"Tiêu chuẩn kỹ thuật"

"Tiêu chuẩn kỹ thuật"Mỏ hàn và kè lát mái ở Nhật Bản và trên thế giới

1Sông Niyodo, Nhật Bản

Bài thuyết trình số 2 24 tháng 3 năm 2014 Tiến sĩ Matsuki Hirotada: Chuyên gia JICA về Giảm thiểu thiệt hại do thiên tai gây ra

Đạo luật về sông

Điều 13. (Tiêu chuẩn cấu trúc cho các công trình sông)

Công trình cần phải an toàn về mặt cấu trúc trong đó có xét đếnđiều kiện của con sông như mực nước, lưu lượng, địa hình, địachất và các nhân tố khác và khối lượng dự tính của chính côngtrình đó, áp lực nước, v..v.

2 Tiêu chuẩn kỹ thuật cần thiết cho các công trình sông như đập,đê và các công trình lớn khác sẽ được đưa vào Nghị định củaChính Phủ.

2

Nghị định về tiêu chuẩn cấu trúc cho các Công trình sông Chương 3. Đê ----- Nghị định của Chính Phủ

Điều 17. (Phạm vi áp dụng)Các quy định trong chương này áp dụng cho đê và đê rời nhằm chống

lũ tràn.

Điều 18 (Quy tắc công trình)Đê, một công trình gồm kè lát mái, mỏ hàn và các công trình khác, sẽ

an toàn khi có dòng chảy thông thường thấp hơn mực nước thiết kế ởmức cao.

Điều 25. (Kè lát mái)Kè lát mái được xây lên để che phủ phần mái bên sông và cơ nếu cần

thiết nhằm bảo vệ đê khỏi các hoạt động của dòng nước.

Điều 26. (Mỏ hàn)Mỏ hàn được xây lên ở các vị trí thích hợp nếu cần thiết để chuyển

hướng dòng chảy hoặc tạo vùng đệm thủy năng nhằm bảo vệ đê khỏicác hoạt động của dòng nước. 3

Tiêu chuẩn kỹ thuật cho các công trình sông (Quy hoạch) -- Quy định của MLIT ---

7.2 Quy hoạch kè lát máiKè lát mái được xây dựng để bảo vệ đê hoặc bờ sông khỏi xói lở và tránh

tràn lũ lên đồng bằng. Kè lát mái được thế kế ở vị trí cần thiết, hướng tuyếnvà quy mô dựa trên thiết kế mặt cắt như chiều rộng kênh đồng bằng ngập lũ,thay đổi của đường lạch sâu, v...v. Kè lát mái được thiết kế nhằm đóng gópvào việc bảo tồn và lưu giữ môi trường sống cho cây cối và động vật bởi vìchúng thường chịu ảnh hưởng nhiều của môi trường sông.

7.3 Quy hoạch mỏ hànMỏ hàn được xây dựng để bảo vệ đê hoặc bờ sông khỏi xói lở và tránh tràn

lũ lên đồng bằng. Đồng thời nó cũng duy trì kênh điều hướng hoặc cải thiệnvà bảo tồn môi trường sông. Mỏ hàn được thiết kế phần nhiều dựa trên môitrường sống của cây cối, động vật, cảnh quang, khả năng của kênh, tác độnglên thượng lưu, hạ lưu và bờ đối diện v...v trong đó có xét đến hình thái đồngbằng, thiết kế mặt cắt ngang, dọc, đặc điểm kênh và các vấn đề về môi trườngcủa con sông.

4

― Ý kiến về kè lát mái ―

1. Kết cấu kè lát máiKè lát mái bao gồm phần bảo vệ mái, phần bảo vệ móng và chân. Kè lát mái khác công tác che phủ hay mỏ

hàn. Công tác che phủ như trồng cỏ cũng bảo vệ đê nhưng nó không có hiệu quả lâu dài như kè lát mái. Mỏhàn bảo vệ đê một cách gián tiếp bằng cách điều hướng hay tạo khoảng đệm cho dòng chảy, điều này khác xachức năng của kè lát mái.

Bảo vệ mái là công trình an toàn che phủ bề mặt đê bên phía bờ sông để ngăn ngừa va chạm và xói lở donước gây ra.

Phần móng hỗ trợ cho việc bảo vệ mái.Bảo vệ chân là để ổn định phần móng nhờ việc ngăn ngừa xói lở ở phía trước nằm dưới lòng sông, nơi có

hoạt động xói nghiêm trọng do dòng chảy lũ gây ra.

