Hệ thống mỏ hàn - Khoa Kỹ thuật Biển - Trường Đại Học Thủy Lợi

Trường Trư ng Đại học Thủy Th Lợi 

Khoa Kỹ thuật thu biển bi 

Chương 13 

HỆ THỐNG MỎ HÀN 

Phạm Thu Hương

Nội dung 

• Khái Kh niệm ni về hệ thống th ng mỏ hàn 

• Những Nh ng nhân tố ảnh nh hưởng hư ng đến hiệu hi quả qu của hệ thống th ng 

mỏ hàn 

• Mối quan hệ và ứng ng xử của hệ thống th ng mỏ hàn 

• Phân loại lo mỏ hàn 

• Cấu tạo mỏ hàn biển bi vật liệu li đá 

• Thiết Thi kế hệ thống th ng mỏ hàn 

• Ví dụ thiết thi kế hệ thống th ng mỏ hàn cho vùng ng Hải Hậu – 

Nam Định nh

Khái niệm về mỏ hàn 

• Mỏ hàn là loại lo công trình tr nh để chỉnh ch nh trị tr một 

đoạn đo sông hay một đoạn đo bờ biển bi 

• Chức Ch năng: năng: 

giảm gi lưu tốc dòng chảy ch 

giảm gi vận chuyển chuy bùn cát dọc bờ 

Tạo vùng ng nước nư tĩnh nh hoặc ho xoáy xo nhẹ nh để giữ gi bùn cát 

lại gây bồi cho vùng ng bờ, , bãi bị xói 

Che chắn ch cho bờ khi sóng ng xiên truyền truy tới 

Giảm Gi lực xung kích ch của sóng ng tác dụng ng vào bờ 

Hướng Hư ng dòng chảy ch ven bờ đi lệch ch ra xa gây xói bờ

OCEAN 

BEACH 

Groyne 

Adjusted 

shoreline 

Direction of Net Long-shore Transport 

OCEAN 

Hình dạng đường bờ 

BEACH 

Original 

Shoreline 

Groyne 

Adjusted 

shoreline 


Groyne 

Adjusted 

shoreline 

Original 

Shoreline 

Groyne 

Adjusted 

shoreline

Hệ thống mỏ hàn sông ở Hà Lan

Hệ thống mỏ hàn biển

The groyne field in Poole Bay, Southbourne, England

Nhân tố ảnh hưởng đến hiệu quả 

của hệ thống mỏ hàn 

• Các yếu tố ảnh nh hưởng hư ng: : sóng ng, , dòng chảy ch ven bờ, , 

điều đi kiện ki địa kỹ thuật thu của nền móng ng, , môi trường trư ng 

nước nư biển… bi 

• Sự tương tác giữa gi hệ thống th ng mỏ hàn với vách ch bờ, , 

bãi biển bi 

Xác định nh bằng ng quan trắc, tr , mô hình nh vật lý và mô 

hình nh toán to học.

Mối quan hệ và ứng xử 

của hệ thống mỏ hàn 

• Qui luật lu diễn di biến bi bồi xói bên trong hệ thống th ng mỏ hàn: : 

thượng thư ng lưu bồi lắng ng, , hạ lưu xói lở

• Hiện Hi tượng tư ng chảy ch lượn, lư , chảy ch xoáy, xo , tách ch xa bờ khu vực 

giữa gi 2 mỏ hàn

• Bồi lắng ng và xói lở khu vực giữa gi các mỏ hàn 

θ = 30 o –55 o 

θ = 90 o

• Các tác động ng tiêu cực do hệ thống th ng mỏ hàn gây ra 

Giải phápkhắc 

phục: 

kết hợp nuôi bãi 

Thiếu hụt hàmlượng 

cát vận chuyển về hạ 

du 

xói lở hạ lưu hệ 

thống mỏ hàn

• Theo vật liệu: li 

Phân loại mỏ hàn 

Mỏ hàn gỗ: : cọc gỗ và màn chắn ch gỗ 

• Ưu điểm: đi : Không gây hố xói lớn ở đầu mỏ hàn, , bồi 

lắng ng bùn cát phân bố tương đối đều trên mặt bằng ng; ; 

cho phép ph nước nư chảy ch xuyên qua. 

