôpde bảo vệ bờ biển b. Cấu kiện Tetrapod bảo vệ bờ biển
Hình 1.5 Một số cấu kiện bảo vệ bờ
1.1.2. Hệ thống đê điều Mỹ
Hệ thống đê biển ở Mỹ đa dạng hơn do địa hình nước này không giống
Hà Lan. Chính vì vậy chiến lược phòng chống thiên tai của Mỹ cũng khác dẫn
tới kết cấ
u của đê cũng khác. Ngoài những thành phố quan trọng ven biển thì
dải bờ biển rộng lớn của nước Mỹ là những khu vực không quá đông dân cư,
đất lại rộng nên chiến lược đối với các vùng này là xây dựng một cơ sở hạ
tầng rất tốt với hệ thống đường giao thông rộng, nhiều làn, nhiều kiểu để nếu
rủi ro xảy ra thì sơ tán ra khỏi vùng nguy hiể
m rất nhanh. Vì vậy, kết cấu đê
biển không quá kiên cố như ở Hà Lan. Xu thế “tự nhiên” tác động ít nhất tới


8
mụi trng cng l quan im phỏt trin ca M. nhng khu vc xúi l tỏc
ng mnh ngi M xõy dng cỏc tng chn súng, tng phỏ súng nh
mt gii phỏp va gi n nh b, va chng li l t bin. Riờng v cụng
trỡnh kố bo v b M cng rt a dng, cỏc loi kố c ỏp dng bao gm
t kố
ỏ , kố bờ tụng ti ch kiu bc, kố mng bờ tụng, kố tm bờ tụng
t chốn.
+2.70
Mực biển +0.00
Sỏi lót dy 0.3m

m
=
2
.
0
0
.
5
m
Dầm bê tông
0
.
3
m
Đổ đá hộc
Bờ biển tự nhiên
a. Kố ỏ ti Chesapeake,
Maryland
0.3m
+2.7
+2.3
Hmax=+2.3
+0.40
Tấm cừ BT 0.9m
Bãi biển tự nhiên
3.5m
2.5m
Đắp đất
Bê tông
Cọc bê tông

0.15m
0.15m
0
.
4
0
m
0.30m
0.2m

b. Kố BT ti ch Cambridge,
Maryland
+1.2m
+0.9m
0.30m
Bê tông
Đá vụn
Vải địa kỹ thuật
Cọc mak kẽm
MN
Đờng bờ tự nhiên
Khớp nối
c. Kố mng bờ tụng ti Jupiter,
Florida
Cấu kiện dy 30cm
Cấu kiện dy 35cm
m
=
3
.

0
Cọc bê tông dự ứng lực
Dầm mũ
Tờng đỉnh
Dăm, sỏi lót
Vải địa kỹ thuật
Vải địa kỹ thuật
trải sâu nhất có thể
Đá hộc
0.00
+4.7m
+5.2m
+0.5m
-3.4m
0.3m
11cm93cm11cm
11cm93cm11cm
11cm93cm11cm

d. Kố tm bờ tụng ti Cedahurst,
Maryland

Hỡnh 1.6 Mt vi mt ct kố in hỡnh ca M
1.1.3. H thng ờ iu Nht Bn
L quc gia cú bn mt l bin, thng xuyờn b ng t, súng thn e
da vi nguy c phỏ hoi h thng ờ iu rt ln nờn Nht Bn cng c bit


9
quan tâm tới đê cửa sông và đê biển mặc dầu đất đai của Nhật Bản hầu hết

cao hơn mực nước biển. Ở đất nước này, quy định thiết kế với từng loại đê
theo cấp công trình được giám sát chặt chẽ. Đê cũng là một công trình đa mục
tiêu, trong đó vấn đề giao thông được ưu tiên hàng đầu, chính vì vậy đê biển
của Nhật B
ản cũng rất chỉnh thể.
Một đặc điểm quan trọng của hệ thống đê biển các nước phát triển là
công nghệ xây dựng tiên tiến; qui trình công nghệ được đảm bảo. Máy móc
được áp dụng trong mọi khâu của quá trình từ khảo sát, thiết kế, xây dựng,
vận hành bảo dưỡng nên những hỏng hóc nhỏ trong điều kiện bình thường rất
ít xảy ra, trừ những sự cố
thiên tai lớn.
* Một số dạng công trình bảo vệ bờ, các kết cấu bảo vệ bờ trên thế giới:

