YÊU CẦU THIẾT KẾ CỐNG QUA ĐÊ Requirements for dike sluice design

TCVN

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

DỰ THẢO

TCVN xxxx : 2022
Xuất bản lần 1

YÊU CẦU THIẾT KẾ CỐNG QUA ĐÊ
Requirements for dike sluice design

HÀ NỘI - 2022

1


TCVN xxxx : 2022

Mục lục
Trang
Lời nói đầu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4

1

Phạm vi áp dụng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5

2

Tài liệu viện dẫn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5

3

Thuật ngữ và định nghĩa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6

4

Phân loại, phân cấp cống qua đê và các chỉ tiêu thiết kế chính ………………………………...

9

5

Nguyên tắc chung khi thiết kế cống qua đê . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12

6

Yêu cầu tài liệu để thiết kế cống . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ……..

13

7

Thiết

kế

mới

đê

17

Thiết kế cải tạo, sửa chữa, nâng cấp cống qua đê . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

68

.........................................................

8

cống

qua

....

Phụ lục A (Tham khảo) : Sơ đồ một số mẫu cống qua đê điển hình . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

81

Phụ lục B (Tham khảo) : Tính tốn thủy lực cống hở . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

85

Phụ lục C (Tham khảo): Tính toán thủy lực cống ngầm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

100

Danh mục tài liệu tham khảo . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

113

Lời nói đầu

3


TCVN xxxx : 2022
TCVN xxxx : 2022 do Viện Kỹ thuật cơng trình thuộc trường Đại
học Thủy lợi biên soạn, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn
đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ
Khoa học và Công nghệ công bố tại Quyết định số
BKHCN ngày

4

tháng

năm 2022.

/QĐ-


TCVN xxxx : 2022

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN xxxx : 2022

Yêu cầu thiết kế cống qua đê
Requirements for dike sluice design

1
1.1

Phạm vi áp dụng
Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu kỹ thuật trong thiết kế cống qua đê. Phạm vi áp dụng bao

gồm xây dựng mới hoặc cải tạo sửa chữa nâng cấp các cống đã có qua đê sơng, đê cửa sông, đê
biển..
1.2

Với các loại cống khác trong hệ thống cơng trình thủy lợi, giao thơng, xây dựng, hạ tầng kỹ

thuật có các điều kiện làm việc tương tự có thể tham khảo áp dụng.
1.3

Tiêu chuẩn khơng áp dụng đối với các đập ngăn sông vùng triều như đập trụ đỡ, đập xà lan,...

1.4

Khi thiết kế cống qua đê có liên quan đến nội dung kỹ thuật của các chun ngành xây dựng

khác thì cịn phải tn thủ quy định trong các tiêu chuẩn kỹ thuật của chuyên ngành đó.

2

Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau đây rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn
ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với tài liệu viện dẫn khơng ghi năm cơng bố thì
áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có):
TCVN 12571 : 2018 Cơng trình thủy lợi - Thành phần nội dung công tác khảo sát, tính tốn thủy văn
trong giai đoạn lập dự án và thiết kế.
TCVN 10404 : 2015 Cơng trình đê điều - Khảo sát địa chất cơng trình.
TCVN 8481 : 2010 Cơng trình đê điều – Yêu cầu thành phần, khối lượng khảo sát địa hình.
TCVN 4253 Cơng trình thủy lợi - Nền các cơng trình thủy cơng - u cầu thiết kế.
TCVN 9151 : 2010 Cơng trình thủy lợi - Quy trình tính tốn thủy lực cống dưới sâu.
TCVN 9147 : 2012 Cơng trình thủy lợi - Quy trình tính tốn thủy lực đập tràn.
TCVN 9143 : Cơng trình thủy lợi - Tính tốn đường viền thấm dưới đất của đập trên nền khơng phải là
đá
TCVN 10304 : 2014 Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế.
TCVN 4116 : 1985 Bê tông thủy công - Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép cơng trình thủy cơng - u
cầu thiết kế.

5


TCVN xxxx : 2022
TCVN 9139 : 2012 Cơng trình thủy lợi - Kết cấu bê tông, bê tông cốt thép vùng ven biển - Yêu cầu thiết

kế.
TCVN 8306 : 2009 Cơng trình thủy lợi - Kích thước các lỗ tháo nước có cửa van chắn nước.
TCVN 9159 : 2020 Cơng trình thủy lợi – Khớp nối.
TCVN 8421 : 2010 Cơng trình thủy lợi - Tải trọng và lực tác dụng lên cơng trình do sóng và tàu.
TCVN 8299 : 2009 Cơng trình thủy lợi - u cầu kỹ thuật trong thiết kế cửa van, khe van bằng thép.
TCVN 9152 : 2012 Cơng trình thủy lợi - u cầu kỹ thuật thiết kế tường chắn cơng trình thủy lợi.
TCVN 9403:2012 Gia cố nền đất yếu – Phương pháp trụ đất xi măng.
TCVN 8644:2011 Cơng trình thủy lợi – u cầu kỹ thuật khoan phụt vữa gia cố đê.
TCVN 8422 : 2010 Cơng trình thủy lợi - Thiết kế tầng lọc ngược cơng trình thủy cơng.
TCVN 9144 : 2012 Cơng trình thủy lợi - Yêu cầu thiết kế âu tàu.
TCVN 11699 Công trình thủy lợi - Đánh giá an tồn đập, hồ chứa nước.
TCVN 12633 : 2020 Cơng trình thủy lợi – Cừ chống thấm – Yêu cầu thiết kế.
TCVN 8214 : 2009 Thí nghiệm mơ hình thủy lực cơng trình thủy lợi, thủy điện.
TCVN 8215 : 2009 Cơng trình thủy lợi – Các quy định chủ yếu về thiết kế bố trí thiết bị quan trắc cụm
cơng trình đầu mối.
TCVN 9158:2012 Cơng trình thủy lợi – Phương pháp tính tốn khí thực.
TCVN 9901:2014 Cơng trình thủy lợi – u cầu thiết kế đê biển.
TCVN 9902:2016 Cơng trình thủy lợi – u cầu thiết kế đê sông..
TCVN 12044:2017 Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Yêu cầu chung về thiết kế độ bền lâu và tuổi
thọ trong môi trường xâm thực
TCVN 11823:2017 Thiết kế cầu đường bộ

3

Thuật ngữ và định nghĩa

Trong tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau:
3.1 Cống (Sluice)
Cơng trình xây dựng để dẫn nước qua các vật ngăn chắn như đê, đập, bờ kênh, đường giao thông và
trên hệ thống kênh, sông.

3.2 Cống qua đê (Dike sluice)
Cống cắt qua đê sông, đê cửa song, đê biển để cấp nước từ sông/biển vào đồng hay thốt nước từ
đồng ra sơng/biển, có thể kết hợp giao thông thủy.

6


TCVN xxxx : 2022
3.3 Cống cấp nước (Water supplied sluice)
Cống lấy nước từ sông/biển để cấp cho các hộ dùng nước phía đồng (nơng nghiệp, cơng nghiệp, dân
dụng…).
3.4 Cống thốt nước (Water discharge sluice)
Cống dẫn nước nước mưa, nước thải từ phía đồng đổ ra sơng/biển.
3.5 Cống kết hợp (Combine sluice)
Cống có nhiệm vụ kết hợp hai hoặc một số chức năng như: cấp nước, thoát nước, điều tiết nước, giao
thông thủy.
3.6 Cống phân lũ (Flood devide sluice)
Cống tháo nước lũ từ sơng vào khu chứa lũ, sơng thốt lũ.
3.7 Cống ngầm (Culvert)
Thân cống nằm ngầm dưới đất, bốn phía của mặt cắt ngang thân cống tiếp giáp với đất hay cơng trình
xây dựng khác. Loại này cịn được gọi là cống kín.
Theo hình dạng mắt cắt ngang có thể phân biệt:
- Cống hộp: cống kín có mặt cắt ngang hình chữ nhật;
- Cống vịm: cống kín có mặt cắt ngang hình vịm;
- Cống trịn: cống kín có mặt cắt ngang hình trịn.
3.8 Cống hở (Open sluice)
Phía trên của thân cống khơng tiếp giáp với đất (thường có cầu giao thơng), ba phía cịn lại của mặt
cắt ngang thân cống tiếp giáp với đất hay cơng trình xây dựng khác. Loại này còn được gọi là cống lộ
thiên.
3.9 Cống chảy có áp (Pressure culvert)

