(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn các thông số hợp lý kênh dẫn dòng khi thi công công trình thủy lợi, thủy điện

(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn các thông số hợp lý kênh dẫn dòng khi thi công công trình thủy lợi, thủy điện(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn các thông số hợp lý kênh dẫn dòng khi thi công công trình thủy lợi, thủy điện(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn các thông số hợp lý kênh dẫn dòng khi thi công công trình thủy lợi, thủy điện(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn các thông số hợp lý kênh dẫn dòng khi thi công công trình thủy lợi, thủy điện(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn các thông số hợp lý kênh dẫn dòng khi thi công công trình thủy lợi, thủy điện(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn các thông số hợp lý kênh dẫn dòng khi thi công công trình thủy lợi, thủy điện(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn các thông số hợp lý kênh dẫn dòng khi thi công công trình thủy lợi, thủy điện(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn các thông số hợp lý kênh dẫn dòng khi thi công công trình thủy lợi, thủy điện(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn các thông số hợp lý kênh dẫn dòng khi thi công công trình thủy lợi, thủy điện(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn các thông số hợp lý kênh dẫn dòng khi thi công công trình thủy lợi, thủy điện(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn các thông số hợp lý kênh dẫn dòng khi thi công công trình thủy lợi, thủy điện(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn các thông số hợp lý kênh dẫn dòng khi thi công công trình thủy lợi, thủy điện(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn các thông số hợp lý kênh dẫn dòng khi thi công công trình thủy lợi, thủy điện(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn các thông số hợp lý kênh dẫn dòng khi thi công công trình thủy lợi, thủy điện(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn các thông số hợp lý kênh dẫn dòng khi thi công công trình thủy lợi, thủy điện(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn các thông số hợp lý kênh dẫn dòng khi thi công công trình thủy lợi, thủy điện(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn các thông số hợp lý kênh dẫn dòng khi thi công công trình thủy lợi, thủy điện(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn các thông số hợp lý kênh dẫn dòng khi thi công công trình thủy lợi, thủy điện(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn các thông số hợp lý kênh dẫn dòng khi thi công công trình thủy lợi, thủy điện(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn các thông số hợp lý kênh dẫn dòng khi thi công công trình thủy lợi, thủy điện(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn các thông số hợp lý kênh dẫn dòng khi thi công công trình thủy lợi, thủy điện(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn các thông số hợp lý kênh dẫn dòng khi thi công công trình thủy lợi, thủy điện(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn các thông số hợp lý kênh dẫn dòng khi thi công công trình thủy lợi, thủy điện(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn các thông số hợp lý kênh dẫn dòng khi thi công công trình thủy lợi, thủy điện(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn các thông số hợp lý kênh dẫn dòng khi thi công công trình thủy lợi, thủy điện(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn các thông số hợp lý kênh dẫn dòng khi thi công công trình thủy lợi, thủy điện(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn các thông số hợp lý kênh dẫn dòng khi thi công công trình thủy lợi, thủy điện(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn các thông số hợp lý kênh dẫn dòng khi thi công công trình thủy lợi, thủy điện(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn các thông số hợp lý kênh dẫn dòng khi thi công công trình thủy lợi, thủy điện(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn các thông số hợp lý kênh dẫn dòng khi thi công công trình thủy lợi, thủy điện(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn các thông số hợp lý kênh dẫn dòng khi thi công công trình thủy lợi, thủy điện(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn các thông số hợp lý kênh dẫn dòng khi thi công công trình thủy lợi, thủy điện(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn các thông số hợp lý kênh dẫn dòng khi thi công công trình thủy lợi, thủy điện(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn các thông số hợp lý kênh dẫn dòng khi thi công công trình thủy lợi, thủy điện(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn các thông số hợp lý kênh dẫn dòng khi thi công công trình thủy lợi, thủy điện(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn các thông số hợp lý kênh dẫn dòng khi thi công công trình thủy lợi, thủy điện

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ

PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ

PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI

PHẠM VĂN TRỤ

NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN CÁC THÔNG SỐ HỢP LÝ KÊNH DẪN DÒNG KHI THI CÔNG CÔNG TRÌNH

THỦY LỢI, THỦY ĐIỆN

Chuyên ngành: Xây dựng công trình

thủy Mã số: 60-58-40

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TS LÊ KIM TRUYỀN

HÀ NỘI, NĂM 2015

LỜI CẢM ƠN

Tác giả xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới thầy giáo

GS.TS Lê Kim Truyền, người đã trực tiếp hướng dẫn và giúp đỡ tác giả hoànthành Luận văn của mình

Tác giả xin cảm ơn các thầy, cô giáo Trường Đại học Thủy lợi, khoa

Công trình, khoa Sau đại học về sự giúp đỡ trong thời gian tác giả học tập vànghiên cứu

Tác giả xin cảm ơn Lãnh đạo cùng các đồng nghiệp trong Công ty cổ

phần Tư vấn xây dựng Thủy lợi Thanh Hóa đã tạo điều kiện và động viên tácgiả trong suốt thời gian học tập và hoàn thành luận văn

Cuối cùng tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Gia đình và

những người thân

Hà Nội, ngày 25 tháng 5 năm 2015

Tác giả luận văn

Phạm Văn Trụ

LỜI CAM ĐOAN

Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác

giả Các kết quả nghiên cứu và các kết luận trong luận văn là trung thực,không sao chép từ bất kỳ một nguồn nào và dưới bất kỳ hình thức nào.Việctham khảo các nguồn tài liệu đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệutham khảo đúng quy định

Hà Nội, ngày 25 tháng 5 năm 2015

Tác giả luận văn

Phạm Văn Trụ

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TÁC DẪN DÒNG THI CÔNG VÀ KÊNH DẪN DÒNG KHI THI CÔNG CÁC CÔNG TRÌNH THỦY LỢI, THỦY ĐIỆN 3

1.1 Vị trí, ý nghĩa của công tác dẫn dòng thi công 3

1.2 Các nhân tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn phương án dẫn dòng thi công 5 1.3 Các phương án dẫn dòng thi công và những ưu nhược điểm, điều kiện ứng dụng 10

1.4 Những yêu cầu cấu tạo của đê quai và ảnh hưởng của nó đến việc lựa chọn phương án dẫn dòng 16

1.5 Các tiêu chí đánh giá việc lựa chọn phương án dẫn dòng 25

1.6 Tổng quan chung về công tác dẫn dòng qua kênh 26

Kết luận chương 1 27

CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG ĐỘ DỐC KÊNH DẪN DÒNG ĐẾN MỰC NƯỚC THƯỢNG LƯU 28

2.1 Nguyên tắc và những nhân tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn độ dốc kênh dẫn dòng 28

2.2 Tính toán lựa chọn vận tốc hợp lý trong kênh dẫn dòng 29

2.3 Nghiên cứu ảnh hưởng độ dốc kênh dẫn dòng đến mực nước thượng lưu kênh dẫn dòng 36

2.4 Phân tích lựa chọn độ dốc hợp lý kênh dẫn dòng khi thi công công trình thủy lợi, thủy điện 49

Kết luận chương 2 50

CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHIỀU RỘNG ĐÁY KÊNH DẪN DÒNG ĐẾN MỰC NƯỚC THƯỢNG LƯU 51

3.1 Những nhân tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn chiều rộng đáy kênh dẫn

dòng 51

3.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của chiều rộng đáy kênh dẫn dòng đến mực nước đầu kênh dẫn dòng 51

3.3 Phân tích lựa chọn chiều rộng đáy kênh dẫn dòng khi thi công công trình thủy lợi, thủy điện 66

Kết luận chương 3 67

CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CAO TRÌNH CỬA VÀO KÊNH DẪN DÒNG ĐẾN KHỐI LƯỢNG ĐÀO KÊNH VÀ ĐẮP ĐÊ QUAI THƯỢNG LƯU 68

4.1 Những nhân tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn cao trình cửa vào kênh dẫn dòng 68

4.2 Tính toán xác định cao trình đê quai thượng lưu 68

4.3 Tính toán xác định kinh phí thi công kênh và đê quai thượng lưu 75

4.4 Phân tích lựa chọn cao trình cửa vào kênh dẫn dòng 77

Kết luận chương 4 78

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 79

TÀI LIỆU THAM KHẢO 81

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1: Cấu tạo đê quai bằng đất 17