• Chỉ Ch dùng ng ở vùng ng bãi nông. 

nông

Mỏ hàn cọc gỗ

Mỏ hàn màn chắn ch bằng ng gỗ 

• Mỏ hàn gỗ kiểu mànchắn không cho phép nước chảy xuyên qua 

thân mỏ hàn, có tác dụng che chắn, giảm tácđộng của sóng và 

dòng chảy caohơn 

• Nhược điểm: mỏ hàn bằng gỗ là dễ bị mục; trong điều kiện chịu 

tác động của nhiệt độ, gió, mưa, môi trường nước biển dao 

động, vi sinh vật... tuổi thọ của kết cấu bằng vật liệu gỗ bị hạn 

chế, vì vậy phải dùng đến kỹ thuật xử lý gỗ trước khiđưa vàosử 

dụng. 

• sử dụng khi khu vực xâydựng không có nguồn cung cấp đá 

nhưng nguồn vật liệu gỗ dồi dào và giá thành rẻ hơn khi so sánh 

với cácphương án khác




Mỏ hàn bằng ng đá hộc, , đá tảng ng

Mỏ hàn đá xếp ở 

Cần Giờ Gi (TPHCM) 

Mỏ hàn đá đổ ở Mỹ

• Ưu điểm: đi 

Mỏ hàn đá 

- Nguồn cung cấp đá hộc rất dồi dào và phong phú. 

- có độ bền cao, chịu được môi trường nước biển mặn và các tác 

động mạnh của sóng, gió, nhiệt độ... 

- Kết cấu tổng thể của mỏ hàn bằng đá hộc, đá tảng lớn, rọ đá 

thuộc loại mềm dẻo, linh hoạt, cho phép chuyển dịch phù hợp với 

biến dạng nền mà không gây ra hư hỏng và phá hoại kết cấu mỏ 

hàn (do mỏ hàn biển thường đặt trên nền bồi tích, có nhiều lớp 

đất yếu, dễ bị lún, dễ bị xói lở) đặc điểm nổi bật, rất quan trọng 

của loại mỏ hàn này 

- Dễ sửa chữa, tôn cao, mở rộng 

- Tận dụng vật liệu đá sẵn cóở các địa phương giá thành xây 

dựng thấp

Mỏ hàn đá 

• Nhược Như điểm: đi 

- Với kết cấu đá rời, khi cá thể các viên đá bị sóng và dòng chảy tác 

động làm chuyển dịch ra khỏi mỏ hàn sẽ ảnh hưởng đến ổn định 

của cácviênđá lâncận. Sự phá hoại của mỏ hàn có thể bắt đầu 

từ sự mất ổn định của cácviênđá cáthể. 

- Khó khăn về khai thác, vận chuyển vàphương tiện thi công cũng 

như giá thành cao khi dùng đá tảng kích thước lớn việc sử 

dụng đá tảng bị hạn chế 

- Đối với kết cấu rọđá, độ bền vàổn định của khối đá trong rọ cũng 

như của cả khối đá của thân mỏ hàn phụ thuộc vàođộ bền của 

lưới thép bọc của cácrọđá. 

(Nếu dùng các loại dây thép các bon thường tráng nhựa, hoặc mạ kẽm 

thì khả năng chống han rỉ trong môi trường nước biển mặn cũng chỉ có 

thời hạn nhất định. Còn nếu dùng dây thép không rỉ chịu được nước biển 

mặn thì giá thành xây dựng sẽ rất đắt)




Mỏ hàn bằng ng đá hộc, , đá tảng ng 

Mỏ hàn bằng ng bê tông, tông, 

bê tông cốt thép 

th

Mỏ hàn bê tông 

Mỏ hàn bê tông ở Hòa Duân – TT Huế 

• Ưu điểm: cho phép đúc tại chỗ các tấm và khối có kích thước 

lớn đủ mức đảm bảo ổn định dưới tác động lớn của sóng và 

dòng chảy 

• Nhược điểm: Khi làm mỏ hàn biển bằng bê tông, cần sử dụng 

các loại xi măng bền sun phát, hoặc phụ gia chống xâm thực bởi 

nước biển mặn, đảm bảo tuổi thọ của bê tông.