Nước chứa đầy mặt cắt cống khi làm việc (dẫn nước).
3.10 Cống chảy không áp (Free level culvert)
Nước không chứa đầy mặt cắt cống khi làm việc (dẫn nước).
3.11 Cống chảy bán áp (Half pressure culvert)
Khi cống làm việc có đoạn chảy có áp, đoạn chảy khơng áp. Ví dụ: cống cấp nước khi mở van một
phần, phần cống trước van ở trạng thái chảy có áp, phần cống sau van chảy không áp.
3.12 Chảy qua lỗ (Flow through the hole)
Trạng thái chảy dưới cửa van hoặc dưới tường ngực của cống có tường ngực.
3.13 Thân cống (Sluice chamber)

7


TCVN xxxx : 2022
Phần chính của cống dùng để chuyển nước từ thượng lưu về hạ lưu, bao gồm bộ phận điều tiết dòng
chảy (cửa van).
3.14 Phần nối tiếp thượng lưu (Upstream link section)
Bộ phận để nối tiếp thuận dòng từ kênh thượng lưu vào thân cống và kết hợp chống thấm cho nền
cống.
3.15 Phần nối tiếp hạ lưu (Dowstream link section)
Bộ phận tiêu năng sau cống và nối tiếp thuận dòng từ thân cống ra kênh hạ lưu
3.16 Tường đầu (Head wall)
Tường nối phần trên cao của hai tường cánh thượng lưu hoặc hạ lưu để chắn đất, không cho đất từ
mái đê tràn vào lòng cống.
3.17 Tường ngực (Breast wall)
Tường nối giữa các trụ kề nhau của cống để chắn nước và giảm bớt chiều cao cửa van, giảm cao trình
cầu cơng tác hay hạn chế lưu lượng khi mực nước thượng lưu cống lấy nước lên cao Tường cũng có
tác dụng tăng độ cứng hướng ngang cho cống.
3.18 Tai van (Valve ear)
Bộ phận gắn lên trụ của cống có cửa van cung, tại đây bố trí bộ phận cối quay để tiếp nhận tải trọng

truyền từ càng van lên trụ.
3.19 Cừ tai (Diafrac)
Phần tường bằng bê tông cốt thép đúc liền khối với thân cống ngầm, mở rộng về hai bên và phía trên
thân cống để kéo dài đường thấm dọc thân cống.
3.20 Mang cống (Sluice gill)
Phần khơng gian hai bên, trong pham vi hố móng cống, phía trong tiếp giáp với thành cống và các
tường cánh, phía ngồi giáp với đê.
3.21 Tường găm (Plunge wall)
Tường bằng bê tông cốt thép hay đá xây, một đầu giáp với mặt ngoài của trụ biên cống, một đầu tự do
nằm trong đất đắp mang cống, tuyến tường vng góc với trụ biên, hoặc hơi chếch về thượng lưu.
3.22 Mảng cống (Sluice piece)
Phần thân cống được giới hạn bởi 2 khớp nối ở hai phía, hoặc một khớp nối và biên cịn lại giáp đất,
hoặc cả hai phía giáp đất (khi cống nhỏ, khơng có khớp nối ở thân cống). Từng mảng cống được xem
là làm việc độc lập với các mảng khác của cống.
3.23 Khớp nối (Hydraulic structures joint)

8


TCVN xxxx : 2022
Bộ phận liên kết giữa hai mảng cống kề nhau, hoặc giữa mảng cống với các bộ phận khác như tường
cánh, sân trước, bể tiêu năng… Khớp nối khơng cho phép nước rị qua, nhưng cho phép chuyển dịch
độc lập của các bộ phận kề nhau của cống.
3.24 Băng chắn nước (Water stop, or water bar)
Băng bằng vật liệu chế tạo sẵn được đặt trong khớp nối để chắn nước và cho phép co giãn. Băng có
hai mép được cắm vào bê tơng ở hai phía khớp nối để giữ ổn định.
3.25 Tầng đất yếu (Soft soil layer)
Tầng đất có khả năng chịu lực kém, khả năng biến dạng lớn (bùn, các lớp đất dính ở trạng thái chảy,
dẻo chảy).
3.26 Đất thấm mạnh (Sturdy seepage soil)

Đất có hệ số thấm lớn hơn 10-4 cm/s.
3.27 Đất thấm vừa (Average seepage soil)
Đất có hệ số thấm từ 10-6 cm/s đến 10-4 cm/s.
3.28 Đất thấm ít (Little seepage soil)
Đất có hệ số thâm nhỏ hơn 10-6 cm/s.
3.29; Vùng ảnh hưởng triều (Tide operated area)
Vùng ven biển và cửa sông ra biển có mực nước thay đổi theo thủy triều. Giới hạn của vùng tính đến
mặt cắt sơng có biên độ thay đổi mực nước lớn nhất trong ngày bằng 0,2m.

4
4.1

Phân loại, phân cấp cống qua đê và các chỉ tiêu thiết kế chính
Phân loại cống qua đê

Trong tiêu chuẩn này sử dụng các tiêu chí phân loại cống qua đê như sau:
4.1.1

Theo chức năng nhiệm vụ

a)

Cống cấp nước;

b)

Cống thoát nước;

c)

Cống kết hợp;

d)

Cống phân lũ.

4.1.2

Theo hình thức kết cấu

a)

Cống ngầm;

b)

Cống hở (cống lộ thiên).

4.1.3

Theo chế độ chảy trong cống
9


TCVN xxxx : 2022
a)

Cống chảy có áp;

b)

Cống chảy khơng áp;

c)

Cống chảy bán áp.

4.2

Phân cấp cống qua đê

a)

Cống qua đê được phân thành 5 cấp từ cao xuống thấp gồm: cấp đặc biệt, cấp I, cấp II, cấp III,

cấp IV.
b)

Cấp của cống qua đê được xác định theo các tiêu chí:

-

Cấp của đê mà cống cắt qua.

-

Quy mô và đối tượng phục vụ (tưới, tiêu, cấp nước...).

Cấp thiết kế của cống được chọn theo cấp cao nhất từ 2 tiêu chí nêu trên.
c)

Cấp của cống theo cấp đê: xem bảng 1.

d)

Cấp của cống theo quy mô, đối tượng phục vụ: xem bảng 2.
Bảng 1. Phân cấp cống qua đê theo cấp của đê
Cấp của đê

Đặc biệt

I

II

III

IV

V

Cấp của cống qua đê

Đặc biệt

I

II

III

IV

IV

Bảng 2. Phân cấp cống qua đê theo quy mô, đối tượng phục vụ
Diện tích được tưới cho nơng nghiệp
hoặc diện tích tự nhiên khu tiêu, 103 ha

>50

-

Cấp nguồn nước chưa xử lý cho các
ngành sử dụng nước khác (công nghiệp,

>10-50

>10>20

20

>2-10

Đặc biệt

I

II

>2-10
>0,5-

dân dụng…) có lưu lượng, m3/s
Cấp của cống qua đê
4.3

Các chỉ tiêu thiết kế chính

4.3.1

Mức bảo đảm phục vụ của cống

2
III

≤2

≤ 0,5
IV

4.3.1.1 Mức bảo đảm phục vụ của cống qua đê không thấp hơn các trị số quy định tại Bảng 3.
4.3.1.2 Cống kết hợp nhiều nhiệm vụ phải thiết kế sao cho mức bảo đảm của từng nhiệm vụ không
được thấp hơn các quy định nêu trong Bảng 3.
Bảng 3. Mức bảo đảm phục vụ của cống qua đê (%)
Đối tượng phục vụ

Đặc biệt

I

II

III

IV

1. Cấp nước tưới ruộng

85

85

85

85

85

2. Thoát nước cho nông nghiệp

90

90

90

90

80-90

3. Cấp nước cho các đối tượng khác
10

Cấp cơng trình


TCVN xxxx : 2022
a) Không cho phép gián đoạn hoặc giảm yêu
cầu cấp nước
b) Không cho phép gián đoạn nhưng được
phép giảm yêu cầu cấp nước
c) Cho phép gián đoạn thời gian ngắn và giảm
yêu cầu cấp nước
4.3.2

95

95

95

95

95

90

90

90

90

90

85

85

85

85

80

Các chỉ tiêu thiết kế chính về dịng chảy

4.3.2.1 Tần suất mực nước lớn nhất để tính tốn thiết kế và kiểm tra ổn định, kết cấu, nền móng, năng
lực cấp thốt nước của cống không lớn hơn các trị số quy định trong Bảng 4.
Bảng 4. Tần suất mực nước lớn nhất thiết kể và kiểm tra đối với cống qua đê
Cấp thiết kế