a. Công trình lấn biển ở Úc b. Công trình bảo vệ bờ ở Nhật Bản
Hình 1.7 Hình ảnh công trình bảo vệ bờ trên thế giới
Ở những nước như: Hà Lan, Đức, Bỉ, Anh, Đan Mạch, Mỹ, Nhật Bản.
Ngoài việc tăng cường hệ thống đê biển thì việc duy trì bãi trước như một giải
pháp không chỉ giúp tăng an toàn cho đê mà còn là chiến lược phát triển du
lịch biển, vì vậy, ngườ
i ta quan tâm đến những giải pháp mềm như: nuôi bãi,
trồng rừng ngập mặn v.v Các đội tàu hút cát hoạt động thường xuyên làm
rộng các bãi tắm, tạo thêm cảnh quan, dải đất ven biển được trồng cây chắn
sóng, bài toán phát triển bền vững môi trường sinh thái biển luôn được đặt ra
trong các dự án phát triển.


10
1.1.4. Hệ thống đê điều Việt Nam
Lịch sử ghi nhận quá trình hình thành hệ thống đê điều Việt Nam từ thời Lý
- Trần, vừa mới lên ngôi Lý Công Uẩn vị vua đầu tiên của một triều đại được

đánh giá là "mở đầu công việc xây dựng đất nước bước vào quy mô lớn, đặt nền
tảng vững chắc và toàn diện cho sự phát triển của dân tộc và của quố
c gia phong
kiến độc lập". Đắp đê trị thủy đã trực tiếp ảnh hưởng đến quyền lợi của quốc gia
không thể phó mặc cho sự tự phát cửa dân chúng. Đến năm 1077 triều đình đứng
ra chủ trương đắp những con đê quy mô lớn. Theo Việt sử lược, thì năm ấy nhà
Lý cho đắp đê sông Như Nguyệt (Sông Cầu) dài 67.380 bộ (khoảng 30 km).
Sang đến đời Trầ
n đã cho đắp thêm theo từng tuyến sông chính từ đầu
nguồn ra đến biển, tôn cao đắp to những đoạn đã có, đắp thêm những đoạn nối,
cải tạo một số tuyến vòng vèo bất hợp lý. Về cơ bản những tuyến đê đó gần
giống như ngày nay, nhất là tuyến đê sông Hồng và sông Cầu. Về kỹ thuật đắp
đê thời kỳ này là bướ
c một bước nhảy vọt, tạo nên thế nước chảy thuận hơn mặt
khác cũng phải có những tiến bộ kỹ thuật nhất định mới có thể xác định được
tuyến đê, chiều cao đê từng đoạn cho phù hợp với đường mặt nước lũ.
Ngoài việc đắp đê nhà Trần còn rất coi trọng công tác hộ đê phòng lụt,
đặt thành trách nhiệm cho chính quyề
n các cấp. “Năm nào cũng vậy, vào
tháng sáu, tháng bảy (mùa lũ) các viên đê sứ phải thân đi tuần hành, thấy chỗ
nào non phải tu bổ ngay, hễ biếng nhác không làm tròn phận sự để đến nỗi
trôi dân cư, ngập lúa mạ, sẽ tùy tội nắng nhẹ mà khiển phạt”.

Hình 1.8 Một cảnh đắp đê thời Trần


11
Các triều đại phong kiến sau này dựa vào đó mà tiếp tục phát triển hệ
thống đê điều đã có và phát triển tiếp lên. Theo sách Đại Nam thực lục thì
dưới triều Nguyễn năm đó vua còn cho đắp bảy đoạn đê mới ở Bắc Bộ.

