Công trình phòng lũ Tân Sạp (Xinzha) với cửa van đặc biệt.
Hệ thống thủy lợi phục vụ chống ngập khu vực Thành phố Hồ Chí Minh hiện nay đang trong giai đoạn lập Dự án đầu tư và chuẩn bị cho giai đoạn thiết kế kỹ thuật và thiết kế thi công. Dự án bao gồm nhiều thành phần trong đó có hơn mười cống kiểm soát thủy triều với quy mô lớn (bề rộng khoang cống 40 – 60 m), vì vậy đòi hỏi phải có hệ thống cửa van đáp ứng khẩu độ lớn này. Để các chuyên gia trong nước có thêm tài liệu phân tích so sánh đối với các cửa van của Dự án thủy lợi chống ngập TPHCM, chúng tôi tiếp tục giới thiệu một loại hình cửa van khác đã được xây dựng tại Trung Quốc. Nội dung được tổng hợp từ Hồ sơ thiết kế, bài báo nghiên cứu, Internet và tham quan thực tế công trình.
Công trình phòng lũ Tân Sạp nằm trên kênh đào Tô Nam thuộc địa phận thành phố Thường Châu tỉnh Giang Tô, Trung Quốc (xem hình 1). Công trình này được khởi công 04/2001, đến 05/2002 thông qua nghiệm thu vận hành thử, 12/2002 hoàn thành xây dựng công trình và đến 04/2004 thông qua nghiệm thu hoàn thành công trình. Đây là công trình có cửa van thép hình thức thùng nổi nặng 800 tấn lớn nhất Châu Á hiện nay. Bố trí mặt bằng tổng thể công trình được cho ở hình 2.
|
|
|
Hình 1. Hình ảnh công trình trên Google Earth, cửa van đang ở trạng thái mở đặt trong kho |
|
|
|
Hình 2. Bố trí mặt bằng tổng thể công trình |
Các thông số chủ yếu của công trình như sau:
* Cấp công trình
- Công trình phòng lũ Tân Sạp thuộc công trình cấp II
* Đặc trưng mực nước
- Mực nước lũ thiết kế trước cửa, m 5.38
- Mực nước lũ kiểm tra trước cửa, m 5.98
- Mực nước thông thuyền thấp nhất trước cửa, m 2.50
- Mực nước cảnh báo mùa lũ sau cửa, m 4.30
- Mực nước thông thuyền thấp nhất sau cửa, m 2.50
* Lưu lượng thiết kế
- Lưu lượng khống chế lũ, m3/s 60
- Lưu lượng thiết kế tiêu năng, m3/s 340.5
* Kết cấu thủy công
- Hình thức bản đáy Bản đáy bê tông nằm ngang dưới nước
- Bề rộng thông thủy của cống, m 60
- Số khoang cống 1
- Cao trình mặt đỉnh bản đáy, m -1.5
- Hình thức tường bờ Kiểu giếng chìm bê tông cốt thép
- Kích thước bao ngoài tường, m 20 ´ 12 ´ 17
- Cao độ mặt đất trung bình, m 6.5
- Địa chất nền Bùn, cát mịn
* Kết cấu kim loại
- Hình thức cửa cống Cửa van clape đặt trên thùng nổi
- Kích thước thùng nổi, m 64 ´ 10 ´ 3
- Số lượng cánh van 10
- Bề rộng cánh van, m 4.5
- Độ dày cánh van, m 0.5
- Tổng độ cao cửa cống, m 8
* Khối lượng công trình
- Đào đắp đất, 1000m3 72.4
- Cốt thép, tấn 356.7
- Kết cấu thép, tấn 944.45
* Tổng giá trị xây lắp công trình, NDT 68.438.000
|
Hình 3. Cửa cống đang ở trạng thái mở được nhìn từ phía bờ trái |
|
Hình 4. Cửa cống đang ở trạng thái mở được nhìn từ phía bờ phải |
|
Hình 5. Cửa cống đang ở trạng thái đóng nhìn từ phía sau (các cánh van đang mở) |
|