2. Vị trí kè lát máiKè lát mái được xây dựng nếu như cần bảo vệ đê khỏi tác động của dòng chảy. Điều này có nghĩa là kè lát

mái gần như hoàn toàn nằm bên bờ bị xói.

3. Thiết kế kè lát máiĐê thường là nền đắp đất do đó nó cần kè lát mái. Tuy nhiên kè lát mái có tác động mạnh mẽ lên môi trường

nước, do đó cần phải lên kế hoạch kĩ càng và xác nhận các vấn đề sau:- Kiểm tra sự cần thiết của kè lát mái.- Kè lát mái phải có tác dụng với mức ngập lũ ở đồng bằng và mỏ hàn nhằm tạo ra môi trường sống tốt hơn

cho cây cối và động vật, liên kết hài hòa với con người, v...v- Dựa vào đặc điểm của con sông, kè lát mái phải được xây dựng dựa trên nỗ lực sáng tạo nhằm cải thiện môi

trường và tiết kiệm chi phí.- Kè lát mái phải được thiết kế dựa trên lưu tốc dòng chảy phía trước, chiều rộng kênh đồng bằng ngập lũ, sự

thay đổi của đường lạch sâu qua thời gian, v...v- Kè lát mái thường di chuyển bờ xói lở xuống phía dưới.

5

Sau khi tránh được dòng chảy mạnh,bảo vệ bờ sông bằng

(1)Bảo vệ mái, (2) Bảo vệ móng và (3) Bảo vệ chân.

6

― Ý kiến về mỏ hàn ―

Các loại mỏ hànMỏ hàn được phân loại dựa trên kết cấu, mục đích và vật liệu;a) theo kết cấu: nước chảy xuyên qua được hay không xuyên qua đượcb) theo mục đích: chuyển hướng dòng chảy hay kìm hãm dòng chảyc) theo vật liệu: khối bê tông, đổ đá, khung gỗ, lồng tam giác, lồng chữ A, thảm gỗ, mỏ hàn nằm, mỏ

hàn đóng cọc, cây cối ví dụ như cây liễu, v...v

Mỏ hàn tạo ra nhiều dòng chảy khác nhau và nuôi dưỡng môi trường sông. Mỏ hàn phải được xây dựng dựatrên quan sát ảnh hưởng của nó đến thượng lưu, hạ lưu và bờ đối diện cũng như là môi trường tự nhiên.

Mỏ hàn và kè lát máiMỏ hàn khác kè lát mái ở các điểm sau;

1) Kè lát mái che phủ bờ sông trực tiếp để công tác ngăn ngừa xói lở ngay tức khắc được thực hiện dễ dànghơn.2) Mỏ hàn bảo vệ bờ sông một cách gián tiếp trong vai trò chuyển hướng hay kìm hãm dòng chảy nếu như vịtrí và cấu trúc chưa phù hợp.3) Mỏ hàn thiết kế tốt sẽ thu hẹp và làm cho kênh dòng chảy sâu hơn.4) Phần chân và bờ phía hạ lưu của mỏ hàn thường bị xói lở do dòng chảy phức tạp gây ra khi có lũ và cần chúý đến điểm này.5) Khoảng giữa các mỏ hàn cung cấp bồi lắng nơi cây cối có thể sinh trưởng và tạo ra môi trường sống mà cácó thể sinh sống, sinh sản và di cư.

Như đã trình bày ở trên, do có nhiều chức năng bảo vệ bờ sông khác với kè, để khống chế dòng chảy và tạo rađường nước, mỏ hàn phải được thiết kế có xét đến hiệu quả bảo vệ và tác động môi trường.

7

Mỏ hàn ngắn có tác dụng khống chế dòng chảy sông. (sử dụng mỏ hàn đứng và mỏ hàn nằm thấp)

Mỏ hàn

Sông Ichi, Nhật Bản

Công trình sông phải an toàn và cũng phải

dễ duy tu với chi phí thấp nhất.

Duy tu sông

= kết hợp của khống chế dòng chảy và bảo vệ bờ

= mỏ hàn

+bảo vệ chân kè + bảo vệ móng + bảo vệ thân kè

9

Điểm 1: Quy hoạch tổng thể

10

Mỏ hàn đứng để thu hút dòng chảy và hướng đường lạch sâu về phía đầu mỏ hàn.

Mỏ hàn nằm thấp nhằm giảm lưu tốc, thu hút bồi lắng.

