Luận án tiến sĩ kỹ thuật chuyên ngành Kỹ thuật xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu lựa chọn quy mô công trình dẫn dòng thi công trong xây dựng công trình thủy lợi thủy điện ở Việt Nam

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (7.41 MB, 181 trang )

Trang 1<div class="page_container" data-page="1">

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

MAI LÂM TUẦN

NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN QUY MƠ CƠNG TRÌNH

DẪN DỊNG THỊ CƠNG TRONG XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH

THỦY LỢI THỦY ĐIỆN Ở VIỆT NAM

LUẬN ÁN TIEN SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI, NĂM 2019

</div>Trang 2<div class="page_container" data-page="2">

BO GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO. BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRUONG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

MAI LÂM TUẦN.

NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN QUY MƠ CƠNG TRÌNH DAN DONG THI CƠNG TRONG XÂY DUNG CONG TRÌNH

THUY LỢI THỦY ĐIỆN Ở VIỆT NAM.

Chuyên ngành: KỸ THUAT XÂY DỰNG CÔNG TRINH THUY

Mã số: 9580202

NGƯỜI HƯỚNG DAN KHOA HỌC: _ 1. PGS.TS NGUYEN QUANG CƯỜNG

2. PGS.TS LÊ VAN HUNG

HÀ NỘI, NĂM 2019

</div>Trang 3<div class="page_container" data-page="3">

LỜI CAM ĐOAN

“ác giả cam đoan luận ân là cơng tình nghiên cứu của tác giả. Các kết quả nghiền cứu và các kết luận trong luận án là trung thực, không sao chép từ bất kỳ nguồn nảo và dưới bắt kỳ hình thức nào. Nguồn tả lệu tham khảo được trích din theo đúng quy

fe giả luận án

Tuấn

</div>Trang 4<div class="page_container" data-page="4">

LỜI CÁMƠN

Sau thời gian thực hiện luận án, với sự nỗ lực của bản thân cũng với sựp đỡ tan

tinh của tập thể hướng dẫn, các nhà khoa học, luận án tiến sĩ “Nghiên cứu lựa chọn.

quy mơ cơng trình dẫn dng thi cơng trong xây dựng cơng trình thủy lợi thủy điện ở

Việt Nam” được hoàn thành.

ác đến PGS.TS, Nguyễn Quang Cường; PGS.TS. LêVan Hùng đã dành nhiễu công sức giúp đỡ và tận tinh hướng dẫn tác giả hoàn thành

“ác giả bảy tỏ lông biết ơn sâu

lugn án.

‘Tie giả tân trong cảm ơn các thiy giáo, cô gio và cin bộ cia Trường Bai học Thủy

Lợi, đặc biệt là Bộ môn Công nghệ và Quản lý xây dựng, Khoa Cơng trình, Phịng.Bio tạo đi học và sau đại học, các nhà khoa học từ các đơn vị trong và ngoài trường

Đại học Thủy Lợi có nhiều đóng góp quý báu và đã giúp đỡ tác giá trong suốt quá

trình nghiên cứu và hoàn thành luận án,

Tác giả cảm ơn các đồng nghiệp, ban bè và gia đình đã động viên, giúp đỡ, tạo điều.

‘kign để tác giả hoàn thành luận án này.

</div>Trang 5<div class="page_container" data-page="5">

MỤC LỤC

LỎI CAM DOAN. iLỎI CAM ON. iiMỤC LỤC... " " soonDANH MỤC CÁC HINH ANIL viDANH MỤC BANG BIEU, viiDANH MỤC CÁC TỪ VIET TAT VA GIẢI THÍCH CÁC THUẬT Ne

MỞ DAU 1

HUONG | TONG QUAN VE DAN DONG THI CƠNG TRONG XÂY DUNG CONG TRÌNH THỦY LỢI, THỦY ĐIỆN. 6 1.1 Tấm quan trọng của công tae dẫn dng thi công 6

12. Lựa chọn lưu lượng thiết kế din đồng và nh toán thủy lực dẫn đồng 812.1. Tần suất thiết kế din đồng thi công. 8

1.2.2. Thời đoạn dẫn dỏng thi công. vs - vs 10 1.23 Tính tốn thủy lực dẫn dịng. : : " 1.3 Dẫn ding thi công qua cổng, đường him R

1.3.1 Dẫn ding thi công qua công, 313.2. Dẫn dịng thi cơng qua đường him, 151.4 Din dịng thi cơng qua đập dang xây dựng. 17

1.4.1 Dẫn dịng thi công qua đập đá 46 đang xây dymg... - 17

1.42. Dẫn dịng thi cơng qua đập bê tơng dang xây đựng 231.43 Dẫn ding thi công qua đập dat dang xây dựng 24

1.44 Dẫn ding thi công đồng thoi qua đập đang xây dựng và cổng, đường him „28

15. Kết luận chương | 28

CHƯƠNG2 — CƠ SỞ KHOA HOC LỰA CHỌN LƯU LƯỢNG THIET KE DAN DONG THI CÔNG VA TINH TỐN THỦY LỰC DẪN DONG 30 2.1 Phân ích lựa chon tin suất thiết kể dẫn dng thi công 30 2.11. Cơ sở lựa chọn tin sut thiết kể dn đồng thi công 30

3.12. Cơ sở khoa học dé nâng hoặc hạ cấp tin suất thiết kế dẫn dòng 31

2.2. Xác định thời đoạn din dịng thi cơng. - 3422.1 Nhân tổ ảnh hướng đến việc chon thời đoạn dẫn dịng tỉ cơng 342.2.2 Điều kiện khí hậu và ding chảy các vùng của Việt Nam 3s

3 ` Cơ sở lựa chọn quy mơ cơng tinh din dịng 3823.1. Dẫn dng qua cơng trình độc lập 38

2.32. Dẫn dong đồng thời qua công và đập dang xây dựng 41

24 Cơ sở lý thuyết tinh tốn thủy lực dẫn dịng thi cơng va điều tiết lũ. 42.4.1 Tính tốn thủy lực qua dip dang xây dựng 42

2.4.2 Tinh toan thủy lực din dịng qua cơng 45

2.4.3 Tinh tốn thủy lực din ding ding thời qua hai hoặc nhiều công trinh din

dòng - ° ° ° 48

</div>Trang 6<div class="page_container" data-page="6">

2.44 Điều tiếtlũ trong dẫn dịng thi cơng 49

2.4.5 Giới thiệu phần mềm Flow-3D. s0

2.5 Tinb toán lưu tốc lõn nhất khi dẫn đồng qua đập đá đỏ, đá đáp dang xây dựng .50

2.6 Kết luận chương 2 33

CHUONG 3 NGHIÊN CUU PHAN TÍCH LỰA CHỌN HỢP LY QUY MO

CONG TRÌNH DAN DONG THỊ CÔNG : 543⁄1. Nghiên cứu lựa chọn tin suit ưu lượng và thôi đoạn thiết kế dẫn dô 54

3.1.1. Chọn tin suit lưu lượng thiết kế dẫn đông theo tigu chuẳn các quốc gi... 543.12. Lựa chọn thai đoạn dẫn ding trong điều kiện khí hậu Việt Nam. 37

3.1.3. Xác định lu lượng thiết kể dẫn ding thi cơng 60 3.2. Lập chương trình tinh tốn thủy lực dẫn dịng thi cơng và điều tiết Id... 61

3.2.1. Lập chương trình tính tốn thủy lực dẫn đồng thi cơng qua cổng. 613.2.2 Lập chương trình tính tốn thay lục din dịng thi cơng đồng thi qua đập

đang xây đựng và cơng, 663.2.3. Lập chương trình tính tốn điều iết lũ 673.2.4 Kiểm định chương nh tỉnh toán thủy lực n3.3 Nghiên cứu ảnh hướng của thông số công tỉnh đến lưu tố lớn nhất khi dẫn đồng‘qua đập đá đổ đang xây dựng 12

3.3.1 Xác định lu tốc trên bề mặt đập đá đỗ đang xây dựng khi dẫn đồng...72

3.3.2. Kiểm định chương trình tinh lưu tốc lớn nhất trên bề mặt đập đá đồ đang xây,

dung khi din dòng... ° 1

3.3.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của hệ: số mái đốc của đốc nước đến lưu tốc lớn nhất..

3.34. Nghiên cứu ảnh hường của chiều dài dốc nước đến lưu tốc lớn nhất 4

3.35. Nghiên cứu ảnh hưởng của chênh lệch độ cao cuối dốc nước so với mực nước

hạ lưu đến lưu tốc lớn nhất 5

3.3.6. Nhận xét chung 6

3.37. Sử dụng kết qua nghiên cứu, 8 3.4 Kết luận chương 3 9 CHUONG 4 ỨNG DUNG KET QUÁ NGHIÊN CỨU CHO MOT SỐ CÔNG

TRINH THUY LỢI, THUY ĐIỆN Ở VIỆT NAM. 1

4.1. Phân tích việc lựa chọn tần suất thiết kế dẫn dịng. sense ¬..

4.1.1 Giới thiệu cơng trình "

4.1.2 Sử dụng cơng trình chính dé din đồng thi cơng 164.1.3 Sử dụng cơng tình chỉnh tham gia din dng. "74.1.4 ĐỀ xuất chọn tin suất thiết kế dẫn đồng thi công 18

4.2 Lựa chọn thông số dẫn dịng qua đập xây dựng dé cho cơng trình hồ chứa nước.

Cita Đạt 19

4.2.1 Số liệu đầu vào 19

42.2 Gia cd b mat đập khi din dòng qua đập dang xây dựng 21

</div>Trang 7<div class="page_container" data-page="7">

4.23 Tính cường độ thi công và ch phi gia cỗ.

424 Kết qua tính tốn

4.25 Phân tích lựa chọn thơng số din dang.

4.2.6. Kiểm chứng bằng phương pháp số tỉnh thủy lực.

4⁄3. Kế luận chuong 4

KẾT LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ, : DANH MỤC CONG TRÌNH ĐÃ CƠNG BO “TÀI LIEU THAM KHAO

</div>Trang 8<div class="page_container" data-page="8">

DANH MỤC CÁC HÌNH ANH.

Hình 1.1. Cơng trình thủy điện Sơn La - Mặt cắt dọc cổng dẫn dịng 14Hình 1.2, Cơng trinh thủy điện Tun Quang - Mat cắt ngang cổng dẫn ding thi công

: " ' 4

Hình 1.3. Cơng trình thay điện Binh Điễn - Mặt cắt doc cơng dẫn dịng thi cơng...5

Hình 1.4, Cơng trình Cửa Đạt - Duong him dẫn dng TN2 16Hình 1.5. Cơng trình thủy điện Huội Quảng - Mặt cất doc him dẫn dịng thi céng....16Hình 1.6, Hồ chứa Mao Gia Thơn ~ Bổ tí kết hợp đường him dẫn ding, đường him

tháo lũ và đường him tháo nước. ° 17

Hình 1.7. Cơng trình Toktogunskia - Tháo I trần qua dé quai giai đoạn 1 IsHình 1.8. Cơng trình Ust-Khantaiska - Sơ đổ din đồng tin qua để quai giai đoạn Ì vàhồ móng: trần qua đập đá đổ dang xây dựng, 19

Hình 1.9. Cơng trình Braunla ~ Mat cắt ngang đập 20

Hình 1.10. Dap Ord - Dẫn dịng qua đập đá đô dang xây dựng và phương án gia cơ ..20

Hình 1.11. Cơng trình thủy điện Tun Quang - Đề quai thượng lưu được phủ bê tông.sốt thép để cho li tần qua trong q trình th cơng, 21

Hình 1.12, Cơng trình thủy điện Hịa Bình - Mặt cát dip ở ving kênh thi công trong

giai đoạn tháo lũ 1986 2

Hình 1.13, Cơng trình Cửa Đạt - Dẫn dong qua đập dang xây dựng năm 2007 2

Hình 1.14, Cơng trình thủy điện Sơn La - dịng qua cơng và đập đang xây dựng mùa.lã 2009, 23Hình 1.15, Cơng ình Sẽ San 4 - Chuân bị tháo l qua đập đang xây đựng 52007....24

Hình 1.16. Gia cổ đập đắt khi cho nước tin qua 24Hình 2.1. Tương quan chỉ phi với kích thước cơng trình din dịng 39

Hình 2.2. Các thơng số thủy lực của đập tran... - "¬.