Đặc biệt

I

II

III

IV

1. Tần suất thiết kế (%)

0,2

0,5

1,0

1,5

2,0

2. Tần suất kiểm tra (%)

0,1

0,2

0,5

1,0

1,5

CHÚ THÍCH:
1. Đại lượng thống kê ở đây là trị số mực nước lớn nhất trong sông, mực nước triều lớn nhất
xuất hiện trong từng năm. Độ dài của chuỗi thống kê không dưới 30 năm; thời gian thống kê,

tính đại biểu của số liệu cần thỏa mãn các yêu cầu quy định trong các tiêu chuẩn về khí tượng
thủy văn. Các số liệu cần được xử lý về cùng một điều kiện trước khi tiến hành tính tốn.
2. Nếu ở phía thượng nguồn có những tác động làm thay đổi điều kiện hình thành dịng chảy
trong sơng thì khi xác định các yếu tố quy định trong điều này cần phải kể đến khả năng điều
chỉnh lại dịng chảy do các tác động đó.
3. Xác định các mực nước thiết kế trong sông/biển phải đề cập đến biến đổi khí hậu và nước
biển dâng theo kịch bản đã được phê duyệt.
4.3.2.2 Mực nước thấp nhất phía sơng/biển để tính tốn ổn định, kết cấu cơng trình, nền móng cống
được quy định như sau (khơng phụ thuộc cấp cơng trình):
a)

Tần suất mực nước thấp nhất thiết kế: theo tần suất mực nước thấp nhất được quy định trong

khai thác.
b)

Mực nước thấp nhất kiểm tra: theo mực nước thấp nhất trong chuỗi số liệu tính tốn hiện có.

CHÚ THÍCH: Đại lượng thống kê ở đây là trị số mực nước nhỏ nhất phía sơng/biển xuất hiện trong
từng năm.
4.3.2.3 Tần suất mực nước lớn nhất phía sơng/biển nhận nước thốt để tính tốn chế độ khai thác các
cơng trình thốt nước không lớn hơn các trị số quy định sau đây:
a)

Thốt nước cho nơng nghiệp: tần suất thiết kế 10% đảm bảo thoát được đủ lưu lượng thiết kế.

11


TCVN xxxx : 2022

b)

Thoát nước cho các đối tượng khác nằm trong hệ thống thốt nước (khu dân cư, đơ thị, công

nghiệp,...): theo quy định của Chủ đầu tư và cơ quan quản lý, nhưng không lớn hơn tần suất quy định
thốt nước cho nơng nghiệp.
4.3.2.4 Tần suất mực nước lớn nhất để thiết kế các cơng trình tạm thời phục vụ dẫn dịng thi cơng (đê
quai, kênh dẫn) khơng lớn hơn trị số quy định ở Bảng 5.
Bảng 5. Tần suất mực nước lớn nhất để thiết kể các cơng trình tạm thời phục vụ dẫn dịng
thi cơng (%)
Cấp cơng trình

Đặc biệt

I

II

III

IV

1. Dẫn dịng trong 1 mùa khơ

5

10

10

10

10

2. Dẫn dịng từ 2 mùa khơ trở lên

2

5

10

10

10

CHÚ THÍCH:
Đại lượng thống kê ở đây là trị số mực nước lớn nhất xuất hiện trong thời đoạn dẫn dịng thi
cơng hay ngăn dịng nước vào vị trí cống để phục vụ thi cơng. Thời đoạn (mùa) dẫn dịng là thời
gian trong năm u cầu cơng trình phục vụ dẫn dịng/ngăn dịng phải tồn tại chắc chắn khi xuất
hiện mực nước lớn nhất thiết kế dẫn dòng/ngăn dòng.
4.3.2.5 Tuổi thọ thiết kế của cơng trình cống qua đê
a)

Tuổi thọ là thời gian (số năm) quy định (T t) để cơng trình làm việc bình thường, an tồn theo

cơng năng, nhiệm vụ được quy định trong thiết kế.
b)

Khi cơng trình đã hết tuổi thọ thiết kế, cần tổ chức kiểm định, đánh giá khả năng làm việc an

tồn của cơng trình để quyết định thời gian tiếp tục khai thác hoặc dừng khai thác.
c)

Tuổi thọ thiết kế Tt của cống qua đê phụ thuộc vào đặc điểm kết cấu (bê tông cốt thép) và điều

kiện xâm thực của môi trường, được quy định như sau (khơng phụ thuộc vào cấp cơng trình):
-

Cống qua đê sơng ở vùng nằm ngồi khoảng 20 km:tính từ mép nước biển Tt = 80 năm.

-

Cống qua đê biển, đê cửa sông, đê sông ở vùng nằm trong khoảng 20 km tính từ mép nước

biển: Tt = 35 năm.
d)

Khi thiết kế cống qua đê trong môi trường xâm thực, cần áp dụng các quy định tại TCVN

9139:2012 và TCVN 12041:2017 để đảm bảo độ bền lâu và tuổi thọ của cơng trình.

5
5.1

Ngun tắc chung khi thiết kế cống qua đê
Thiết kế cống phải xuất phát từ yêu cầu và điều kiện thực tế phù hợp với quy hoạch vùng, quy

hoạch đê điều, quy hoạch thủy lợi và các quy hoạch khác có liên quan.
5.2

Phải thu thập, nghiên cứu và nắm chắc các tài liệu cơ bản tại vị trí xây dựng cống: tài liệu khí

tượng thủy văn, bùn cát, địa hình, địa chất, kinh tế xã hội và mơi trường, yêu cầu lợi dụng tổng hợp,
điều kiện thi công và vận hành cống, tài liệu về quy hoạch đê điều, quy hoạch thủy lợi trong vùng có
cống được thiết kế.

12


TCVN xxxx : 2022
5.3

Việc xác định các tổ hợp tính tốn và hệ số an tồn tương ứng khi tính toán thấm, ổn định, kết

cấu cống phải tuân thủ các quy định tại tiêu chuẩn này, cũng như các quy chuẩn, tiêu chuẩn kỹ thuật
có liên quan.
5.4

Cống phải được thiết kế và xây dựng với kỹ thuật và công nghệ tiên tiến, hiện đại, sử dụng tổng

hợp, đảm bảo ổn định, độ bền và an tồn, thi cơng và vận hành thuận tiện, hợp lý về kinh tế; thiết kế
kiến trúc đẹp và hài hòa với cảnh quan.
5.5

Thiết kế phải sử dụng các phương pháp và cơng cụ tính tốn hiện đại phù hợp với quy mô và

đặc điểm của cống. Phải tiến hành phân tích, so sánh các phương án về bố trí và kết cấu cống để lựa
chọn phương án hợp lý nhất.
5.6

Với các cống từ cấp I trở lên hoặc cống cấp II có điều kiện thủy lực phức tạp, hoặc đối với các

cống khác theo quy định của TCVN 8214:2009 thì phải tiến hành thí nghiệm mơ hình thủy lực để kiểm
chứng kết quả tính tốn và hiệu chỉnh các thông số thiết kế kỹ thuật (đối với thiết kế 3 bước) hoặc thiết
kế bản vẽ thi công (đối với thiết kế 2 bước) để đảm bảo an toàn và đạt hiệu quả cao về mặt thủy lực.

6

Yêu cầu tài liệu để thiết kế cống

6.1

Tài liệu địa hình

Thành phần, khối lượng và yêu cầu kỹ thuật trong khảo sát địa hình phục vụ thiết kế cống (từ giai đoạn
thiết kế cơ sở) thực hiện theo TCVN 8481:2010.
6.2

Tài liệu địa chất

Thành phần, khối lượng và yêu cầu kỹ thuật trong khảo sát địa chất phục vụ thiết kế cống (từ giai đoạn
thiết kế cơ sở) phải thực hiện theo tiêu chuẩn TCVN 10404:2015 và các yêu cầu bổ sung như sau:
6.2.1

Bố trí hố khoan

6.2.1.1 Theo phương vng góc với tim cống
a)

Khi chiều cao đê ≤ 5m: Bố trí 3 mặt cắt ngang cống gồm 1 mặt cắt ở tim đê, 1 mặt cắt ở đầu sân

trước dự kiến và 1 mặt cắt ở cuối sân sau dự kiến.
b)

Khi chiều cao đê > 5m: Bố trí 5 mặt cắt ngang cống gồm 1 mặt cắt ở tim đê, 2 mặt cắt ở phía

thượng lưu tim đê chia đều khoảng cách từ tim đê đến đầu sân trước dự kiến, 2 mặt cắt ở phía hạ lưu
tim đê chia đều khoảng cách từ tim đê đến cuối sân sau dự kiến.
c)

Trên mỗi mặt cắt ngang, bố trí hố khoan như sau: 1 hố khoan ở tim cống, các hố còn lại được

phân bố đều ở hai bên tim cống; hố ngoài cùng ở mỗi bên nằm gần biên hố móng cơng trình dự kiến.
Tổng số hố khoan trên một mặt cắt ngang không được nhỏ hơn 3. Cự ly giữa các hố khoan phụ thuộc
vào cấp phức tạp của đất chất nền (xác định theo TCVN 10404:2015) và được quy định như sau:
-

Địa chất cấp A: cự ly hố khoan ≤ 80m.