Hình 2.1: Đường mặt nước b1 37

Hình 2.2: Đường mặt nước b2 38

Hình 2.3: Biểu đồ quan hệ i ~ H (với i<ik) 48

Hình 2.4: Biểu đồ quan hệ Q ~ H (với i>ik) 49

Hình 3.1: Biểu đồ quan hệ b ~ H 65

Hình 4.1: Mặt cắt đê quai ứng với cao trình đỉnh 94,6 m 73

Hình 4.2: Mặt cắt đê quai ứng với cao trình đỉnh 95,1 m 74

Hình 4.3: Mặt cắt đê quai ứng với cao trình đỉnh 95,6 m 74

Hình 4.4: Mặt cắt đê quai ứng với cao trình đỉnh 96,1 m 74

Hình 4.5: Biểu đồ giá thành công trình dẫn dòng 78

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1: Tỷ lệ giá thành công trình dẫn dòng so với giá thành đập 4

Bảng 1.2: Hệ số độ dốc nhỏ nhất của mái đê quai bằng đất 18

Bảng 2.1: Vận tốc trung bình cho phép đối với đất không dính 30

Bảng 2.2: Vận tốc trung bình cho phép đối với đất dính 31

Bảng 2.3: Vận tốc trung bình cho phép đối với đá 32

Bảng 2.4: Vận tốc trung bình cho phép đối với lớp áo, mặt gia cố nhân tạo 33

Bảng 2.5: Quan hệ giữa dtb (mm) và  (mm/s) 35

Bảng 2.6: Bảng tổng hợp quan hệ i ~ H (ứng với i<ik, Q = 20 m3/s) 42

Bảng 2.7: Bảng tổng hợp quan hệi ~ H (ứng với i<ik, Q = 50 m 3/s) 44

Bảng 2.8: Bảng tổng hợp quan hệ i ~ H (ứng với i<ik, Q = 100 m3/s) 45

Bảng 2.9: Bảng tổng hợp quan hệ i ~ H (ứng với i<ik, Q = 200 m3/s) 46

Bảng 2.10: Bảng tổng hợp quan hệ i ~ H (ứng với i<ik, Q = 300 m3/s) 47

Bảng 2.11: Bảng tổng hợp quan hệ Q ~ H (ứng với i>ik) 48

Bảng 3.1: Bảng tổng hợp quan hệ b ~ H (ứng với Q = 20 m3/s) 54

Bảng 3.2: Bảng tổng hợp quan hệ b ~ H (ứng với Q = 30 m3/s) 56

Bảng 3.3: Bảng tổng hợp quan hệ b ~ H (ứng với Q = 50 m3/s) 58

Bảng 3.4: Bảng tổng hợp quan hệ b ~ H (ứng với Q = 100 m3/s) 59

Bảng 3.5: Bảng tổng hợp quan hệ b ~ H (ứng với Q = 200 m3/s) 61

Bảng 3.6: Bảng tổng hợp quan hệ b ~ H (ứng với Q = 300 m3/s) 63

Bảng 3.7: Bảng tổng hợp quan hệ b ~ H (ứng với Q = 500 m3/s) 65

Bảng 4.1: Bảng tính cột nước đầu kênh hđ 71

Bảng 4.2: Bảng tính cao trình đỉnh đê quai thượng lưu 73

Bảng 4.3: Bảng tính khối lượng đào kênh 75

Bảng 4.4: Bảng tính chi phí đào kênh 75

Bảng 4.5: Bảng tính khối lượng đắp đê quai thượng lưu 76

Bảng 4.6: Bảng tính chi phí đắp đê quai thượng lưu 76

Bảng 4.7: Bảng quan hệ cao trình cửa vào ZCTDD (m) và tổng hợp chi phí đào kênh và đắp đê quai thượng lưu K (106 đồng) 77

MỞ ĐẦU

I Tính cấp thiết của Đề tài:

Quá trình xây dựng các công trình thủy lợi, thủy điện trên các dòngsông, công tác dẫn dòng thi công đóng một vai trò đặc biệt quan trọng và làmột trong những công tác chính có vai trò quyết định đến tiến độ và chi phíđầu tư xây dựng Việc lựa chọn các sơ đồ dẫn dòng để sử dụng phải đảm bảothỏa mãn nhiệm vụ dẫn dòng, đồng thời phải đảm bảo việc xây dựng côngtrình được tiến hành thuận lợi với mục tiêu: “ Thi công nhanh nhất, kinh phí ítnhất, dễ thi công và an toàn tuyệt đối ”

Mỗi phương pháp đều có ưu và nhược điểm riêng, đểcó được kết quả tính toán hợp lý, người thi công cần có cái nhìn tổng quan và qua khảo sátđiều kiện thi công thực tế của công trình mà đưa ra phương án và phươngpháp thi công hợp lý nhất, nhằm bảo đảm hiệu quả trong việc quản lý xâydựng

Dẫn dòng thi công qua kênh là một trong những phương pháp thườngđược sử dụng ở nước ta bởi có nhiều ưu điểm thi công nhanh, khả năng điều tiết lớn, giá thành hạ,… Nhưng khi thiết kế kênh dẫn dòng việc lựa chọn các thông số kênh như: chọn độ dốc i gần như theo công thức và điều kiện của dòng đều loại kênh tưới, tiêu mà chưa xác định đến điều kiện kinh tế; chiều rộng đáy kênh b chủ yếu xác định theo điều kiện thi công mà chưa xác định được ảnh hưởng của b đến cao trình đê quai, hầu hết mới chú ý đến mối quan

hệ của cao trình mực nước đầu kênh và cao trình đê quai

Để lựa chọn được các thông số kênh hợp lý cần đi sâu phân tích ảnh hưởng của các thông số kênh dẫn dòng đến mực nước thượng lưu, đến khốilượng đào kênh và đắp đê quai thượng lưu Đây là bài toán mang nhiều ý nghĩa kinh tế, kỹ thuật và yêu cầu thực tế đặt ra

II Mục đích của Đề tài:

- Lựa chọn thông số độ dốc kênh dẫn dòng i tương ứng với các cấp lưu

lượng, sau khi phân tích biểu đồ quan hệ i ~ H cột nước thượng lưu kênh dẫndòng theo các cấp lưu lượng khác nhau

- Lựa chọn thông số chiều rộng đáy kênh dẫn dòng b ứng với các cấp

lưu lượng sau khi phân tích biểu đồ quan hệ b ~ H, ảnh hưởng của b đến mựcnước thượng lưu theo các cấp lưu lượng khác nhau

- Lựa chọn cao trình cửa vào kênh dẫn dòng theo phương án hiệu quả

kinh tế nhất

III Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu:

- Phương pháp thống kê, phân tích đánh giá các công trình đã có, các

số liệu thu thập được

- Phương pháp điều tra đo đạc, quan sát thực tế, quan sát hiện trương

- Phương pháp so sánh lựu chọn tối ưu.

- Phương pháp mô hình toán sử dụng các phần mềm thông dụng để

làm công cụ tính toán

- Phương pháp chuyên gia: Tranh thủ các ý kiến của các nhà khoa

học, các nhà quản lý có kinh nghiệm

- Ứng dụng công trình thực tế.

IV Kết quả đạt được:

Lựa chọn được các thông số kênh dẫn dòng đảm bảo yêu cầu kinh tế,

kỹ thuật thi công các công trình thủy lợi, thủy điện Ứng dụng kết quả nghiêncứu vào công trình thực tế

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TÁC DẪN DÒNG THI CÔNG VÀ

KÊNH DẪN DÒNG KHI THI CÔNG CÁC CÔNG TRÌNH THỦY LỢI,

THỦY ĐIỆN

1.1 Vị trí, ý nghĩa của công tác dẫn dòng thi công

Dẫn dòng thi công là một hạng mục công trình thường không thể thiếuđược trong quá trình xây dựng công trình thủy lợi, thủy điện Đây là một trong những nội dung chủ yếu của thiết kế tổ chức xây dựng các công trìnhthủy công và phụ thuộc nhiều vào việc bố trí các công trình đầu mối Lựa chọn phương án dẫn dòng hoặc công trình dẫn dòng ảnh hưởng lớn đến kế hoạch tiến độ thi công và giá thành công trình Khi lựa chọn phương án dẫn dòng cần phải tính toán sao cho kinh phí nhỏ nhất, thi công thuận lợi, an toànnhất mà vẫn đảm bảo nước từ thượng lưu về hạ lưu, duy trì dòng chảy tự nhiên và phát huy yếu tố lợi dụng tổng hợp Ngoài ra, việc chọn phương ándẫn dòng thi công hợp lý còn cho phép sớm phát huy hiệu quả công trìnhngay trong thời gian thi công