Hình 2.3. Đập trin đình rộng chảy khơng ngập và chảy ngập dd

Hình 24. Đường quan hệ lu lượng với mực nước thượng lưu của cổng 45 Hình 2.5. Sơ đồ cúc chế độ chảy qua cổng 46

Hình 2.6. So đồ tinh tốn thủy lực dẫn dịng qua kênh 47

Hình 2.7. Sơ đồ thủy lực cơng chảy có áp... ¬ " 48

Hình 2.8. Biến thiên năng lượng ding chảy ôn định khi vit phương trình Bemoulli 51Hình 2.9. Sơ đồ tinh ton thủy lực qua dip đá đổ đang xây dựng 32

Hình 3.1. Đường qua trình mực nước thượng lưu và chiều cao đập khi dẫn dịng...59

Hình 3.2. Bip dip chính theo mặt cắt kính tệ 59

Hình 3.3. Tương quan Q~H khi chuyển tiếp chảy ngập sang chảy khơng ngập. 61

Hình 3.4. Tương quan Q-Ho khi chuyễn iếp chảy không áp sang ebdy có 8.62Hình 35. Sơ đồ khối tính thúy le dẫn dịng qua cổng 65

Hình 3.6. So đồ khối tinh thủy lực dẫn dòng qua đập dang xây dựng và cối 68

Hình 3.7. Sơ đồ khối tính điều tiết lũ 70

</div>Trang 9<div class="page_container" data-page="9">

Hình 3.8. Đường mặt nước và diễn biến lưu tốc trên b& mặt dip đá đổ dang xây dựng

khi din dong

Hình 3.9. Kigm định chương trình tính lưu te trên độc nước - THỊ

Hình 3.10, Kiểm định chương trình tính lưu ốc trên đốc nước - TH2

Hình 3.11. Kiểm định chương trình tính lưu tốc trên dốc nước - TH3

Hình 3.12. Quan hệ q ~ Vinx trường hop 150m, Hz = 0m....Hình 3.13. Quan hệ q ~ Vius trường hợp m= 8, Hz = 0m.

Hình 3.14, Quan hệ q ~ V5. trường hợp m= 8, L= 150m.

Hình 3.15, Ảnh hưởng của thơng số m, Hạ đến lưu tốc lớn nhất

Hình 3.16, Ảnh hưởng của thơng số L, Ho đến lưu tốc lớn nhất

Hình 3.17. Lựa chọn thông số đập đá đô đang xây dựng phục vụ dẫn dịng.... Hình 4.1. Mặt cắt ngang đập dip đập vượt là giai đoạn 2

gia cổ đốc nước bằng tắm bê lơng

Hình 4.3. Xác định chiều dây trung bình của tim bê tơng

Hình 44. Gia cổ bề mặt cho nước tràn qua đập đá đổ đang xây dựngHình 4.5. Mặt cắt ngang đập tính khối lượng giai đoạn 1 và giai đoạn 2.

Hình 4.6. Mặt cắt dọc đập tính khối lượng giai đoạn 1 và giai đoạn 2

Hình 47. Lưu tốc lớn nhất cúc phương in

Hình 48. Chỉ phí vật liệu gia cổ đập cho các phương án.

Hình 49. Khối lượng thi công giai đoạn 1 và giai đoạn 2 các phương án

Hình 4.10. Cường độ thi cơng giai đoạn 1 và giai đoạn 2 các phương án

Hình 4.11. Mơ hình tính tốn dong chảy trên bé mặt đập đang xây dựng 2 chiều.

Hình 4.12, Kết quả tinh tốn 2 chiều đồng chảy trên bé mặt dip đang xây dựng

Hình 4.13, Cao trinh mực nước thượng lưu tại TTHình 4.14, Lưu tốc đồng chảy tai TTI

Hình 4.15, Lưu tốc đồng chảy tại TT2

Hình 4.16, Lưu tốc đồng chảy tại TT3

Hình 4.17, Mơ hình dẫn dang qua đập đang xây đựng và đường him

Hình 4.18, Điều kiện ban đầu din đồng qua đập đang xây dựng và đường him,

Hình 4.19, Kết quả phân bổ đồng chảy qua dip dang xây đựng và đường him,

Hình 4.20. Kết qua phân bo dịng chảy cắt qua tim đường him Hình 4.21, Lưu tốc đồng chảy tại TT4

Hình 4.22, Lưu tốc đồng chảy tại TT?Hình 4.23, Lưu tốc đồng chảy tại TTSHình 4.24, Lưu tốc đồng chiy tai TTS

Hình 4.25, Lưu tốc dịng chảy tại TT6.

Hình 4.26, Lưu tốc đồng chảy tại TT9

</div>Trang 10<div class="page_container" data-page="10">

DANH MỤC BANG BIEU

Bảng 2.1. Phân chia mùa kiệt và ma lũ $ vùng của Việt Nam 37

Bảng 3.1, Tan suất lưu lượng thiết kế của công nh dẫn dng. s4

Bảng 3.2. Tần suất lưu lượng thiết kế dẫn dòng khi cho nước tràn qua đập dang xây dựng.

Bang 3.3. Tân suất tiết kế din đồng thi công khi cơng trinh chính tham gia phục vụ

Bảng 3.4, Tin suất lưu lượng và mực nước lớn nhất để thiết kế các cơng trình tạm thời

phục vụ cơng tác dẫn dịng thi cơng. - - - 56

Bang 3.5. Bảng tinh tốn điều tiết lũ 69 Bảng 3.6. Din dang thi công qua cổng - So sinh kết qua thi nghiệm mô hình với tính

tốn bằng chương trình. 1

Bảng 3.7. Dẫn đồng thi công qua đập đang xây dựng và công - So sinh kết quả thí

nghiệm mơ hình với tính tốn bằng chương trình. 72

Bảng 3.8, Thơng số đầu vào tính tốn Via... —

Bảng 3.9. Kết quả tính lưu tốc lớn nhất trên bề mặt đập đã đồ dang xây dụng khi dẫn

đông 14Bảng 3.10. Các ming hợp tinh kiêm định chương trình. h

Bang 3.11. Kết quả tính lưu tốc lớn nhất trường hop 150m, E 3 Bảng 3.12. Kế quả tinh lưu tốc lớn nhất trường hợp m=8, He " 4

Bang 3.13. Kết quả tỉnh lưu tốc lớn nhất trường hợp m=, L = 150m 5Bảng 4.1. Thông số kỹ thuật của cơng tình thủy điện Tun Quang "Bảng 4.2. Các thơng số kỹ thuật cơng trình Cửa Đạt ụ

thơng số kỹ thuật cơng trình thủy điện Sơn La. 14

thơng số kỹ thuật cơng trình thủy điện Lai Châu.. ° 15

Bảng 4.5, Tin suất thiết kế din dòng khi dẫn đồng qua dip đang xây dựng 16

Bảng 4.6. Tin suất thiết kế din dịng khỉ cơng trình chính tham gia din dong...17

Bảng 4.7. DỀ xuất tần suất lưu lượng thiết kể dẫn đồng khi cho nước trin qua đập dang

xây dựng. 19

Bang 4.8, Thông số dip dé đồ xây dụng dỡ. : : 2Bảng 4.9. Kết quả tinh toán thủy lực din dòng kết hop đập dang xây dựng (rin) vàđường him. 26Bảng 4.10. Kết quả tinh toán cường độ thi cơng và chi phí gia cổ các phương án...7

</div>Trang 11<div class="page_container" data-page="11">

TỪ VIẾT TAT VÀ GIẢI THÍCH CÁC THUẬT NGỮ ĐANH MỤC CÁ

1... Danh mục các từ viết tắt

CFRD. Đập đá đồ bản mặt bê tông (Concrete Face Rockfill Dam - CFRD)

LSTH Lông sông thu hẹpLSTN Lông sông tự nhiênMNHL Mie nước hạ lưuMNTL Mực nước thượng lưu

QCVN Quy chuẩn Quốc gia Việt Nam

RCC Bê tông dim lan (Roller Compacted Concrete ~ RCC)

TCVN “Tiêu chuân Quốc gia Việt NamTNMH “Thí nghiệm mơ hình

Qe Lưu lượng thiết kế dẫn dịng

Qn Lưu lượng thiết kế cơng trinh dẫn dng

2. Giải thích các thuật ngữ

Cơng trình din dịng: Gồm cơng trình dẫn nước và cơng trình ngăn nước. Cơng trìnhdin nước có thé là kênh, cổng, đường him, đập đang xây dựng, tran đang xây dựng,

tràn xã lũ... có nhiệm vụ dẫn nước từ thượng lưu về hạ lưu. Cơng trình ngăn nước cỏthé là để quai, đập tam, đập chính dang xây dung, đập chính... có nhiệm vụ chin nước:

nước về hạ lưu,bảo vé hồ móng, hướng ding chảy theo cơng trnh

“Tần suất thiết kế dẫn dịng: Tân suất lưu lượng và mực nước lớn nhất để thiết kế các cơng trình phục vụ dẫn đơng th cơng

“Thời đoạn dẫn dong: Khi thiết kể dẫn dong, người ta chia quá trình dẫn dịng ra một

thời đoạn. Thời đoạn có thẻ là một vai tháng, một mùa, một năm hoặc.

ng với mỗi thời đoạn

sơng trình chin nước

dẫn nước và

dịng, sử dụng một loại công

ưu lượng dng chảy lớn nhất trong thời đoạn

aru lượng thiết kế din dịng (Q

đơng ứng với tần suất thiết kế

Lưu lượng thiết kế cơng trình din ding (Qa): Lưu lượng dịng chảy qua cơng trình din đồng để thiết kế cơng trình dẫn nước. Lưu lượng này ding để thiết kể cho hạng

mục cơng trình dẫn dong được xác định trên cơ sở lưu lượng thiết kế dẫn dang và tính

tốn cân bằng nước.

</div>Trang 12<div class="page_container" data-page="12">

1, Tinh cấp thiết của luận án.

sắc cơng trình thủy lợi, thủy điền xây dựng trên sông, suỗi đều phải dẫn dịng

thi cơng. Trong q trình xây dựng, nhiều cơng trình do lựa chọn qui mơ cơng trình

din dịng chưa hợp lý dẫn đến sự có như dé quai hoặc đập chính bị vỡ... gây thiệt hại nhiều mặt thời hạn thi công bị kế đãi

“Công tác dẫn ding thi cơng là một trong những nội dung quan trọng có tính chất quyết định thành cơng trong xây dựng các cơng trình đầu mối thủy lợi, thủy điện. Ở Việt

Nam đã thực hiện xây dựng thành công nhiều công trinh đầu n i thủy lợi, thủy điệnlớn nhỏ khác nhau. Trong đó, có những cơng trình điển hình như Thác Ba, Hòa Binh,

“Tuyên Quang, Cửa Đạt, Sơn La, Bản Chat, Nim Chiến... Các phương ấn dẫn dịng và

sắc thơng số của cơng trình dẫn ding đã được lựa chọn và thiết kế hợp lý góp phần

xây dung cơng trình đầu mỗi đúng tiến độ, an tồn và n chi phí.