Đến tháng 9 năm 1809, triều Nguyễn đã ban hành điều lệ về đê điều ở
Bắc Bộ vớ
i các quy định rất chặt chẽ về việc kiểm tra, phòng chống lũ và gia
cố hệ thống đê điều hàng năm.
Thời kỳ Pháp thuộc, với tư cách là người thống trị, thực dân Pháp nhận
thức ngay được tầm quan trọng và kinh tế chính trị Bắc Kỳ. Vì vậy ngay từ
những ngày đầu thiết lập nền đô hộ, chính quyền Pháp cũng rất chú trọng đế
n
tình hình đê điều và trị thuỷ của Việt Nam. Trong quá trình cai trị của mình
chính quyền Pháp đã gặp phải không ít những thiệt hại do thiên tai, lũ lụt gây
ra, đặc biệt nghiêm trọng như trận lũ lịch sử năm 1915 gây thiệt hại rất
nghiêm trọng về người và nhà cửa. Sau trận lụt lịch sử đó, trước áp lực của dư
luận, chính quyền thực dân mới nghiên cứ
u thực hiện một kế hoạch đắp đê
Bắc bộ tương đối quy mô, trong đó có nhiều biện pháp mà ngày nay chúng ta
vẫn còn nhắc tới như: Tái sinh rừng thượng nguồn để chậm lũ; xây dựng hồ
chứa ở thượng nguồn để cắt lũ; đắp đê cao hơn mức lũ đặc biệt; củng cố đê
hiện tại và tôn cao đến mức an toàn tuyệt
đối…
Hệ thống đê điều Việt Nam hiện nay có khoảng hơn 8.000 km đê, trong
đó hơn 5.000 km là đê sông, còn lại là đê biển với khối lượng đất ước tính là
520 triệu m3. Sự hình thành hệ thống đê thể hiện sự đóng góp, cố gắng của
nhân dân trong suốt nhiều thế kỷ qua. Mặc dù tại một số nơi đê còn chưa đảm
bảo tính ổn
định cao đối với lũ lớn tuy vậy vai trò bảo vệ của các tuyến đê
sông hay hệ thống đê biển là rất to lớn và không thể phủ định.
Hàng năm, hệ thống đê này đều được đầu tư củng cố, nâng cấp, đặc biệt
là đối với đê sông sau khi xảy ra lũ lớn đã từng bước củng cố vững chắc đáp
ứng được yêu c
ầu chống lũ đặt ra của từng thời kỳ.

12
1.1.4.1. Hệ thống đê sông Việt Nam
Đê sông của Việt Nam không nối liền nhau mà tạo thành dẫy theo hệ
thống các con sông. Hệ thống đê ở đồng bằng sông Hồng bao gồm hệ thống
đê sông Hồng và hệ thống đê sông Thái Bình, đây là hệ thống đê sông có quy
mô lớn nhất nước ta với tổng chiều dài khoảng 2.012 km. Nhìn chung, đê có
chiều cao phổ biến từ 5 ÷ 8 mét, có nơi cao tới 11 mét. Trong đó đê thu
ộc hệ
thống sông Hồng bao gồm 18 tuyến với tổng chiều dài khoảng 1.314 km dọc
theo các sông: Đà, Thao, Lô, Phó Đáy, Hồng, Đuống, Luộc, Trà Lý, Đào,
Ninh Cơ và sông Đáy. Đê thuộc hệ thống sông Thái Bình bao gồm 27 tuyến
với tổng chiều dài khoảng 698 km dọc theo các sông: Công, Cầu, Thương,
Lục Nam, Thái Bình, Kinh Thầy, Lai Vu, Cà Lồ, Văn Úc, Lạch Tray, Hóa,
Cấm, Bạch Đằng, Tam Bạc, Nam, Đá Bạch và sông Chanh.
Các tuyến đê ở các t
ỉnh miền Trung bao gồm tuyến đê thuộc hệ thống
sông Mã và sông Cả đây là hai hệ thống sông lớn ở Bắc Trung Bộ. Hệ thống
đê sông Mã, sông Cả có tổng chiều dài là 381,47km, trong đó chiều dài đê
thuộc hệ thống sông Mã, sông Chu là 316,1km; Chiều dài đê thuộc hệ thống
sông Cả, sông La là 65,4km. Thượng nguồn của hai hệ thống sông này chưa
có hồ chứa để tham gia điều tiết lũ, vì vậy đê vẫn là biện pháp công trình duy
nhất và có ý nghĩa đặc biệt quan trọng trong chống lũ. Hiện tại tuyến đê thuộc
hai hệ thống sông này chỉ còn khoảng 31 km đê thấp so với thiết kế, khoảng
164km có mặt cắt đê nhỏ, mái dốc chưa có cơ, thân đê còn nhiều khuyết tật,
nền đê nhiều đoạn là nền cát hoặc bùn; lòng sông có độ dốc lớn và diễn biến
rấ
t phức tạp, nhiều đoạn đê sát sông.
Ở miền Nam hệ thống đê điều chủ yếu là đê biển và đê cửa sông, đê sông

ở miền Nam có kết cấu đơn giản, chủ yếu là đê bao, đê bối ngăn mặn.