Với mỗi công trình, quy mô và thời gian xây dựng khác nhau, điều kiệnđịa hình, địa chất từng công trình khác nhau, yêu cầu lợi dụng tổng hợp nguồnnước khác nhau do đó phương án dẫn dòng thi công không giống nhau Tuynhiên công tác dẫn dòng có chung những nội dung chính sau:

Có trường hợp đặc biệt do điều kiện dẫn dòng thi công khó khăn phảithay đổi tuyến công trình chính để đơn giản sơ đồ dẫn dòng, mặc dù điều nàylàm tăng khối lượng công trình chính Ví dụ như công trình thủy điện TamHiệp ở Trung Quốc và công trình thủy điện Sơn La, hồ chứa Nà Tấc ở nước

ta, trong thiết kế đã phải điều chỉnh tuyến công trình để đơn giản hóa phương

Tháo lưu lượng thi công qua

Tỷ lệ giá thành công trình dẫn dòng so với đập

Công trình dẫn dòng ảnh hưởng trực tiếp đến giá thành và thời gian thi

công hoàn thành công trình Dẫn dòng thi công chiếm vị trí quan trọng trongcông tác thiết kế tổ chức thi công và bố trí tổng thể các công trình lâu dài Dovậy, việc nghiên cứu để lựa chọn giải pháp dẫn dòng thi công hợp lý cho mỗi công trình là vấn đề khoa học, cần phải cân nhắc đầy đủ dựa trên cơ sở kỹ thuật, kinh tế và vấn đề xã hội

1.2 Các nhân tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn phương án dẫn dòng thi công

Có nhiều nhân tố ảnh hưởng đến việc chọn phương án dẫn dòng, nhưngchủ yếu tập trung vào các nhân tố sau:

1.2.1 Điều kiện tự nhiên

1.2.1.1 Địa hình

Điều kiện địa hình của khu vực công trình đầu mối thường là yếu tố

chủ yếu quyết định phương án dẫn dòng: Độ dốc hai bờ, lòng sông rộng hayhẹp, bãi bồi ở khu vực lòng sông; địa hình lân cận dốc hay thoải; khả năngcho phép thu hẹp dòng chảy, khả năng đào kênh dẫn dòng, lợi dụng yên ngựa

để xả lũ

Ví dụ: Công trình thuỷ điện Nậm Na 2 được xây dựng trên sông Nậm

Na thuộc địa phận xã Phìn Hồ, huyện Sìn Hồ, tỉnh Lai Châu cách thị xã LaiChâu khoảng 15km về phía Tây Bắc

Đặc điểm về địa hình của khu vực dự án là núi cao và lòng sông rộng,địa hình dốc, bị chia cắt nhiều bởi khe và suối từ hai bên đổ vào sông NậmNa

Từ những phân tích địa hình: với lòng sông rộng, bên bờ trái công trìnhđầu mối có bãi bồi về mùa kiệt có thể dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp bờphải Lợi dụng vị trí tuyến kênh dẫn vào và kênh dẫn ra Nhà máy lựa chọn

phương án đào kênh dẫn dòng bờ trái, phục vụ dẫn dòng trong mùa lũ nămthứ nhất và các giai đoạn sau.

Phương án dẫn dòng thi công được chọn như sau:

(m3/s)

Từ tháng 12 năm 2008đến tháng 04 năm 2009(mùa kiệt năm XD1)

Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp bờ phải 526/526

Từ tháng 05 năm 2009đến tháng 11 năm 2009(mùa lũ năm XD1)

Dẫn dòng qua lòng sông, kênh dẫn dòng 3260/3260

Từ tháng 12 năm 2009đến tháng 04 năm 2010(mùa kiệt năm XD2)

Dẫn dòng qua kênh

Từ tháng 05 năm 2010đến tháng 11 năm 2010(mùa lũ năm XD2)

Dẫn dòng qua kênhdẫn dòng bờ trái vàđập tràn xây dở

3260/3260

Từ tháng 12 năm 2010đến tháng 04 năm 2011(mùa kiệt năm XD3)

Dẫn dòng qua 04 hầmdẫn dòng: bxh =5x6m

526/526

Từ tháng 05 năm 2011đến tháng 11 năm 2011(mùa lũ năm XD3)

Dẫn dòng qua 04 hầmdẫn dòng và 04khoang tràn xây dở

3260/3260

Từ tháng 12 năm 2011đến tháng 04 năm 2012(mùa kiệt năm XD4)

Dẫn dòng qua 04 hầmdẫn dòng

526/526

1.2.1.2 Đặc điểm địa chất và địa chất thủy văn

Địa chất có ảnh hưởng đến việc mở mái dốc hai bên bờ, thi công bóc

bỏ hay xử lý tầng phủ lòng sông, mức độ thu hẹp lòng sông và bờ sông, dovậy ảnh hưởng trực tiếp đến phương án dẫn dòng Với điều kiện địa chất tốt

có thể tăng mức độ thu hẹp lòng sông khi dẫn dòng vào mùa lũ; nền côngtrình nứt nẻ ít không phải khoan phụt xử lý nền.

Ví dụ: Công trình Hồ Hà Động (Quảng Ninh) mùa lũ dẫn dòng qua

phần lòng sông thu hẹp, gia cố mái đập phần tiếp giáp với dòng chảy bằngtấm bê tông lát mái thượng lưu, lòng suối vùng hạ lưu đập đảm bảo ổn địnhchống xói Thủy điện Supan ở Sơn La, nền công trình ít bị nứt nẻ, không phảikhoan phụt gia cố nền do vậy thời gian mùa khô tập trung cho việc đắp đậpđẩy nhanh tiến độ Công trình thủy điện Bình Điền tỉnh Thừa Thiên Huế nềntuyến công trình bị nứt nẻ nhiều nên mùa khô năm đầu tiên phải tập trungkhoan phụt dung dịch chống thấm để xử lý nền do vậy tiến độ thi công đập bịchậm lại

Địa chất thủy văn, vấn đề nước ngầm dưới đất cao hay thấp cũng ảnh hưởng đến việc chọn vật liệu làm đê quai cho phù hợp với địa chất nền, hìnhthức tiêu nước hố móng

1.2.1.3 Đặc điểm khí tượng thủy văn dòng chảy

Sông có lưu lượng lớn hay nhỏ, chênh lệch cột nước và biên độ lưu lượng của mùa lũ và mùa khô, lưu lượng đỉnh lũ và quy luật xuất hiện … đềutrực tiếp ảnh hưởng tới phương án dẫn dòng Đối với dòng sông có lưu lượnglớn, quá trình xây dựng thường chia ra hai thời đoạn dẫn dòng, mùa khô cóthể dẫn dòng qua kênh hoặc cống, mùa lũ dẫn dòng qua công trình khác hoặcqua lòng sông thu hẹp

Ví dụ: Công trình thủy điện Nậm Na 2 có lưu lượng mùa khô và mùa lũ chênh nhau rất lớn (Lưu lượng tính toán dẫn dòng mùa kiệt max là QKiệt10% =

526 m3/s; QLũ5% = 3260 m3/s ) Vì vậy, năm thứ nhất mùa kiệt dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp; mùa lũ lưu lượng lớn dẫn dòng qua lòng sông và kênh dẫndòng bờ trái

Công trình Hồ Hà Động (Quảng Ninh) lưu lượng thiết kế dẫn dòngmùa lũ Qlũ = 987,0 m3/s, mùa khô QTkdd

kiệt = 23,98 m3/s, lưu lượng mùa lũ vàmùa khô chênh nhau rất lớn, mùa khô dòng chảy được dẫn qua lỗ xả dướitràn, mùa lũ dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp phần bờ trái

Với dòng sông có lưu lượng mùa khô không lớn, thường đê quai ngăn

nước làm khô hố móng, công trình dẫn dòng là cống ngầm dưới thân đập kếthợp với kênh dẫn dòng, ví dụ như ở công trình hồ chứa nước Nậm Pông tỉnhĐiện Biên; công trình hồ Quán Chẽ tỉnh Thái Nguyên; Hồ suối Nứa tỉnh BắcGiang…

Mùa khô kéo dài hay ngắn cũng ảnh hưởng đến thời gian thi công,

cường độ đắp đập vượt lũ

Trường hợp chênh lệch mực nước và lưu lượng giữa mùa khô và mùa

lũ không lớn có thể đào kênh dẫn dòng đủ rộng để phục vụ dẫn dòng cả mùakhô và mùa lũ

1.2.1.4 Hình thức và bố trí công trình chính

Hình thức kết cấu công trình thủy công, bố trí tổng thể và khối lượng công trình chính … là một trong những yếu tố quan trọng để đề xuất và lựachọn phương án dẫn dòng Quá trình dẫn dòng cần lợi dụng công trình lâu dàitham gia vào dẫn dòng để giảm giá thành xây dựng Đối với đập đá đổ hoặc

đá xây, đập bê tông có thể xem xét đến phương án cho nước tràn qua công trình đang xây dở trong mùa lũ Tuy nhiên trường hợp này cần phải so sánh phương án dựa trên cơ sở kỹ thuật và kinh tế …

Ví dụ: Công trình thủy điện Nậm Na 2 lợi dụng vị trí và sử dụng côngtrình lâu dài tham gia dẫn dòng nên tiết kiệm được giá thành xây dựng côngtrình tạm là rất lớn, cụ thể như sau:

+ Kênh dẫn vào và Kênh dẫn ra Nhà máy thủy điện Thiết kế tuyếnkênh dẫn dòng có vị trí tuyến và chiều rộng chính là vị trí tuyến và kích thướckênh dẫn vào và kênh dẫn ra của Nhà máy thủy điện.