Việc lựa chọn phương án và quy mơ của cơng trình dẫn dịng gắn liền với các bude

kế. Cơng tác dẫn dịng có tinh chất quyết định đến lựa chọn kí * các hạng mụcsơng trình trong hệ thẳng, đến tinh tự xây dựng, tiến độ, an tồn và chỉ phí xây dựng.

“Thơng thường, khí thiết kế cin để xuất một số phương án và khi lựa chọn phương án. hợp lý phải thơng qua phân tích kinh tế kỹ thật, trong đó có việc lựa chọn sơ đồ dẫn

dồng, ching loại và qui mô công tinh dẫn đồng thông qua các bước như: chọn lưu

lượng thiết kể, nh toán thủy lực và thí nghiệm mơ hình, ác định các thơng số cơ bản

ciia cơng trình dẫn dịng, nh tốn ơn định, thiết kế gia cổ.

Quy mơ của cơng trình dẫn đồng phụ thuộc vào rất nhiễu yêu tổ như: chỉ phi xây dựng sơng trình dẫn dong va tiều năng ở hạ lu, chỉ phí đắp để quai, tình tự và tiến độ thi công, khối lượng thi công công trình chính và cơng trình tạm trong các giai đoạn, chỉ phí ngập lụt phịng tránh hay chấp nhận rủ ro... Đ có thể xác định quy mơ cơng trình

din dịng và đánh giá hiệu quả cơng tác dẫn dịng, người thiết kế phải đủ năng lực

cũng như phải tinh tốn cơng phu với khối lượng cơng việc tính ton rt lớn

</div>Trang 13<div class="page_container" data-page="13">

Việc xác định thông số thủy lực cơng trình dẫn dịng là một trong những nội dung tốn

nhiều cơng sức và trí tuệ của kỹ sư thiết kế, Vấn để đặt ra là làm sao tính tốn thủy lực.

én giúp cho việc sơ bộ xác định phương éndin dịng thi cơng được nhanh và thuận.

dẫn ding hợp lý cùng với quy mô của công trinh dẫn dong trước khi thiết kế chỉ tế, Những bài tốn co bản về tính tốn thủy lực dẫn dịng thi công cũng đã được nhiều tác

tp nhưng chưa khái quất hóalộc ứng dụng cũng

như quy tinh tính tốn cụ thể nhằm giúp những người thiết ké sau này thực hiện hiệu

cquả hơn,

6 Việt Nam và trén thé giới đã xây đụng thành cơng rắt nhiều cơng trình đầu mồi thủy

lợi, thủy điện, nhưng công tác tổng kết đúc rút kinh nghiệm cũng như quy trình tính. tốn được cơng bổ đối với mỗi cơng trình cũng chưa thật đầy đủ và toàn diện. Việc xác định sơ đồ tinh và thiết lập chương trình tính tốn thủy lực ứng với từng sơ đỏ một

thị“cách khoa học lại cảng,

Khi thế kế dẫn dịng thi cơng, việc chọn lưu lượng thiết kế dẫn dịng, đặc biệt là lũảnh chính tham gia din đồng còn nhiều vẫn đểbản luận. Mặc dùtiêu chuẩn của Việt Nam và các nước cũng để cập khá kỹ nhưng các qui định hiện tại

‘cua chúng ta vẫn cin phải nghiên cứu kam rõ thêm trong luận án.

Dẫn dòng qua đập đang xây dựng giúp tiết kiệm chỉ phí cho cơng trình dẫn dịng vàomùa lũ, lựa chọn quy mơ của cơng trình din dịng như thé nào, gia cố đập đang xây

dựng như thé nào cn phải có cơ sở tinh tốn các phương an khác nhau, từ đó lựa chọn

ra phương án có hiệu quả nhất về mặt kinh tế và kỹ thuật.

c thiết kế dẫn đông thi công luôn cần thiết mặc dù hiện nay phần lớn các cơng trình ởViệt Nam đã xây dựng nhưng việc mở rộng NMTĐ Hịa Bình, Yaly hay các cơng trình

ở Lào như Lng Phrabang vả các bậc thang Mekong đối với các chuyên gia Việt Nam rit cần thết va quan trọng

Dé tài “Nghién cứu lựa chọn quy mơ cơng trình dẫn dong thi cơng trong xây dựng,

cơng trình thủy lợi thủy điện ở Vị có ý nghĩa lớn đối với việcthiết kế và thi công các công trình thủy lợi, thủy điện

</div>Trang 14<div class="page_container" data-page="14">

2. Mục tiêu nghiên cứu

~ Xây dựng cơ sở khoa học để kiến nghị lựa chọn tin suất thiết kể, thời đoạn dẫn dòng,

xác định lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi cơng;

- Phân tích các u tổ cơng trình phục vụ lựa chọn hợp lý quy mơ cơng trình dln dịng

qua đập đá đỏ, đá đắp đang xây dựng:

- Hoàn thiện phương pháp tính tốn và thuật tốn phục vụ thiết kế và lựa chọn quy mơi

của cơng trình din đồng khí có nhiều cơng trình cùng tham gia dẫn dịng,

3..ˆ Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1. Déi tượng nghiền cứu.

Đối tượng nghiên cứu là công tác xây dựng công trình đầu mối thủy lợi, thủy dig

3.2, Phạm vi nghiên cứu

~ Phân tích lựa chọn phương án dẫn ding thi cơng, chọn lưu lượng thiết kế dẫn dịng,

tinh tốn thủy lục dẫn đồng thi công vi lựa chọn quy mô các cơng trình dẫn dong;

~ Cơng tác dẫn dịng thi cơng khi sử dụng nhiều cơng trình tháo nước cùng đồng thời

tham gia dẫn đồng;

~ Không đi sâu nghiên cứu ảnh hưởng của thắm rồi, mạch động va tiêu năng hạ lưu.4. Nội dung nghiên cứu.

- Tổng quan về công tác din dịng thi cơng các cơng trình đầu mi thủy lợi, thủy điện: = Cơ sở khoa học và thực tiễn về lựa chọn lưu lượng thiết kế dẫn dịng thi cơng;

- Xây dụng thuật tốn và chương tình tính tốn thủy lực dẫn đồng phục vụ lựa chọnquy mơ cơng trình din dịng

~ La chọn hợp lý quy mô công trinh dẫn đồng đồng thời cổng và dip dé đổ, đá dip

đang xây dựng.

</div>Trang 15<div class="page_container" data-page="15">

5, - Cách tiếp cf và phương phép nghiên cứu

1. Cách dập cận

Để đạt được mục tiêu nghiên cứu, luận án sử dụng cách tiếp cận tổng quan về công tác dịng thi cơng từ thực tiễn xây dựng ở Việt Nam và trên thể giới thông qua các tổng kết thi cơng, tiêu chuẩn qui phạm trong và ngồi nước; Tiếp cận lý thuyết về tính

tốn thủy lực cơng trình kết hợp các phương pháp và mơ hình tính hiện đại

$2. Phương pháp nghiên cứu.

~ Phương pháp phân. ch và ổng hợp lý thuyết;

= Phương pháp phân ích tổng kết kinh nghiệm và kế thừa;

~ Phương pháp mơ hình hóa;~ Phương pháp chuyên gia.

6. Ý nghĩa khơa học và thực tiễn 6.1. Ý nghĩa khoa học

~ Tổng hop nội dung khoa học và phương pháp phân tích lựa chọn phương án dẫnđồng thi công, chọn thời đoạn thiết kế dẫn ding, chon tin suất lưu lượng thết kế vàtinh oán thủy lục dẫn dịng thi cơng;

~ Đơng g6p vào cơ sở khoa học để lựa chọn hợp lý quy mô của cơng trình dẫn dịng

trong xây dựng cơng trình thủy lợi, thủy điện.

6.2. Ý nghĩa thực tiễn

- Đề xuất lựa chọn tin suit thiết kế din ding phi hợp với điều kiện lim việc của cơng

trình. trên cơ sở đảm bảo an toàn và hiệu quả, g6p phần hoàn thiện QCVN và công tác thiết kế din dng thi công rong xây dựng các cơng trình thủy lợi, thủy điện ở Việt Nam; ~ Để xuất trình tự tính tốn lựa chọn quy mơ cơng trình dẫn dịng trường hợp hai hoặc nhiều cơng trình củng tham gia dẫn dịng;

~ Xây dựng phần mềm tính tốn phục vụ tính tốn thiết kế phương án dẫn dịng thi

cơng phục vụ xây dựng cơng trình thủy lợi, thủy điện.

</div>Trang 16<div class="page_container" data-page="16">

7. Chu trie lệ

Ngoài phần mở đầu va kết luận, luận én bao gm:

“Chương 1: Tổng quan các nghiên cứu vé din dịng thi cơng trong xây dợng cơng tinh

thủy lợi, thủy điện

“Chương 2: Cơ sở khoa học lựa chọn lưu lượng tht ế dẫn dịng thi cơng và tính tốn thủylực din ding

“Chương 3: Nghiên cứu phân tích lựa chọn hợp lý quy mơ cơng trình dẫn dịng thi công

“Chương 4: Ứng dụng kết quả nghiên cứu cho một số cơng tình thủy lợi, thủy điện ở Việt

Nam

</div>Trang 17<div class="page_container" data-page="17">

CHƯƠNG 1 TÔNG QUAN VE DAN DONG THỊ CƠNG TRONG XÂY DỰNG CONG TRÌNH THỦY LỢI, THỦY ĐIỆN

1.1 Tâm quan trọng của công tie dn đồng thi công

Khi xây dựng các cơng trình đầu mới thủy lợi, thủy điện phải có những giải pháp đểdẫn nước từ thượng lưu về hạ lưu cơng trình, đảm bảo hỗ móng khơ ráo để thi cơng

cơng trình, được gọi là dẫn dịng thi cơng [1]. Dẫn đồng thi cơng nhằm hai mục dich

cơ bản sau đây:

- Ngăn chặn những ảnh hưởng bắt lợi của dong chảy trong q trình thi cơng, làm chocông tác thi công được tiễn hành trong môi trường khô ráo một cách thuận lợi.

- Đẫn đồng chảy về hạ lưu để đảm bảo yêu cầu lợi dụng tong hợp đồng nước trong qtrình thi cơng như tưới mộng, phát điện, nuôi cá, vận tải, nước dùng trong cơng nghiệpva sinh hoạt v.v.