-

Địa chất cấp B: cự ly hố khoan ≤ 40m.
13


TCVN xxxx : 2022
-

Địa chất cấp C: cự ly hố khoan ≤ 20m.

6.2.1.2 Theo phương dọc tim cống
a)

Lấy theo hố khoan tim cống ở các mặt cắt ngang.

b)

Bổ sung một hố khoan ở thượng lưu phía trước sân trước dự kiến, một hố khoan ở hạ lưu phía

sau sân sau dự kiến. Cự ly hố khoan bổ sung lấy theo mục c của 6.2.1.1.
6.2.2

Chiều sâu hố khoan

Chiều sâu hố khoan/cao trình đáy hố khoan phụ thuộc vào cấp phức tạp của địa chất nền và được quy
định như sau:
a)

Địa chất cấp A: cao trình đáy hố khoan phải thấp hơn cao trình chân đê một khoảng bằng 2,5

lần chiều cao đê tại vị trí đặt cống.
b)

Địa chất cấp B: phải khoan đến hết tầng thấm mạnh, nhưng chiều sâu hố khoan không quá

35m.
c)

Địa chất cấp C:

-

Khi nên cống là đất yếu có chiều dày lớn: cao trình đáy hố khoan phải thấp hơn cao trình chân

đê một khoảng bằng 3,5 lần chiều cao đê tại vị trí đặt cống.
-

Khi nền cống là đất thấm mạnh có chiều dày lớn: phải khoan đến hết tầng thấm mạnh, nhưng

chiều sâu hố khoan khơng q 45m.
6.3

Tài liệu khí tượng

Phải thu thập các tài liệu thống kê nhiều năm về gió, bão, mưa, nhiệt độ, độ ẩm, lượng bốc hơi tại địa
điểm xây dựng cống và vùng lân cận. Thời gian thống kê tối thểu không dưới 30 năm, số liệu thống kê
phải đảm bảo tính đại diện và độ chính xác theo yêu cầu.
6.4

Tài liệu thủy văn thủy lực

6.4.1 Đối với cống cấp nước
6.4.1.1 Các cao trình và mực nước đặc trưng phía sơng/biển tại vị trí cống.
a)

Đường q trình mực nước kiệt thiết kế phía sơng khơng chịu ảnh hưởng của thủy triều, mơ

hình triều thiết kế với vùng có ảnh hưởng của thủy triều ứng với một chu kỳ lấy nước (mực nước ứng
với mức bảo đảm phục vụ, xác định theo đối tượng phục vụ và cấp cơng trình), Zktk-t;

b)

Đường q trình mực nước lũ thiết kế phía sơng/mức đỉnh triều cao thiết kế phía biển (Z ltk - t);

mực nước lũ kiểm tra phía sơng/ mức đỉnh triều kiểm tra phía biển (Z lkt). Tần suất thiết kế và kiểm tra
của mực nước lũ phía sơng/mức đỉnh triều phía biển được xác định theo bảng 4.
c)

Cao trình đỉnh đê hiện tại.

6.4.1.2 Các trị số lưu lượng dẫn nước qua cống:
14


TCVN xxxx : 2022
a)

Đường quá trình lưu lượng thiết kế (Qtk - t)

b)

Lưu lượng lớn nhất (Qmax)

c)

Lưu lượng nhỏ nhất (Qmin) với vùng không chịu ảnh hưởng của thủy triều.

6.4.1.3 Các thơng số của kênh thượng và hạ lưu cống:
a)

Kích thước mặt cắt ngang kênh;

b)

Hình thức bảo vệ lịng dẫn của kênh;

c)

Hệ số nhám lòng kênh (n);

d)

Độ dốc đáy kênh (i);

e)

Cao trình đáy đầu kênh hạ lưu, cuối kênh thượng lưu;

f)

Cao trình bờ kênh hạ lưu (cao trình bờ kênh thượng lưu lấy bằng cao trình mặt bãi để khơng

ảnh hưởng đến khă năng thốt lũ của sơng);
g)

Mực nước khống chế đầu kênh hạ lưu, cuối kênh thượng lưu.

6.4.2 Đối với cống thốt nước qua đê.
6.4.2.1 Các cao trình và mực nước đặc trưng phía sơng/biển tại vị trí đặt cống:
a) Đường q trình mực nước kiết thiết kế phía sơng khơng ảnh hưởng triều; mơ hình triều thiết kế

thốt nước trong vùng ảnh hưởng triều (mực nước ứng với mức bảo đảm tiêu thoát nước, xác định
theo đối tượng và cấp cơng trình).
b) Cao trình mực nước lũ thiết kế phía sơng/mức đỉnh triều thiết kế phía biển ứng với tần suất lũ thiết
kế và lũ kiểm tra của cơng trình.
6.4.2.2 Các trị số lưu lượng nước thốt qua cống:
a)

Lưu lượng thiết kế (Qtk);

b)

Lưu lượng lớn nhất (Qmax);

c)

Lưu lượng nhỏ nhất (Qmin) với cống ở vùng không ảnh hưởng triều.

6.4.2.3 Các thông số của kênh thượng lưu, hạ lưu cống:
a)

Kích thước mặt cắt ngang kênh;

b)

Hệ số nhám lịng kênh (n);

c)

Độ dốc đáy kênh (i);

d)

Cao trình đáy cuối kênh thượng lưu (trước cống), đầu kênh hạ lưu (sau cống);

e)

Cao trình bờ kênh thượng lưu lưu (cao trình bờ kênh hạ lưu lấy bằng cao trình mặt bãi sơng);

f)

Mực nước u cầu tiêu thoát nước cuối kênh thượng lưu (trước cống);

g)

Phạm vi đo vẽ, thu thập tài liệu kênh: trên chiều dài 100h tính từ mặt cắt đầu cống, trong đó h là

độ sâu thiết kế ở kênh thượng lưu cống.
6.4.3 Đối với cống phân lũ
15


TCVN xxxx : 2022
6.4.3.1 Các cao trình và mực nước đặc trưng trong sơng:
a)

Cao trình mực nước sơng quy định cho việc vận hành mở cống phân lũ;

b)

Cao trình đỉnh đê hiện tại;

6.4.3.2 Các thông số của khu chứa hạ lưu;
a)

Cao trình mặt đất ở hạ lưu cống.

b)

Quan hệ V,F – Z của khu chứa.

c)

Phạm vi đo vẽ, thu thập tài liệu: tồn bộ khu chứa.

6.4.3.3 Các thơng số của kênh hạ lưu cống (nếu có):
a)

Kích thước mặt cắt ngang kênh;

b)

Hệ số nhám lịng kênh;

c)

Độ dốc đáy kênh;

d)

Cao trình đáy đầu kênh;

e)

Cao trình bờ kênh;

f)

Chiều dài kênh tính đến khu chứa.

g)

Phạm vi đo vẽ, thu thập tài liệu kênh: trên chiều dài 100h tính từ mặt cắt cuối cống, trong đó h là

độ sâu thiết kế ở kênh hạ lưu cống.
6.4.4 Xét đến yếu tố biến đổi khí hậu và nước biển dâng
Số liệu các cao trình và mực nước đặc trưng phía sơng/biển nêu tại 6.4.1.1, 6.4.2.1, 6.4.3.1 phải tính
đến yếu tố biển đổi khí hậu và nước biển dâng theo kịch bản đã được phê duyệt và ứng với tuổi thọ
thiết kế của cống.
6.5

Tài liệu về kinh tế, xã hội và mơi trường

Để lựa chọn vị trí và hình thức kết cấu cống phải thu thập và sử dụng các tài liệu sau (nếu có):
a)

Quy hoạch vùng hoặc quy hoạch tỉnh có liên quan đến khu vực xây dựng cống;

b)

Quy hoạch thủy lợi, quy hoạch đê điều hoặc quy hoạch phịng chống lũ của tuyến sơng có đê;

c)

Quy hoạch mạng lưới đường bộ;

d)

Quy hoạch kết cấu hạ tầng đường thủy nội địa;

e)

Quy hoạch hệ thống cảng cá;

f)

Tài liệu về thiên tai và hiện trạng khu vực sẽ xây dựng cơng trình;

g)

Hiện trạng về du lịch và tiềm năng phát triển du lịch ở khu vực dự kiến xây dựng cống.