13
1.1.4.2. Hệ thống đê biển Việt Nam
Trải qua thời gian dài xây dựng và phát triển nước ta hiện nay đã có
khoảng 2700 Km đê biển, đê cửa sông trải khắp từ Quảng Ninh đến Kiên
Giang. Đê biển của ta không liền tuyến mà bị ngăn cách nhiều đoạn bởi 114
cửa sông lớn nhỏ khác nhau. Chính vì vậy mà tổng chiều dài đê cửa sông xấp
xỉ bằng đê trực tiếp biể
n. Trong tổng số 117 huyện ven biển thì có 105 huyện
có đê biển. Tổng chiều dài kè biển là 364km và số cống dưới đê biển là 1.235
cái. Dọc ven biển Việt Nam có rất nhiều đảo và quần đảo trong đó có 120 đảo
lớn. Hầu hết các tuyến đê biển hiện nay có nhiệm vụ bảo vệ sản xuất nông
nghiêp. Ở đồng bằng Bắc Bộ và Thanh Hoá vùng có đê biển bảo vệ sản xu
ất 3
vụ, còn đối với các tỉnh miền Trung, Nam Bộ sản xuất 2 vụ, có nơi 3 vụ. Có
khoảng 300 km đê biển để nuôi trồng thủy sản được phát triển mạnh những
năm gần đây. Theo số liệu thống kê, hiện nay ở nước ta có khoảng 2700Km
đê biển, đê cửa sông chia làm 3 vùng: Bắc Bộ (từ Quảng Ninh đến Hậu Lộc -
Thanh Hóa), Trung Bộ (Nam Thanh Hóa đến Bình Thuận) và Nam Bộ (từ Bà
Rịa-Vũng Tàu đến Kiên Giang).
1.2. Những tồn tại của hệ thống đê điều Việt Nam hiện nay
1.2.1. Một số hư hỏng thường gặp
1.2.1.1. Hư hỏng mái đê
Tại những vị trí có dòng sông cong, sóng vỗ trực tiếp vào mái đê hoặc
khi có tổ hợp lũ bão, nước lên cao ngâm lâu, thấm vào thân đê, khi nước rút
kéo theo đất trong thân và chân đê ra ngoài gây mất ổn định thân đê dẫn đến
hi
ện tượng sạt, lở, xói cục bộ mái đê hoặc mạch đùn, mạch sủi…

14


a. Trượt vòng cung mái đê phía sông b. Trượt mái đê phía đồng


c. Xói lở cục bộ mái đê phía sông d. Trượt mái đê phía sông


e.Cung trượt mái đê khi nước sông rút f. Mạch đùn
Hình 1.9 Một số dạng sạt lở mái đê

Hình 1.10 Một số hình ảnh sạt lở mái đê thực tế



15
1.2.1.2. Hư hỏng mặt đê
Khi trên mặt đê thường xuyên chịu tải trọng lớn sẽ gây mất ổn định cục
bộ gây lên hiện tượng lún, sụt, bong vỡ mặt đê.
Hiện tượng này thường xảy ra tại những nơi có các phương tiện tải trọng
lớn đi lại nhiều trên mặt đê.
a. Lún, sụt mặt đê
b. Bong vỡ mặt đê
Hình 1.11 Một số hình ảnh lún, sụt, bong vỡ mặt đê thực tế
1.2.2. Nguyên nhân hư hỏng
1.2.2.1. Nguyên nhân chủ quan
* Địa chất nền đê

Thân đê thường được hình thành từ lâu đời, trải qua nhiều lần tu bổ, chất
đắp đê không đồng nhất, nhiều vị trí đi qua khu làng cổ có dân cư sinh sống…
nên khi có lũ cao ngâm lâu và gặp tổ hợp có gió bão lớn sẽ không tránh khỏi
xả
y ra sự cố ở một số vị trí.
* Vật liệu đắp đê
Hiện nay khi tu bổ, đắp mở rộng, tôn cao, áp trúc mái đê thường được
đắp bằng vật liệu tại chỗ, chủ yếu là đất thịt pha cát, pha sét… nên khi bề mặt
và mái không được bảo vệ dễ bị xói mòn hoặc sạt lở do tác động của nước
mưa, nước mặt và sóng.