“Cơng tác dẫn dịng chịu ảnh hưởng của rit nhiều nhân tổ như thủy văn, địa hình, địa

chất, đặc điểm kết cấu và sự bố trí cơng trình thủy cơng, điều kiện lợi dụng dịng nước. và điều kiện thi công... Phương án dẫn dng thi công hợp lý liền quan mit thiết với tiến độ thi cơng tồn bộ cơng trình, thức kết cầu và bố trí cơng trình thủy cơng, bố trí mặt bằng cơng trường, chi phí xây đựng, an tồn lao động v.v... Thực tiễn xây dựng

thủy li, thủy điện của nhiều nước đã cho thấy rằng khi không giải quyết đúng din vindẫn đông thi công đã gây nên tỉnh trạng nữa chững phải thay đổi phương phip thi

sông, đảo lộn thứ tự xây dựng cơng trình, kéo dai thời gian thi cơng và ting chỉ phí

xây dựng. Thậm chí, gây hư hỏng nghiêm trọng đối với cơng trình và tăng chỉ phi rit

h Mammoth [2], đập Short Crook ở Mỹ; công trinh Cửa Dat [3], SôngMực, IaKrl2 ở Việt Nam

lớn như công

Khi thiết kế dẫn đồng thi công thưởng phải thơng qua phân tích và lựa chọn sơ bộ một

cơng phải đảm bảo các nguyên tắc cơ bản [4], [5]:

</div>Trang 18<div class="page_container" data-page="18">

= _ Tiến độ thi cơng tồn bộ bộ thống cơng tình với thơi gian ngin, giá thành hạ rất

ngắn thời gian đầu tư ban đầu, phát huy nhanh hiệu quả đầu tư.

= Thi công công trinh chính an tồn, cân bing cường độ thi cơng. rảnh ching

chéo, bảo đảm tinh chủ động trong thi công,

~ _ Cơng trình dẫn ding đơn giản, khối lượng cơng tình nhỏ, giá thành hạ, thi công

thuận tiện, tốc độ nhanh.

~ _ Thỏa mãn yêu cầu các thành phần kỉnh tế.

Khi chọn phương án dẫn dịng thi cơng phải xem xét toin điện tới các điều kiện thủy

văn, khí tượng, địa ình, địa chit, đân sinh kính tế của vũng xây dựng, sử dung tổng

hợp dong sông của các ngành kinh tế khác và hình thứ trí khơng gian vàkhối lượng cơng trình xây dung, năng lực thi cơng [1], [6], [7]. Nội dung chính của

thiết kế dẫn dng thi cơng:

= Chon được phương pháp dẫn dịng thích hợp trong từng giai đoạn thi công;

~ Chon được tần suất thiết kế và thời đoạn dẫn dịng thi cơng phủ hợp. Từ đó xácđịnh được lưu lượng thiết kế dẫn dịng thi cơng;

= Tinh tốn thủy lực và điều tiết đồng chảy, xác định được quy mơ cơng trình thio

nước và ngăn nước cho phương án dẫn dòng;

= Xie dinh tinh t thi cơng các hạng mục cơng tình và tiến độ khơng chế theo

phương án dẫn dịng đã chọn, đáp ứng đúng thời hạn xây dựng.

Lựa chọn phương án dẫn ding th công sẽ ảnh hưởng đến tiền độ thi công, thời gian

ngăn sông, dip đập vượt lũ. Lựa chọn phương án dẫn dịng thi cơng hợp lý sẽ wtp tiết

kiệm chỉ phí, giảm thời gian th cơng mà vẫn dim bảo chất lượng cơng trình

“Cho đến nay, việc xây dựng dập lớn trên thể giới rất phát tiễn, nhiễu đập cao với

hình thức kết cầu khác nhau đã được xây dựng. Điển hình như đập vịm bê tơng Kim Binh - [của Trung Quốc là đập cao nhất thé giới với chiều cao 305m [S], đập Nurck

tan là đập đắt đá cao thứ hai thểgiới (cao 300m), đập Grande Dixence ở

Thuy sĩ là đập bê tông trọng lực cao nhit thé giới, với chiều cao 285m [9]. Ngoài ra cịn có nhiều đập cao điễn hình khác ở trên thể giới được tình bảy trong Phụ lye 1-L

</div>Trang 19<div class="page_container" data-page="19">

“Trong q trình xây dụng, cơng tác dẫn ding thi công được ứng dụng rit đa dạng, sử

‘dung nhiều dạng cơng trình dẫn dịng khác nhau sơm cổng, đường him, kênh, lịngsơng thu hẹp, dip đang xây dựng, trần đang xây dựng. trần xi lũ. Công trinh dẫn

đồng thi sông ở các giai đoạn của một số công trình tiêu bigu trên thể giới được tỉnh

bay ở Phụ lục 1-2 [5] va Phụ lục 1-3 [10]

Khi thiết kế dẫn dng thí cơng, cin phải phân tích các điều kiện cụ thể và đề xuất một

số phương án khả thi nhất, thơng qua tính tốn kinh tế kỹ thuật của từng phương án và

so sink lựa chọn phương ân ối ưu nhất

1.2 Lựa chọn lưu lượng thiết kế dẫn đồng và tính tốn thủy lực dẫn đồng 1.2.1 Tân suất thiết kế dẫn đồng thi công

“Tân suất thiết ki in dong là thông số đầu tiên cần quan tâm khi giải quyết bài toán thủy lực din ding thi cơng nhằm xác định quy mơ của cơng tình dẫn ding. Nếu lựa chọn được tin suất

trình thi cơng mã cịn giúp giảm nhỏ quy mơ cơng trình dẫn đồng,

it phù hợp, khơng những đảm bảo an tồn cho cơng trình trong qt kiệm chỉ phí cho

cơng tác dẫn ding thi cơng

6 Việt Nam cũng có nhiều cơng nh lớm, thời gian thi cơngi như thủy điện HỏaBình, thủy điện Tuyên Quang, thủy lợi thủy điện Cửa Đạt, thủy điện Sơn La, thủy điện

Lai Châu, thủy lợi thay điện Tả Trạch... Phương an dong và tân suất thiết kế dẫn.

đồng cho các giai đoạn của những cơng trình này được trình bảy trong Phụ lục 2-1 đến

Phụ lục 2-6, Tần su thiết kế dẫn đồng của các cơng trình này được Hy khác nhau ty

từng loại hình cơng trình dn đồng, số năm sử dụng công trinh dẫn dng và thay đổi

theo trình tự xây dựng cơng trình,

Trung Quốc sử dụng khá nhiều loại hình đập đá đổ chống thim bằng trờng lõi hoặc chống thắm bằng bản một bé tổng. Đập đá đỗ có khả năng chẳng x6 khi cho nước trin

qua trong thời kỳ thi công để tiết kiệm thời gian và chỉ phí cho cơng trình dẫn dòng

nên đã được ứng dụng khá nhiều.

‘Dap đá đỗ bản mặt bê tông nhà máy thủy điện Thiên Sinh Kiều có chiều cao 178m, sử

đụng đường him din dong vé mùa kiệtẫn suất 5%4, mùa lồ din dòng với tin suất 323%,

</div>Trang 20<div class="page_container" data-page="20">

với lưu lượng Q = 10.800 ms. Năm 1995 tháo là qua để quai, thần đập chưa dip, lưu

lượng lớn nhất 4.750 m/s. Năm 1996 mặt đập chừa lại rộng 120m để xả lũ qua đập

đang xây dựng, lưu lượng xa lớn nhất 3.790 m/s, Năm 1997 sử dụng tin suất 0.33% năm 1998 sử dụng tin suất 0.29 để thiết kế dẫn dng [11]

đến Phụ lục 2-9 giới thiệu tần suất dẫn dòng thi cơng đập đá đơ bản mặt be

ch Khê có cPhụ lục 2

tơng cơng trình cao đập 132.5m và Bạch Khê có chiều cao dip

124,4m, thủy điện Thủy BS A có chiều cao 233m [11]. Ngồi ra cồn có các cơng tình,

kh c ở Trung Quốc sử dụng hình thức dẫn ding qua đập đá đỗ đang xây dựng với tin

suất và lưu lượng như Phụ lục 2-10 [11]. Bệnh cạnh đó, tần suất Ia thi cơng của một sốđập đã xây dựng khác ở Trung Quốc được trình bảy trong Phụ lục 2-11 [12]. Đặc điểm.

chung của các cơng trình này khi din ding là sử dụng tin suất thiết kế dẫn đồng thi

công khác nhau cho các giai đoạn thi công khác nhau, tùy thuộc vào mức độ quan

trong của cơng trình chính, chiều cao cơng trinh chin nước và dung tích ling hỗ ti

thời điểm dẫn ding thi công

Hiện nay ở Việt Nam đang sử dụng QCVN 04-05:2012/BNN&PTNT [13] và TCVN.

9160:2012 - Cơng trình thủy lợi - u cầu thiết kể dẫn dòng trong xây dựng [14] đểlựa chọn tin suắt thiết kế dẫn dịng thì cơng, Tuy nhiên các tiêu chuẩn này chưa phản

‘inh đúng và dy đù tỉnh trạng làm việc của cơng trình chỉnh khi tham gia vào công tác

din đồng, chưa quy định lựa chọn tin suất dẫn đòng cụ thể như thể nào khi cơng trình

chính tham gia dẫn ding (chắn nước) hoặc khi sử dụng cơng trinh chính để dẫn dịng

thi cơng cho nước tran qua,

“Trong các ti iệu, quy chuẩn, giáo trình. việc chọn tha suất thiết kể dẫn dịng chỉ phy thuộc vào cấp cơng trình, chưa đ cập cụ thé đến chiều cao cột nước, dung tích lơng hồ khi dang dẫn dịng, néu xảy ra sự cổ thì việc ngập lụt hạ lưu bị ảnh hưởng như thể nào, thiệt hại về kinh tế sẽ diễn ra như thé nào, việc kiến nghị nâng ha cấp tin suất là chưa

cơ cơ sở khoa học rõ rằng.

Khi cơng trình chính tham gia vào cơng tác dẫn dịng, đặc biệt là khi cho nước trin quađập đang xây đựng thi chưa có quy định cụ thể, Điều này gây ra khó khăn cho người

thiết kế và phê duyệt thiết kế, chưa xác định đúng tin suất thiết kế dẫn dòng.

</div>Trang 21<div class="page_container" data-page="21">

“Trong thục tế din dòng, trường hợp có nhiễu cơng tinh củng tham gia din ding đồng

h nhu thé nào để đảm bảo điều

thờthì quy mơ của từng cơng triin kính tẾ kỹ thuậtlà bài tốn thường gặp đối với những cơng trình có lưu lượng dẫn dịng lớn và thi cơng.

trong nhiều năm.

