Thông tin kết quả nhiệm vụ KH&CN

Nghiên cứu đề xuất công nghệ xử lý chất nạo vét luồng và ứng dụng trong hạ tầng cảng biển Việt Nam (02/12/2024)

Trong lĩnh vực hàng hải và đường thủy nội địa, để duy trì chuẩn tắc thiết kế luồng phục vụ nhu cầu vận tải thủy, cần phải nạo vét duy tu với khối lượng rất lớn. Đối với các tuyến luồng hàng hải, nạo vét duy tu một năm trung bình khoảng 2 - 4 triệu m³, đối với luồng đường thủy nội địa, khối lượng nạo vét duy tu các đoạn cạn khối lượng khoảng 500.000 - 800.000 m³. Hầu hết khối lượng chất nạo vét luồng nói trên được đổ thải hoặc nhấn chìm ở vị trí nhất định ngoài biển khơi, số rất ít được tận dụng làm bãi tôn tạo, chưa được xử lý. Ngoài công tác nạo vét duy tu hàng năm như đã nêu, trong xây dựng cơ bản các tuyến luồng hàng hải, khối lượng chất nạo vét luồng rất lớn, chỉ tính riêng nạo vét luồng điển hình như dự án cảng Lạch Huyện với khối lượng nạo vét khoảng 40 triệu m³ và cần nhấn chìm vật liệu nạo vét ra ngoài khơi. Nhìn chung, chất nạo vét luồng cơ bản chưa được xử lý, sử dụng trong xây dựng; làm tác động tiêu cực tới môi trường và giảm khả năng tái sử dụng chất nạo vét.

Tuyến luồng hàng hải Hải Phòng.

Tới thời điểm hiện nay, ở trong nước đã có một số nghiên cứu bước đầu về giải pháp cải thiện tính năng của chất nạo vét (bùn cát biển,…) và tập trung vào giải pháp trộn thêm chất gia cố (xi măng, vôi) với chất nạo vét để cải thiện tính chất của chất nạo vét và ứng dụng làm vật liệu đất đắp nền đường và đường giao thông nông thôn. Ngoài ra, đối với xử lý chất nạo vét bằng phương pháp trộn dòng khí nén, các nghiên cứu bước đầu mới chỉ đề cập về cơ sở lý thuyết của phương pháp. Như vậy, việc nghiên cứu các giải pháp, công nghệ xử lý chất nạo vét luồng làm căn cứ để phân tích, đánh giá, đề xuất giải pháp, công nghệ xử lý chất nạo vét luồng hợp lý, phù hợp với điều kiện kinh tế, kỹ thuật, môi trường và ứng dụng trong xây dựng hạ tầng cảng biển ở nước ta hiện nay có tính cấp thiết, khoa học và thực tiễn. Từ thực tế trên, Viện Khoa học và Công nghệ Giao thông vận tải chủ trì thực hiện đề tài Nghiên cứu đề xuất công nghệ xử lý chất nạo vét luồng và ứng dụng trong hạ tầng cảng biển Việt Nam, ThS. Nguyễn Trung Thêm làm chủ nhiệm đề tài. 

Đề tài đã nghiên cứu tổng quan về chất nạo vét luồng trên thế giới và ở Việt Nam, thống kê khối lượng nạo vét duy tu các tuyến luồng hàng hải, các giải pháp xử lý chất nạo vét luồng các tuyến luồng hàng hải; tổng hợp, phân tích chất nạo vét luồng của một số tuyến luồng hảng hải ở nước ta, qua đó cho thấy nhu cầu xử lý chất nạo vét luồng hiện nay ở nước ta là hết sức cần thiết, có ý nghĩa thực tế.

Lấy mẫu thí nghiệm tại các tuyến đường hàng hải.

Nghiên cứu tổng quan về các giải pháp, công nghệ xử lý chất nạo vét luồng trên thế giới và đưa ra các giải pháp xử lý đối với chất nạo vét luồng có chất độc hại và không có chất độc hại; phân tích, đánh giá các giải pháp công nghệ đang sử dụng hiện nay trên thế giới. Theo đó, các công nghệ được áp dụng tương đối phổ biến là các công nghệ xử lý chất nạo vét luồng bằng phương pháp trộn dòng khí nén, phương pháp trộn hỗn hợp và phương pháp đất nhẹ. Đề tài cũng đã nghiên tổng quan về các giải pháp, công nghệ xử lý chất nạo vét luồng ở nước ta hiện nay và phân tích, tổng hợp các công nghệ xử lý chất nạo vét luồng trên thế giới và ở Việt Nam, từ đó làm căn cứ đề xuất, lựa chọn công nghệ nạo vét luồng.