Điểm 2: Mỏ hàn

Xói lở(do dòng chảy nhanh)

Mực nước thấp

Mực nước cao

Kè lát mái

Trượt xuống

Bờ sông tự nhiên

Xói lở(cần theo dõi)

Mực nước thấp

Mực nước cao

Bảo vệ mái,móng vàchân

Bảo vệ thêm phần chân(duy tu)

Bờ sông tự nhiên

Bảo vệ chân để ổn định lâu dài với chi phí thấp nhất

Điểm 3: Bảo vệ chân

Bảo vệ máimột cách "linh hoạt" để tránh thiệt hại lớn

12

Dòng chảy kéo trôi đất nằm sau phần bảo vệ mái

Nước lũ đào lòng sông nằm trước phần bảo vệ bờ.

Sự linh hoạt giúp giảm thiểu thiệt hại, tạo điều kiện cho công tác sửa chữa hư hỏng.

Công trình bảo vệ mái mềm có thể phù hợp với sụt lở bờ gây ra bởi lực cuốn trôi.

Công trình bảo vệ chân mềm có thể thay đổi hình thái theo sự thay đổi của xói lở vào mùa nước lũ cao đỉnh điểm.

Hố xóiKéo trôi

cần sửa chữa

cần sửa chữa

Điểm 4: Bảo vệ mái

Nghiên cứu Oregon

Nước lũ rút đi sẽvận chuyển vật liệu đáy vàohố xói để bồi tụ trong khi đólớp đáy được bảo vệ ở thượng lưuvà điều kiện của dòng chảy bình thường đang được thiết lập lại.

Nghiên cứu này cho thấy rõ rằng có thể vận dụng quá trình xói lở và bồi tụ cho côngtrình đá đổ (đê, mỏ hàn và đập tràn). Trong các ứng dụng phổ biến nhất, nó được ápdụng cho các mục đích "bảo vệ" hay mục đích phòng chống cho bờ sông hoặc côngtrình sông. Vận dụng xói lở theo nghĩa "tấn công" hay nghĩa tích cực tạo điều kiệncho xói lở xuất hiện đã trở thành ứng dụng không còn phổ biến nữa. Tuy nhiên cónhiều trường hợp cần khuyến khích sự hình thành xói lở.

(Bảo vệ xói lở bờ sông và vận dụng hố xói sử dụng đê đá đổ và rổ đất đá; 1984)

Xu hướng 1: Nghiên cứu Oregon

Hướng dẫn của ÚcHướng dẫn này dành cho các kĩ sư có kinh nghiệm với

hiểu biết cơ bản về thủy lực và các quá trình sông.Không nên sử dụng nó như một “bí kíp" haytài liệu thay thế cho việc đào tạo cá nhân và kinh nghiệmđịa phương.

Đập mỏ hàn là hàng rào dài, nằm thấp và thẳng đứng xây ởlòng sông, nối từ bờ sông xuyên qua các dòng chảy.

Kè mỏ hàn là hàng rào ngắn, nằm cao hoặc là các công trìnhxây dựng ở lòng sông nối từ bờ sông hướng ra dòng chảy.

Ghi chú về công tác duy tu và giám sát- Kiểm tra sự tích tụ của rác mà có thể gây quá tải cho công trình hoặc làm

giảm khả năng xuyên qua của nước. Dọn rác nếu cần thiết.- Kiểm tra dấu vết xói lở ở công trình vì nó có thể cho thấy công trình đó chưađủ khả năng để nước xuyên qua. Điều chỉnh nếu cần thiết hoặc lắp đặt phần bảovệ xói.

- Kiểm tra dấu hiệu hỏng mố và sửa chữa nếu cần thiết.- Khuyến khích trồng cây ở phần bồi tụ giữa các mỏ hàn.

(Hướng dẫn ổn định đường nước; 1991)

Xu hướng 2: Hướng dẫn của Úc

Khái quát về DelftPhân loại dựa trên hoạt động của dòng chảy:Kè mỏ hàn có thể được phân loại thành kè thu hút, chuyển hướng hoặc đẩylùi....Mỏ hàn thu hút ở hạ lưu là để thu hút dòng chảy về phía nó và không đẩydòng chảy sang bờ đối diện.Mỏ hàn chuyển hướng thường là mỏ hàn ngắn được vận dụng cho công tácbảo vệ ở địa phương. Nó được áp dụng để chuyển hướng dòng chảy màkhông đẩy nó đi.Mỏ hàn đẩy lùi ở thượng lưu. Nó được dùng để đẩy dòng chảy đi xa.