Như vậy việc lựa chọn tin suất thiết kế dẫn đông ở Việt Nam cần điều chinh bổ sung, cho rõ răng hơn, phi hợp với thực thi công. Vin để đầu tiên luận án cin nghiên cửu

là công tác lựa chọn tần suất thiết kế dẫn dịng thí cơng, đề xuất điều chỉnh bổ sung

vào tiêu chin cũa Việt Nam về lựa chọn in suất tiết kế dẫn dịng tỉ cơng,

1.22 Thời đoạn din đồng thì cơng

Việt nam là nước có đặc điểm dia If khí tượng thay đổi mạnh theo các miễn. Các đặc

trăng lưu lượng theo mùa kiệt và mùa lã rất rỡ ấu thd gian din ra của ác mùa cũng

thay đổi dọc theo các min và phụ thuộc vào vĩ độ. Khi vận dung khoa học kỹ thuật

kỹ yếu tổ thời gian

của phải phân.giới vào Việt Nam cũng.

căng như đặc điểm ding chay trong các thing của từng mùa ở từng miền Bắc, Trang,

dòng cũng như thiết kế các thông số cụ thể của

Nam để chọn được phương án

sông trinh din dòng phủ hợp nhất

Việc lựa chọn tần suất thiết kế dẫn dòng và thời đoạn dẫn dòng quyết định đến lưu.

lượng thiết kế dẫn dòng, ảnh hưởng trực tiếp đến quy mơ cơng trinh dẫn dịng thi cơng

“Các cơng trình ở Việt Nam và trên thé giới mới đưa ra kiến nghị mà chưa lý giải một

cách đầy đủ và toàn diện cơ sở khoa học để nâng hoặc hạ cấp tin suất thiết kế dẫn

dng thi công, Đây là một trong nhưng nội dung đặt ra cần nghiên cứu để cổ cơ sở khi

áp dụng vào Việt Nam. Trong điều kiện biến đổi khí hậu hiện nay, việc lựa chọn thời

đoạn dẫn đồng sao cho phủ hợp với từng khu vực, tig lưu vực sông ở Việt Nam lànhững nội dung trong thực tế dang đặt ra cin được giải quyết

Luận dn tổng hợp các đặc diém khí tượng thủy văn từng ving miễn của Việt Nam,

phân tích các đặc điểm dịng chảy liền quan đến việc chọn thời đoạn dẫn dịng thi

cơng, đồng thời đưa ra biện pháp xử lý các trường hợp đặc biệt liên quan đến dòng

chiy các vũng miễn ở Việt Nam

</div>Trang 22<div class="page_container" data-page="22">

1.23 Tính tốn thy lực dẫn đồng

“Trong các bước thiết kể dẫn dịng thi cơng, vige chon phương án dẫn đồng, thơi đoạn dẫn dịng và tần suất thiết kế dẫn dịng thi cơng liên quan mật thiết với nhau, Kết qua

của vige lựa chọn này là xác định được lưu lượng th đồng thi cơng, Từ đó,

tính toán thủy lực va tinh toán điều tiết dng chảy để xác định mực nước thượng lưu

và lưu tốc dòng chiy qua cơng trình dẫn dịng.

Karen Fisher và David Ramsbottom hướng dẫn các bước để tính tốn dẫn dịng th cơng

cqua kênh gồm tính tốn lưu lượng, lựa chọn và tính tốn kết cầu kênh dẫn [15], các

nghiên cứu này chi áp dụng cho các công trinh nhỏ, chiều eao đập khơng lớn. Sổ tay tính

ốn thủy lực của Nga [16] cũng hướng dẫn tính tốn thủy lực qua nhiều dang cơng trình

khc nhau, là một tả liệu có giá tị trong tính tốn thủy lực dẫn dng. Tuy nhiên số tay

này chỉ hướng dn tính tốn đối với cơng trình dẫn đồng độc lập, chưa đề cập cụ thể đến việc tính tốn thủy lực dẫn dịng khi sử dụng đồng thời hai hoặc nhiều cơng trình dẫn

“TCVN 9160:2012 - Cơng trình thủy lợi - u cẩu thiết kế dẫn dịng trong xây dựng [14] 48 cập đến tính ton thủy lực qua lịng sơng thụ hẹp, kén dẫn, đường him và cổng, cửa

trân răng lược, đập đá dé dang xây dựng. Nhược điểm của tiêu chuẩn này là chưa đề cập

phương pháp tinh toán thủy lục khi kết hợp din dịng đồng thời qua nhiều cơng

trình thio khác nhau mà thực té xây dựng rit hay gặp như; Dẫn dịng qua long sơng thu

hẹp đồng thời với dẫn qua cổng/đường him; Dẫn dòng qua đập đang xây dựng đồng thời với din qua cổngđường him; Dẫn ding qua trăn đồng thời với din qua

cổng/đường him,

Hiện nay có các mơ hình tinh tốn thủy lực động lực sơng, hệ thống kênh, vận chuyển binlật Nam như MIKE, HEC-RAS, TELEMAC, VRSAP... tuy nhiên

sắt trên thể giới và

việc sử dụng các mơ hình này khá phúc tạp. Bên cạnh đổ nội dung thủy lực cơng trình

trong tính tốn dẫn đồng xây dựng dựa trên cơ sở đồng chảy ổn định với 3 phương trình

có bản là phương trình động lượng, phương trình liên tục, phương trình Bernoully, trong.

khi các phần mm kể trên sử dụng hệ phương tình vỉ phân cơ bản là hệ phương tỉnh

</div>Trang 23<div class="page_container" data-page="23">

Saint Venant gim phương tinh liên tục và phương tinh động lực của đồng chảy một

chiều. Các phần mém này không thực sự phủ hợp cho tinh tốn thủy lực din dịng.

Phin mềm tính tốn thủy lực Flow-3D tinh tốn và mơ phỏng rit chỉ tết chế độ dòng

chảy qua các dạng cơng tình, đ sử dụng phần mém này cần đưa vào nhiều dữ liệu về

điều kiện biên, yêu cầu cấu hình máy tinh cao, mỗi lẫn tính cho một trường hợp mắt nhiễu thời gian, không phủ hợp với việc tinh toán để lựa chọn phương án. Phin mm Flow-3D

phù hợp với việc đánh giá chế độ thủy lực ch tết qua cơng trình dẫn dịng, đặc biệt đổi

với các cơng tình khơng có thí nghiệm mơ hình hoặc có Ul

kình để đảnh giá tiêm các phương án chính sửa đối với các cơng tình có thí nghiệm mơ

Bén cạnh đó có phần mềm tính tốn thủy lực Hydraulic Caleulator của cơng ty Bentley

Systems, phần mềm Tính tốn thủy lực cơng trình EHPro của Vũ Dai Ngun, tuy

nhiên các phần mềm này tinh cho cơng trình độc lập, chưa tinh toán thủy lực đồng thời

qua đập đang xây dựng và cổng, chưa kết hợp tính tốn điễu tiết lũ để phục vụ tính

tốn thủy lực dẫn đồng. Ne ira chương trình tính tốn thủy lực qua cổng chưa có xử.lý chuyển tiếp giữa chế độ chảy ngập sang không ngập, chảy khơng áp sang có áp, làm.

cho kết quả tính tốn có bước nhảy về số học, chưa phủ hợp với bài tốn tính thir dẫn khi xà kết hợp cống va đập dang xây dựng để xã lũ.

Những phân tích trên đặt ra cho luận án cần phải nghiên cứu lập chương trình tính tốn. thủy lực dẫn đồng đồng thời qua cổng và dip dang xây dựng, xiy dựng biểu đỗ diễn

biển lưu tốc dọc theo chiều đài đồng chảy qua cơng tình đập dang xây dựng. Nghiên

cứu của luận án sé giúp các kỹ sư tính tốn thủy lực nhanh va hiệu quả nhất làm cơ sở

xác định quy mơ cơng trình và biện pháp gia cổ khi dẫn dòng qua đập dang xây dựng

1.3. Din ding thi công qua cống. đường him

Sit dung cổng và đường him để dẫn ding có ru điểm nỗi bật là giao thông được hai bỏ, vừa dẫn đông văn thi cơng được phần đập lịng sơng, có khả năng thi công với

“cường độ cao, đảm bảo tiến độ thi công.

</div>Trang 24<div class="page_container" data-page="24">

13.1 Dẫn dong tỉ công qua cổng

“Trưởng hợp phỏ biến nhất là lợi dụng cổng âu dài để tháo nước thi cơng, khi đó cơng tác thi cơng cơng trình dẫn dịng sẽ đơn giản đi nhiều, tránh được những khó khăn, phức tạp rong cơng tác hồnh tiệt cổng. đồng thời giảm bớt được các phí ổn về dẫn

dịng như cơng trình Ni(2005).

(1973), Ke Gỗ (1976), Yên Lập (1977), Đầm Hà Động

“Cổng din ding được sử dụng tháo lũ hàng trăm m/s, trong điều kiện cột nước hàng

vài chục mét như các cơng trình Sơn La, Lai Châu, Tuyên Quang [17], [18], [19]. Dé

giảm bat kh6 khăn khi hoành tiệt cổng và cải thiện điều kiện chịu lực của cổng. thường ding cống có mặt cất chữ nhật và các góc lượn cong, đồng thời t cơng ở các độ cao khác nhau, Khi hồnh triệt cổng thi tiền hành đối với các cơng theo trình tự.

tử thấp lên cao để giảm bớt khó khăn do cột nước dâng cao ở thượng lưu đập.

Phương pháp dẫn dịng qua cổng khơng cân trở q trình thi cơng các hạng mục khác, đặc biệt đối với việc xây dựng đập cao mà có cổng lân dai th cảng có loi cả về kỹ thuật

và kinh tế, Dẫn dịng qua cổng có khuyết điểm là hồnh trệt cổng khó khăn, ít nhiều có

ảnh hưởng đến tinh hồn chỉnh của cơng trình, khi thio nước dễ bị vật nỗi chin ngang

CCơng tình thủy điện Sơn La (nh 1.1) [IS] đồng cổng kích thước nxbxh xI2mxl2m,

cao trình diy cổng +108,0m, Cơng dẫn dòng được sử dụng để dẫn ding kết hợp với kênh dẫn dịng thi cơng chiều rộng đáy B = 90m, cao trình day kênh +110,0m trong. năm thi công thử 3, 4, 5 với lưu lượng thiết ké dẫn dòng lớn nhất là 14.642 ms: dẫn

ding kết hợp với đập dang xây dựng dở vào mùa la năm thi công thứ 6 với lưu lượngthếtkdang là 16.044 m/s: din đồng độc lập vào mia kiệt năm thi công thứ 6 và

năm thi công thứ 7 với lưu lượng dẫn đồng thiết kế la 2.568 mls. Công tác dẫn đồng thi cơng qua cơng của cơng trình này đã dign ra an tồn.

Cơng mình thủy điện Lai Châu sử dụng cổng din ding kích thước mxbxh =

2x10mx16m, cao độ cửa vào +199,0m [17]. Cũng tương tự như cơng trình thủy điện

Som La, cổng din đồng cơng tình thấy điện Lai Châu được sử dong dn đồng kết hợp

với kênh dẫn ding thi cơng có chiều rộng đáy B= 35m, cao trình đáy +200,0m ở năm thứ

</div>Trang 25<div class="page_container" data-page="25">

3,4, 5 với lưu lượng thiết kế dẫn dòng lớn nhất là 10.388 m/s; dẫn dòng độc lập qua cổng din dòng với lưu lượng thiết kế dẫn dòng là 1.837 mÙ, Thực tế dẫn dịng thi cơng, lưu lượng đến lớn nhất trong giai đoạn cổng làm việc độc lập là 924 m'/s, dẫn dng qua cổng trong giai đoạn thi cơng an tồn

Cơng trình thủy điện Bắc Hà sử dụng cống dẫn dịng với kích thước nxbxh 3xðmx9m với tin suất 5%, lu lượng thiết kế dẫn dòng là 1.134 mls vào mùa kiệt năm 2006 và 2007 [20]. Cổng din dòng này cũng được sử dụng để din dòng kết hợp vào mùa lũ năm 2006 với tin suất 5% với lưu lượng thiết kế dẫn dòng là 2.530 ms (Q trình dẫn dịng diễn ra đúng với tính tốn thiết kế, dẫn dịng thi cơng cơng trình an

tồn, hiệu quả.

'Ngồi ra cịn nhiều cơng trinh khác ở Việt Nam dùng hình thức cổng dẫn đồng như

Tuyên Quang (Hình 1.2) [19], Bình Điền (Hình 1.3) [21], Bản Chat, Bản Vẽ, Ở Trung“Quốc có trạm thủy điện Giá Lâm, Bạch Liên Hà [5].

