Thủy lợi làm nên lúa vàng

ĐẬP BÊ TÔNG ĐẦM LĂN

Sông Côn thuộc địa phận xã Vĩnh Hảo, huyện Vĩnh Thạnh, tỉnh Bình Định có địa chất và lưu lượng dòng chảy vô cùng phức tạp. Để xây dựng được đập ngăn sông tạo hồ chứa nước cho công trình thuỷ lợi, thuỷ điện, TCty Tư vấn xây dựng thuỷ lợi Việt Nam (HEC) đã lập phương án thiết kế xây dựng hồ chứa nước Định Bình bằng công nghệ bê tông đầm lăn.

Đập bê tông ngăn sông tại công trình đầu mối hồ chứa nước Định Bình là một trong những công trình đầu tiên trong nước được thi công bằng công nghệ bê tông đầm lăn. Đây là công nghệ hoàn toàn mới, trong quá trình thi công cán bộ và công nhân của Cty CP Xây dựng 47 đã ứng dụng TBKT, công nghệ mới trong thi công xây dựng và các sáng kiến cải tiến kỹ thuật nhằm phát huy tối đa ưu điểm của công nghệ mới này vào công trình.

Bê tông đầm lăn có cường độ chịu nén như bê tông truyền thống cùng mác nhưng chỉ dùng lượng xi măng bằng 1/4 - 1/3 so với bê tông truyền thống; vật liệu còn lại là khoáng vật (sử dụng tro bay từ các nhà máy nhiệt điện) thay thế hoạt tính.

Với sử dụng khoáng vật là tro bay từ nhà máy nhiệt điện ở Việt Nam làm giảm lượng khí thải vào môi trường, giảm diện tích bãi thải ở khu vực nhà máy nhiệt điện. Bê tông đầm lăn khi thi công có thể được cơ giới hoá như dùng băng tải để vận chuyển bê tông, dùng máy ủi để san gạt, máy lu để đầm nén, do đó thời gian thi công sẽ nhanh hơn, mức độ toả nhiệt nhỏ hơn, sử dụng ván khuôn ít hơn, giảm giá thành công trình từ 25 - 40% so với thi công bê tông truyền thống.

Qua 3 năm đưa công trình hồ chứa nước Định Bình vào vận hành, khai thác đã đem lại hiệu quả rõ rệt, giảm lũ lụt ở vùng hạ lưu, bảo đảm nước cho phát điện, tưới tiêu, cấp nước cho SX công nghiệp, nuôi trồng thuỷ sản, dân sinh và cải thiện môi trường sinh thái trong vùng. Việc áp dụng thành công công nghệ bê tông đầm lăn tạo tiền đề để thi công xây dựng các công trình khác. Công trình hồ chứa nước Định Bình được đánh giá rất cao cả về chất lượng và mỹ thuật, đạt chất lượng vàng xây dựng Việt Nam.

TRÀN LABYRINTH

Trong số các hạng mục cụm đầu mối công trình thuỷ lợi Phước Hoà (Tây Ninh), hạng mục có thiết kế nổi bật, độc đáo và ấn tượng nhất là tràn tự do kiểu Labyrinth. Tràn có tuyến cong dạng mỏ vịt có kiểu dáng mới, độc đáo, tạo hình ảnh sinh động, hài hoà với tổng quan, được bố trí và thiết kế phù hợp tối đa với điều kiện đặc thù của công trình, thực hiện tốt nhiệm vụ của công trình.

Cửa tràn đập dâng Phước Hòa

Tràn Labyrinth là những bức tường hình gấp khúc được thiết khế để tạo thành một ngưỡng tràn thoát nước dài hơn so với chiều dài của đập tràn; có nhiệm vụ xả tự tràn lưu lượng nước thừa về hạ du sông. Tràn tự do kiểu Labyrinth thành mỏng dạng mỏ vịt sử dụng được khối lượng bê tông ít nhất, tiết kiệm nguyên liệu, có chi phí xây dựng thấp nhất.

Tràn cho phép tháo lưu lượng thường xuyên lên đến 380 m3/s bằng tự tràn với độ cao đan nước gia cường chỉ 1,1 m theo yêu cầu giảm thiểu diện tích đền bù ở thượng lưu. Sau khi qua khỏi ngưỡng và rơi xuống bản đáy, khẩu diện thoát nước về hạ lưu của tràn bị thu hẹp lại chỉ còn 1/6 nên kết cấu đã giảm khẩu diện của tràn còn 20% so với tràn tuyến thẳng. Dòng chảy qua đỉnh tràn tạo bót nước trắng xoá và âm thanh rì rào như các thác nước tự nhiên là một hình ảnh đẹp đối với cảnh quan môi trường và khu vực công trình.

Lý thuyết thiết kế tràn Labyrinth xuất hiện từ đầu thế kỷ XX nhưng tràn Labyrinth tuyến cong dạng mỏ vịt ở Việt Nam cũng như trên thế giới chưa từng được áp dụng. Việc áp dụng dạng tràn này tại công trình thuỷ lợi Phước Hoà đã đáp ứng rất tốt các yêu cầu kỹ thuật và mỹ thuật của công trình.

