Hiện nay, ở ĐBSCL đã xây dựng hàng trăm cống ngăn mặn, tiêu thóat lũ, điều tiết nguồn nước phục vụ sản xuất và sinh họat của nhân dân. | |
Các cống kích thước B>3-10m thường là cống bê tông cốt thép (BTCT) kiểu lộ thiên được chia thành một hoặc nhiều khoang cửa cống. Đại bộ phận được xây dựng theo kết cấu cống kiểu truyền thống:
- Kết cấu chịu lực: thân cống là trụ pin bằng BTCT, chiều dày trụ pin 0,6-2m để lắp các cửa van, trên trụ pin có cầu giao thông, cầu công tác và giàn thả phai.
- Kết cấu chống thấm: Là bản đáy bằng BTCT trên hệ cọc đóng sâu vào nền, có chiều dày 1-1,2m; chiều rộng và chiều dài tùy thuộc chênh lệch mực nước và lưu lượng thóat nước qua cống (Qmax).
- Kết cấu tiêu năng phòng xói: Sau cống là bể tiêu năng bằng BTCT và kết cấu chống xói bằng rọ đá chiều dài 10-25m.
Qua khai thác sử dụng các công trình đã xây dựng cho thấy hạn chế của kết cấu cống kiểu truyền thống:
+ Phải thi công với điều kiện làm khô móng, nên thời gian thi công kéo dài ảnh hưởng đến môi trường, đời sống và sản xuất của nhân dân.
+ Diện tích mất đất vĩnh viễn lớn gây khó khăn trong công tác đền bù giải phóng mặt bằng.
+ Thu hẹp dòng chảy, giảm khả năng tiêu thóat nước thường từ 50-70%, làm thay đổi môi trường tự nhiên, phải xử lý tiêu năng tốn kém.
+ Giá thành công trình cao (750-900 triệu đồng/m ngang cửa cống) vượt quá khả năng ngân sách của địa phương.
Khắc phục một phần tồn tại nêu trên của kết cấu Cống kiểu truyền thống Viện Khoa học thủy lợi đã đề xuất lọai kết cấu công trình mới: Cống kiểu đập trụ đỡ.
Kết cấu Cống kiểu đập trụ đỡ bao gồm các hạng mục công trình như sau:
- Kết cấu chịu lực: Thân cống và trụ pin bằng BTCT, kết cấu chịu lực chính của cống là trụ đỡ, kết cấu trụ đỡ bao gồm chùm cọc bằng BTCT cắm sâu vào đất nền, trên chùm cọc là bệ đỡ, trên bệ đỡ là trụ pin cống.
- Kết cấu chống thấm qua nền công trình bằng hàng cừ thép, cừ bê tông hoặc cừ nhựa. Cừ chống thấm được tựa dầm đỡ cừ và được ép chặt vào dầm van. Cửa van, dầm đỡ van và cừ chống thấm tạo thành một tấm ngăn cách 2 phần thượng và hạ lưu cống từ mặt nước đến nền công trình, không cho phép nước mặn xâm nhập qua và không sinh ra xói ngầm.
- Kết cấu tiêu năng phòng xói của Cống kiểu đập trụ đỡ được thiết kế có chiều rộng thóat nước gần bằng lòng sông, tiết diện lòng cống so với tiết diện lòng sông giảm 15-20%, tỷ lưu dòng chảy qua cống nhỏ hơn 10m3/s/m nên kết cấu tiêu năng phòng xói đơn giản hơn nhiều so với kết cấu truyền thống.
- Về biện pháp thi công: Kết cấu Cống kiểu đỡ cải tiến kết cấu chịu lực, kết cấu chống thấm và mở rộng khẩu độ để thi công cống ngay giữa lòng sông.
- Công nghệ thi công Cống kiểu đỡ không phải làm khô tòan bộ hố móng như cống kiểu truyền thống, chỉ cần thi công trụ đỡ và trụ pin trong khung vây cọc ván thép, các hạng mục còn lại (kết cấu cừ chống thấm và kết cấu tiêu năng phòng xói) được thi công lắp ghép trong nước.