7

Thiết kế mới cống qua đê

7.1

Lựa chọn vị trí đặt cống

7.1.1 Nguyên tắc chung khi chọn vị trí đặt cống.

16


TCVN xxxx : 2022
7.1.1.1 Phải xem xét một cách tổng hợp các yếu tố địa hình, địa chất, dịng chảy, bùn cát, thi công,
quản lý vận hành, lợi dụng tổng hợp, bố trí tổng thể cơng trình. Phương án chọn được xác định thông
qua so sánh kinh tế-kỹ thuật.
7.1.1.2 Nên chọn đặt cống trên nền đất thiên nhiên có phân bố địa tầng đồng đều, các lớp đất sát đáy
cống có độ chặt cao, các chỉ tiêu chịu lực và chống thấm tốt. Trường hợp nền có tầng thấm mạnh,
hoặc tầng đất yếu dày thì phải xem xét các giải pháp xử lý phù hợp.
7.1.1.3 Phải xét tới các điều kiện: dẫn dịng thi cơng, bố trí mặt bằng, nguồn vật liệu xây dựng, giao
thơng vận tải, thốt nước hố móng, cấp nước, cấp điện cho thi cơng và vận hành.
7.1.1.4 Vị trí cống phải đảm bảo thuận lợi cho công tác quản lý vận hành, duy tu bảo dưỡng cống, điều
kiện cứu hộ, cứu nạn khi có thiên tai bão lũ, thuận lợi cho việc bố trí các thiết bị giám sát, quan trắc,
vận hành tự động theo công nghệ hiện đại.
7.1.1.5 Phải xem xét để thỏa mãn các yêu cầu sau:
a)

Hạn chế di dời nhà cửa, giảm kinh phí đền bù, tái định cư, giải phóng mặt bằng;

b)

Vị trí cống phù hợp với tuyến đê, hài hịa với cảnh quan, có lợi cho việc bảo vệ mơi trường;

c)

Có thể kết hợp làm cầu đường bộ qua cống khi nội dung này có trong quy hoạch giao thơng;

d)

Có thể kết hợp xây cống và âu thuyền khi có yêu cầu.

7.1.2 Các yêu cầu bổ sung khi chọn vị trí cống qua đê sơng
Khi chọn vị trí cống qua đê sông phải đạt được các yêu cầu sau:
a)

Đặt cống ở đoạn sơng có trạng thái dịng chảy êm thuận, lịng sông và hai bờ ổn định;

b)

Ưu tiên đặt cửa lấy nước tại vị trí mà mép thượng lưu của nó là giao điểm của tiếp tuyến bờ lồi

với bờ lõm ứng với vết lũ có tần suất p = (1 – 5)%, tức điểm 3 trên hình 1. Trường hợp điểm 3 ở vi trí
quá xa so với khu vực dự kiến đặt cống (khi sơng có bề rộng lớn và góc chuyển hướng của sơng bé)
thì chọn đặt cửa lấy nước tại vị trí phù hợp trên bờ lõm của đoạn sơng cong.
c)

Cống tiêu thốt nước nên đặt ở phạm vi có thế đất thấp trũng để dễ tập trung và thốt nước.

Phương thốt nước ra sơng phải lập với phương chủ lưu trong sơng một góc nhỏ hơn 900.

α

α

CHÚ THÍCH: a) Cửa lấy nước bên cạnh; b) Cửa lấy nước chính diện

17

TCVN xxxx : 2022
Hình 1- Chọn vị trí đặt cửa lấy nước ở bờ sông
7.1.3 Yêu cầu bổ sung khi chọn vị trí cống qua đê biển.
Cống qua đê biển nên chọn tại vùng có bờ biên ổn định, ít có khả năng bi xói, bồi.
7.2

Lựa chọn hình thức, loại kết cấu cống

7.2.1 Yêu cầu chung.
Hình thức, loại kết cấu cống phụ thuộc vào nhiều yếu tố: quy mô cống (theo phân cấp ở bảng 2), điều
kiện địa chất, thi công, quản lý vận hành, quan hệ với các công trình khác. Thiết kế phải phân tích đầy
đủ các yếu tố, tiến hành so sánh kinh tế - kỹ thuật các phương án để chọn được hình thức và loại kết
cấu cống hợp lý nhất.
7.2.2 Đối với cống cấp III, cấp IV theo phân cấp ở Bảng 2
7.2.2.1 Hình thức hợp lý cho loại này là cống ngầm chảy có áp hoặc khơng áp.
7.2.2.2 Kết cấu cống phải phân tích, so sánh để lựa chọn một trong các loại sau:
a)

Cống hộp bằng bê tơng cốt thép đổ tại chỗ;

b)

Cống trịn bằng ống thép (chỉ phù hợp với vùng nước ngọt).

7.2.2.3 Có thể chọn hình thức cống ngầm khơng áp khi thỏa mãn các điều kiện sau:
a)

Trần cống cao hơn mực nước thượng lưu lớn nhất khi cống làm việc một khoảng ∆ = 0,5 ÷ 1,0 m;

b

Đỉnh đê cao hơn trần cống.

7.2.2.4 Có thể chọn hình thức cống ngầm có áp khi thỏa mãn điều kiện: cao trình trần cống thấp hơn
cao trình mực nước thượng lưu nhỏ nhất khi vận hành ở cống không áp tương ứng một khoảng ≥ 2 m.
7.2.2.5 Khi không thỏa mãn các điều kiện bố trí cống ngầm thì phải chọn hình thức cống hở.
7.2.3 Đối với cống từ cấp II trở lên theo phân cấp ở Bảng 2
7.2.3.1 Kết cấu hợp lý cho cống loại này là bê tông cốt thép đổ tại chỗ. Hình thức cống phải so sánh
giữa hai loại: cống ngầm và cống hở để lựa chọn.
7.2.3.2 Điều kiện để chọn chế độ chảy trong cống ngầm
a)

Đối với cống ngầm chảy khơng áp: Theo 7.2.2.3.

b)

Đối với cống ngầm chảy có áp: Theo 7.2.2.4.

7.2.3.3 Khi không thỏa mãn các điều kiện bố trí cống ngầm thì phải chọn hình thức cống hở.
7.3

Bố trí tổng thể cống.

7.3.1

Nguyên tắc chung và các sơ đồ bố trí điển hình

7.3.1.1. Ngun tắc chung

18


TCVN xxxx : 2022
Bố trí tổng thể cống phải căn cứ vào điều kiện địa chất, địa hình, địa vật cụ thể và nhiệm vụ của cơng
trình để đề xuất một số phương án, thơng qua phân tích, so sánh để chọn phương án hợp lý nhất.
Phương án được chọn phải thỏa mãn cao nhất nhiệm vụ cơng trình và yêu cầu lợi dụng tổng hợp, đáp
ứng được các yêu cầu thi công, vận chuyển vật liệu, thiết bị cho cơng trình; thuận lợi cho cơng tác
quản lý vận hành, cứu hộ cứu nạn, bảo vệ môi trường; tổng thể cơng trình đẹp, phù hợp với cảnh quan
chung.
7.3.1.2 Bố trí tổng thể các loại cống điển hình
Cống qua đê có nhiều loại.Tùy theo vị trí và nhiệm vụ của cơng trình mà có các mơ hình bố trí tổng thể
khác nhau. Bố trí tổng thể một số loại cống điển hình có thể tham khảo tại phụ lục A.
7.3.2

Bố trí thân cống.