</div>Trang 26<div class="page_container" data-page="26">

ME ary, :

sả =| | ” me —— la —

a ror) - —-a pts

Hình 13. Cơng trình thủy điện Bình Điễn - Mặt eit dọc cổng dẫn dịng thi cơng 1.12. Dẫn dong hi công qua đường hằm

Luận án tiến sĩ của Nguyễn Danh Oanh (2003) nghiên cứu lựa chọn hợp lý chế độ thuỷ

lực ở cửa vào đường him dẫn dịng thi cơng trong xây dựng cơng tình thuỷ lợi và

thuỷ điện. Luận án đã xây dụng được mơ hình lý thuyết dé giải bài oán động - độnglực học ở của vào đường him, tinh được các đặc trưng thủy động lục học ở cửa vàođường him với bài tốn phẳng. Luận án cũng lập được cơng thức gin đúng tinh hệ số

giảm áp dọc theo trần cửa vào Khơng gian, từ đó đề xuất biện pháp cơng trình cửa vào

có trụ nhơ để giảm chân khơng trên trần cửa vào đường hằm [22]. Nghiên cứu này góp.

hốn thủy lực đường Rim, gúp cho việc dẫn đông qua đường him phần hồn chính

cđược ứng dụng rộng rãi hơn trong thực tế

Duong him dẫn đơng có thể sử dụng để dẫn ding trong cả mia lũ và mùa kiệt như

công trình Ha Bình [23], Cửa Dat [3]. Trung Quốc có cơng trình tram thủy điện Long

Duong Hiệp, Ơ Giang Độ, Dơng Giang, ở An Độ có cơng trình Si-li-sa-lam, ở Mỹ có.

cơng trình Devosik, Paoenth (Phụ lục 1-4) [5]. Các đường him này có kích thước lớn,

với diện tích mặt cắt từ 28,3 m° đến 254 m?, dẫn lưu lượng 196 m/s đến 3.340 miss CCéng trình Cửa Đạt dùng đường him TN2 din đơng có đường kính trung bình 9m, dài

320m, dy cửa vào ở cao trình +30,0m (Hình 1.4) [24] dé dẫn dng vào mùa kiệt với

ưu lượng thiết kế dẫn dòng là 1.250 m/s, đường hầm này cũng dùng dé dẫn dòng đồng thời

</div>Trang 27<div class="page_container" data-page="27">

với đập dang xây dụng vào mia Ii năm th cơng thir 3, dẫn dịng đồng thơ với trăm

vào mùa lũ năm thi công thứ 4. Đường him TN2 được hồnh rệt sau khi xây dựng

xong đập chính.

Hình 1.4. Cơng trình Cửa Đạt - Đường him dẫn dịng TN2

“Cơng trình thủy điện Huội Quảng sử dụng him din dòng thi cơng tết diện móng ngựa BxHl = (10x10)m, cao độ diy 3286 0m, chiều dồi him khoảng 250m, kết edu be tơng cốt thép diy 0,5m (Hình 1.5) [25]. Đường him dẫn lưu lượng thi kế 915 ms trong mùa

kiệt dẫn dịng đồng thời với 4 lỗ xa thi cơng tong thân đập nxbxh = 4xŠxớm với lưu

3.432 ms, Him dẫn ding được hoảnh triệt sau khi hoàn thành xây dựng lượng thiết

Hình 1.5. Cơng tình thay điện Huội Quảng - Mặt cắt dọc him dẫn đồng th công

"Đường him lâu đài thường được lợi dụng để dẫn dòng đỂ tiết kiệm chỉ phí cho cơng

trình din đồng. 6 Việt Nam có cơng thủy điện Hịa Bình kết hợp đường hằm tháo

nước sau nhà máy thủy điện làm đường him dẫn dịng. Cơng trinh này sử dụng 2 đường him din ding đường kính 12m dài trên 1000m dược sử dụng trong giai đoạn 1986 - 1988, sau đó sau đ tận đụng làm him dẫn nước ra sau nhà may thy điện (23)

</div>Trang 28<div class="page_container" data-page="28">

t hợp đường him dẫn ding Trung Quốc cổ hồ chứa nước Mao Gia Thơn sử dụng

và đường him thảo lũ (Hình 16) [5]. Ngồi r cịn có rit nhiễu cơng trình khác của Trung Quốc sử dụng đường hầm lầu dài ết hợp để dẫn đồng (Phụ lục 1-5) 5].

beso wef

Hình 1.6, Hồ chứa Mao Gia Thôn - Bồ te kết hợp đường him dẫn dòng, đường hằm

tháo lũ và đường hằm thắo nước

1. Đường him dẫn đồng; 2.Đường him tháo nước: 3. Đường him tháo lũ

1.4 Dẫn đồng thi công qua đập đang xây dựng

Dẫn đồng thi công qua đập đang xây dựng thường được ứng dụng đổi với các đập đá đỗ,

đập đá dp đầm nén ban mặt bê lông, đập bé tơng, đập trần xã lũ. Cơng trình tháo lũ dạng

này có ưu điểm khả năng thốt lũ tốt mà không gây ra dâng nước nhiều ở thượng lưu.

1.4.1. Dẫn ding thi công qua đập đá đỗ dang xây đựng

Henry Olivier xây dựng mối quan hệ giữa lưu lượng đơn vi, độ đốc của mái và đường

kinh hòn đá [26]. Phương pháp này áp dụng đối với trường hợp dẫn dòng qua đập đá đỗ đang xây dụng chỉ sử dụng đã có đường kinh lớn dé gia cổ khỉ dẫn đồng.

Luận án tên sĩ của Vũ Trọng Hồng (1972) đã nghiên cứu dẫn dịng thi cơng qua đập

đã đỗ đang xây dựng rút ra được kết luận là khi mái hạ lưu đập đã đỗ dang xây dựng

lốc hơn mái 1:3 thì phải gia cổ đặc biệt mái ha lưu đập mới cho phép nước trần qua,

loại gia cố hiệu quả là sử dụng neo với các kết cầu kháe nhau [27],

Để tải cấp nhà nước của Trin Quốc Thường (2016) nghiên cứu giải pháp gia cổ cho dập đá đỗ khi cho nước trăn qua phục vụ dẫn đồng. ĐỀ ti xác định được kết cấu ga cổ bảo vệ mái để quai bằng tim bé tông cốt thép và gia cổ mái hạ lưu dip đã đổ bằng các

khung thép bỏ đã [2S]. Đây là hình thức gia mặtphổ biển i với việc bảo vệ

</div>Trang 29<div class="page_container" data-page="29">

khung thép bỏ đã giáp giảm chỉ phí gia cổ bề mặt trần nước, tuy nhiên lưu tổ trên bề mặt không cao bằng gia cổ bing tim bé tang kết hợp với neo thếp,

Phương pháp dẫn dòng qua đập đá đỗ đang xây dụng được ứng dung nhiề ở trên thé

giới như dip Toktogunski, Nuk, Braunla.. và ở Việt Nam như cơng trình Tun

Quang, Hịa Bình, Cửa Đạt

"Đập Toktogunskia (1966) xây đựng trên sông Nanm, để quai cao 45m được chỉa 2 giảđoạn, giai đoạn 1 cao 28m và sau đó, giai đoạn 2 tơn cao 45m, BE quai giai đoạn 1 đã

được xây dựng cỏ định trăn và đốc nước bằng bê tơng (Hình 7) 29]. Đặc biệt khối thoát nước thắm bằng lớp loe ngược dây šm ở mai hạ lưu đ quai công với phần bê tổng sốt thấp gia cổ là 20,000 m, Chiều dài đoạn trin nước qua định đề quai là S0m, chiều sâu lớp nước trần là 3,5m, lưu tốc 12 mis, Thời gian trần nước là 15 ngày, trong đồ cỏ

2 ngày lưu tốc đạt lớn nhất

Hình 1.7. Cơng trình Toktogunskia - Tháo lũ tràn qua dé quai giai đoạn 1

pit lẫn sồi sạn hỗn hợp; 2. Bê tông dốc nước; 3. BE iêu năng: 4. Đá gia eb; 5. Khối

bê tơng tetrapod; 6. Sơi cuội thốt nước có d=40-100mm; 7. Lọc ngược 3 lớp; 8. Mingpolyetylen; 9, Dang đá ngăn sông; 10. Đá gia tải 11. Mặt cắt để quai thiết kế năm sauKhi xây dựng dập Nurek trên sông Vakhs (1966), để quai cao khoảng 20m được đắp từ

da đào đường him. Kẻ đả ngăn dòng cao 545m, lưu lượng khi ngăn sông 120mÏ/s. Để

<quai cố mái hạ lưum=10, dip bằng cát sỏi hỗn hợp và đất lẫn đá sạn, mặt mái đề quai

gia cố bằng tim bê tông cốt thép 1,5x1,5x0,8m. Độ sâu trin nước qua đề quai từ 9,0mim qua ngường, chế độ chấy là đập tản đình rộng chiy ngập, thi gian từ(04/05/1966 đến hết 07/09/1966. Khi lưu lượng tràn qua đề quai là 40m thì chiều sâu

nước trên định đê quai từ Sm và khí qua ngường là Im, gia cố mái hạ lưu an tồn.

</div>Trang 30<div class="page_container" data-page="30">

Hình 1.8. Cơng trình Ust-Khantaiska - Sơ đồ dẫn dòng tràn qua đê quai giai đoạn 1 và

hỗ mồng; tràn qua đập đá đỏ đang xây dunga) Năm thi công thứ 1; b) Năm thị công thứ 2

1. Chân danh và khoan phụt xi măng; 2. Dé đổ; 3. Dit chong thấm; 4, Vùng chuyển.tiếp; 5. Kết cấu khung gỗ; 6, Tường lõi chống thắm; 7, Aluvi: 8. Đá gốc,

6 cơng trình đầu mối Ust-Khantaiska, khi xây dựng đã ứng dung sơ đồ dẫn dịng sau {Hình 1.8) [29]: Mùa lũ năm 1968 tháo nước qua đường him có mặt cắt ngang 10x10m, đồng thời cho trần qua dé quai, qua hỗ móng chân khay và phần khoan phụt xi ming min chống thắm; Mùa lũ năm 1969 tháo nước qua đường him đồng thời cho tran qua

mặt đập đá đỗ được đầm chặt, phía mái hạ lưu gia cỗ bing kết cầu khung giá cao 16m,

Đập Braunla trên sông Sneik (Mỹ) cao 88,Sm, dịng chảy mùa kiệt 225 - 56SmƯ⁄4,

đồng chảy lũ thiết kế 1.400 - 2,00m /s. Mùa kiệt dẫn dòng qua đường him đường

kính 11,6m, mùa lũ dẫn dong qua đường him và tàn qua đập đá đỗ đang xây dựng. BE

mặt trần nước của dip được gia cổ bing đã dim nén dây 2.4m, mỗi lớp dim khoảng

kinh tế ky

0.9m. DS quyết định din dong qua đập, người thi kế đã phải cân abi thuật với việc đào thêm đường him thứ 2.