16
1.2.2.2. Nguyên nhân khách quan
* Sóng và gió
Sóng là tác nhân chính gây ra sự mất ổn định và sự sạt lở bờ sông, bờ
biển đồng thời cũng là nguyên nhân chính sinh ra dòng ven bờ vận chuyên
bùn cát gây sói lở, sạt trượt bờ sông, bờ biển. Gió là sản phẩm của các quá
trình khí tượng. Gió thổi trên mặt sông tạo ra sóng và nước dâng.
* Bão
Bão là trạng thái nhiễu động của khí quyển và là một loại hình thời tiết
cực đoan. Khi có bão xuất hiện thường kéo theo 1 loạt hiện tượng th
ời tiết bất
lợi như mưa to, gió lớn, giông, lốc xoáy…
* Dòng chảy
Các hiện tượng sạt lở, bồi lắng thường xảy ra ở những đoạn sông cong,
các cửa phân lưu, nhập lưu, các cửa sông phân lạch, nơi giao thoa giữa dòng
chảy trong sông và dòng triều là những nơi dòng chảy không ổn định. Phía
bờ lõm do dòng chảy chủ lưu áp sát bờ, khi vận tốc dòng chảy lớn hơn vận

t
ốc khởi động của đất cấu tạo bờ sông sẽ gây sạt lở, phạm vi sạt lở thường
phát triển từ thượng lưu về hạ lưu. Ngoài ra, sạt lở cũng có thể xuất hiện dọc
theo bờ của một con sông trong trạng thái cân bằng động.
* Nạn chặt phá rừng, khai thác tài nguyên vùng đầu nguồn
Làm suy giảm tầng phủ thực vật, mất khả năng đ
iều tiết của rừng nên về
mùa mưa nước lũ tập trung nhanh hơn làm gia tăng lưu tốc dòng chảy, biên
độ và cường suất lũ.
* Do phát triển các hoạt động dân sinh ra vùng ven sông, ven biển
Do sức ép về dân số, nhu cầu phát triển kinh tế - xã hội, sự quản lý chưa
chặt chẽ nên việc vi phạm, xâm chiếm bãi sông, lòng dẫn để xây dựng công
trình, nhà cửa, đổ chất thải, vật liệu lấn chiế
m lòng sông, việc phát triển các
tuyến đê sông, bờ bao không theo quy hoạch, ngày càng tăng đã làm thay
đổi chế độ dòng chảy, chất tải lên bờ sông làm gia tăng diễn biến sạt lở bờ
sông, bờ biển.


17
a. Làm nhà gần bờ sông b. Làm nhà gần kè
Hình 1.12 Một số hình ảnh lấn chiếm hành lang bảo vệ đê
* Do khai thác cát, sỏi lòng sông trái phép
Khai thác cát, sỏi lòng sông là việc làm tất yếu phục vụ nhu cầu xây
dựng đang ngày càng phát triển, nếu khai thác theo đúng quy hoạch, đúng
phép có tác dụng rất tích cực cho thoát lũ, ổn định lòng dẫn và giao thông
thuỷ. Tuy nhiên, hiện việc cấp giấy phép, quản lý khai thác cát, sỏi lòng sông
hiện còn rất nhiều khó khăn, đặc biệt là các đoạn sông tạ
i vùng giáp gianh
giữa hai tỉnh (có hiện tượng lực lượng chức năng không cho khai thác bờ bên

này thì chuyển sang bờ kia hoặc không cho khai thác ở khúc sông này chuyển
đến khúc sông khác để khai thác), chế tài hiện chưa đủ mạnh và chưa có sự
phối hợp đồng bộ của các địa phương nên việc khai thác trái phép, sai phép
vẫn tiếp tục diễn ra ở nhiều nơi đặc biệt có nơi việc khai thác cát trái phép
ngay tại khu vực chân đê và mái kè bảo vệ bờ
sông gây sạt lở.
a. Hút cát trái phép b. Tập kết vật liệu trái phép
Hình 1.13 Tập kết vật liệu trái phép