7.3.2.1 Cao trình ngưỡng cống
7.3.2.1.1 Cao trình ngưỡng cống phải được chọn trên cơ sở xem xét tổng hợp nhiệm vụ của cống,
điều kiện dòng chảy, bùn cát, địa chất, thi công, kết hợp với việc chọn loại ngưỡng, loại cửa van và tiến
hành tính tốn thủy lực xác định quy mô cống, thông qua so sánh kinh tế - kỹ thuật để xác định.
7.3.2.1.2 Xác định cao trình ngưỡng cống còn phải xét đến các yếu tố sau:
a)

Cống cấp nước: Cao trình ngưỡng cống thường lấy bằng đáy kênh thượng lưu. Cao trình đáy

kênh thượng lưu cống phải đặt thấp hơn mực nước nhỏ nhất thiết kế trong sơng/biển, trị số cụ thể
được chọn thơng qua tính lốn và so sánh phương án.
b)

Cống thốt nước: Cao trình ngưỡng cống thường lấy bằng cao trình đáy kênh thượng lưu để

tăng khả năng thốt nước.
c)

Cống phân lũ: cao trình ngưỡng cống đặt cao hơn mặt bản đáy và thấp hơn mực nước khởi

động phân lũ.
d)

Trường hợp nền là đất yếu cần hạ thấp đáy móng, hoặc khi cần hạn chế lưu lượng đơn vị qua

cống để phịng xói kênh hạ lưu: phải đặt ngưỡng cống cao hơn mặt bản đáy cống.
7.3.2.2 Chiều rộng thân cống
a)

Tổng chiều rộng tĩnh của thân cống phải căn cứ vào điều kiện lưu lượng cho phép, yêu cầu

tháo được một cách an toàn lưu lượng thiết kế lớn nhất và thơng qua tính tốn thủy lực để xác định.
b)

Tổng bề rộng của thân cống không nên vượt quá bề rộng đáy kênh thượng, hạ lưu.

c)

Chiều rộng mỗi khoang cống phải căn cứ vào yêu cầu sử dụng loại cửa van, quy mơ cơng trình

để lựa chọn. Kích thước lỗ cống phải thỏa mãn yêu cầu của TCVN 8306 : 2009.
d)

Với loại cống lớn nên chọn bề rộng khoang cống lớn và phù hợp với điều kiện giao thơng thủy

(nếu có). Nếu số khoang cống ít thì nên chọn số khoang là số lẻ.
7.3.2.3 Chiều dài thân cống

19


TCVN xxxx : 2022
Mặt cắt đầu của thân cống nên chọn đặt tại vị trí mà mái đê có cao trình phù hợp với cao trình tường
đầu cống. Bộ phận cửa ra của cống (bể tiêu năng) phải đặt ở ngồi mặt cắt đê.
7.3.2.4 Hình thức kết cấu thân cống
Kết cấu thân cống thơng thường có các hình thức: kiểu hở, kiểu hở có tường ngực và kiểu kín. Cống lộ
thiên có mặt cắt kiểu hở; cống ngầm có mặt cắt kiểu kín. Cống hở có mực nước ngăn giữ (khi đóng
cửa van) cao hơn mực nước lớn nhất trong cống khi vận hành, hoặc với mục địch hạn chế lưu lượng
qua cống thì nên dùng cống có tường ngực.
7.3.2.5 Hình thức bố trí bản đáy
Có các loại: bản đáy bằng (tấm phẳng nằm ngang), bản đáy gãy khúc (vồng lên) và bản đáy có
ngưỡng cao. Khi chọn hình thức bản đáy phải lưu ý các điểm sau:
a)

Khi đất nền ở trạng thái chặt, hoặc ở khu vực có động đất thì nên chọn bản đáy bằng liền khối

với trụ. Khi nền là đất yếu mà bề rộng khoang cống lớn thì nên dùng bản đáy bằng hoặc bản đáy kiểu
hộp tách rời với trụ;
b)

Trường hợp cao trình ngưỡng cống đặt cao hơn cao trình mặt đáy cống thì chọn loại bản đáy

có ngưỡng cao. Bề rộng ngưỡng cống phải đủ lớn để bố trí cửa van;

c)

Khi ngưỡng cống đặt cao hơn mặt đáy cống một khoảng bằng 0,5÷2,0m và có nhu cầu mở

rộng đỉnh ngưỡng để bố trí cửa van thì có thể chọn bản đáy gãy khúc. Mái nghiêng hai bên đỉnh
ngưỡng chọn m ≥ 3;
d)

Hai đầu mút thượng hạ lưu của bản đáy cống phải làm chân khay để tăng khả năng chống thấm,

chống trượt.
e)

Chiều dài bản đáy (từ thượng về hạ lưu) phải được tính tốn để đủ khơng gian bố trí các bộ phận

ở bên trên (cửa van, cầu công tác, khe phai, cầu thả phai, cầu giao thơng...).
7.3.2.6 Bố trí kết cấu cống trên nền đất yếu
Phải chú ý các điểm sau đây:
a)

Chọn kết cấu loại nhẹ, có độ cứng lớn;

b)

Bố trí kết cấu đối xứng đều. Trong các trường hợp tính tốn theo quy định, độ lệch tâm của áp

lực đáy móng là nhỏ (kiểm tra theo công thức 14);
c)

Độ chênh áp lực đáy móng của các mảng đặt kề nhau là nhỏ (khống chế chênh lệch lún theo

bảng 11);
d)

Băng chắn nước ở khớp nối giữa các mảng cống phải có độ co giãn thích hợp với lún khơng

đều của các mảng;
e)

Nên tăng độ dài và tăng độ sâu đặt bản đáy cống;

f)

Giảm bớt chấn động do dịng chảy gây ra.

7.3.2.7 Bố trí khớp nối
20


TCVN xxxx : 2022
a)

Khi bề rộng cống lớn, phải chia cống thành một số mảng làm việc độc lập; kết nối giữa các

mảng kề nhau là các khớp nối vĩnh cửu có băng chắn nước bố trí ở bản đáy (khớp nối ngang) và các
trụ kép (khớp nối đứng). Mỗi mảng có thể gồm một số khoang cống. Chiều rộng mỗi mảng của cống
phụ thuộc số lượng và bề rộng của từng khoang, nhưng không vượt quá 30m.
b)

Mặt tiếp giáp của bản đáy với sân trước ở thượng lưu, bể tiêu năng ở hạ lưu; mặt tiếp giáp của

trụ biên cống với tường bên đoạn cửa vào ở thượng lưu và tường bên bể tiêu năng ở hạ lưu đều phải
làm khớp nối vĩnh cửu có băng chắn nước.
7.3.2.8 Lựa chọn hình thức cửa van điều tiết nước của cống
Phải căn cứ vào chế độ điều tiết, điều kiện làm việc cửa van, bố trí chung kết cấu thân cống, khả năng
chịu lực của cửa van và các trụ, khả năng làm việc của thiết bị đóng mở van và các nhân tố khác. Khi
phân tích để chọn hình thức cửa van phải lưu ý các điểm sau:
a)

Nên chọn cửa van phẳng trong các trường hợp:

-

Khoang cống có bề rộng Bc < 8m;

-

Khi bản đáy làm tách rời trụ;

-

Cống ngăn triều mà lúc triều cường có lực xung kích lớn tác động lên van;

-

Dùng cho cửa thông thuyền;

-

Dùng cho van sửa chữa.

b)

Có thể sử dụng cửa van cung khi:

-

Chiều rộng khoang cống lớn;

-

Chiều cao chắn nước tương đối lớn.

c)

Với cống vùng triều có nhu cầu điều tiết dịng chảy thường xun thì có thể xem xét bố trí cửa

van tự động trục đứng.
-

Khi khoang cống có chiều rộng khơng lớn (Bc ≤ 6m): bố trí van tự động một cửa;

-

Khi khoang cống có chiều rộng lớn (Bc > 6m): bố trí van tự động hai cửa (kiểu chữ nhân).

d)

Có thể xem xét sử dụng cửa van Clape trục ngang đặt ở ngưỡng cống trong trường hợp

khoang cống có chiều rộng lớn và chiều cao chắn nước không lớn.
e)

Sử dụng cửa van Clape liên hồn đối với các cống có dao động mực nước thượng hạ lưu lớn

và chênh lệch mực nước thượng hạ lưu lớn để giảm lực đóng mở và kết hợp lấy nước phù sa.
f)

Sử dụng cửa van trục ngang nhiều tầng cho cống ở vùng ảnh hưởng triều để chủ động hớt

nước ngọt hoặc lấy nước phù sa.
g)

Sử dụng cửa van bản quay trục đứng (trục giữa) cho cống ở vùng ảnh hưởng triều để lấy nước

phù sa.