Mỏ hàn bê tông cốt thép th 

Mỏ hànbêtôngcốt thépở California – Mỹ 

Kết cấu mỏ hàn bê tông cốt thép, kiểu bản chắn, không cho 

nước chảy xuyên qua thuộc loại mỏ hàn kết cấu cứng, được 

dùng khi vùng xây dựng có sóng rất lớn và dòng chảy ven bờ 

lưu tốc lớn, nguồn vật liệu đá hộc, đá tảng khan hiếm, có yêu 

cầu cao về mỹ thuật cho cảnh quan và du lịch

Mỏ hàn bê tông cốt thép th kiểu ki thùng th ng chìm ch 

Đối với mỏ hàn biển loại lớn, có thể sử dụng các thùng chìm 

bằng bê tông cốt thép, bên trong xếp đá, bao đất, hoặc bao 

cát, thi công theo phương pháp đánh chìm trong nước






bê tông cốt thép th 

Mỏ hàn sử dụng ng ống ng buy bê tông cốt thép, th , bên trong xếp 

đá hộc, , túi đất hoặc ho túi cát.

Mỏ hàn ống ng buy bê tông cốt thép th 

Ưu điểm: 

- Ống buy trụ tròn, chứa đá hộc hoặc túi đất, túi cát, tạo thành 

kết cấu khối lớn chiụ được tác động lớn của sóng và dòng 

chảy. 

- Phát huy khả năng chịu lực của vật liệu bền vững trong 

nước biển khi dùng xi măng bền sun phát. 

- Đối với đất nền loại cát, có thể thi công chôn ống buy theo 

phương pháp hạ giếng chìm trong nước mà không cần đê 

quây hạ thấp giá thành xây dựng. 

Mỏ hàn ống buy bê tông cốt thépbên 

trong bỏ đáhộc ở Hà Tĩnh








đá hộc, , túi đất hoặc ho túi cát. 

Mỏ hàn có lớp phủ ph ngoài ngo bằng ng bê tông nhựa nh đường đư ng

Mỏ hàn phủ ph bê tông nhựa nh đường đư ng 

• Ưu điểm: bền trong môi trường nước biển, dễ sửa chữa, dễ 

thích ứng khi lõi trong bị biến dạng lún ở mức độ nhất định 

• Nhược điểm: giá thành cao. 

Mỏ hànbêtôngnhựa đường ở Hà Lan








đá hộc, , túi đất hoặc ho túi cát. 

Mỏ hàn có lớp phủ ph ngoài ngo bằng ng bê tông nhựa nh đường đư ng 

Mỏ hàn sử dụng ng cừ thép 

th

Mỏ hàn cừ thép th 

Mỏ hàn cừ thép kết hợp 

cọc vànẹp gỗởMỹ 

Mỏ hàn màn cừ thép ở Mỹ

• Theo vật liệu li 


• Theo điều đi kiện ki cho phép ph nước nư chảy ch xuyên qua mỏ hàn 

Cho phép ph nước nư chảy ch xuyên qua: mỏ hàn cọc gỗ, , cọc bê tông 

Hạn chế ch nước nư chảy ch xuyên qua: mỏ hàn đá đổ, , đá xếp, , rọ đá, , đá tảng ng 

khối kh lớn, , các khối kh và tấm bê tông… tông 

Không cho phép ph nước nư chảy ch xuyên qua: mỏ hàn kiểu ki tấm chắn, ch , 

thùng th ng chìm, ch , ống ng buy… 

buy




• Theo hình nh dạng ng mỏ hàn trên mặt bằng ng

Mỏ hàn chữ T - Nam Định




• Theo hình nh dạng ng mỏ hàn trên mặt bằng ng 

• Theo cao trình tr nh so với mặt nước: nư 

Mỏ hàn ngập ng dưới dư nước nư 

Mỏ hàn nhô trên mặt nước 

nư

Cấu tạo mỏ hàn biển dùngvật liệu đá 

• Các bộ phận ph của mỏ hàn: : 

