CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ XI PHÔNG Trong ngành Thủy lợi xi phông là khái niệm quen thuộc được sử dụng trong nhiều công trình Thủy lợi, như xi phông tháo lũ, xi phông thoát nước, xi phông dẫn nước…xi phông vẫn đang được nghiên cứu phát triển nhằm phục vụ cho cuộc sống của con người. Trên thế giới và ở Việt Nam xi phông góp phần quan trọng vào hiệu quả của nhiều công trình phục vụ cho phát triển công nghiệp, nông nghiệp, nước sinh hoạt cho các đô thị và cụm dân cư. Các xi phông đã lắp đặt, hạ chìm trên thế giới và ở Việt Nam Trong Tiếng Việt “Xi phông” có nguồn gốc là từ mượn của tiếng Pháp: “siphon”. Trong tiếng anh Xi phông cũng là siphon.
Định nghĩa hiện nay phổ biến nhất thì xi phông được hiểu là một ống tròn cong hình chữ U để dẫn truyền chất lỏng. Các xi phông đã lắp đặt hạ chìm trên thế giới Theo những hình vẽ thu thập được thì xi phông đã được người những người Ai Cập sử dụng từ năm 1500 trước Công nguyên. Bằng chứng bằng hiện vật cho thấy tại Hy Lạp những kỹ sư đã sử dụng siphon từ năm 3 trước công nguyên, với mục đích là rót các chất lỏng dự trữ trong các bình lớn vào bình nhỏ. Và Alexandria đã viết về siphon trong luận án “Pneumatica” của ông cũng nằm trong khoảng thời gian này.
Hiện nay trên thế giới đã và đang sử dụng rất nhiều đường ống vận chuyển các chất lỏng, khí xuyên biển dưới dạng đường ống xi phông. Đường ống dẫn nước qua hồ Pontaray (Mỹ) – 1943. Đường ống dẫn nước qua hồ chứa Kliaminxkôi (Nga) – 1954 Ống dẫn qua biển nối 2 hồ Awctiôm và Materic – 1957 Ống dẫn khi qua hồ Vưwsnhevôloxki (Nga) – 1958 Ống dẫn khí qua sông Secpukhôv (Lêningrat) – 1958 Ống dẫn dầu qua sông Vonga (Nga) – 1954 Ống dẫn dầu ven hồ biển Gân (Tây Phi) – 1954 Dự án cấp nước cho đảo Sip dài 80km khánh thành 17/10/2015: Dự án cấp nước là "con đường biển". 160 ống với đường kính 1600 mm, chiều dài là 500 mét vượt biển.
Dự án thực hiện sẽ cung cấp 75 triệu mét khối nước tới đảo Síp. Tổng chiều dài đường ống là 80 km đường ống HDPE sẽ được đặt dưới biển Địa Trung Hải. 4 Dự án được thực hiện đáp ứng nhu cầu nước cho một khung thời gian 50 năm, phục vụ nhu cầu nước uống, dùng trong công nghiệp và thủy lợi phục vụ tưới nông nghiệp trên một vùng đất của 4.824 ha, dự án đóng góp phần cho sự tăng trưởng kinh tế của khu vực. (Nguồn: http://www.org/en/peace-river-to-cyprus.1: Dự án đường ống cấp nước đảo Sip Hình 1.2: Lai dắt neo giữ ống trên biển bằng tàu 6 Hình 1.3: Neo giữ chuẩn bị hạ chìm Hình 1.4: Thi công hạ chìm đường ống trên biển (Nguồn: http://www.org/en/peace-river-to-cyprus.html; http://www.com/bakirci-projede-sona-yaklasilmasi-heyecanimizi- arttiriyor-85544h.htm) 7 Đường ống Waidiaodao-Cezidao-Zhenh của Trung Quốc.5: Thi công lắp dựng hạ chìm đường ống Waidiaodao-Cezidao-Zhenh Hình 1.6: Thi công hạ chìm đường ống Waidiaodao-Cezidao-Zhenh (Nguồn: Internetwww.cnENpic3offshore_type.htm) 8 Đường ống dẫn khí đốt thiên nhiên từ Nauy tới Anh 16/10/2006 Hình 1.7: Thi công lắp dựng và hạ chìm đường ống dẫn khí đốt từ Nauy tới Anh (Nguồn: httpbaotintuc.vndau-an-su-kienlangeled-duong-ong-dan-khi-dot-dai-gan- 1200km- Các xi phông đã lắp đặt hạ chìm ở Việt Nam Xi phông đang được ứng dụng rộng rãi tại nhiều công trình thủy lợi, thủy điện và các công trình phụ trợ khác tại Việt Nam.