- Kết cấu Cống đập kiểu đỡ đã được Hội đồng KHCN cấp Nhà nước nghiệm thu và được cấp có thẩm quyền cho phép ứng dụng vào các công trình: Cống Sông cui (Long An), cống Hiền Lương (Quảng Ngãi) và cống Thảo Long (Thừa Thiên- Huế).
Kết cấu Cống đập kiểu đỡ đã khắc phục đáng kể các tồn tại, hạn chế của kết cấu Cống kiểu truyền thống như: mở rộng khẩu độ cống để giảm kết cấu tiêu năng phòng xói; tăng khả năng thóat lũ giảm ảnh hưởng làm thay đổi dòng chảy sông tự nhiên; thi công giữa lòng sông (không phải đắp đê quây và đào kênh dẫn dòng thi công) giảm diện tích mất đất và chi phí đền bù giải phóng mặt bằng. Tuy nhiên Cống kiểu trụ đỡ vẫn còn một số tồn tại:
Công nghệ thi công trụ đỡ, trụ pin phải làm khô hố móng trong khung vây cọc ván thép giữa lòng sông, kỹ thuật thi công rất phức tạp phụ thuộc rất lớn đến thời tiết, khí hậu và thủy văn dòng chảy trên sông.
Thi công lắp ghép các hạng mục công trình dưới nước hạn chế độ chính xác, giám sát chất lượng công trình rất khó khăn.
Thời gian thi công kéo dài, chi phí đầu tư xây dựng giảm không đáng kể (12-15%) so với Cống kiểu truyền thống.
Qua nghiên cứu các tiến bộ kỹ thuật và vật liệu mới ở các nước tiên tiến trên thế giới, Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam đã nghiện cứu thành công một mô hình công nghệ mới và đã phối hợp với Sở NN&PTNT Tiền Giang đề xuất thực hiện đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng thử nghiệm kết cấu cống lắp ghép bằng cừ BTCT dự ứng lực bảo vệ vườg cây ăn trái tỉnh Tiền Giang” thay thế cống nghệ truyền thống, đáp ứng các yêu cầu sau:
- Kết cấu công trình ổn định và bền vững;
- Chủ động điều tiết nguồn nước lũ và tiêu thóat nước theo yêu cầu sản xuất;
- Thời gian thi công nhanh, giảm mất đất tự nhiên và hạn chế đến mức thấp nhất chi phí đền bù giải tỏa;
- Kết hợp giao thông thủy bộ thuận tiện;
- Quản lý vận hành đơn giản;
- Chi phí đầu tư thấp, chỉ bằng phân nửa chi phí theo công nghệ cống kiểu truyền thống.
Công trình đã được chọn thi công tại ấp 1, xã Phú An, huyện Cai Lậy với cửa van bằng thép không rỉ, khẩu độ 10m, cao 5m, cầu giao thông rộng 3m, tải trọng 3,5 tấn dễ dàng cho sà lan 500 tấn vào nạo vét khai thông dòng chảy rất thuận lợi. Do tòan bộ các công đọan thi công bằng lắp ghép nên cầu dễ dàng được tháo dỡ và van cống cho chìm xuống đáy kênh, khi sà lan đi qua sẽ được lắp ráp lại như cũ mà không phải phá đường đào kênh phụ cho sà lan vào rồi đắp lại với chi phí lớn mà còn ngăn chặn giao thông thủy bộ một thời gian khá dài làm ảnh hưởng đến sinh họat và sản xuất của bà con nông dân. Ngòai ra, do dòng chảy luôn được khai thông nên vấn đề môi trường còn được giải quyết góp phần cải thiện sức khỏe của người dân vùng nông thôn.
Tóm lại, đây là công trình ứng dụng công nghệ tiên tiến vào lĩnh vực thủy lợi áp dụng thàng công tại tỉnh Tiền Giang đang mang lại hiệu quả kinh tế - xã hội khá cao. Tiến bộ kỹ thuật nầy đã được Bộ NN&PTNT phê duyệt ứng dụng cho ngành thủy lợi và hiện nay có thể phát huy ngăn mặn và ngăn triều cường khá phù hợp, công nghệ nầy chắc chắn sẽ góp phần thúc đẩy kinh tế - xã hội cho vùng ĐBSCL ngày càng phát triển nhanh hơn và bền vững hơn.