Trên cơ sở các nghiên cứu trên, nhóm tác giả đã tổng hợp thông số cơ bản các tuyến luồng hàng hải nước ta và khối lượng nạo vét duy tu các tuyến luồng hàng hải quan trọng trong 05 năm gần đây và giải pháp xử lý chất nạo vét luồng hàng hải chủ yếu là nhấn chìm ngoài biển và đổ thải. Đề tài cũng tiến hành nghiên cứu, phân tích, lựa chọn một số tuyến luồng để khảo sát; thu thập, tổng hợp đặc tính nạo vét của một số tuyến luồng hàng hải khu vực phía Bắc, miền Trung và miền Nam, đã lựa chọn các luồng hàng hải Hải Phòng, Cửa Lò và Đà Nẵng để tiến hành phân tích, đánh giá hiện trạng xử lý chất nạo vét của các tuyến luồng này. Tiến hành khảo sát hiện trường và lấy mẫu thí nghiệm tại 03 tuyến luồng hàng hải Hải Phòng, Cửa Lò và Đà Nẵng; tiến hành thí nghiệm trong phòng các mẫu thí nghiệm của 3 tuyến luồng để xác định một số chỉ tiêu cơ lý, thành phần, tính chất của chất nạo vét; kết quả thí nghiệm chất nạo vét tại 03 tuyến luồng hàng hải Hải Phòng, Cửa Lò, Đà Nẵng là đất loại sét, đất bụi, chảy, chảy nhão - đây cơ sở đề xuất giải pháp xử lý, công nghệ xử lý chất nạo vét luồng phù hợp.

Nghiên cứu các phương pháp xử lý chất nạo vét luồng đang áp dụng hiện nay, trên cơ sở các nghiên cứu của nước ngoài kết hợp với thực tế xử lý chất nạo vét luồng trong nước và nước ngoài, nhóm nghiên cứu tập trung nghiên cứu, phân tích, đánh giá, đề xuất phạm vi áp dụng xử lý chất nạo vét luồng được áp dụng tương đối phổ biến hiện nay bằng các phương pháp trộn dòng khí nén, phương pháp trộn hỗn hợp và phương pháp đất nhẹ; đưa ra ưu, nhược điểm và phạm vi áp dụng đối với từng phương pháp xử lý. Tiên hành so sánh, đánh giá khi áp dụng xử lý chất nạo vét luồng bằng các phương pháp trộn dòng khí nén, phương pháp trộn hỗn hợp và phương pháp đất nhẹ so với phương pháp truyền thống đang áp dụng (phương pháp trộn xi măng).

Với thực tế đặc tính chất nạo vét luồng Hải Phòng, Cửa Lò và Đà Nẵng, nghiên cứu cũng tiến hành phân tích, đánh giá, đề xuất công nghệ xử lý chất nạo vét luồng. Theo đó công nghệ xử lý chất nạo vét luồng theo phương pháp trộn dòng khí nén được đề xuất áp dụng đối với chất nạo vét luồng Cửa Lò và luồng Đà Nẵng trong giai đoạn hiện nay ở nước ta. Phân tích, tổng hợp các yêu cầu xử lý chất nạo vét luồng; nghiên cứu xây dựng dự thảo quy trình công nghệ xử lý chất nạo vét luồng, trong đó đưa ra các bước công nghệ chính thực hiện xử lý chất nạo vét luồng theo phương pháp trộn dòng khí nén bao gồm trang thiết bị, quy trình xây dựng và kiểm soát chất lượng. Bên cạnh đó, đề tài cũng nghiên cứu, đưa ra yêu cầu vật liệu tôn tạo, công tác tôn tạo và phạm vi ứng dụng xử lý chất nạo vét luồng làm vật liệu tôn tạo và nghiên cứu, đưa ra yêu cầu vật liệu đắp cho công trình hạ tầng hàng hải, phạm vi ứng dụng xử lý chất nạo vét luồng làm vật liệu đắp; vật liệu cho đê, kè và vật liệu nhồi ống địa kỹ thuật. 

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu nhiệm vụ tại Trung tâm Thông tin, Thống kê khoa học và công nghệ Hải Phòng hoặc Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia./.