‘Theo tính tốn đập cho tràn nước ở cao trình +560,0m nhưng theo tiến độ thực tế đãcho nước tràn qua vào mùa lũ năm 1957 ở cao trình +552,0m (Hình 1.9) [29], chiề

rộng tran nước là 75m, cao trình dip đập hai phía bờ khi đó là +565,0m, màn chống thấm khi đồ thi công đến cao tình +549,0m, Lưu lượng đến lớn nhất thục tế là

2.000n81s, trong đó chảy qua đập là 1100 - 1.400 m3/3, lớp nước tràn qua đập là6.1m, Tiếp sau đó là 4 thắng nước lớn với lưu lượng dao động trong khoảng 850

-2.000 m3/s. Việc dip màn chống thắm thấp hơn ngưỡng tràn qua đập âm đủ để đập

trần chảy ngập khơng gây xói lở bE mặt

</div>Trang 31<div class="page_container" data-page="31">

es SY srt

Hình 1.9, Cơng trình Braunla - Mặt cắt ngang đập,

1, Đã đổ; 2, Đề quai 3. Bip da bin chit; 4. Ba tuyển chọn lớn gia cổ mãi; 6. Bip đã

hn hợp; 7. Mặt đá tự nhiên; 8. Man chồng thắm; 9. Lọc 3 lớp; 10. Lọc 2 lớp: II. BE

mặt xi ming hóa; 12. Màn khoan phụt xi măng; 13. Đá đ

24/12/1957; 15. Aluvi; 16. Đá gốc.

— +

Hình 110, Dap Ord - Dẫn dịng qua đập đá đỗ dang xây dụng và phương án gia cổ 4) Mặt cắt ngang đập: b) Gia cổ mái hạ lưu cho nước trin qua ở cao trình +48,8m

1. Lõi đập; 2. Vùng chuyển tiếp (lớp lọc); 3. Đá đổ; 4. Bề mặt khi cho nước trần qua ở

cao trình 41,0; 5. Neo thép; 6. Hệ neo trên mái; 7. Ving khoan phụt xi măng giaâu khoan phụt chống thắm; 9. Neo thép dai 4.2m; 10. Neo thép dai 10m.

</div>Trang 32<div class="page_container" data-page="32">

“Cơng tỉnh dip Ord (Hình 1.10) [16], có kết ef

phần gia cỗ rên định là b tông chiễu diy Im, phía dưới là lớp đá đầy 1.8m, mái hạ lưu là đập đá đỗ lõi giữa, chiều cao 98m, đã gia cổ bằng neo thép 25mm với mật độ l.âx0,45 m cho 1 neo thép, mắt lưới của rọ đá là 152 x 152 mm, đặc biệt là phần neo thép gia cố có chỗ lên tới 10m. Cơng trình này có. lưu lượng đơn vị 46 m’/s.m, lưu tốc đạt gần 4,5 m/s, phần gia cố làm việc hiệu qua.

“Công tinh thy điện Tuyên Quang sử dụng phương pháp dẫn ding qua đề quai và một

phần thin đập đang xây dựng ở cao trinh +48,0m có cật nước thấp (=4m) và thành

sông với đề quai được gia cổ bằng bẽ tông, phần đập đang xây dựng nằm thấp hơn cao trình đỉnh đê quai thượng lưu và hạ lưu (Hình 1.11) [30]. Lưu lượng thiết kế khi dẫn dòng là 5.036 mẺ/s ứng với tần suất 5%. Việc dẫn dịng qua đập đang xây dựng ở cao

trình thấp giáp giảm lưu tốc lớn nhất chảy trên bE mặt đập đang xây dụng, giảm yêu

cầu và iêu ning phía hạ lưu cơng trình

Hinh 1.11, Cơng trinh thủy điện Tuyên Quang - Đề quai thượng lưu được phủ bê tôngcốt thép để cho lũ trần qua trong qua trinh thi cơng

“Cơng tinh thủy điện Hịa Bình thành cơng khi sử dụng phương án dẫn ding qua đập

dang xây dung tại cao tình +25,0m có cột nước cao hơn (9.3m), phía hạ lưu gia cỗ bing đập tein với bể tiêu năng bằng bê tơng (Hình 1.12) [23]. Lưu lượng thiết kế dẫn dong là 14.690 m/s, lưu lượng đến thực tế lớn nhất rong qua trình thi cơng là 14.200

‘Js, Cơng rình này đã sử dụng đập trần tạm có ngưỡng ở cao trình +30.0m giúp giảm

nhẹ u cầu gia cố b mặt đập ở cao trình +25,0m vì lưu tốc dòng chảy lớn tập trung chủ yếu bên trên cao trình +30,0m.

</div>Trang 33<div class="page_container" data-page="33">

eaing ap Fea

Hình 1.12. Cơng trình thủy điện Hịa Binh - Mặt cắt đập ở vùng kênh thi công trong.giai đoạn tháo lũ 1986

“Cơng trình Cita Dat đã gặp thất bại khi chọn cao trình phẫn chữa lại là +50,0m, chênh

lệch cột nước lớn (17,Sm) với gia cố phan tran nước bằng thảm ro đá dày 0,Sm, gia cổ.

ở hạ lưu là ro đã 2xôm và sử đụng đề quai bạ lưu làm tưởng tiêu năng (Hình 1.13).Nguyên nhân do chủ quan và khách quan, một trong những nguyễn nhân là đặt caotrình tràn qua đập đang xây dựng quá cao, cột nước đơ sau đập lớn. Mặt khác, trong q.

tình thiết kế thiểu chủ ÿ đến thắm rồi qua đập đủ, thiễ thí nghiệm mơ hình thủy lực mà

chỉ thi nghiệm trong máng kính [3]

Gia cổ thượng lưu Gia ob mặt Gia cổ ha lưu

Hình 1.13, Cơng trình Cửa Đạt - Dẫn dòng qua đập đang xây dựng năm 2007

Dẫn dòng qua đập đá 46 đang xây dựng là một hình thức giúp tiết kiệm chỉ phí cho. sơng tie dẫn ding vio mia lũ nhờ khả năng tháo với lưu lượng lớn. Cin ấp dụng hình

thức dẫn dang này đối với cc cô

và chiều rộng tran nước cho phù hợp với điều kiện của từng cơng trình, tử đỏ có.

phương án gia cổ bé mặt trin nước, đảm bảo công tác din ding được an tồn, hiệu

ig trình đá đỏ, đá đắp, lưu ý chọn cao trình tran nước.

«qua, Khi tính tốn gia cổ bằng các tắm be tơng kết hợp neo cin tính thêm lực tác động ‘do mạch động của lưu tốc đồng chảy [31].

</div>Trang 34<div class="page_container" data-page="34">

14.2 Din ding thi công qua đập Bê tông dang x lung

Din dịng thi cơng qua đập bê tong dang xây dụng được áp dụng nhiề đối với đập bé tổng trọng lực do đặc điểm của bê ông là khả năng chịu mài môn cao trước lư tốc lớn sửa đơng nước. Ở Trung Quốc cổ cơng tình Tam Hiệp, Đơn Giang Khẩu... ở Việt Nam

có cơng trình Sơn La, Sẽ San 4 và nhiễu công trinh khác đã áp dụng phương pháp này.Dẫn dng qua đập bê tông đang xây dựng thường kết hợp với cổng dẫn dòng đặt trongthân đập.

“Cơng trình thay điện Sơn La din ding thi công đồng thời qua đập dang xây dựng ở cao tình +126,0m, chiều rộng trần Bria = 98m và cổng dẫn ding kích thước mxbsh =

2x12xIfru lượng thiết kế dẫn dịng với tần suất 3% là 16.044 ms (Hình 1.14)

Hình 1.14, Cơng tình thủy điện Sơn La Dẫn đồng qua công và dip dang xây dựng mùa

1. Đập rn đã xây chong; 2 Phần đập đang xây dưng ding để dn dịng; 3, Cổng ngằm dẫn đơng; 4. Nhà máy thủy điện

Dap Sé San 4, dip dé quai ngăn toàn bộ lịng sơng vào đầu mùa kiệt sau khi đã chuẩn. bị cổng dẫn dịng thi cơng bên bờ trái. Tồn bộ móng đập được xây dựng trong mùa. kiệt, đập được chửa lại một phan ở cao trình +166,00m, chiều rộng tràn Brin = 178m,

kết hợp với cổng dẫn đồng có kích thước nxbxh = 3x5mx7m (Hình 1,15) để tháo lũ thicông năm 2007 với lưu lượng thiết kể 8.140 m/s [32]. Qua mùa lũ, đập được tiếp tục

xây đựng đến cao trình thiết kế, mùa 10 năm sau tràn chính làm việc

</div>Trang 35<div class="page_container" data-page="35">

Hình 1.15, Cơng trình Sẽ San 4 - Chuẩn bị tháo lũ qua đập đang xây dựng 5/2007

1. Phần đập đang xây dựng chita lại dé dẫn dịng; 2, Cơng dẫn dịng; 3. Phin đập ở trên

cao thí cơng bình thường trong mùa lũ

Khi din dang qua đập b tông dang xây dựng, cần chú ý hai vẫn đề là đảm bảo bề mặt đập dùng để dẫn dịng khơng bị ăn mịn khi đo khí thực và tiêu năng ở hạ lưu.

1-43. Dẫn dong thi công qua đập đắt đang xây dựng

1, Bề mặt gia cố; 2. Đá đỏ có kha năng thấm mạnh; 3, Gia cố vải địa kỹ thuật trên mái;

4, Mũi phóng; 5. Đường bão hoa

</div>Trang 36<div class="page_container" data-page="36">

Khi cho nu trần qua dip đắt có th gia cổ he sơ đỗ Hình 1.16 [16]. Sử dụng đá đỗ 6 khả năng thắm mạnh nhằm giảm lưu tốc ban đầu trước khi trần trên mắt hạ lư đập, mii hạ lưu được gia cổ bằng vai địa kỹ thuật để chống x6i cho mới. Tuy nhiên hình thức này áp dụng đối với trường hợp chiễu cao đập không lớn kim và lưu lượng đơn vị

chảy qua đập khơng lớn.

Trường hợp cn dẫn dịng qua đập đất đang xây dựng với hu

xử lý chẳng thắm cho nền công trình. Kết thúc mùa kiệt tiền hành lắp phi phần chân

lượng lớn, có thể áp dụng

với phần chân khay của cơng trình, Mùa kiệt năm trước đào móng và đắp chân khay,

khay đã thi công xong và gia cổ bề mặt sẵn sảng dẫn đơng cho mùa lũ

Sau khí kết thie mùa lũ, bóc bỏ bùn đất và lớp phủ bÈ mặt, tip tục thi công dip đập Phương án này giúp dy nhanh tiến độ thi công đập của mùa kiệt sau vì thời gian thi

cơng chân khay và xử lý chống thắm cho nên mắt khánhiề tỏi gian, nu chi Lim tròng

một mùa Kit thị đến độ đắp đập vượt là rất sắp thậm chỉ không kịp đắp pt cao nh

vượt lũ cho mùa lũ năm sau. Ở ViNam có cơng tình Hà Động và Tả Trach áp dụngphương phip này

1.44. Din đồng thi công đồng thời qua đập đang xây dựng và cổng, đường him Dẫn đồng thi cơng đồng thời qua nhiễu cơng trình théo nước vỀ mia lã (côn gọi là dẫn đồng kết hợp) thường ứng dụng đối với các cơng trình đầu mồi thủy lợi, hủy điện có

thời gian xây dựng trong nhiều năm [33],

“rong những phương án dẫn ding kết hợp thi phương án dẫn dòng kết hợp qua cổng vớidập bê tông dang xây đựng li một giải php rất dễ áp dung, mang lại hiệu quả kinh cao

Phuong pháp này có ưu điểm nổi bật là có thé tháo lũ lớn, mực nước thượng lưu không,cao, it ảnh hưởng tới cơng trình chính, giảm ngập lụt thượng lưu. Mùa kiệt, khi lưu

lượng nhỏ, ton bộ lơ lượng được xã về hạ lưu qua cng Mùa ã, một phần lưu lượng được xã qua ống, ưu lượng chủ yễn được xã qua đập đang xây dụng. Ở Việt Nam có

Hồng Văn Tin và Lê Bá Son đã nghiên cứu về vấn đề thủy lực của dạng cơng trình này.Luận ánn sĩ của Hoàng Văn Tan (1999) nghiền cứu tổng quan về công tinh thio 1,nghiên cứu thực nghiệm về khả năng tháo lũ, cơ chế dng chảy và phương pháp tính

khả năng tháo kết hợp. Luận án tiễn hành thí nghiệm trên mơ hình vật lý của hai sơ đổ cơng.

tinh tháo kit hop thường ding là rn dnh rng và cổng đây và trin thực dụng và cổng dj

</div>Trang 37<div class="page_container" data-page="37">

“Theo kết quả nghiên cứu của luận én, cơ chế đòng chảy ở thượng lưu là yêu ổ làm cho

khả năng tháo của cơng trình thay đổi khi tháo kết hợp giữa hai dòng trần mặt và tháo

sâu. Khả năng thio của công tinh tháo là kết hợp ting hoặc giảm so với trường hợpcoi như hai ding thảo độc lập là do trong quan vỀ lưu lượng giữa bai ng tran mặt vàdong tháo sâu trong quá trình tháo kết hợp [34].