(Hiệu quả của mỏ hàn trên sông, 2002)

(Sông Waar, Hà Lan) Xu hướng 3:

Nhật Bản xem xét lại

Trong những năm gần đây, chỉnh trị sôngđược xem xét lại nhằm tạo ra

- Mối quan hệ thân thiện với người dân vùng sông nước- Môi trường sống tốt cho cây cối và động vật thủy sinh- Khả năng giảm thiểu thiệt hại

với quy mô không lường trước được.

Sau thế kỷ thứ 19, Nhật Bản hào hứngáp dụng kĩ thuật hiện đại sử dụng vật liệu bê tông.Tuy nhiên, dù không có kỹ thuật hiện đại, nhiều thế hệNhật Bản đã trồng trọt ở các khu vực hay có lũ và đã rút kinh nghiệm để quản lývà tận dụng tài nguyên sông ngòi. Nó được gọi là kĩ thuật sông Nhật Bản.

Đã đến lúc phải kết hợp kĩ thuật truyền thống và hiện đại để áp dụng một cáchcân bằng. Kĩ thuật sông ngòi truyền thống không phải là kĩ thuật cũ kĩ mà là mộtnguồn ứng dụng cho các yêu cầu gần đây nhất của một xã hội đang thay đổi.

(Báo cáo của Hội đồng sông ngòi "Sự phát triển của văn minh sông ngòi"; 1999)

(Sông Nagaike, Nhật Bản)

(Sông Tsurumi, Nhật Bản

Xu hướng 4:

Chống lũ

Giới thiệu:- Từ xa xưa, người nông dân đã chịu

trách nhiệm quản lý đê, bờ sông và hệ thống tưới tiêu. - Cần duy tu đê điều, bờ sông và hệ thống tưới tiêu hàng năm, nếu không thì thế

hệ sau này sẽ phải gánh chịu thảm họa lũ lụt.

Đê sông:- Đê sông được xây dựng để bảo vệ ruộng lúa và nhà cửa.- Các kĩ sư giỏi xây dựng đê tốt và có khả năng chống vỡ khi có lũ tràn qua.- Không nên xây đê ở bờ đang xói lở mà nên làm ở bên bờ có ít hoạt động của

nước diễn ra.

Bảo vệ bờ:- Bảo vệ bờ là các công trình và hoạt động để phòng chống vỡ đê.- Tiến hành tuần tra và sửa chữa các công trình dọc theo đường đi của dòng

nước nếu không thì sẽ tốn nhiều chi phí sau này.- Cần tận dụng tất cả những gì ta có để phòng chống vỡ đê.

Trích từ “Chống lũ (Hyakusho Denki)”; 168017

Kỹ thuật sông ngòi truyền thống của Nhật Bản 1680

Chỉnh trị sông

Không bao giờ thắng nhưng cũng không được thua:- Chỉnh trị sông không phải là để đánh bại dòng chảy lũ.- Chỉnh trị sông cũng không phải là để dòng chảy lũ đánh bại. - Chỉnh trị sông là để giảm tranh chấp với con sông.

Làm phẳng và làm thẳng:- Chỉnh trị sông là để làm phẳng bờ sông và làm thẳng đường lạch sâu. - Mỏ hàn cho phép ta giảm bớt năng lượng và vận tốc của dòng chảy sao

cho dòng chủ lưu được chuyển hướng và quá trình bồi lắng vào các hố xói được thực hiện.

Lên kế hoạch tại hiện trường:- Điều tra số km sông ở thượng lưu và hạ lưu.- Quan sát trạng thái của dòng chảy và sự di chuyển của đường lạch sâu.- Lập kế hoạch chỉnh chị sông cho nhiều năm.

trích từ “Chỉnh trị sông (Kawayoke Shiyocho)”; 1720


18

Nghị định về quản lý đê điều

1) Sửa chữa nhỏ và phòng tránh thiệt hại lớn

2) Tuần tra hàng ngày và chống lũ

3) Duy tuy hệ thống tưới tiêu và thoát nước hàng năm

4) Kế hoạch quản lý lũ lụt tổng hợp

5) Dự trữ vật liệu và thiết bị trong trường hợp khẩn cấp

6) Mua sắm vật liệu gỗ

7) Mua sắm vật liệu đất

8) Đánh giá tài chính

9) Tìm nhà thầu

10) Liên minh cộng đồng và tiết kiệm chi phí

trích từ “Nghị định về quản lý đê điều (Kyoho Shuchiku Reiki)”; 173219


Tiêu chuẩn của các công trình kè mỏ hànKhái niệm chính

- 水以防水: Nước ngăn chặn nước(Đệm nước bảo vệ bờ sông khỏi sự tấn công của nước.)