Gốc: : Nơi mỏ hàn tiếp ti xúc với bờ cần lượn lư cong và nối 

tiếp ti vững ng chắc ch với vách ch bờ 

Thân: Thân: 

giữa gi gốc và mũi chiều chi dài đủ lớn để cản sóng ng và 

lái dòng ven bờ xa vách ch bờ 

Mũi (còn còn gọi là đầu): ): phần ph xa bờ nhất, nh , chịu ch tác động ng lớn 

nhất nh của sóng ng và dòng chảy ch dễ bị hư hỏng ng, , cần được đư 

bảo vệ kiên cố

Cấu tạo mỏ hàn biển dùngvật liệu đá 

• Các bộ phận ph của mỏ hàn 

• Kết cấu mỏ hàn vật liệu li đá

Mặt cắt ngang mỏ hàn đá đổ, đá lát khan 

Mặt cắt ngang mỏ hàn kết hợp

Mỏ hàn đá đổ 

Mỏ hàn đá đổ kết 

hợp đóng cọc

1. Vị trí tr hệ thống th ng mỏ hàn: : 

Thiết kế hệ thống mỏ hàn 

- Tại vị trí tr đương bờ biển bi chuyển chuy hướng hư ng 

- Hạ lưu của đê chắn ch sóng ng cho cảng ng 

- Thượng Thư ng lưu luồng lu ng giao thông thủy, th , nơi cửa sông bị bồi lắng ng 

- Nơi cần giảm gi xói nhưng vẫn đảm bảo kiểm ki soát so được đư xói hạ lưu 

- Dọc theo bờ cửa sông, sông, 

nơi thủy th triều tri có cường cư ng độ mạnh nh 

- Tại nơi bờ biển bi bị xói 

Tránh Tr nh thiết thi kế ở những nh ng vị trí: tr 

• Có biên độ triều tri lớn 

• Vận chuyển chuy bùn cát ngang bờ chiếm chi ưu thế th 

• Kết cấu quá qu dài hoặc ho không thấm th 

• Dòng rút mạnh nh

2. Phương của mỏ hàn: 


- Mỏ hàn thường thư ng vuông góc với đường đư ng bờ 

- Bờ biển bi chịu ch một hướng hư ng sóng ng chính ch nh, , mỏ hàn nên vuông góc với 

phương sóng ng vỡ (mỏ hàn xiên góc có thể th giảm gi dòng rút)


3. Cao trình tr nh đỉnh nh gốc mỏ hàn: 

Zđp = Zp + Hs 

Zđp : Chiều Chi cao đỉnh nh gốc mỏ hàn ứng ng với tần suất su thiết thi kế p% 

Zp : Mực nước nư biển bi cao thiết thi kế ứng ng với tần suất su thiết thi kế p% 

Hs : Chiều Chi cao sóng ng thiết thi kế 

4. Chiều Chi dài mỏ hàn: không được đư quá qu ngắn, ng , xác định nh theo nguyên 

tắc vươn ra tới dải sóng ng vỡ. . Mỏ hàn càng ng dài, , xói hạ lưu càng ng 

lớn. . Vì thế th cần cân nhắc nh kỹ trong quá qu trình tr nh thiết thi kế. 

5. Khoảng Kho ng cách ch giữa gi các mỏ hàn: (2 ÷ 3) chiều chi dài mỏ hàn


Một số lưu ý khi thiết thi kế hệ thống th ng mỏ hàn: 

