Đặt vấn đề Trong những năm qua, ngành xây dựng đóng vai trò hết sức quan trọng trong việc thúc đẩy đất nước ta phát triển, từ một nước nông nghiệp thành một nước công- nông nghiệp hiện đại, theo ghi nhận ngành nông, lâm, ngư nghiệp chiếm khoảng 15- 17% GDP và cung cấp việc làm cho hơn 40% dân số lao động. Trải qua khoảng thời gian dài phát triển, đất nước đã có nhiều thay đổi, các công trình xây dựng ngày càng nhiều và đa dạng, từ công trình hạ tầng kỹ thuật phục vụ cho việc sản xuất đến những công trình phục vụ lợi ích của người dân. Để đáp ứng tốc độ công nghiệp hóa, hiện đại hóa diễn ra ngày càng nhanh, các công trình được triển khai thi công một cách đồng loạt và ngày càng nhiều. Điều đó đã dẫn đến một số công trình bị đã xuống cấp, không còn đảm bảo năng suất do trải qua thời gian dài khai thác sử dụng, đặc biệt là đối với các công trình thủy lợi ven biển (mô hình nuôi tôm tại khu công nghệ cao, mô hình làm muối ven biển…), do phải tiếp xúc trong môi trường gây ăn mòn một thời gian dài.
Theo thông tấn xã Việt Nam dẫn thông tin từ Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh Lâm Đồng cho biết, địa phương đang có 66 công trình thủy lợi hư hỏng, xuống cấp nhưng chưa được sửa chữa, gây ảnh hưởng đến người dân, đặc biệt là mùa mưa lũ….Từ đó cho thấy, việc xây dựng mới các công trình thủy lợi ven biển là hết sức quan trọng, góp phần phát triển ngành nông nghiệp và phục vụ công tác chăn nuôi, trồng trọt ở nước ta. Ngoài ra, hiện nay ngành sản xuất vật liệu xây dựng hướng đến phát triển bền vững cũng đang được quan tâm và chú trọng, không chỉ mang lại giá trị kinh tế lớn, thay thế các vật liệu khai thác tự nhiên mà còn góp phần bảo vệ môi trường, tận dụng được các phế phẩm trong sản xuất công nghiệp. Một số sản phẩm có sẵn tại thị trường Việt Nam như là tro bay, xỉ than với khối lượng vào khoảng hơn 16 triệu tấn [3]. Các sản phẩm trên là một trong những phế phẩm của các ngành công nghiệp khai thác, có thể thay thế cho xi măng và cát, đá tự nhiên.
Việc tối ưu hóa công tác xây dựng các công trình thủy lợi ven biển và kết hợp hướng đến sử dụng các vật liệu xanh đang là xu hướng và là mục tiêu chung của ngành xây dựng ở đất nước ta. Tuy nhiên, việc áp dụng các vật liệu thay thế như xỉ than và tro bay vào công tác xây dựng ở nước ta vẫn chưa phổ biến, các công trình vẫn còn được xây dựng theo lối mòn và sử dụng vật liệu hầu hết có sẵn từ việc khai thác tài nguyên thiên nhiên. Việc ngại thay đổi hoặc không có sự so sánh cụ thể đã tạo ra một rào cản lớn cho sự phát triển và áp dụng của các công nghệ vật liệu mới vào xây dựng, đặc biệt là công tác xây dựng trong lĩnh vực thủy lợi, cụ thể hơn đối 1 với các công trình ven biển. Chính vì lẽ đó, mục đích chính của nghiên cứu này là phân tích các nhân tố ảnh hưởng đến chất lượng công trình thủy lợi ven biển tỉnh Bạc Liêu và đề xuất quy trình quản lý xây dựng có sử dụng phế phẩm công nghiệp, cụ thể đó là tro bay và xỉ than.