Ngày càng nhiều công trình có quy mô lớn và vừa sử dụng xi phông trong các hạng mục công trình quan trọng của các Dự án. Điều đó cho thấy xi phông đang góp phần quan trọng vào sự phát triển của công trình xây dựng thủy lợi, thủy điện tại Việt Nam. Ngoài ra trong nuôi trồng thủy sản xi phông cũng đang góp phần nâng cao hiệu quả nuôi trồng thủy hải sản tại một số khu vực phía nam, hiện đại kỹ thuật nuôi trồng, tăng năng suất và hiệu quả cho người nông dân, khi xi phông được sử dụng dẫn và tháo nước cho các hồ nuôi hải sản, trong đó đặc biệt là các hồ nuôi tôm. Xi phông được sử dụng mỗi công trình có các đặc thù khác nhau, nhưng nhìn chung tại Việt Nam chủ yếu sử dụng xi phông vật liệu ống thép và xi phông vật liệu là nhựa HDPE.
Xi phông được hạ chìm tại Việt Nam: - Xi phông hồ Bàu Nhum – Quảng Trị – năm 1960 - Xi phông Sông Chanh – Quảng Ninh – năm 1977 9 - Xi phông Cự Đà – Thanh Hóa – năm 1979 - Xi phông Lạch Tray – Hải Phòng – năm 1994 - Xi phông sông Uông – Hải Phòng – năm 1994 - Xi phông sông Vệ - Quảng Ngãi – năm 1995 - Xi phông sông Thái – Nghệ An – năm 1995 - Xi phông KaLong – Quảng Ninh – năm 1998 - Xi phông sông Chanh – Quảng Ninh năm 2005 1. Xi phông Lạch Tray Gồm 2 đường ông xi-phông D900 vượt sông đào Lạch Tray với chiều dài 95m/ đường ống, do Công ty TNHH MTV cấp nước Hải Phòng lắp đặt thành công.8: Thi công hạ chìm đường ống xi phông vượt sông đào Lạch Tray Đây là hạng mục khó khăn và quan trọng nhất trong Dự án cải tạo, nâng cấp và thay thế đường ống dẫn nước thô từ Trạm bơm Quán Vĩnh, xã An Đồng (An Dương) về nhà máy nước An Dương. Sau khi hoàn thành và đưa vào sử dụng, 2 đường ống xi- phông mới có công suất thiết kế vận chuyển 120.000m3 nước/ ngày cùng với 2 đường ống cũ có công suất vận chuyển 100.000m3/ ngày bảo đảm cung cấp đủ lượng nước thô phục vụ cho nhà máy nước An Dương, đáp ứng quá trình phát triển đô thị của thành phố đến năm 2025. Xi phông Sông Chanh Quảng Ninh Xi phông sông Chanh được xây dựng từ năm 1978-1979 với 2 đường ống thép D=1050 mm, thành ống dày 12 mm, thép CT3 chiều dài 500 m, năm 1997 đoạn ống phía cửa vào bị thủng, tổn thất nước lớn.
Ngày 19 tháng 12 năm 2003 Bộ NN&PTNT phê duyệt quyết định số 5624/QĐ/BNN-TL xây dựng lại xi phông sông Chanh ở vị trí cách tuyến cũ về phía hạ lưu 25 m. Xi phông sông Chanh mới có đường ống xi phông 2 ống thép D=1200 mm, thành ống dày 12mm, loại thép CT3, đường ống dài 457,20m. Xi phông Sông Chanh là một hạng mục công trình – một công trình chuyển tiếp của hệ thống thuỷ nông Yên Lập, có nhiệm vụ cung cấp nước tưới cho 1970 ha đất nông nghiệp và cung cấp nước sinh hoạt cho 4,65 vạn dân thuộc 7 xã trên đảo Hà Nam - Quảng Ninh, trong tương lai dự kiến sẽ cung cấp nước cho huyện Cát Hải - Hải Phòng với lưu lượng 0,07 m3/s.9: Lắp dựng xi phông trên bờ 11 Hình 1.10: Neo giữ xi phông trên mặt nước chuẩn bị hạ chìm Hình 1.11: Xi phông đang trong quá trình bơm nước hạ chìm 12 Hình 1.12: Quá trình xi phông đang hạ chìm Hình 1.13: Quá trình hạ chìm xi phông gần hoàn thành 13 1. Xi phông Soài Rạp Công trình đường ống dẫn nước sạch dài gần 42 km trực tiếp từ Nhà máy nước BOO Thủ Đức đấu nối vào hệ thống Cần Giờ (đã được đưa vào khai thác).