21


TCVN xxxx : 2022
h)

Với van đóng mở kiểu cưỡng bức, nên bố trí mỗi van một bộ thiết bị đóng mở. Trường hợp

cống có nhiều van mà dùng thiết bị đóng mở kiểu di động thì cần có luận chứng xác đáng.
i)

Cao trình đỉnh van cơng tác của cống kiểu hở khơng có tường ngực phải cao hơn mực nước

ngăn giữ cao nhất kiểm tra một khoảng tối thiểu bằng 0,3m.
7.3.2.9 Trụ cống
7.3.2.9.1 Bố trí chung
a)

Trụ cống bao gồm các trụ pin và trụ biên (hay tường bên), thường đổ liền khối với bản đáy (trừ

trường hợp nền cống là đất yếu, làm trụ tách rời bản đáy). Chiều dài phần dưới của trụ lấy theo chiều
dài bản đáy; chiều dài phần trên của trụ pin có thể thu lại cho phù hợp với yêu cầu bố trí các bộ phận
phía trên của cống.
b)

Trụ pin dùng để chia bề rộng cống thành các khoang phù hợp với bề rộng cửa van. Trụ pin có

thể là trụ đơn hay trụ kép (có khớp nối ở giữa chia trụ thành hai nửa bằng nhau).
c)

Trụ biên dùng để nối thân cống với đất đắp hai bên mang cống.

d)

Ngoài chức năng phân chia thân cống thành các khoang, các trụ cịn có nhiệm vụ đỡ các kết

cấu bên trên như tường ngực, cầu giao thông, cầu công tác, cầu thả phai... và truyền tải trọng xuống
bản đáy.
e)

Các trụ pin của cống phải có hình dạng hai đầu kiểu thuận dòng, dòng chảy vào cống không

tách khỏi mặt bên của trụ để tránh rung động và thu hẹp dòng chảy. Độ dày nhỏ nhất tại khe cửa của

trụ pin phải đảm bảo độ bền kết cấu.
7.3.2.9.2 Khe van, khe phai
a)

Phải căn cứ vào nhu cầu thực tế để bố trí khe van, khe phai hay khe cửa van sửa chữa hợp lý,

đảm bảo vận hành an tồn khi thả phai cũng như đóng mở van.
b)

Bố trí khe phai/khe van sửa chữa:

-

Khe phai/khe van sửa chữa được bố trí ở gần biên thượng lưu và hạ lưu của trụ cống để ngăn

nước, đảm bảo lòng cống khô ráo khi cần kiểm tra, sửa chữa.
-

Với cống cấp III, cấp IV (theo Bảng 2) có thể bố trí thả phai bằng thủ cơng, khi đó phải bố trí 2

khe phai kề nhau, cách nhau nhau khoảng 0,5m để sau khi thả phai (các dầm bê tông cốt thép) thì lèn
đất vào khoảng giữa hai phai để chống thấm.
-

Với cống từ cấp II trở lên (theo Bảng 2) phải bố trí thả phai hay van sửa chữa bằng cơ giới, khi

đó cần bố trí một khe phai hoặc khe van sửa chữa.
-

Mép trước của khe phai/khe van sửa chữa thượng lưu, mép sau của khe phai/khe van sửa

chữai hạ lưu phải bố trí cách biên thượng, hạ lưu tương ứng của trụ cống một khoảng không nhỏ hơn
0,5m.

22


TCVN xxxx : 2022
-

Kích thước của khe phai/khe van sửa chữa (chiều rộng b và chiều sâu h) phụ thuộc vào kích

thước của dầm phai/van sửa chữa, được xác định theo yêu cầu thực tế
c) Bố trí khe van:
-

Cửa van phẳng: bố trí 1 khe với bề rộng và chiều sâu phù hợp với thiết kế cửa van. Khoảng

cách từ mép hạ lưu phai/van sửa chữa đến mép thượng lưu của van công tác phải đủ rộng để kiểm
tra, sửa chữa khi đóng phai/van sửa chữa (nếu cần), nhưng khơng nhỏ hơn 0,5m. Trong khe van phải
bố trí dầm thép đỡ dọc theo tuyến chuyển động trượt của van, hoặc của bánh xe đỡ, bánh xe cữ của
van có bánh xe.
-

Cửa van cung: khơng bố trí khe, mà chỉ bố trí đường trượt của thiết bị khít nước trên bề mặt trụ.

Khoảng cách gần nhất từ mép hạ lưu phai/van sửa chữa đến mép thượng lưu của van công tác khơng
được nhỏ hơn 0,5m.
d) Phải chọn vật liệu tốt, có tính bền vững lâu dài, khơng han rỉ để chế tạo khe van, khe phai và các bộ
phận đặt sẵn trong bê tơng cống.

7.3.2.9.3 Cao trình đỉnh trụ biên của cống hở (cao trình đỉnh cống) phải được tính tốn theo mực nước
lũ thiết kế, mực nước lũ kiểm tra trong sông/mực nước triều thiết kế, mực nước triều kiểm tra phía biển
khi đóng cống, cộng thêm chiều cao sóng đứng lên trụ, cửa van tương ứng (tính theo TCVN 8421 :
2010) và độ cao an toàn. Trị số độ cao an toàn lấy theo Bảng 6.
Bảng 6 – Trị số độ cao an tồn của cao trình đỉnh cống (đơn vị: m)
Cấp cơng trình

Đặc biệt

I

II

III

IV

Ứng với lũ thiết kế

1,5

1,0

0,7

0,5

0,3

Ứng với lũ kiểm tra

1,0

0,7

0,5

0,3

0,2

Trường hợp cống xây dựng trên nền đất yếu thì cao trình đỉnh cống cịn phải tính đến độ lún cố kết của
nền sau khi xây dựng cơng trình.
Trị số lựa chọn của cao trình đỉnh cống phải thỏa mãn điều kiện (1):
Zđc ≥ Zđ ,
trong đó:

(1)

Zđc - cao trình đỉnh cống;
Zđ - cao trình đỉnh đê hiện tại ở vị trí đặt cống.

Trường hợp có Zđc > Zđ thì phải thiết kế đoạn chuyển tiếp từ tường bên đến đỉnh đê ở hai bên cống.
7.3.2.10 Tường ngực
a)

Cao trình đáy tường ngực phải chọn cao hơn cao trình mực nước thượng lưu khi tính khẩu

diện cống (với sơ đồ chảy không áp) một khoảng δ = 0.5-0,7m (trị số lớn áp dụng cho cống từ
cấp I trở lên).

b)

Cao trình đỉnh tường ngực lấy bằng cao trình đỉnh trụ biên (xem 7.3.2.9.3).

c)
Cấu tạo tường ngực gồm bản chắn nước và các dầm ngang (dầm trên, dầm dưới, khi
tường có chiều cao lớn thì có thể bố trí thêm các dầm trung gian).
23


TCVN xxxx : 2022
d)

Tường ngực phải được đổ bê tông liền khối với các trụ.

7.3.2.11 Cầu thả phai/van sửa chữa, kho phai
a)

Với cống cấp III, cấp IV (theo Bảng 2) có thể bố trí thả phai bằng thủ cơng. Cầu thả phai được

bố trí ở hai bên mỗi vị trí thả phai. Cấu tạo cầu gồm tấm bê tông cốt thép có chiều rộng tối thiểu 0,5m;
biên ngồi của tấm (so với vị trí khe) có bố trí lan can phòng hộ.
b)

Với cống từ cấp II trở lên (theo Bảng 2) phải bố trí thả phai hoặc van sửa chữa bằng cơ giới,

khi đó bố trí một khe phai/van sửa chữa. Cầu thả phai/van sửa chữa cũng bố trí hai bên khe. Kết cấu
cầu là tấm bê tông cốt thép rộng ≥ 0,5m đổ liền khối với tường hai bên đoạn cửa vào cống. Biên ngồi
của cầu có bố trí lan can phịng hộ. Trên mặt cầu có gắn đường ray của xe thả phai/van sửa chữa;
khoảng cách giữa 2 ray phải phù hợp với khoảng cách các chân của máy thả phai/van sửa chữa.

c)

Trường hợp cống có nhiều khoang, nên bố trí máy thả phai/van sửa chữa di động. Khi đó cầu

thả pha/van sửa chữai cũng bố trí như ở mục b của điều này. Đường ray phải bố trí từ kho phai/van
sửa chữa đến hết các khoang cống.
d)

Phải bố trí kho phai/van sửa chữa ở vị trí vai phải hoặc vai trái cống (phụ thuộc vào bố trí tổng

thể cơng trình). Tim kho phai phải đảm bảo điều kiện thuận tiện cho vận hành lấy và cất phai/van sửa
chữa. Chiều rộng và chiều sâu kho phải tính tốn để chứa hết số phai/van sửa chữa dự kiến của cống.
7.3.2.12 Cầu cơng tác
a)