Luận n iến sĩ cin Lê Bá Sơn (1994) đa trên cơ sử phân lại đồng xã để đề xuất các

ding thuộc hình thức xa giữa tran mặt và tháo sâu, nghiên cứu các yếu tổ ảnh hưởng

dang tổn thất năng lượng do sự tương tác đồng phun tự do va đồng thảo sâu tạo raSo sánh với dang xa riêng rẽ, việc sử dụng xả kết hợp giữa dng phun tự do và ding

tháo sâu làm xuất hiện thêm một dạng tổn thất năng lượng do sự tương tác giữa hai dng tạo ra, Lượng tin hắt này chiếm 20% - 50% tổng tin thắt của đồng xả từ thượng

lưu đến hạ lưu [35]

Hai nghiên cứu trên ấp dụng đối với cơng tình xã hồn thiện, đông chảy là đồng phun

‘nr do, tương tác trực tiếp với dịng tháo đầy, chưa hồn tồn phù hợp với điều kiện dẫn

dong thi cơng của các cơng trì

Khi có nhiều cơng trình cơng tham gia dẫn ding thi xác định lưu lượng thiết kế cho từng cơng trình là bao nhiêu ms, diy là vẫn để edn nhiều cơng sức tỉnh tốn đối với

mỗi phương án dẫn đồng khác nhau, Bên cạnh đỏ côn phải xác định lưu tốc dng chảytại các vị tí khác nhau nhằm đề ra biện pháp gia cố phủ hợp. Cần có nghiên cứu thêm

én biển lưu tốc trên be cơng trình dẫn đồng khi dẫn đồng kết hợp qua đập đang xây dựng và cổng, đường hm,

Lựa chọn sơ đỏ dẫn dòng thi công kết hợp qua cổng, đường him vả công trình dang xây

dmg tết kiệm đáng kể kinh phí xây dựng cơng tỉnh din dịng và cơng tình chính [36]

“Tuy nhiên, chế độ thủy lực khi xã 1 thi công qua các cơng trình trên rắt phức tạp, cần tính toán xem xét các yếu tổ thủy lực ảnh hưởng đến cơng trình và thường thơng qua thí

nghiệm mơ hình thủy lực để đề xuắt những biện pháp hợp lý hạn chế những bit lợi của

đồng chảy, dim bảo hiệu quả cao nhất cia cơng trình dẫn dịng thi cơng cũng như an tồn

‘cho cơng trình chính.

</div>Trang 38<div class="page_container" data-page="38">

đồng phải chia ra mỗi mia một dạng cơng trình dẫn dịng khác nhau. Với lưu lượng

lớn như vậy nếu thiết kể cơng tinh dẫn dịng cho cả mùa kiệt và mùa lũ thi chỉ phí sẽ

tắt cao, sau này phải lấp cơng tình dẫn dong sẽ rất phức tp, Vì vay để đảm bảo điều kiện kinh tế và ky thuật, mùa kiệt sử dụng cơng trình dẫn dịng với lưu lượng nhỏ, mùa

Ii sử dụng cơng trình có khả năng tháo lớn dé dẫn dong,

Mùa kiệt ở giai đoạn sau khi ngăn ding có thé dùng cổng hoặc đường him để dẫn

dong, về mùa lũ dùng phương pháp dẫn dòng kết hợp cổng hoặc đường hi với đập

đang xây dựng để tháo nước về hạ lưu. Biện pháp dẫn dòng đồng thời này có thể áp

dung với đập đá đỏ, đá dip, đập bê tông. Việc xác định hợp lý quy mỗ cơng trình dẫn

dng là rt cần thiết để giảm chỉ phí dành cho cơng tác dẫn dịng

Vé cơ bản các cơng trình của Việt Nam đã xây dựng đã ứng dụng các sơ đồ dẫn dòng phổ biến trên thể gid, thích ứng và phủ hợp với diều kiện tự nhiên và kinh tẾ kỹ thuật

của Việt Nam qua các thơi kỹ. Các cơng trình đầu mỗi thủy li, thủy điệ lớn ở Việt Namnhư Hịa Bình [23], Tuyên Quang [30], Sông Tranh 2, Bản Chát, Cửa Đạt [3], Sơn La, Lai

“Châu.. đã sử dụng phương pháp din dòng kết hợp. Chỉ tiết xŠ phương pháp dẫn dòng

Nam xem Phụ lục 1-6 [28]

lợp của một số công tỉnh đã xây dựng ở

Sử dụng phương án dẫn đồng qua đập đang xây đựng, khi cao trình phần đập chữa lại

thấp, chế độ chảy là chảy ngập, nói chung khơng phá hoại cơng trình. Khi cao trình

phần đập chữa lại tương đối cao, chế độ chảy là chảy tự do, lưu tốc dịng chảy lớn, có

thể phá hoại bŠ mặt đập dùng dé dẫn dịng hoặc phá hoại nén móng phía hạ lưu, trường

hợp nguy hiểm có thé làm vỡ đập dang xây dựng,

“Trong trường hợp lưu lượng lớn, cao trình đập chừa lại cao so với đầy đập, ấn phải

tiến hành thi nghiệm mơ hình với các thơng số mơ hình phù hợp để kiểm chứng lại các

thơng số tính tốn, đảm bảo dẫn dịng an tồn. Do đó, khi quyết định lựa chọn thông số chữa li ở thân đập, cần nghiên cứu phân tích, so sin tin tấn cụ thể d quyết định

Đối với đập đá đồ, đá đắp, khả năng đập bị phá hoại của ding chảy khi dẫn dong qua

đập đang xây dựng là lớn, việc lựa chọn hợp lý quyẾt định nhiều đến sự thành công

hay thất bại của công tác din ding,

</div>Trang 39<div class="page_container" data-page="39">

Đối với đập bê tông thường, lựa chọn thơng sé cơng trình dẫn đồng qua đập đang xây

cưng gặp rủi ro hơn so với đập đá đổ, đá dip do đập có khả năng chịu lực tt, chỉ

cin quan tâm đến vẫn đề khối lượng thi công trước và sau mùa lồ và công tác tiêu năng ở sau cơng trình. Đơi với đập bê tơng dim lan thi cn quan tâm đến cường độ của bê tông trên bề mặt phải đảm bảo bê tông không bị xói khi dẫn dịng qua đập bê tơng. dầm lan đang xây đựng do cường độ chịu kéo ban đầu của bể tông dim lan phát triển

châm [37]

Bên cạnh các thơng số về mặt thủy lực cơng trinh dẫn dịng, gia cổ bề mặt din dòng

đối với sử dụng dip dang xây dụng để dẫn dòng, cần chú ý đến việc cân đối khối lượng và cường độ thi công giữa giai đoạn trước và sau khi dẫn đồng qua đập dang

xây dựng.

LS Kếtuận chương

Chương 1 đã tông quan vé tim quan trọng của cơng tác dẫn dịng, các yếu tố ảnh.

hưởng đến việc lựa chọn tin suất thiết kế và thời đoạn dẫn dòng, thực tang và yêu cầu

‘ca cơng tác tính tốn thủy lực dẫn đỏng thi cơng. Tổng hợp và phân tích các nghiên city, ce cơng tỉnh thực ễn ién quan đến dẫn đồng qua cổng, đường him, dẫn ding

cqua đập đang xây dựng dỡ, từ đó đưa ra nội dung cần nghiên cứu của luận án

Đối với những cơng trình lớn, thai gian thi cơng di, thường sử dụng nhiễu dạng cơng

trình dẫn dịng và kết hợp nhiều cơng trình tháo với nhau. Trên thé giới và ở Việt Nam

.đã có nhiều thành cơng cũng như bài học kinh nghiệm về vẫn để này. Tuy nhiên, các

nghiên cứu của cúc tác giả chủ yu tập trung vào thông sổ tối ưu về thủy lực công rnh

‘va các giải pháp tiêu năng, gia cố đối với cơng trình tháo nước thi cơng nhưng chưa có.

48 xuất nio một cách bài bản để giái quyết bai toán thủy lực dẫn dịng thi cơng tổng

Dẫn đồng thi cơng qua đập đang xây đựng là giải pháp giúp tháo được lưu lượng lũ lớn,

việc ác định chế độ thủy lực vàbiện pháp gia cổ công trinh đập đang xây dựng khí cho

nước tràn qua cằn nghiên cứu cụ thể hơn, phục vụ công tác lựa chon quy mô công trình

dẫn đồng

</div>Trang 40<div class="page_container" data-page="40">

'Các mơ hình tính tộn thủy động lực sơng, hệ thống kênh tưới khơng phủ hop với tính

tốn thiy lye din dịng, phin mém Flow-3D ein đưa vào điều kiện biên kha phức tp,

êu cầu cấu hình mây tinh cao, mỗi fin tinh cho một trường hợp mắt nhi thồi gian,

sắc chương trình tính tốn thương mại chưa giải quyết tiệt để việc tính tốn thủy lực

din dong và điều tiết lũ. Yêu cầu đặt ra cẳn phải lập chương trình tính tốn thủy lực dẫn

dang đ phục vụ lưu chọn quy mơ cơng trình dẫn dng nhanh chồng, hiệu quả.

Để lựa chọn hợp lý quy mơ cơng trình dẫn ding, luận án nghiên cấu các nội dung sau

~ Nghiên cứu cơ sở khoa học để lựa chọn tin suất thiết kế din đồng thi cơng, xác định thời đoạn din dịng thi cơng trong điều kiện khi hậu Việt Nam để lâm cơ sở cho việc

lựa chọn lưu lượng thiết kế dẫn dịng thi cơng;

- Nghiên cứu mỗi quan hg giữa các yếu tổ hình dạng cơng tỉnh dẫn đồng ảnh hưởng

én chế độ thủy lực khi dẫn dịng qua đập đá đồ, đá đắp đang xây dựng và đề ra biện

pháp gia cố:

~ Lập chương trình tính tốn thủy lực dẫn đồng khi kết hợp hai cơng trình dẫn dịng

đồng hồi phục vụ lựa chọn quy mơ của cơng tình dẫn dịng th cơng

Kết quả nghiên cứu giúp ich cho việc xác định các thơng số thủy lực cơ bản phục vụ

lựa chọn phương án dẫn đỏng, quy mơ cơng trình dẫn dong nhẳm đảm bảo cơng tác

dẫn ding được thục hiện an tồn, hiệu quả, nh

</div>