Tiêu chuẩn mỏ hàn- 川除防水多種多様: Có nhiều công trình hoạt động hiệu quả tùy theo từng

địa điểm. Không thể áp dụng y nguyên kè mỏ hàn ở vị trí này này cho vị trí khác.

- 短出直出潜水留砂: Mỏ hàn thường ngắn và nằm vuông góc so với dòngchảy. Mỏ hàn chìm có thể tạo điều kiện bồi lắng.

- 固頭埋脚滅身安岸: Đầu mỏ hàn nên được cố định bằng rọ đất đá và chânmỏ hàn nằm chôn dưới bờ sông. Tuy nhiên, để bảo vệ bờ sông thì mỏ hàn sẽ luôncó hư hỏng.

- 顔前導流上頰迎流: Một dãy các mỏ hàn hướng dẫn dòng chủ lưu bằng phầnđầu của nó. Chỉ khi ở khúc uốn thì mỏ hàn mới nên đón nhận dòng chảy.

trích từ “Tiêu chuẩn chỉnh trị sông ngòi (Chika Yoroku)”; 1800s20

Kỹ thuật sông ngòi truyền thống của Nhật Bản 1800s

TIÊU CHUẨN VIỆT NAM TCVN 8419 : 2010CÔNG TRÌNH THỦY LỢI - THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ SÔNG ĐỂ CHỐNG LŨ

Technical Standards for Riverbank Protection structures

21

★ VN Technical Standards ★

from TIÊU CHUẨN VIỆT NAM, TCVN 8419; 2010

Scope 1. Phạm vi áp dụng

General 2. Một số quy định chung và phân loại công trình bảo vệ bờ song

general rules 2.1. Một số quy định chung

classification 2.2. Phân loại công trình bảo vệ bờ sông để chống lũ

Conditions 3. Tài liệu phục vụ thiết kế công trình bảo vệ bờ

Topography 3.1. Tài liệu địa hình

Geology 3.2. Địa chất công trình

Navigation 3.3. Thủy văn công trình và thủy lực

Tech-standards 4. Cấu tạo và các tiêu chuẩn kỹ thuật của công trình bảo vệ bờ song

Revetment 4.1. Thiết kế kè lát mái

Groyne 4.2. Thiết kế kè mỏ hàn

Non-hard type 4.3. Thiết kế kè mềm

4.1. Thiết kế kè lát mái (Revetment)

22


Hình 1 - Cấu tạo kè lát mái

Hình 7 - Kết cấu rồng

Hình 8 - Chống xói chân kè bằng rồng hoặc bè chìm


4.2. Thiết kế kè mỏ hàn (Groyne)

23



Loại mỏ hàn Góc lệch (độ)Xuôi (following) < 90o

Thẳng góc (right angle) = 90o

Ngược (reverse) > 90o

Bảng 2 - Phân loại kè theo góc lệch

Khu vựcTừ chân kè vào thân kè

Từ chân kè ra song

Tổng chiều dài rồng

Phía mũi 1 m đến 2 m 8 m đến 9 m 10 mPhía thượng lưu 1 m đến 2 m 8 m đến 9 m 10 m

Phía hạ lưu 1 m đến 2 m 6 m đến 7 m 8 m

Bảng 4 - Quy định bố trí lớp đệm chống xói bằng rồng đá

Hình 11 - Bố trí đệm chống xói bằng bè chìmHình 10 - Mặt cắt ngang điển hình kè mỏ hàn

24Sông Onga, Nhật Bản

“Tiêu chuẩn kỹ thuật”

Không nên được sử dụng như là một “bí kíp” hay là tài liệu thay thế cho việc đào tạo cá nhân hay cho kinh nghiệm địa phương.

(AUS)

Sông ngòi nên được duy tu với chi phí thấp nhất sử dụng vật liệu địa phương và các nỗ lực sáng tạo của các kỹ sư. (JPN)

Có một đề xuất là làm cách nào để khống chế dòng chảy bằng bồi lắng và xói mòn của chính con sông. (USA)

Một đất nước có nhiều mưa, bồi tụ và các phương pháp thì có thể phát triển kĩ thuật sông ngòi tiên tiến. (VN)

Documents

"Tiêu chuẩn kỹ thuật"