+ Mùa lũ năm xây dựng thứ 2 dẫn dòng qua Kênh và Đập tràn xây dở;Mùa lũ năm xây dựng thứ 3 dẫn dòng qua 4 hầm dẫn dòng và 4 khoang trànxây dở

1.2.2 Điều kiện xã hội, điều kiện thi công

1.2.2.1 Yêu cầu lợi dụng tổng hợp

Trong thời gian thi công công trình chính, khu vực hạ lưu vẫn cần phải

có nước để phục vụ các mục đích như: tưới, nuôi trồng thủy sản, giao thôngthủy, nước dùng cho sản xuất công nghiệp và sinh hoạt v.v… Do vậy khi thiết

kế công trình dẫn dòng, ngoài yêu cầu dẫn đủ lưu lượng, cần lưu ý đến vấn đềlợi dụng tổng hợp, cấp nước cho hạ lưu trong suốt quá trình thi công, đâycũng là vấn đề khó khăn cho công tác dẫn dòng

1.2.2.2 Điều kiện dân sinh, kinh tế

Cơ sở hạ tầng khu vực công trình (đường giao thông, điện, nước,…)

cũng là những yếu tố thuận lợi hay khó khăn cho phương án dẫn dòng Ví dụnhư mặt bằng khu vực công trình đủ rộng, giao thông thuận lợi thì phương ándẫn dòng sẽ đơn giản nhiều so với trường hợp đường giao thông khó khăn

1.2.2.3 Điều kiện và khả năng thi công

Điều kiện về thời gian thi công, khả năng cung cấp thiết bị xe máy,

nhân lực và vật liệu …

Trình độ tổ chức sản xuất và quản lý công trường là những yếu tố quyếtđịnh của công tác dẫn dòng Việc tổ chức công trường một cách khoa họctránh được sự chồng chéo, phát huy tối đa hiệu quả nhân công và máy móc …Phương án dẫn dòng có ảnh hưởng rất lớn tới việc lập tổng tiến độ thi

công Phương án dẫn dòng khác nhau thì trình tự thi công khác nhau và thời

gian hoàn thành cũng khác nhau Việc phân các giai đoạn dẫn dòng và bố trícông trình dẫn dòng quyết định đến trình tự thi công và thời gian hoàn thànhcông trình Việc lập trình tự thi công hợp lý cho phép rút ngắn tổng thời gianxây dựng công trình Vì vậy, khi chọn phương án dẫn dòng cần xét tới trình tự

và phương pháp thi công, cường độ và tiến độ thi công, việc bố trí mặt bằng

và đường giao thông bên ngoài và bên trong công trường

Công trình thủy điện Hòa Bình vào giai đoạn mùa khô năm 1982 đã

phải đào đắp với khối lượng lớn (302÷360).10 3 m3/ tháng, tương ứng

(12÷13).103 m3/ ngày đêm, đòi hỏi đơn vị thi công phải có năng lực, kinh nghiệm tổ chức thi công mới đáp ứng được các mốc khống chế và hoàn thànhkhối lượng công việctheoyêu cầu Hiện nay với khảnăng cung cấp máy móc thiết bị cũng như trình độ sản xuất và quản lý, chúng ta thi công thành côngcác công trình lớn như thủy điện Na Hang, Hồ Cửa Đạt, công trình thủy điệnSơn La …

1.3 Các phương án dẫn dòng thi công và những ưu nhược điểm, điều kiện ứng dụng

Tùy điều kiện dẫn dòng và chặn dòng khác nhau, chia phương pháp dẫndòng làm 2 loại: đắp đê quai ngăn dòng 1 đợt và đắp đê quai ngăn dòng nhiềuđợt

- Đắp đê quai ngăn dòng một đợt

- Đắp đê quai ngăn dòng nhiều đợt

1.3.1 Phương pháp đắp đê quai ngăn dòng một đợt

Thực chất của phương pháp này là đắp đê quai ngăn toàn bộ lòng sông

và dòng chảy tự nhiên sẽ được dẫn qua các công trình lâu dài hoặc tạm thời

về hạ lưu để công trình thi công được an toàn và đảm bảo yêu cầu lợi dụngtổng hợp dòng chảy ở hạ lưu

Công trình dẫn dòng thường dùng là kênh dẫn bên bờ, máng dẫn, cốngdưới sâu, tràn tạm, tuy nen.

1.3.1.1 Dẫn dòng qua máng

Nước được chảy qua máng bắc ngang đê quai thượng lưu và hạ lưu.Vật liệu làm máng: thường làm bằng gỗ, bê tông, bê tông cốt thép, thép.Máng dẫn được áp dụng trong trường hợp lưu lượng dẫn dòng không lớn hơn2,0 m3/s, khối lượng xây dựng có thể thi công trọn vẹn trong một mùa khô Ví

dụ hồ chứa Đồng Men - Thái Nguyên dùng máng dẫn dòng thi công

- Dựng ghép ván đơn giản nhanh chóng

- Sử dụng được vật liệu địa phương

- Trường hợp sử dụng máng thép, thép, bê tông cốt thép lắp ghép thì sửdụng được nhiều lần nên tiết kiệm và phí tổn ít

Nhược điểm:

- Khả năng tháo nước nhỏ nên đê quai cao

- Thường rò rỉ gây ướt át hố móng, khó khăn cho thi công do các giáchống đỡ

1.3.1.2 Dẫn dòng qua kênh

Kênh dẫn bên bờ được dùng khi xây dựng công trình đầu mối thủy lợi –thủy điện trên đoạn sông có bờ thoải và rộng, điều kiện địa hình, địa chất thuận lợi cho việc đào một con kênh để dẫn lưu lượng thi công

Ưu điểm:

- Thi công đào kênh tương đối đơn giản, có thể sử dụng cơ giới lớn,cũng có thể dùng nhân công để đào.

- Tiến độ thi công nhanh, rút ngắn thời gian hoàn thành công trình

- Giá thành rẻ, hiệu quả kinh tế

cao Nhược điểm:

- Phụ thuộc vào điều kiện địa hình, địa chất, điều kiện thi công khu vựccông trình đầu mối

Nếu dòng sông nhỏ, địa hình khu vực là đồi núi dốc, địa chất đá cứngthì không thể đào kênh

1.3.1.3 Dẫn dòng qua cống ngầm

Cống ngầm là một công trình lấy nước lâu dài nằm trong thân đập đất

hoặc đất đá tổng hợp, thông thường cống ngầm được xây dựng sớm ngay từđầu mùa khô năm thi công đầu tiên để tham gia công tác dẫn dòng Hầu hếtcác công trình miền núi đều lợi dụng cống ngầm làm công trình dẫn dòng thicông vào mùa khô khi lưu lượng dẫn dòng không lớn

Phạm vi sử dụng: Thường dùng xây dựng các đập đất hay đập đất đáhỗn hợp ở sông suối nhỏ, lòng hẹp, lưu lượng không lớn

Ưu điểm: Mặt bằng thi công không bị chia cắt, giao thông thuận tiệnhai bờ, công trình dẫn dòng không cản trở đến giao thông, thi công công trìnhkhác

Mặt khác các vật nổi như gỗ, cành cây,…, bùn cát lắng đọng gây tắc,cản trở dòng chảy nguy hiểm cho đập, đặc biệt những cống tháo lũ với lưulượng lớn nếu không có biện pháp kịp thời sẽ dẫn đến tràn đập, vỡ đập.