Trong đó, hai tuyến ống qua sông Soài Rạp và sông Chà dài hơn 2,6 km được đặt sâu hơn 30 m dưới đáy sông. Tổng Công ty Cấp nước Sài Gòn TNHH MTV (Sawaco) làm chủ đầu tư đại diện là Ban Quản lý dự án cấp nước Cần Giờ. Vào thời điểm thực hiện (năm 2009), tuyến ống trên thuộc loại dài nhất Việt Nam. Công trình còn những điểm nhấn khác như có đến ba trạm bơm tăng áp loại lớn và lần đầu tiên sử dụng hệ thống bể chứa đặt nổi lắp ghép bằng thép thủy tinh đặc biệt.
Tổng mức đầu tư của dự án gần 822 tỉ đồng từ ngân sách TP. Năm 2012, dự án hoàn thành đúng tiến độ, giúp chấm dứt cảnh người dân phải mua nước sạch với giá cao trong nhiều năm liền, đồng thời giúp tiết kiệm ngân sách do giảm trợ giá hằng năm.14: Thi công tuyến ống qua sông Soài Rạp trong dự án cấp nước cho huyện Cần Giờ 1. Xi Phông qua sông Bình Thuận Dự án cấp nước mạng lưới cấp nước ống HDPE D.450 từ cầu Bà Bộ đến cầu Bình Thủy 2 đường Võ Văn Kiệt. Dự án cung cấp nước sạch tại khu vực vùng ven Long Hòa và Long Tuyền quận Bình Thủy TP Cần Thơ do công ty Cổ phần cấp nước Cần Thơ 2 làm chủ đầu tư đưa vào sử dụng năm 2014.
Nguồn: http://capnuoccantho2.aspx?wc=47&wp=110 14 Hình 1.15: Lắp đặt ống xi phông qua sông Bình Thuận 1. Xi Phông Long Toàn Xi phông vật liệu HDPE D600mm với chiều dài là 317m hạ chìm qua sông Long Toàn tỉnh Trà Vinh. Hạ chìm vào 22 tháng 12 năm 2014. Tuyến ống xi phông nhiệm vụ cung cấp nước thô phục vụ cho nhà máy nhiệt điện Duyên Hải Trà Vinh.16: Lắp ghép mố đỡ chuẩn bị hạ chìm 15 Hình 1.17: Kéo ống trên mặt nước neo giữ chuẩn bị hạ chìm Hình 1.18: Gia cố neo giữ xi phông 16 Hình 1.19: Neo giữ xi phông trên mặt nước Hình 1.20: Xi phông đang chuẩn bị hạ chìm 1.
Xi phông Hòn Dấu Xây dựng tuyến xi-phông đôi vượt biển sang Hòn Dấu với tổng chiều dài 706m/tuyến. Dự án đảm bảo cấp nước theo yêu cầu của đơn vị khai thác đảo Hòn Dấu 17 (Công ty cổ phần tập đoàn Him Lam) mức hiện tại là 3.000m3/ngày và có khả năng nâng cao công suất gấp 1,3 - 1,5 lần khi cần thiết. Tổng mức đầu tư dự án hơn 11 tỷ đồng, do Công ty CP Cấp nước Hải Phòng đầu tư và Ban quản lý Công trình Cấp nước và Vệ sinh thành phố thay mặt chủ đầu tư thực hiện quản lý dự án từ khâu lập dự án đến quản lý thi công thực hiện dự án theo các quy định của nhà nước. Hiệu quả trực tiếp của dự án là kịp thời đáp ứng việc cung cấp nước đủ lưu lượng và áp lực phục vụ cho nhu cầu sử dụng nước sạch của Dự án khu vui chơi giải trí cao cấp đảo Hòn Dấu, hiện thực hóa chủ trương hoàn thiện đầu mối hạ tầng kỹ thuật cơ bản (điện, nước), thu hút đầu tư, thúc đẩy tiến trình công nghiệp hóa hiện đại hóa thành phố.
(Nguồn: http://www.vn/van-de-du-luan-quan-tam/201603/do-thi-ha-tang-xay- dung-duong-ong-dan-nuoc-sach-ra-dao-hon-dau-2672768/) Hình 1.21: Thi công đường ống đôi xi-phông dẫn nước sạch ra đảo Hòn Dấu 18 Hình 1.22: Thi công đường ống đôi xi-phông đẫn nước sạch ra đảo Hòn Dấu 1. Các nghiên cứu về hạ chìm xi phông Xi phông làm việc dựa trên trọng lực kéo của nước ở trong ống chảy xuống làm chênh lệc áp suất ở đỉnh xi phông do đó làm cho nước chảy trong ống. Muốn xi phông làm việc được thì đường ống phải đảm bảo ổn định.