Điều kiện bố trí cầu cơng tác

-

Đối với cống hở: khi van đóng mở bằng trục vít hoặc tời kéo thì cần có cầu cơng tác để bố trí

thiết bị đóng mở, mặt bằng để vận hành đóng mở van, bảo dưỡng, sửa chữa thiết bị. Trường hợp van
đóng mở bằng xi lanh thủy lực (van cung, van clape) thì thiết bị đóng mở được đặt ngay trên đầu trụ,
khơng phải bố trí cầu cơng tác.
-

Đối với cống ngầm: cần có cầu cơng tác bao gồm sàn kéo van và cầu để nối sàn kéo van với

đỉnh hoặc thân đê.
b)

Bố trí cầu cơng tác ở cống hở

-

Kết cấu cầu công tác bao gồm hệ thống cột được đổ liền với trụ cống, các dầm đỡ, sàn cầu và

nhà bao che ở phía trên (nhà van).
-

Cao trình sàn cầu công tác phải đảm bảo không gian để mở hết cửa van khi cần thiết và được

xác định theo cơng thức (2):
Zct = Zđv +Hv +d + a

(2)

trong đó:
Zct – cao trình sàn cầu cơng tác, m;
Zđv – cao trình đáy cửa van khi mở hết, m;
Hv – chiều cao van phẳng, hoặc chiều cao hình chiếu cạnh của van cung khi mở hết, m;

24


TCVN xxxx : 2022
d – tổng chiều cao của tai van phẳng (bộ phận nối với trục vít), dầm và bản mặt cầu công tác, m;
a – độ cao an tồn, có thể lấy a = 0,3÷0,5m.
-

Nhà van phải bố trí khơng gian đủ rộng để đặt thiết bị đóng mở và vận hành điều khiển van an

tồn, phải có kết cấu bền vững, có bộ phận bao che kiên cố. Kiến trúc nhà phải đẹp, phù hợp cảnh
quan để tạo điểm nhấn kiến trúc cho cơng trình.
-

Hệ thống khớp nối ở cầu cơng tác phải bố trí trùng với khớp nối ở thân cống. Tại các vị trí có trụ

kép ở thân cống cũng phải bố trí cột kép ở cầu cơng tác.
c)

Bố trí cầu cơng tác ở cống ngầm

-

Cao trình sàn kéo van và cầu chọn bằng nhau, thỏa mãn công thức (2) nhưng phải cao hơn

mực nước lũ kiểm tra trong sông/biển một khoảng ≥ 0,5m.
Sàn kéo van phải có kích thước đủ rộng để bố trí thiết bị, thao tác đóng mở van, bảo dưỡng và
sửa chữa thiết bị. Bốn phía sàn có bố trí lan can phịng hộ.
Cầu nối với đê phải có chiều rộng ≥ 1,5m và có kết cấu đủ bền vững để có thể vận chuyển cửa
van và thiết bị khi thay thế, sửa chữa.
d)

u cầu về tính tốn kết cấu cầu cơng tác

Cần tính tốn kết cấu hệ thống cột, dầm, bản mặt cầu công tác đảm bảo độ bền, ổn định trong vận
hành, tránh hiện tượng lệch tâm khi đóng mở cửa van.
7.3.2.13 Cầu giao thơng
-

Vị trí đặt cầu giao thông phải chọn sao cho không cản trở việc thao tác đóng mở van và phai.

-

Cao trình mặt cầu nên chọn ngang với đỉnh cống.

-

Bề rộng và kết cấu cầu phải chọn theo yêu cầu giao thông.

7.3.2.14 Yêu cầu đối với cống có kết hợp giao thơng thủy:
a)

Khi thời gian ổn định của mực nước thượng hạ lưu cống tương đối dài thì có thể bố trí cửa

thơng thuyền trong số các khoang của cống. Chiều dài, chiều rộng tĩnh của cửa thông thuyền, độ sâu
nước và khoảng lưu không phải xác định theo các yêu cầu kỹ thuật của giao thông thủy.
b)

Khi không thỏa mãn các điều kiện nêu ở mục a của điều này thì phải bố trí riêng âu thuyền. Vị

trí, kích thước và kết cấu âu thuyền được thiết kế theo tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành.
7.3.3 Thiết kế phịng thấm và thốt nước thấm ở nền cống, mang cống.
7.3.3.1 Bố trí phịng thấm ở nền cống
a)

Phải căn cứ vào điều kiện địa chất nền và độ chênh mực nước thượng hạ lưu cống, kết hợp

với bố trí tổng thể cống và điều kiện cụ thể ở hai bờ để bố trí các bộ phận tạo thành hệ thống phịng

thấm, thốt nước hồn chỉnh.
b)

Khi nền là đất thấm vừa thì phía trước thân cống (sân trước) có thể bố trí lớp phủ bằng bê tơng

cốt thép hoặc đất loại sét. Hệ số thấm của lớp phủ yêu cầu nhỏ hơn hệ số thấm của đất nền cống trên
50 lần.
c)

Khi nền là tầng thấm mạnh (đất cát cuội sỏi, cát bột, cát mịn, đất pha cát bột nhẹ):
25


TCVN xxxx : 2022
- Nếu tầng thấm mạnh có chiều dày đến 10m thì phải đóng cừ phía đầu và hai bên bản đáy cống,
chiều sâu cừ cắt qua tầng thấm mạnh và cắm sâu vào tầng phía dưới một khoảng khơng nhỏ hơn 1m.
- Nếu tầng thấm mạnh có chiều dày lớn hơn 10m thì phải bố trí sân phủ kết hợp với cừ treo ở đầu
và hai bên bản đáy cống.
d)

Khi tầng phủ dưới bản đáy là thấm ít, nhưng phía dưới là tầng thấm vừa hoặc thấm mạnh thì

phải tính tốn ổn định chống đẩy trồi tầng phủ ở cửa ra của dòng thấm. Khi cần thiết có thể bố trí tầng
gia trọng ở phần hạ lưu cống, hay đặt giếng giảm áp thoát nước sâu vào phía dưới tầng phủ.
e)

Trong mọi trường hợp ở cửa ra của dịng thấm phải bố trí tầng lọc ngược và lỗ thốt nước lên

phía trên bản đáy bể tiêu năng.
g)

Khi cống làm việc 2 chiều, phải bố trí thiết bị phịng thấm và thốt nước thấm cho cả hai chiều.

Trường hợp có đóng cừ thì thực hiện theo mục c của điều này. Khi phải đóng cừ treo thì chiều sâu cừ
phía cột nước thấm nhỏ hơn phải chọn ngắn hơn so với phía đối diện.
7.3.3.2 Thiết kế cừ:
Thực hiện theo TCVN 12633:2020.
7.3.3.3 Bố trí sân phủ
a)

Sân phủ bằng bê tông cốt thép

-

Độ dày sân phủ bê tông tối thiểu khơng dưới 0,3m.

-

Phải bố trí khe vĩnh cửu có băng chắn nước để phân tách sân với tường cánh thượng lưu và

chia sân thành các mảnh độc lập. Khoảng cách giữa hai khe kề nhau khoảng 10÷12m, trong đó trị số
nhỏ dùng cho tấm bê tông ở sát chân tường cánh thượng lưu.
b)

Sân phủ bằng đất sét

-

Chiều dày sân phủ bằng đất sét phải căn cứ vào trị số độ dốc thủy lực cho phép của đất để xác

định; chiều dày sân chọn tăng dần từ đầu đến cuối sân, với chiều dày đầu sân tối thiểu không dưới
0,6m.
-

Trên bề mặt sân phủ đất sét nên có tầng bảo vệ chống nứt mặt sân khi kênh cạn nước.

7.3.3.4. Bố trí phịng thấm ở mang cống
a)

Ngun tắc bố trí

Thiết bị phịng thấm ở mang cống gồm tường găm, hàng cừ, vật thoát nước. Phải căn cứ vào điều kiện
địa chất và đất đắp sau lưng tường bên cống, mực nước thượng hạ lưu cống để xem xét; giải pháp
được chọn phải tương thích với bố trí phịng thấm, thốt nước của nền cống.
b)

Tường găm

Tường găm được bố trí trong khoảng nửa phía thượng lưu của tường bên cống, có tuyến vng góc
với tường bên hoặc hơi chếch về thượng lưu để tăng khả năng chống thấm. Chiều dài mỗi phía của
tường găm được xác định trên cơ sở tính tốn đảm bảo độ bền thấm của đất mang cống, nhưng
26