1.3.1.4 Dẫn dòng qua tràn tạm

Tràn tạm thường là tràn chính đang xây dở được dùng làm công trình

dẫn dòng khi xây dựng hồ chứa, đập dâng vùng núi, lợi dụng địa hình yên ngựa có độ cao và bề rộng thích hợp để xả nước về hạ lưu

Ưu điểm: Khắc phục được những tồn tại của phương án dẫn dòng qua cống nhưng thường làm tăng khối lượng đào đắp

1.3.1.5 Dẫn dòng qua đường hầm

Nói chung việc dẫn dòng qua đường hầm chủ yếu ứng dụng ở các công

trình miền núi, lòng sông hẹp, bờ dốc, khu vực công trình là đá rắn chắc Thicông đào đường hầm thường gặp nhiều khó khăn: Phải đào đá, điều kiện thicông chật hẹp, yêu cầu thiết bị hiện đại Không ít trường hợp trong quá trìnhthi công dẫn đến trường hợp sập hầm, sập cửa vào, cửa ra của hầm gây tai nạn

và quá trình xử lý cũng phức tạp dẫn đến kéo dài thời gian thi công …

Mặt khác chi phí đào hầm thường cao, làm tăng giá thành xây dựng

công trình Vì vậy chỉ dùng phương án này khi không thể dùng phương phápdẫn dòng khác được do thi công (đào, đổ bê tông, khoan phụt, lấp v.v ) đường hầm rất phức tạp, khó khăn, tốn kém

Các công trình dẫn dòng qua đường hầm như: Thủy điện Hòa Bình – Hòa Bình; Na Hang – Tuyên Quang; Hồ chứa nước Cửa Đạt – Thanh Hóa

Ưu điểm: Mặt bằng thi công không bị chia cắt, giao thông thuận tiệnkhông cản trở đến giao thông, thi công công trình

Nhược điểm: Chi phí xây dựng lớn

1.3.1.6 Dẫn dòng qua cống đáy

Với công trình bê tông hay đá xây, quá trình thi công có thể tạo cống xả

đáy cùng với kênh tham gia cống dẫn dòng Cống này thường được lấp vàomùa khô năm thi công cuối cùng Nhiều trường hợp cống đáy được thiết kếlàm nhiệm vụ xả cát trong quá trình khai thác

Ưu nhược điểm phương pháp này:

- Phải thi công lấp cống rất khó khăn, chất lượng chỗ lấp kém, ảnhhưởng đến tính hoàn chỉnh của công trình

- Khi tháo nước dẫn dòng dễ bị vật nổi làm tắc

- Ưu điểm dẫn dòng không gây trở ngại đến công tác thi công Với việcthi công cao mà có cống đáy lâu dài thì càng có lợi kinh tế và kỹ thuật

Công trình có sử dụng cống đáy tham gia vào dẫn dòng như: Công trình Thủy điện Nậm Chiến 2 – Sơn La; Đập thủy điện Hòa Bình (2 cống nằm dướiđập tràn;

1.3.2 Phương pháp đắp đê quai ngăn dòng nhiều đợt

Phương pháp này thường dùng trong trường hợp lòng sông rộng, nhất

là lòng sông có bãi bồi, bãi nổi giữa sông, đảo đá ngầm v.v… thuận lợi cho việc đắp đê quai ngăn dòng nhiều đợt

1.3.2.1 Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp

Biện pháp dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp thường được sử dụng để thi

công công trình đầu mối thủy lợi, thủy điện có khối lượng lớn Khi thi công

có thể chia thành nhiều đợt, nhiều đoạn thi công và nhiều giai đoạn dẫn dòng.Phương pháp này người ta đắp đê quai ngăn một phần lòng sông Dòng chảyđược dẫn về hạ lưu qua phần lòng sông đã bị thu hẹp Giai đoạn đầu tiến hànhthi công bộ phận công trình nằm trong phạm vi bảo vệ của đê quai Mặt khácphải xây dựng xong công trình tháo nước để chuẩn bị dẫn dòng cho giai đoạnsau Khi thu hẹp lòng sông phải đảm bảo thỏa mãn yêu cầu thi công, thỏa mãnđiều kiện lợi dụng tổng hợp và chống xói lở

Phạm vi sử dụng:

- Công trình đầu mối thuỷ lợi có khối lượng lớn Có thể chia thành từngđợt, từng đoạn để thi công

- Lòng sông rộng Q, Z biến đổi nhiều trong 1 năm

- Trong thời gian thi công vẫn phải lợi dụng tổng hợp dòng chảy nhưvận tải, phát điện, nuôi cá, v.v

Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp thường rất hay sử dụng Ví dụ:

+ Công trình Thủy điện Nậm Na 2

+ Công trình Thủy điện Nậm Chiến 2 tỉnh Sơn La, công tác dẫn dòngnhư sau:

1.3.2.2 Dẫn dòng qua khe răng lược

Biện pháp dẫn dòng qua khe răng lược ít dùng, thường được áp dụng

khi thi công công trình đập bằng đá xây hoặc bê tông có cột nước thấp và việclấp khe răng lược thường khó khăn và ảnh hưởng đến chất lượng và tính chỉnh thể của công trình

Theo phương pháp này trong giai đoạn đầu thi công, khi xây dựng cáccông trình bê tông, bê tông cốt thép xây dựng thành 1 hệ thống khoang tràn(có dạng gần giống răng lược) để tháo nước thi công cho giai đoạn sau

1.3.2.3 Dẫn dòng qua chỗ lõm ở thân đập

Dẫn dòng qua chỗ lõm chừa lại trên thân đập hiện nay được dùng rộng

rãi, loại công trình này thường phối hợp với cống đáy hoặc các công trìnhtháo nước khác trở thành biện pháp dẫn dòng thi công vượt lũ khi xây dựngđập bê tông, đập đá xây

Ví dụ: Công trình đập đáđổ Na Hang - Tuyên Quang và Cửa Đạt

Thanh Hóa đã áp dụng biện pháp dẫn dòng qua chỗ lõm thân đập

1.4 Những yêu cầu cấu tạo của đê quai và ảnh hưởng của nó đến việc lựa chọn phương án dẫn dòng

1.4.1 Mở đầu

Đê quai là hạng mục công trình tạm, là đập ngăn dòng chảy để tạo điều

kiện thi công hố móng được khô ráo và thuận lợi

Bố trí đê quai, giải pháp thi công và giá thành đê quai có quan hệ chặt

chẽ với công trình dẫn dòng, không thể chỉ nghiên cứu giải pháp dẫn dòng màkhông nghiên cứu đến cấu tạo hình thức và bố trí đê quai Công trình dẫndòng và đê quai có quan hệ chặt chẽ với nhau về kỹ thuật, kinh tế và thời gianthi công chúng

1.4.2 Các hình thức đê quai

1.4.1.1 Đê quai bằng đất

Đê quai bằng đất là loại đê quai không cho phép nước tràn qua, đất đắp

đê quai có thể lấy ở mỏ vật liệu hoặc tận dụng đất đào hố móng, đất bóc ởtầng phủ của mỏ vật liệu Đê quai bằng đất áp dụng thích hợp với mọi loạinền Các loại đất tại chỗ chứa ít hữu cơ và muối hòa tan đều dùng để đắp đêquai được Do đó đây là hình thức đê quai được dùng rộng rãi nhất

Đê quai bằng đất thường có mặt cắt hình thang, chiều rộng đỉnh xác

định theo cấu tạo và yêu cầu của thi công nhưng không nhỏ hơn 2,0 m Hệ số

độ dốc mái đê quai xác định trên cơ sở kết quả tính toán ổn định mái đắp nhưng không nhỏ hơn các quy định trong (Bảng 1.3) Mái dốc đê quai phụ thuộc vào loại đất hay phương pháp thi công đắp (phương pháp đầm nén, thuỷlực, nổ mìn định hướng )

+ Đắp bằng phương pháp đầm nén: mtl = 2 ~ 4 ; mhl = 1,5 ~ 2,5

+ Đất cát hay pha cát trong nước: mtl = 4 ~ 6 ; mhl = 3 ~ 4

Mái thượng lưu tiếp xúc nước có thể phủ một lớp đá bảo vệ, mái kia làm vậtthoát nước

