Rọ đá xây dựng đường tràn cấp thấp tại Newman, Tây Úc

Giới thiệu

Bài viết này sẽ đi sâu vào dự án xây dựng đường tràn cấp thấp sử dụng rọ đá (Gabion) tại Newman, Tây Úc, một dự án quan trọng do BHP Billiton Iron Ore thực hiện. Dự án này nhằm mục đích tạo ra một tuyến đường sắt mới để vận chuyển quặng từ các mỏ tại Newman, vượt qua sông Fortescue một cách hiệu quả và kinh tế. Chúng ta sẽ xem xét các khía cạnh khác nhau của dự án, từ các vấn đề ban đầu, giải pháp được chọn, quá trình xây dựng cho đến những bài học kinh nghiệm.

Vấn đề

Nhu cầu vận chuyển quặng

BHP Billiton Iron Ore đang tìm cách tối ưu hóa việc vận chuyển quặng từ các mỏ tại Newman, bao gồm Ore Body 18 và Jimblebar, đến khu khai thác chính tại Newman. Để đạt được mục tiêu này, một tuyến đường sắt mới cần phải vượt qua sông Fortescue. Ban đầu, các giải pháp như xây dựng đường tràn cấp cao và cầu vượt cao đã được xem xét nhưng chi phí quá cao. Vì vậy, một giải pháp kinh tế hơn đã được tìm kiếm, dẫn đến việc xem xét xây dựng một đường tràn cấp thấp sử dụng rọ đá.

Thách thức về thiết kế và thi công

Thiết kế một đường tràn cấp thấp đủ khả năng chịu lực trong điều kiện lũ lụt là một thách thức lớn. Tốc độ dòng chảy cao (khoảng 4.4 m/s) có thể gây xói mòn và phá hủy cấu trúc nếu không được thiết kế và bảo vệ đúng cách. Cần một giải pháp để bảo vệ bề mặt đường tràn và đảm bảo khả năng kháng chịu lũ lụt mà vẫn giữ chi phí ở mức hợp lý.

Giải pháp

Sử dụng rọ đá Gabion

Sau khi xem xét các lựa chọn khác nhau, giải pháp xây dựng một đường tràn cấp thấp với rọ đá Gabion ở mép dưới của cấu trúc đã được đề xuất. Các rọ đá này sẽ bảo vệ bề mặt đường tràn khỏi tác động của dòng chảy mạnh trong các trận lũ lụt. Mặt đỉnh của rọ đá sẽ cao hơn bề mặt đường tràn từ 0.6m đến 0.75m, giúp chặn dòng nước lũ và giảm tốc độ dòng chảy.

Bảo vệ chống xói mòn

Để bảo vệ bờ dốc phía dưới khỏi xói mòn, các tấm rọ đá được sử dụng. Thiết kế của đường tràn đảm bảo rằng lượng nước giữa các đường tràn hiện tại và đề xuất sẽ được lấp đầy trước khi nước tràn qua. Điều này giúp giảm thiểu thiệt hại do lũ lụt gây ra. Trong một trận lũ lớn vào tháng 3 năm 2009, trước khi đường sắt được xây dựng, toàn bộ chiều cao 1m của rọ đá đã chịu lực nước lũ mà không bị hư hại. Điều này chứng tỏ khả năng chịu lực và hiệu quả của rọ đá trong việc bảo vệ cấu trúc.

Quá trình xây dựng

Tiêu chuẩn và yêu cầu kỹ thuật

Dự án yêu cầu các công việc liên quan đến rọ đá chỉ được thực hiện bởi những người lắp đặt chuyên nghiệp, được phê duyệt và chứng nhận bởi Geofabrics Australasia. Một nhóm mẫu của các rọ đá cũng được xây dựng tại chỗ để kiểm soát chất lượng trong suốt quá trình thi công.

Vật liệu và công nghệ sử dụng

Khoảng 1,800m³ rọ đá, 10,500m² tấm rọ đá dày 500mm và 12,000m² lưới dệt Terramesh gia cố đất đã được lắp đặt. Tất cả các sản phẩm lưới dệt được sử dụng trong dự án đều được mạ Galmac (hợp kim 95% kẽm và 5% nhôm) và phủ PVC, tuân theo các tiêu chuẩn quốc gia và quốc tế nghiêm ngặt nhất. Một chứng chỉ hợp lệ của British Board of Agrément (BBA) đã được cung cấp như một phần của tài liệu QA.

Quá trình lắp đặt

Các rọ đá được lắp đặt và nhồi đá bằng các phương tiện cơ giới để đảm bảo sự đồng đều và chắc chắn. Các tấm Terramesh được sử dụng để neo các rọ đá vào bờ đê, đảm bảo tính ổn định của toàn bộ cấu trúc. Sau khi các đơn vị mẫu được kiểm tra và chấp nhận, các công việc chính thức liên quan đến rọ đá mới được tiến hành.

Kết quả và đánh giá

Hiệu quả của cấu trúc

Đường tràn cấp thấp bằng rọ đá dài 980m đã được thử nghiệm trong một trận lũ vào tháng 3 năm 2009. Không cần bảo trì nào đối với cấu trúc sau khi nước lũ rút đi, chứng minh khả năng chịu lực và hiệu quả của thiết kế rọ đá trong việc bảo vệ chống lũ lụt.

Đánh giá tổng kết

Dự án đường tràn cấp thấp sử dụng rọ đá tại Newman đã chứng minh tính hiệu quả và kinh tế của giải pháp này trong việc bảo vệ cấu trúc khỏi lũ lụt. Thiết kế và thi công được thực hiện đúng quy trình, đảm bảo chất lượng và tính bền vững của công trình. Việc sử dụng rọ đá không chỉ giúp giảm chi phí mà còn mang lại hiệu quả bảo vệ cao, là một giải pháp đáng được cân nhắc cho các dự án tương tự trong tương lai.

Kết luận

Bài học kinh nghiệm

Dự án này mang lại nhiều bài học kinh nghiệm quý báu về việc thiết kế và thi công các cấu trúc bảo vệ chống lũ lụt. Việc lựa chọn vật liệu và công nghệ phù hợp, cùng với quy trình kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt, đã giúp đảm bảo thành công của dự án. Rọ đá Gabion đã chứng tỏ là một giải pháp hiệu quả và kinh tế trong việc bảo vệ các cấu trúc giao thông khỏi tác động của lũ lụt.

Khuyến nghị cho các dự án tương lai

Đối với các dự án tương lai, cần xem xét kỹ lưỡng các yếu tố môi trường và điều kiện địa hình để lựa chọn giải pháp thiết kế phù hợp. Việc sử dụng rọ đá Gabion nên được cân nhắc như một giải pháp hiệu quả về chi phí và kỹ thuật cho các công trình bảo vệ chống lũ lụt. Đồng thời, cần chú trọng đến việc lựa chọn các nhà thầu và nhà cung cấp có uy tín, đảm bảo các tiêu chuẩn kỹ thuật và chất lượng.

Tài liệu tham khảo

1. BHP Billiton Iron Ore, Macmahon, MPD JV (Fluor and SKM), Officine Maccaferri S.p.A.
2. “Gabion Low Level Causeway, Newman, Western Australia,” Case History Ref: INT/ AUS/CH/HW025-Rev:01, March 2015.

Dự án đường tràn cấp thấp sử dụng rọ đá tại Newman là một minh chứng rõ ràng cho sự kết hợp giữa thiết kế thông minh và vật liệu chất lượng, mang lại hiệu quả bảo vệ cao và tính kinh tế. Đây là một hướng đi mới cho các công trình xây dựng tương tự trong tương lai.