Công nghệ Đập Xà Lan

1. Lịch sử ra đời và sự phát triển của công nghệ đập xà lan

Đập xà lan đề xuất được nguyên lý từ năm những năm 1995, nhưng từ đó đến 2003 cũng chưa có thêm kết quả nghiên cứu, ứng dụng nào. Đến năm 2003, do yêu cầu chuyển đổi cơ cấu sản xuất tôm lúa, một số cống ngăn mặn giữ ngọt truyền thống vùng ĐBSCL bị dân biểu tình yêu cầu phá bỏ để lấy nước mặn nuôi tôm. Sau khi xem xét, nghiên cứu tình hình cụ thể, Bộ NN và PTNT đã đồng ý cho mở hàng loạt cống như Phó Sinh, Láng Trâm, Hộ Phòng,.v.v.. trên địa bàn tỉnh Bạc Liêu để lấy mặn vào vùng ngọt hóa quản lộ phụng hiệp phục vụ nuôi tôm. Diện tích nuôi tôm biến động liên lục dẫn đến ranh mặn ngọt thay đổi nên các vùng này không thể xây cống cố định mà chỉ xây đập đất tạm hàng năm. Điều này đã gây nên khó khăn lớn cho sản xuất và ảnh hưởng đến môi trường sinh thái. Thực tế này đòi hỏi phải có một loại đập có thể di động khi chuyển đổi cơ cấu sản xuất. Năm 2003 công nghệ này được nghiên cứu tiếp trong đề tài cấp Bộ “Nghiên cứu thiết kế chế tạo đập ngăn mặn di động, phục vụ chuyển đổi cơ cấu kinh tế vùng đồng bằng Sông Cửu Long” . Năm 2004 công nghệ được phép sản xuất thử nghiệm cấp nhà nước DAĐL-2004/06 “Hoàn thiện công nghệ thiết kế, chế tạo thi công và quản lý vận hành đập xà lan di động áp dụng cho vùng triều phục vụ các công trình ngăn sông vùng ven biển” . Công nghệ được áp dụng thành công cho đập Phước Long – Bạc Liêu (2004), Đập Thông Lưu - Bạc Liêu (2005). Năm 2006 Bộ Nông nghiệp và PTNT cho áp dụng công nghệ này vào thiết kế và thi công 7 cống thuộc dự án Omon xano đó là cống Thủy lợi tám thước, 9500, Mương Đình, Rạch Gập, Thầy Ký, B Bt, KH8C, các cống này được thiết kế theo công nghệ truyền thống nhưng không giải phóng mặt bằng được nên chủ đầu tư đề nghị Viện thiết kế áp dụng công nghệ đập xà lan. Năm 2007 áp dụng vào thi công hai cống Minh Hà và Rạch Lùm - huyện Trần Văn Thời tỉnh Cà Mau. Năm 2008, Bộ Nông Nghiệp và PTNT đã cho áp dụng đập xà lan vào 63 công trình thuộc dự án phân ranh mặn ngọt Sóc Trăng Bạc Liêu.

Trong thời gian tới nhiều địa phương đã có kế hoạch ứng dụng công nghệ đập Xà Lan vào áp dụng xây dựng cho các công trình mới.

2. Nội dung và đặc điểm chủ yếu công nghệ đập xà lan

- Về cấu tạo, hiện nay đang áp dụng rông rãi hai loại cống đập xà lan như sau:

+     Cống đập xà lan hộp: đáy có kết cấu dạng hộp chữ nhật (hộp đáy), tường cũng là dạng hộp chữ nhật (hộp tường). Hộp đáy và hộp tường có nhiệm vụ làm nổi đập và là kết cấu chịu lực.

+     Cống đập xà lan bản dầm: đáy và tường đều là bản dầm, là kết cấu chịu lực và cùng với bản chắn hai đầu tạo thành hộp làm nổi.

Cả hai loại này đều bố trí cửa van vào vị trí giữa xà lan. Trước và sau cống đập xà lan có thảm đá để chống xói và tăng ổn định chống trượt. Phía trên cống đập xà lan bố trí thiết bị điều khiển cửa van, cầu công tác và có thể kết hợp làm cầu giao thông.

- Về đặc điểm, cống đập xà lan có các đặc điểm là:

+     Cống đập xà lan làm việc theo nguyên lý:Ổn định chống lún theo nguyên lý làm nhẹ công trình và mở rộng đáy cống để có ứng suất của đáy công trình nhỏ hơn ứng suất cho phép của đất nền. Ổn định chống xói theo nguyên lý mở rộng tiết diện tháo để có lưu tốc sau cống nhỏ hơn lưu tốc xói cho phép của đất nền. Ổn định chống thấm theo nguyên lý đường viền thấm ngang.

+     Đập xà lan làm việc theo nguyên lý đẩy nổi acsimet để làm nổi khi di dời và hạ chìm vào vị trí xây dựng.

+     Sử dụng được nền đất yếu để làm nền móng công trình.

+     Chế tạo hàng loạt theo qui 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

+     Có thể di dời cống đến vị trí khác khi cần thiết.

Giảm kinh phí đầu tư: Cùng một điều kiện và nhiệm vụ như nhau, đầu tư xây dựng cống đập xà lan chỉ bằng 55-60% cống truyền thống.

3. Tóm tắt về những sáng tạo và đổi mới đặc biệt quan trọng về công nghệ Đập xà lan

Thành tựu khoa học công nghệ đặc biệt quan trọng của cống đập xà lan là đã sáng tạo trong việc sử dụng ba nguyên lý cơ bản mới và 2 nguyên lý cơ bản truyền thống:

-  Đập xà lan được thiết kế theo nguyên lý đẩy nổi acsimet để hạ chìm và làm nổi khi cần thiết.

-  Ổn định chống lún theo nguyên lý làm nhẹ công trình và mở rộng đáy cống để có ứng suất của đáy công trình nhỏ hơn ứng suất cho phép của đất nền. Nhờ vậy đã sử dụng được nền đất yếu để làm nền móng công trình.

-  Ổn định chống xói theo nguyên lý mở rộng tiết diện tháo để có lưu tốc sau cống nhỏ hơn lưu tốc xói cho phép của đất nền.

-  Ổn định chống trượt do tải trọng ngang bằng lực ma sát giữa đáy và nền và phản lực G chống trượt thượng hạ lưu bằng thảm đá

-  Ổn định chống thấm theo nguyên lý đường viền thấm ngang.

-  Việc sử dụng ba nguyên lý cơ bản mới và hai nguyên lý truyền thống đã tạo ra một công nghệ mới trong xây dựng công trình ngăn sông gọi là công nghệ cống đập xà lan hoàn toàn khác với công nghệ cống truyền thống. Điểm đặc biệt quan trọng là tính toán để sử dụng nền mềm yếu không xử lý hoặc xử lý nhẹ để làm nền móng của công trình cống đập xà lanvà việc cống đập xà lan được chế tạo trong hố đúc sẵn rồi lai dắt đến vị trí xây dựng để hạ chìm và khi cần có thể di dời đến địa điểm xây dựng mới. Đó là ưu điểm nổi bật không có loại cống nào đạt được.

-  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 đưa lại hiệu quả kinh tế xã hội cao mà công nghệ cống truyền thống không thể so sánh được.

Ở những dự án lớn như dự án phân ranh mặn ngọt Sóc trăng Bạc Liêu đã thiết kế một số hố đúc xà lan để phục vụ cho cả dự án nên hiệu quả kinh tế thể hiện rất rõ rệt.