Mục tiêu đề tài Từ lý do thực tế trên, tác giả nhận thấy rằng việc xây dựng các công trình thủy lợi ven biển bằng các vật liệu từ phế phẩm công nghiệp (tro bay, xỉ than) là một công tác hết sức quan trọng và thiết thực, không chỉ mang lại giá trị về chi phí, tiến độ và chất lượng mà còn góp phần bảo vệ môi trường. Vì vậy, để có thể thực hiện điều đó, cần phải có những lý luận, nghiên cứu khoa học. Do đó, mục đính chính của nghiên cứu này là: - Phân tích các nhân tố ảnh hưởng đến chất lượng công trình thủy lợi ven biển. - Đánh giá và so sánh các nhân tố ảnh hưởng trực tiếp đến công tác xây dựng công trình thủy lợi ven biển, đặc biệt là tại khu vực tỉnh Bạc Liêu.
- Đề xuất quy trình quản lý xây dựng công trình thủy lợi ven biển có sử dụng vật liệu từ phế phẩm công nghiệp (tro bay, xỉ than). Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu 1. Đối tượng nghiên cứu - Các dự án, công trình thủy lợi ven biển đã và đang xây dựng tại Việt Nam. - Những chuyên gia, người có kinh nghiệm hoặc đang làm trong ngành xây dựng, đặc biệt là các công trình thủy lợi ven biển.
Phạm vi nghiên cứu - Tìm hiểu và phân tích, đánh giá các nhân tố ảnh hưởng đến chất lượng các công trình thủy lợi ven biển ở khu vực Bạc Liêu. - Tìm hiểu và đánh giá các vật liệu xây dựng đang được sử dụng ở nước ta hiện nay, những vật liệu truyền thống (xi măng, cát, đá…) và những vật liệu phế phẩm từ công nghiệp (tro bay, xỉ than). - Phương pháp quản lý trong quá trình thi công hoặc đã thi công hoàn thành các công trình thủy lợi ven biển ở nước ta, đặc biệt là khu vực đồng bằng sông Cửu Long. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 1.
Ý nghĩa khoa học - Đưa ra những lý luận, dẫn chứng cụ thể về tầm quan trọng của công tác xây dựng các công trình thủy lợi ven biển. - Thực hiện nghiên cứu, đưa ra quy trình quản lý trong việc sử dụng các nguồn vật liệu phế phẩm công nghiệp (tro bay, xỉ than) 1. Ý nghĩa thực tiễn - Đánh giá và phân tích các nhân tố ảnh hưởng đến chất lượng công trình thủy lợi ven biển tại tỉnh Bạc Liêu, qua đó đưa ra các khuyến cáo, kiến nghị nhằm nâng cao chất lượng công trình xây dựng. - Đề xuất mô hình quản lý cho công trình thủy lợi ven biển sử dụng phế phẩm công nghiệp (tro bay, xỉ than).
Công trình thủy lợi Theo khoản 3, điều 2, Luật Thủy lợi 2017, “công trình thủy lợi là công trình hạ tầng kỹ thuật thủy lợi bao gồm đập, hồ chứa nước, cống, trạm bơm, hệ thống dẫn, chuyển nước, kè, bờ bao thủy lợi và công trình khác phục vụ quản lý, khai thác thủy lợi”[4]. Phân lại và phân cấp công trình thủy lợi “Theo khoản 1, 2 và 3, điều 16, Luật Thủy lợi 2017, phân loại và phân cấp công trình thủy lợi được quy định như sau: - Phân loại và phân cấp công trình thủy lợi để phục vụ đầu tư xây dựng, quản lý, khai thác và bảo vệ công trình thủy lợi. - Loại công trình thủy lợi được xác định theo quy mô, nhiệm vụ, tầm quan trọng, mức độ rủi ro vùng hạ du, bao gồm công trình thủy lợi quan trọng đặc biệt, công trình thủy lợi lớn, công trình thủy lợi vừa và công trình thủy lợi nhỏ. - Cấp công trình thủy lợi được xác định theo quy mô, nhiệm vụ, điều kiện địa chất nền và yêu cầu kỹ thuật xây dựng công trình, bao gồm công trình thủy lợi cấp đặc biệt, công trình thủy lợi cấp I, công trình thủy lợi cấp II, công trình thủy lợi cấp III và công trình thủy lợi cấp IV”[4].