Hình 6. Cửa cống đang ở trạng thái đóng nhìn từ phía trước (các cánh van đang đóng) |
|
Kết cấu tường bờ hình thức giếng chìm
Cửa cống hình thức thùng nổi khi chịu áp lực nước đều truyền vào tường hai bờ, nếu sử dụng kết cấu thông thường, ổn định của tường bờ rất khó thỏa mãn, địa hình hai bờ vị trí cống có hạn, không thể sử dụng đào mở lớn, vì vậy đơn vị thiết kế đã lựa chọn kết cấu tường bờ hình thức giếng chìm bê tông cốt thép. Giếng chìm chủ yếu chịu tải trọng ngoài là áp lực nước (hướng thuận dòng) và áp lực đất (hướng ngang dòng). Kích thước mặt bằng giếng chìm là 20 m (hướng thuận dòng) và 12 m (hướng ngang dòng), cao độ đáy giếng chìm là -10 m. Chiều dày thành giếng có kích thước: từ cao độ - 10 m đến – 7 m là 1.2 m; từ cao độ - 7 m đến – 1.5 m là 1.0 m; từ cao độ - 1.5 m đến cao độ đỉnh tường 7 m là 0.8 m. Trong giếng chìm bố trí các vách ngăn, theo phương thuận dòng chảy bố trí 3 vách, theo phương ngang dòng chảy bố trí 1 vách, độ dày vách ngăn là 0.6 m. Mặt cắt dọc và ngang giếng chìm được cho ở hình vẽ 7.
|
|
|
Hình 7. Mặt cắt dọc và ngang giếng chìm (đơn vị: cm) |
Do độ cao giếng chìm tương đối lớn và có nhiệm vụ làm mố biên của cửa thùng nổi, trên nó bố trí thiết bị cố định của cửa cống, vì vậy độ chính xác thi công yêu cầu khá cao, đơn vị thi công đã sử dụng phương án phân 3 đợt thi công và 2 lần hạ chìm. Độ cao thi công lần thứ nhất là 8.5 m (cao trình đáy khống chế khi hạ chìm trên mức - 5.5 m), độ cao thi công lần thứ hai là 3.5 m (cao trình đáy khi hạ chìm đạt – 10.0 m) và tiến hành đổ bê tông đáy dưới nước. Sau khi bê tông đáy đạt đến cường độ, rút khô nước trong giếng chìm, lắp đặt cốt thép và tiến hành đổ bê tông hàn đáy kết cấu. Cuối cùng đổ bê tông tường đến cao trình thiết kế.
|
|
|
Hình 8. Vị trí trục bản lề cửa cống nối với tường bờ |
Kết cấu các bộ phận đáy cửa cống
Bộ phận đáy cửa cống chủ yếu bao gồm bản đáy cống, thảm bảo vệ đáy thượng hạ lưu cống và hệ thống tiêu năng. Mặt cắt dọc công trình cho ở hình 9. Bản đáy cửa cống hình thức dầm vỏ thép phía trong đổ bê tông. Bản đáy cửa phân thành hai đoạn có kích thước 32 ´ 9 ´ 1 m và được đặt trên lớp đệm bê tông dày 20 cm. Phía dưới bản đáy cửa bố trí hàng cọc bản thép chống thấm cách mép thượng lưu bản đáy cống 3.9 m, cao trình đáy cọc bản thép là –10 m (ngang cao trình đáy tường bờ). Phía sau bản đáy cửa trong khoảng giữa hai tường bờ đổ bê tông cốt thép dày 1m và cũng được phân thành 2 tấm, mỗi tấm có kích thước trên mặt bằng 30 ´ 20 m. Phía thượng lưu bản đáy cửa trong phạm vi 10 m được bảo vệ bằng tấm bê tông dày 25 cm ( 78 ´ 10 ´ 0.25 m), phía hạ lưu được bảo vệ bằng tấm bê tông 60 ´ 20 ´ 0.25 m. Tất cả bê tông đều được đổ dưới nước.
|
|
|
Hình 9. Mặt cắt dọc công trình |
|
|
|
Hình 10. Toàn bộ công trình được nhìn từ phía hạ lưu |
Vũ Hoàng Hưng, www.vncold.vn,
|