Hình 1.1: Cấu tạo đê quai bằng đất

Bảng 1.2: Hệ số độ dốc nhỏ nhất của mái đê quai bằng đất

Vật liệu đắp đê quai

Hệ số độ dốc mái m ứng vớichiều cao đê quai

10 m

Từ 10 m đến

15 mĐất cát

Nếu đê quai hoặc một phần của đê quai sẽ được sử dụng làm một bộ

phận của công trình chính thì đê quai phải được tính toán thiết kế và thi côngvới các chỉ tiêu kỹ thuật như đối với công trình chính

Nếu đê quai hoặc một phần của đê quai sẽ được sử dụng làm một bộ

phận của công trình chính thì đê quai phải được tính toán thiết kế và thi côngvới các chỉ tiêu kỹ thuật như đối với công trình chính

Khi vận tốc dòng chảy lớn hơn 0,5 m/s thì phải bảo vệ mái dốc đê quaiđất bằng các loại vật liệu phù hợp (như đá lát, đá đổ có đường kính đủ lớn) đểđất không bị xói trôi

1.4.1.2 Đê quai bằng đá đổ hoặc bằng đất đá

Đất đá để đắp đê quai có thể khai thác tại mỏ vật liệu, cũng có thể tận dụng đất đá đào từ hố móng công trình Đê quai loại này có khả năng chịuđược cột nước cao, vận tốc dòng chảy lớn và thích hợp với mọi loại nền

Có thể áp dụng các loại kết cấu đê quai đất – đá sau đây:

+ Đê quai bằng đá đổ có tường nghiêng không phải là đất

+ Đê quai với lăng trụ hạ lưu làđá đổ, lăng trụ thượng lưu bằng đất.+ Đê quai bằng đá đổ có tường nghiêng bằng đất

Độ dốc mái của đê quai bằng đá đổ, đất đá hỗn hợp thường lấy bằng độ

dốc tự nhiên của khối đắp khi đổ đá tự do Cần có thí nghiệm hiện trường đểxác định chính xác độ dốc mái trước khi xây dựng đê quai loại này Trong thiết kế sơ bộ có thể chọn hệ độ dốc mái như sau:

- Nền ổn định:

+ Mái dốc thượng lưu m1 lấy từ 1,0 đến 1,3 ;

+ Mái dốc hạ lưu m2 lấy từ 1,3 đến 1,4 ;

- Nền yếu không đủ ổn định:

+ Mái dốc thượng lưu m1 lấy bằng 1,5 ;

+ Mái dốc hạ lưu m2 lấy bằng 2,0

Đê quai đất đá hoặc đê quai bằng đá đổ có tường nghiêng bằng đất loại

sét thì dưới lớp bảo vệ phủ ngoài mái thượng lưu và lớp chuyển tiếp giữaphần đá và đất phải được thiết kế theo nguyên tắc tầng lọc ngược Giữa đá đổ

và tường nghiêng á sét phải bố trí ba lớp lọc ngược gồm dăm lớn, sỏi và cát.Giữa hỗn hợp đá lớn nhỏ và tường nghiêng á sét có thể bố trí hai lớp lọcngược Nếu có hỗn hợp cát sỏi thích hợp (phải xác định bằng thí nghiệm), cóthể bố trí một lớp lọc ngược dày.

1.4.1.3 Đê quai bằng cừ gỗ hoặc cừ thép

Đê quai bằng cừ gỗ hoặc cừ thép có thể gồm một hoặc hai hàng cừ với

lăng trụ đất đá ở một phía (thượng lưu), hoặc gia tải đất đá ở khoảng giữa haihàng cừ

Đê quai làm bằng cừ gỗ phải đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật sau:

- Chiều dày bản cừ gỗ từ 75 mm đến 180 mm;

- Chiều cao đê quai bằng cừ gỗ đóng một hàng từ 2 m đến 5 m;

- Chiều cao đê quai bằng cừ gỗ đóng hai hàng có thể từ 7 m đến 8 m, khoảngcách B giữa hai hàng cừ gỗ thường lấy từ 1,2 lần đến 1,4 lần chiều cao H của

đê quai;

- Cừ thường được đóng sâu vào đất với độ sâu khoảng 1/3 chiều cao của đêquai Hàng cừ gỗ có tác dụng như tường chống thấm cho đê quai

Đê quai bằng cừ thép được tạo thành bởi các cừ thép hình chữ U hoặc

chữ Z Chiều cao đê quai một hàng cừ thép có thể đến 4 m Chiều cao đê quaihai hàng cừ thép có thể đến 12 m Khoảng cách B giữa hai hàng cừ thépthường lấy bằng 80 % đến 100 % chiều cao H của đê quai Đê quai hai hàng

cừ thép có thể dùng làm đê quai trên nền đất mềm hoặc đê quai dọc trong điềukiện lòng sông tương đối hẹp

1.4.1.4 Đê quai cừ thép hình liên trụ, liên cung

Đê quai hình liên trụ, liên cung được tạo thành bằng cách đóng các cừ

thép liên kết với nhau thành hình trụ, hình cung liên tiếp, có thể chịu được cộtnước trên 14 m Đê quai loại này thường được sử dụng làm đê quai dọc, đê

bao ở những nơi lòng sông hẹp, vận tốc dòng chảy lớn, trên nền đất sét nặng,đất cát hoặc cát cuội sỏi

Đối với đê quai hình liên trụ thì đường kính của trụ lấy bằng 80 % đến

90 % chiều cao cột nước tính toán Bán kính của cung nối lấy bằng hoặc nhỏhơn bán kính của trụ Khoảng cách giữa các trụ lấy bằng 0,5 m đến 2,8 m.Chiều sâu đóng cừ trên nền mềm yếu có thể lấy bằng 50 % đến 100 % chiềucao cột nước tính toán

Đối với đê quai hình liên cung, chiều rộng đê quai thường lấy bằng 0,8

đến 1,2 lần chiều cao cột nước tính toán và bán kính của cung cong liên trụlấy bằng chiều dài của một đoạn L

Thiết kế đê quai cừ thép kiểu liên cung, liên trụ phải tính toán kiểm tra

các nội dung sau:

- Độ ổn định chống trượt theo mặt phẳng ngang nằm dưới chân cừ;

- Độ ổn định chống trượt của các bản cừ kề nhau theo mặt phẳng thẳngđứng đi qua trục dọc của đê quai;

- Độ bền của các khớp bản cừ;

- Độ ổn định của nền chống trồi đất dưới cừ do tải trọng của đất đá đổtrong các khoang đê quai khi chiều cao khối đất đá này trên 15 m;

- Độ ổn định thấm của nền đê quai;

- Thấm qua đê quai

Vật liệu đổ trong các khoang của đê quai liên trụ, liên cung là đất cát

hoặc hỗn hợp cát cuội sỏi Khi đổ vật liệu vào các khoang phải chú ý đổ đồngđều, chênh lệch giữa các khoang kề nhau không quá 2 m

1.4.1.5 Đê quai bằng bê tông, đá xây

Đê quai bằng bê tông, đá xây thường được sử dụng làm đê quai dọc ở

nơi lòng sông hẹp, nền đá Đê quai loại này chịu được cột nước cao, chống

Đối với đêquai bằng đá xây nếu không có điều kiện làm khô nền móng

thì phần dưới nước phải đổ bê tông theo phương pháp đổ trong nước, phần trên mực nước thì xây đá

Tính toán kiểm tra ổn định và độ bền của đê quai bằng bê tông hoặc đá xây thực hiện như đối với tường chắn công trình thủy lợi

1.4.1.6 Đê quai lồng gỗ

Đê quai lồng gỗ có dạng kết cấu khung thường được đóng sẵn trên bờ.Loại đê quai này có mặt cắt nhỏ, năng lực chống xói tốt, tốc độ thi côngnhanh, có thể cho nước tràn qua

Áp dụng cho đê quai dọc có ưu điểm rõ rệt Trung Quốc đã áp dụng đêquai bằng gỗ hoặc đê quai lồng gỗ đất đá hỗn hợp thu kết quả tốt Như đậpHoàng Đàn Khẩu, Tân An Giang …

1.4.1.7 Các loại đê quai khác

Như đê quai lồng tre, đê quai cỏ đất, đê quai gốc đay, đê quai bao cỏ(hoặc bao đay, gai) đất sét v.v… thường dùng cho các công trình nhỏ

Trung Quốc đã có nhiều công trình dùng các loại đê quai nói trên như:Công trình Phú Xuân Giang dùng đê quai lồng tre; Đê quai cỏ đất dùng chocông trình Thanh Đồng Hiệp, Diêm Oai Hiệp, Thạch Tuyền, An Khang v.v…