Tổng quan công trình thủy lợi ven biển tại tỉnh Bạc Liêu Từ khi tái lập tỉnh (năm 1997) đến nay, hệ thống kênh mương nội đồng phục vụ sản xuất nông nghiệp luôn được tỉnh ưu tiên nguồn vốn để đầu tư xây dựng, nhằm chủ động nguồn nước trong sản xuất, đáp ứng nhu cầu cấp thiết của người dân. Đến nay, toàn tỉnh có 101 cống đầu mối, được chia thành 6 hệ thống để quản lý, vận hành. Bên cạnh đó, tỉnh còn có 940 kênh mương được phân chia thành 3 cấp, trong đó, UBND tỉnh quản lý các tuyến kênh liên huyện, còn lại do địa phương quản lý. Các công trình thủy lợi này đã và đang đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển nông nghiệp và phục vụ đời sống, sinh hoạt của người dân.
Đặc biệt là cung cấp nguồn nước phục vụ hàng trăm ngàn héc-ta đất sản xuất nông nghiệp. Do các công trình đã được xây dựng từ khoảng thời gian rất lâu trước đó, nên đến thời điểm hiện nay, một số công trình đã bị hư hỏng và xuống cấp ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình sinh hoạt của người dân [1]. Hiện nay có nhiều công trình nghiên cứu nhằm cải thiện các công trình thủy lợi, đặc biệt biệt là công trình thủy lợi ven biển như: Nghiên cứu bê tông cốt sợi thủy tinh để sử dụng trong công trình thủy lợi ven biển do TS. Nguyễn Thành 4 Công, PGS.
Hoàng Phó Uyên; hay tại nghiên cứu đề xuất biên pháp công trình thủy lợi thích ứng với biến động về dòng chảy đến số lượng và chất lượng nước tại các lưu vực song dưới tác động của biên đổi khí hậu do PGS. Lương Văn Thanh làm chủ nhiệm cũng góp phần vào việc cải thiện sự xuống cấp của công trình thủy lợi ven biển. Tuy nhiên các nghiên cứu trên vẫn chưa làm rõ sự ảnh hưởng của các yếu tố chủ quan và khách quan đến chất lượng công trình thủy lợi ven biển, đặc biệt là tại tỉnh Bạc Liêu, do đó để có thể phòng ngừa cũng như hạn chế thấp đến chất lượng công trình thủy lợi ven biển cần phải làm rõ những vấn đề trên. Ngoài ra, việc phải tiếp xúc trực tiếp với nguồn nước mặn trong thời gian dài cũng là một trong những nguyên nhân gây ảnh hưởng đến chất lượng của công trình như Hình 2.
Hư hỏng tại công trình thủy lợi ven biển ở Bạc Liêu [5] 2. Tổng quan về tro bay và xỉ than trong xây dựng * Tổng quan về tro bay Tro bay là một loại phụ gia khoáng hoạt tính (là một loại pozzolan nhân tạo gồm SiO2, Al2O3, Fe2O3, chiếm khoảng 84%) [6], dùng làm phụ gia để chế tạo bê tông. Đây là loại thải phẩm bụi mịn thu được tại bộ phận lắng bụi khí thải của nhà máy nhiệt điện từ quá trình đốt than. Theo thành phần hóa học, tro bay được phân thành 2 loại: tro axit (tro bay thu được từ đốt than nhà máy nhiệt điện, trong đó: hàm lượng canxi oxit đến 10%) và tro bazơ (tro bay thu được từ đốt than nhà máy nhiệt điện, trong đó: hàm lượng canxi 5 oxit lớn hơn 10%).
Tro bay dùng cho bê tông và vữa xây cần đáp ứng chỉ tiêu chất lượng quy định. Tro bay dùng cho xi măng cần đáp ứng chỉ tiêu chất lượng quy định tại tiêu chuẩn TCVN 10302:2014 [6].