- Nên kết hợp mỏ hàn với nuôi bãi giảm gi xói hạ lưu 

- Chiều Chi dài hệ thống th ng mỏ hàn nên ngắn ng dần về phía ph hạ lưu, lưu, 

tạo 

thành th nh góc khoảng kho ng 6o giảm gi xói hạ lưu 

- Có thể th thiết thi kế mỏ hàn chữ ch T giảm gi dòng rút

10 qui tắc khithiết kế mỏ hàn 

1. Nếu vận chuyển chuy bùn cát ngang bờ là chủ ch yếu cần xem xét bài toán to 

thiết thi kế đập chắn ch sóng ng trước trư 

2. Giữ Gi cân bằng ng tổng ng lượng lư ng bùn cát dọc bờ và ngang bờ 

3. Tránh Tr nh gây xói lở vùng ng lân cận, , cần có giải gi pháp ph thay thế th trong thiết thi 

kế 

4. Chiều Chi rộng ng bãi min, đủ bảo vệ khu vực nghiên cứu khỏi kh tác động ng 

của bão 

5. Khoảng Kho ng cách ch các mỏ hàn = (2 – 3) chiều chi dài mỏ hàn 

6. Sử dụng ng các mô hình nh toán to hiện hi đại để dự đoán đo sự thay đổi đường đư ng 

bờ khi thiết thi kế mỏ hàn (GENESIS) 

7. Sử dụng ng mô hình nh toán to để xác định nh chiều chi rộng ng bãi khi có bão 

(SBEACH) 

8. Sử dụng ng hình nh thức th chuyển chuy cát và loại lo mỏ hàn cho phép ph thấm th 

9. Xem xét phương án rút ngắn ng mỏ hàn cuối cu cùng ng để giảm gi tác động ng 

tới hạ lưu 

10. Công bố kết quả qu thành th nh công cũng ng như thất th bại sau khi xây dựng ng 

công trình tr nh

Ví dụ: Thiết kế hệ thống mỏ hàn kết hợp 

nuôi bãi cho vùng Hải Hậu –Nam Định 

• Đặc điểm đi tự nhiên vùng ng Nam Định nh: 

- Nam Định nh có đường đư ng bờ biển bi dài khoảng kho ng 72km, với 4 cửa sông: sông: 

cửa Ba Lạt (sông sông Hồng ng), ), cửa Hà Lạn (sông sông Sô), Sô), 

cửa Lạch ch 

Giang (sông sông Ninh Cơ) Cơ) 

và cửa Đáy (sông sông Đáy) 

- Hệ thống th ng đê biển bi (dài khoảng kho ng 48km) chịu ch tác động ng mạnh nh mẽ 

của sóng ng , thủy th triều tri và bão. bão. 

Một phần ph hệ thống th ng đê bị phá ph hoại ho 

nặng ng nề. . Vì thế th người ngư ta đã xây dựng ng một hệ thống th ng đê thứ th 2 lùi 

vào phía ph đất liền li khoảng kho ng 200m ở khu vực Hải Hậu. 

• Khu vực nghiên cứu: : bờ biển bi dài 27,42 km từ Hải Đông đến Hải 

Thịnh Th nh (gi giữa 2 cửa sông Hà Lạn và Lạch ch Giang) Giang)

Mô hình toán UNIBEST 

Mô hình toán UNIBEST gồm 2 phần: 

• UNIBEST-TC : mô hình tính vận chuyển bùn cát ngang bờ 

do tác động của sóng, gió và thủy triều gây nên sự biến đổi 

đường bờ. 

• UNIBEST-CL+: mô tả diễn biến đường bờ do chênh lệch 

gradient lượng bùn cát vận chuyển dọc bờ biển. 

UNIBEST-CL+ gồm có 2 modules: 

- LT module (Longshore Transport module): tính dòng chảy 

ven bờ do sóng và thủy triều gây ra và vận chuyển bùn cát 

dọc bờ cho đường bờ biển thẳng. 

- CL module (CoastLine module): mô tả sự biến đổi đường 

bờ do chênh lệch gradient lượng bùn cát dọc bờ. 