1.4.2 Ảnh hưởng của phương án dẫn dòng đến việc lựa chọn hình thức cấu tạo đê quai

Giá thành công trình dẫn dòng bao gồm giá thành của công trình dẫn

nước và ngăn nước:

- Khi đê quai là bộ phận của công trình lâu dài thì đê quai càng cao, kích thước công trình dẫn nước càng giảm Trong trường hợp này, tính toángiá thành công trình dẫn dòng chủ yếu là xét giá thành của công trình dẫnnước;

- Khi đê quai là công trình tạm thời độc lập với công trình chính thì giáthành công trình dẫn dòng là tổng hợp chi phí của đê quai và công trình dẫnnước Phương án dẫn dòng được chọn phải có giá thành nhỏ nhất đồng thờiphải thỏa mãn các yêu cầu mà thiết kế đã đề ra đối với công tác dẫn dòng Trình tự tính toán kinh tế dẫn dòng như sau:

- Đề xuất ít nhất là 3 phương án dẫn dòng;

- Tính khối lượng và giá thành các phương án;

- Lập biểu đồ quan hệ giữa giá thành xây dựng với quy mô đê quai vàcông trình dẫn nước để xác định phương án có giá thành nhỏ nhất

1.4.3 Lựa chọn kích thước đê quai

1.4.3.1 Xác định cao trình đỉnh đê quai:

a Đê quai thượng lưu:

Cao trình đỉnh đê quai thượng lưu:

ZCTDD : Cao trình thượng lưu công trình dẫn dòng trong thời đoạn đêquai làm việc (cao trình cửa vào kênh dẫn dòng).

H: Cao trình trước cửa công trình dẫn dòng

Theo công thức (1-2), (1-3) ta thấy mực nước thượng lưu ảnh hưởngđến cao trình đê quai thượng lưu và mực nước thượng lưu phụ thuộc vào cộtnước trước cửa công trình dẫn dòng Đây là những nội dung cần phải nghiêncứu ở các mục, chương sau

b Đê quai hạ lưu:

ZĐQHL = ZHL + δ (1-4)

ZHL : là cao trình mực nước sông sau đê quây hạ lưu ứng với lưu lượnglớn nhất thiết kế, m;

1.4.3.2 Chiều rộng đỉnh đê quai:

Chiều rộng của đỉnh đê quai phụ thuộc vào điều kiện ổn định, giao thông hai bờ, điều kiện thi công Chiều rộng của đê quai có liên quan tới hìnhthức, kết cấu, chiều cao đê quai, vật liệu làm đê quai v.v… Đê quai cao 10m,

độ rộng nhỏ nhất đỉnh đê quai không nên nhỏ hơn 3,0m; khi chiều cao đê quaivượt quá 20-30 m, chiều rộng của đỉnh là (4-6) m

Nếu đê quai còn kết hợp với đường giao thông cho xe ô tô, xe cơ giớilớn qua lại cần xét đến yêu cầu giao thông để quyết định Khi cần ngăn lũvượt tiêu chuẩn, còn cần xét làm đê con trạch, hoặc yêu cầu xếp các cốt liệuphòng lũ

1.4.3.3 Mái đê quai:

Mái đê quai phụ thuộc vào điều kiện ổn định Mái dốc đê quai đất đá

quyết định do tính chất của vật liệu đất đá, mức độ đầm chặt và năng lực chịu

áp lực của nền móng Nói chung chịu lực của nền không thành vấn đề, chủyếu là cường độ chống cắt của vật liệu đắp đê quai

1.5 Các tiêu chí đánh giá việc lựa chọn phương án dẫn dòng

Khi chọn phương án dẫn dòng thi công, tùy theo điều kiện cụ thể củacông trình, có thể đề xuất một vài phương án để phân tích so sánh lựa chọn.Phương án dẫn dòng thi công được lựa chọn dựa trên một số tiêu chí sau:(1) Tiến độ thi công toàn bộ hệ thống công trình có thời gian phải bằnghoặc nhỏ hơn thời gian quy định của cấp có thẩm quyền phê duyệt, giá thành

hạ, giảm thời gian ứ đọng vốn, sớm phát huy hiệu quả đầu tư

(2) Đảm bảo việc thi công công trình chính an toàn, cường độ thi công tương đối đồng đều giữa các giai đoạn, trước và sau khi ngăn dòng khôngchênh lệch nhau nhiều và đơn vị thi công có đủ khả năng để thực hiện được.(3) Công trình dẫn dòng đơn giản, khối lượng công trình nhỏ, giá thành

hạ, thi công lắp đặt và tháo rỡ thuận tiện

(4) Bảo đảm việc lợi dụng tổng hợp nguồn nước trong quá trình thi

công ở mức cao nhất (giao thông thủy, nước tưới, nước sinh hoạt, di dânv.v…)

(5) Thuận lợi cho việc thi công công trình chính

(6) Tổng giá thành xây dựng công trình dẫn dòng và đê quai là nhỏ

nhất

Để đảm bảo các tiêu chí trên, khi tính toán phương án dẫn dòng cần thực hiện các nội dung chính như sau:

(a) Chọn lưu lượng dẫn dòng và thời đoạn thi công

(b) Khối lượng công trình và giá thành công trình của phương án

(c) Sơ đồ dẫn dòng, kích thước và hình thức công trình ngăn nước vàtháo nước, trình tự và tiến độ thi công

(d) Thời điểm và biện pháp chặn dòng, biện pháp tiêu nước hố móng

(e) Biện pháp lợi dụng tổng hợp dòng chảy

(f) Kết quả thí nghiệm mô hình thủy lực của phương án (nếu có)

1.6 Tổng quan chung về công tác dẫn dòng qua kênh

1.6.1 Dẫn dòng qua kênh

Công tác dẫn dòng qua kênh với ưu điểm thi công đào kênh tương đốiđơn giản, thời gian thi công nhanh đã được sử dụng phổ biến ở nước ta nhưcác công trình:

Thủy điện Nậm Na 2 – Lai Châu

Thủy điện Nậm Chà 3 – Điện Biên

Hồ Sông Mực – Thanh Hóa;

Thủy Điện Sơn La – Sơn La;

và một số công trình khác

Khi sử dụng phương pháp này cần chú ý những điểm sau:

- Triệt để lợi dụng kênh lâu dài hay sẵn có

- Lợi dụng điều kiện địa hình có lợi để bố trí kênh bờ lồi hay nơi đấttrũng để giảm bớt khối lượng đào, đắp

- Tránh việc đào đá để giảm bớt khó khăn, tốn kém, chậm trễ

Bố trí kênh thuận chiều dòng chảy miệng vào và ra cách đê quai mộtkhoảng nhất định để đề phòng xói Bờ kênh nên cách mép hố móng một khoảng nhất định để tránh nước thấm vào hố móng Thường ≥ 3 H (H độ chênh mực nước trong kênh và đáy hố móng)

- Mặt cắt kênh dẫn dòng thường hình thang Mái lát hay không lát đátuỳ thuộc yêu cầu phòng xói

- Việc xác định kích thước kênh dẫn dòng và đê quai phải thông quatính toán điều tiết, so sánh kinh tế và kỹ thuật để chọn ra phương án tối ưu

1.6.2 Phân tích đánh giá một số công trình dẫn dòng qua kênh

Dẫn dòng thi công qua kênh là một trong những phương pháp thườngđược sử dụng tương đối nhiều ở trong nước và ngoài nước

Nhưng khi thiết kế thường xác định các thông số kênh dẫn dòng theocác sách thủy lực mà chủ yếu nghiên cứu về các đặc tính của kênh tưới tiêu,chưa nghiên cứu các đặc tính đó cho loại kênh dẫn dòng Như trên đã trìnhbày các thông số i, b, h có ảnh hưởng trực tiếp đến cao trình đê quai thượnglưu, tức là ảnh hưởng đến kinh phí đắp đê quai thượng lưu Vấn đề đó đặt racho chúng ta nghiên cứu mối quan hệ đó như thế nào để lựa chọn được kinhphí cho công tác dẫn dòng thi công là nhỏ nhất.