Ngoài việc giảm chi phí xây dựng, tràn Labyrinth còn tạo nên một kiểu dáng mới, sinh động cho công trình thuỷ lợi, góp phần tạo cảnh quan hài hoà cho khu vực xung quanh công trình.

ĐẬP XÀ LAN

Hầu hết các công trình cống ngăn sông trước đây đều xây dựng theo công nghệ truyền thống. Nhược điểm cơ bản của công nghệ cống truyền thống là phải làm hố móng rộng để thi công bản đáy rộng, thường gặp nhiều khó khăn; khẩu diện cống bị thu hẹp nên khả năng thoát lũ kém, ảnh hưởng đến môi trường sinh thái; trọng lượng của cống quá lớn đặt trên nền đất yếu, giá thành cao.

Những cống ở vùng sông sâu và rộng thì cống truyền thống phải đặt trên bờ sẽ gặp nhiều khó khăn trong công tác đền bù, giải phóng mặt bằng và ảnh hưởng đến cảnh quan môi trường sinh thái khu vực.

Để khắc phục những nhược điểm của công nghệ cống truyền thống, nhằm giúp cho công tác xây dựng các cống ngăn triều giữ ngọt đạt hiệu quả cao hơn, GS.TS Trương Đình Dụ và các cộng sự (Viện Thủy công thuộc Việ KHTL VN) đã đề xuất công nghệ mới trong xây dựng cống là công nghệ đập xà lan nhằm mục đích thay đổi công nghệ thi công truyền thống trên bờ sang công nghệ thi công ngay dưới lòng sông.

Đặc điểm quan trọng của cống đập xà lan là hộp nổi, trọng lượng nhẹ nên có thể ổn định trên nền đất yếu không cần xử lý hoặc xử lý đơn giản, chế tạo hàng loạt theo quy trình công nghiệp ở trong hố đúc rồi lai dắt đến vị trí xây dựng để hạ chìm vào hố móng đã chuẩn bị sẵn và có thể di dời cống đến vị trí khác khi cần thiết.

Những thành tựu khoa học công nghệ trên làm cho công nghệ cống đập xà lan có ưu điểm đặc biệt quan trọng là giảm diện tích và chi phí đền bù đồng thời mang lại hiệu quả KT-XH cao mà công nghệ cống truyền thống không thể so sánh được.

Công trình ngăn sông đập xà lan là công nghệ tiên phong trong thiết kế thi công xây dựng các công trình ngăn sông, nhằm ứng phó với nạn ngập lụt bởi thủy triều dâng do biến đổi khí hậu. Công trình đập xà lan thực sự đã trở thành một trường phái khoa học mới trong xây dựng công trình ngăn sông, là niềm tự hào trong công nghệ trị thủy của người Việt Nam.

ĐẬP TRỤ ĐỠ

Cùng với thành công trong việc nghiên cứu công nghệ đập xà lan áp dụng trong thi công xây dựng cống ngăn sông ở vùng đồng bằng sông Cửu Long, GS.TS Trương Đình Dụ và các cộng sự cũng đã thành công trong việc nghiên cứu công nghệ đập trụ đỡ.

Đập trụ đỡ là công trình ngăn sông điều tiết dòng chảy dạng cống hở, dùng để ngăn mặn, giữ ngọt phục vụ phát triển nông nghiệp, công nghiệp, giao thông và du lịch. Đập trụ đỡ có tính năng nổi bật là kết cấu gọn nhẹ, công trình được tạo thành nhờ thi công các trụ độc lập giữa lòng sông.

Đặc điểm đặc biệt quan trọng nhất của công nghệ cống đập trụ đỡ là cho phép thi công công trình ngay giữa lòng sông trong từng phạm vi hẹp nhờ kết cấu chống thấm đứng bằng cừ, chịu lực bằng trụ đỡ và mở rộng cống để chống xói. Điều đó đưa lại hiệu quả cao cho các dự án ngăn triều chống nước biển dâng là tiết kiệm vật liệu, giảm đền bù, đảm bảo môi trường mà công nghệ truyền thống không thể thực hiện được.

Thành tựu khoa học công nghệ đặc biệt quan trọng của công nghệ đập trụ đỡ là nghiên cứu tìm ra nguyên lý mới về các ổn định cống để tạo ra kiểu cống mới. Đó là ổn định chịu tải trọng bằng các trụ riêng biệt, ổn định chống thấm bằng đường viền đứng-tường cừ và ổn định chống xói bằng cách giảm lưu tốc đến mức cho phép.

Như vậy, việc tìm ra các nguyên lý ổn định mới của cống đã tạo ra được một công nghệ mới trong xây dựng công trình ngăn sông và được gọi là công nghệ đập trụ đỡ, hoàn toàn khác với công nghệ cống truyền thống.

Công trình này mang lại hiệu quả kinh tế xã hội rõ nét, như tiết kiệm vật tư, tiết kiệm kinh phí, bảo vệ môi trường và sử dụng có hiệu quả các nguồn tài nguyên của đất nước. Công nghệ này giảm đến mức thấp nhất diện tích đền bù, di dân tái định cư. Thi công cống ngăn sông áp dụng công nghệ đập trụ đỡ giá thành bằng 60 - 80% so với công trình truyền thống, tiết kiệm cho ngân sách nhà nước hàng ngàn tỷ đồng.