Sử dụng mô hình UNIBEST-CL+ để mô phỏng sự biến đổi 

đường bờ biển Hải Hậu –Nam Định

Điều kiện biêncủa bài toán 

• Khu vực nghiên cứu: : đường đư ng bờ biển bi dài 24 km từ Hải Đông 

đến Hải Thịnh Th nh 

• Pháp Ph tuyến tuy của đường đư ng bờ biển bi tạo thành th nh góc 132 o so với 

hướng hư ng Bắc 

• Hướng Hư ng sóng ng: : 

- Phía Ph cửa sông Ba Lạt, , hướng hư ng sóng ng từ 90 o – 224 o 

- Phía Ph cửa sông Lạch ch Giang, Giang, 

hướng hư ng sóng ng từ 44 o – 180 

180 o 

(số liệu li đo sóng ng quan trắc tr tại trạm tr Văn lý: lý: 

hướng hư ng sóng ng dao 

động ng từ 44 o – 224 o )

Lựa chọn giải pháp 

• Lượng Lư ng bùn cát mất đi 175 000 m 3 / năm 

• Khu vực Hải Lý đến Hải Chính Ch nh có tỷ lệ xói là 3.0 

m/năm m/ năm 

• Các vùng ng khác kh có tỷ lệ xói trung bình nh 1.0 m/năm m/ năm 

Bài toán to đặt ra: ra: 

khu vực Hải Lý (2km) không còn xói 

lở, , ở hạ lưu khu vực bảo vệ tỷ lệ xói < 1m /năm / năm 

Giải Gi pháp: ph : Mỏ hàn kết hợp với nuôi bãi

• Hệ thống th ng mỏ hàn: 

- Vị trí tr hệ thống th ng mỏ hàn: : 2km bờ biển bi tại Hải Lý 

- Chiều Chi cao mỏ hàn 

- Chiều Chi dài mỏ hàn: : 60, 80, 100, 150, 200m 

- Khoảng Kho ng cách ch giữa gi các mỏ hàn: : 2, 2.5 và 3 lần chiều chi dài 

• Nuôi bãi: bãi: 

- Vị trí: tr : ngay phía ph hạ 

lưu khu vực bảo vệ 

- Phân bố đều 

OCEAN 

BEACH 


Groyne Adjusted shoreline 

Original Shoreline 

Groyne Adjusted shoreline

Sự thay đổi đường bờ 

sau khi có công trình

N o N o of 

groynes 

Groyne 

length 

(m) 

Kếtquả tính toán 

Total length 

(m) 

Structure 

Volume 

(m 3 ) 

Volume of Stone 

(m 3 ) 

Volume of Sand 

(m 3 ) 

1 2 300 600 4500 5400 107.35 

2 3 200 600 4500 5400 94.0 

3 3 200 600 4500 5400 99.0 

4 3 150 450 3375 4050 89.0 

5 4 150 600 4500 5400 86.0 

6 5 100 500 3750 4500 96.0 

7 6 100 600 4500 5400 106.0 

8 6 80 480 3600 4320 93.0 

9 8 80 640 4800 5760 94.0 

10 8 60 480 3600 4320 86.0

Phương án lựa chọn 

• Hệ thống th ng 8 mỏ hàn 

• Chiều Chi dài mỏ hàn: : 60m 

• Khoảng Kho ng cách ch giữa gi các mỏ hàn: : 180m 

• Tổng ng khối kh lượng lư ng cát nuôi bãi: bãi: 

86m 3 /năm năm

N o N o of 

groynes 

Groyne 

length 

(m) 

Total length 

(m) 

Groynes 

spacing 

(m) 

Max. erosion 

rate at 

lee side 

(m/year) 

Volume of 

sand 

(Km 3 /m/ 

yr) 

Life time 

(years) 

1 2 300 600 750 13.50 107.35 24 

2 3 200 600 400 11.43 94.0 17.2 

3 3 200 600 500 12.48 99.0 19.5 

4 3 150 450 450 10.45 89.0 15.5 

5 4 150 600 450 10.25 86.0 15.5 

6 5 100 500 300 9.86 96.0 16 

7 6 100 600 250 9.96 106.0 16 

8 6 80 480 240 8.80 93.0 15 

9 8 80 640 200 9.40 94.0 15 

10 8 60 480 180 7.98 86.0 15

Hệ thống mỏ hàn - Khoa Kỹ thuật Biển - Trường Đại Học Thủy Lợi

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?