Kết luận chương 1

Dẫn dòng thi công không thể thiếu được khi thi công công trình thủy

lợi, thủy điện, nó liên quan đến nhiều yếu tố như: điều kiện tự nhiên, địa hình,địa chất, thủy văn, thủy lực, kết cấu công trình, vật liệu xây dựng, công nghệthi công v.v… Các yếu tố trên có ảnh hưởng rất lớn đến việc thi công xây dựng công trình đầu mối, đến tiến độ thi công và giá thành công trình Tùy vào điều kiện công trình cụ thể cần nghiên cứu thấu đáo các yếu tố ảnh hưởngđến phương án dẫn dòng thi công để lựa chọn giải pháp dẫn dòng hợp lý,nhằm đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, đem lại hiệu quả kinh tế, an toàn trong thi công và an toàn cho vùng hạ lưu công trình

Một trong những phương án dẫn dòng thi công thường được sử dụng làdẫn dòng qua kênh Phương án này có ưu điểm thi công nhanh, đào kênh tương đối đơn giản có thể sử dụng cơ giới lớn, cũng có thể dùng nhân công đểđào, khả năng điều tiết lớn, giá thành hạ Thiết kế kênh dẫn dòng việc lựa chọn các thông số kênh như: độ dốc i, hệ số mái kênh m, chiều rộng kênh B,cao trình H,… phải được nghiên cứu cân nhắc kỹ, để lựa chọn được các thông

số kênh hợp lý cần đi sâu phân tích tính toán giữa khối lượng thi công kênhdẫn dòng và đê quai thượng lưu

CHƯƠNG 2 NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG ĐỘ DỐC KÊNH DẪN DÒNG

ĐẾN MỰC NƯỚC THƯỢNG LƯU

2.1 Nguyên tắc và những nhân tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn độ dốc kênh dẫn dòng

2.1.1 Nguyên tắc lựa chọn độ dốc kênh dẫn dòng

- Trong quá trình dẫn dòng thi công, kênh dẫn dòng thi công không bịbồi lắng và xói lở, bảo đảm quá trình dẫn dòng được an toàn

- Tổng kinh phí đào kênh dẫn dòng và đắp đê quai cùng với các hạngmục công trình liên quan đến kênh dẫn dòng là nhỏ nhất

- Tạo điều kiện thuận lợi cho thi công kênh dẫn dòng và thời gian thicông kênh dẫn dòng không ảnh hưởng đến các mốc khống chế của phương ándẫn dòng đã xác định

2.1.2 Những nhân tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn độ dốc kênh dẫn dòng

Độ dốc của đáy kênh càng lớn, năng lực tháo nước càng lớn, nhưng dốcđáy càng lớn dẫn tới một loạt vấn đề xói, chống xói, v.v… Đối với kênh không yêu cầu thông thuyền, thả bè gỗ với điều kiện lưu tốc cho phép thườngthiết kế hơi dốc để giảm mặt cắt ngang của kênh hoặc giảm chiều cao đê quai.Nếu có yêu cầu thông thuyền chở gỗ thì dốc vừa Cũng có thể độ dốc đáy thayđổi ở các đoạn trong kênh, thậm chí dốc ngang

Các nhân tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn độ dốc i gồm:

- Điều kiện địa hình tuyến kênh

- Điều kiện địa chất lòng kênh Với lòng kênh có địa chất tốt, khả năngchống xói, độ dốc lòng kênh càng lớn thì năng lực tháo nước càng cao

- Mực nước hạ lưu và cao trình cửa vào đầu kênh dẫn dòng ảnh hưởngtrực tiếp đến khối lượng và kinh phí đê quai Vì vậy khi lựa chọn i ta cũng

phải tính toán, lựa chọn để tổng chi phí đào kênh và đắp đê quai là hiệu quảkinh tế nhất.

- Điều kiện và khả năng thi công Lựa chọn độ dốc tuyến kênh để quátrình thi công thuận lợi, đảm bảo mốc thời gian dẫn dòng theo phương án đềra

2.2 Tính toán lựa chọn vận tốc hợp lý trong kênh dẫn dòng

Vận tốc của kênh phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố: loại kênh cùng nhiệm

vụ của nó, tình hình địa hình, địa chất và địa chất thủy văn, tình hình nguồn nước Chọn vận tốc tính toán trong kênh theo những nguyên tắc sau:

(1) Chọn vận tốc tối đa mà khả năng của kênh có thể có được trên cơ sở

có xét đến sự hạn chế do những đặc điểm làm việc của kênh

(2) Vận tốc lớn nhất trong kênh không được làm cho kênh bị xói lở tức

là không được vượt quá tốc độ không xói tới hạn [VKX], Vmax < [VKX]

(3) Vận tốc nhỏ nhất trong kênh không được làm cho kênh bị bồi lắng tức là không được nhỏ hơn tốc độ không lắng tới hạn [VKL], Vmin > [VKL]

2.2.1 Xác định tốc độ không xói tới hạn [V KX ]

Tốc độ không xói tới hạn là tốc độ bình quân lớn nhất của kênh và với

tốc độ đó thì kênh bị xói lở, tốc độ không xói tới hạn phụ thuộc vào các yếu tốsau đây:

- Tính chất của đất xói tuyến kênh đi qua và đất dùng để đắp kênh

- Lượng ngậm cát và tính chất bùn cát của nước

- Lưu lượng qua kênh, kích thước và các yếu tố thủy lực của kênh

- Độ uốn cong của kênh

Hiện nay để xác định [VKX] theo “Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 9160:2012 – Công trình thủy lợi – Yêu cầu thiết kế dẫn dòng trong xây dựng – Phụ lục B –Bảng tra vận tốc trung bình cho phép (vận tốc không xói)” , ta có thể tra bảngsau:

Bảng 2.1: Vận tốc trung bình cho phép đối với đất không dính

Đơn vị tính bằng m/s

đất đá mm

Vận tốc cho phép tương ứng vớichiều sâu dòng chảy Vkx

1 Bụi và bùn Từ 0,005 đến 0,05

Từ 0,15đến 0,21

Từ 0,18

2 Cát nhỏ Từ 0,05 đến 0,25

Từ 0,21đến 0,33

Từ 0,22đến 0,40

Từ 0,30đến 0,50

3 Cát trung

bình Từ 0,25 đến 1,00

Từ 0,33đến 0,52

Từ 0,40đến 0,63

Từ 0,50đến 0,76

4 Cát lớn Từ 1,00 đến 2,50

Từ 0,52đến 0,71

Từ 0,63đến 0,86

Từ 0,76đến 1,05

5 Sỏi nhỏ Từ 2,50 đến 5,00

Từ 0,71đến 0,88

Từ 0,86đến 1,06

Từ 1,05đến 1,30

6 Sỏi trung bình Từ 5,00 đến 10,0

Từ 0,88Đến 1,12

Từ 1,06đến 1,35

Từ 1,30đến 1,66

7 Sỏi lớn Từ 10,0 đến 15,0

Từ 1,12đến 1,26

Từ 1,35đến 1,52

Từ 1,66đến 1,85

8 Cuội nhỏ Từ 15,0 đến 25,0

Từ 1,26đến 1,53

Từ 1,52đến 1,85

Từ 1,85đến 2,27

9 Cuội trung

bình Từ 25,0 đến 40,0

Từ 1,53đến 1,79

Từ 1,85đến 2,16

Từ 2,27đến 2,63

10 Cuội lớn Từ 40,0 đến 75,0

Từ 1,79đến 2,22

Từ 2,16đến 2,60

Từ 2,63đến 3,18

11 Đá cuội nhỏ Từ 75,0 đến 100

Từ 2,22đến 2,42

Từ 2,60đến 2,84

Từ 3,18đến 3,48

12 Đá cuội

trung bình Từ 100 đến 150

Từ 2,42đến 2,80

Từ 2,84đến 3,3

Từ 3,48đến 4,00

13 Đá cuội lớn Từ 150 đến 200

Từ 2,80đến 3,06

Từ 3,30đến 3,70

Từ 4,00đến 4,50

14 Đá hộc nhỏ Từ 200 đến 300

Từ 3,06đến 3,55

Từ 3,70đến 4,20

Từ 4,50đến 5,15

15 Đá hộc trung

bình Từ 300 đến 400

Từ 2,55đến 3,84

Từ 4,20đến 4,60

Từ 5,15đến 5,60

16 Đá hộc lớn Từ 400 đến 500

Từ 3,84đến 4,10

Từ 4,60đến 5,00

Từ 5,60đến 6,05

Bảng 2.2: Vận tốc trung bình cho phép đối với đất dính

(Đất sét nặng và á sét, cỡ hạt từ 0,005 mm đến 0,05 mm)

Đơn vị tính bằng m/s

Loại đất

Khối lượngđơn vị khôkg/m3

Vkx ứng với chiều sâu trung bình