Xác định hình dạng lỗ xả dẫn dòng thi công hợp lý cho công trình thuỷ điện Đam’bri tỉnh Lâm Đồng

XÁC ĐỊNH HÌNH DẠNG LỖ XẢ DẪN DÒNG THI CÔNG HỢP LÝ
CHO CÔNG TRÌNH THUỶ ĐIỆN ĐAM’BRI TỈNH LÂM ĐỒNG
TS. Lê Văn Nghị
KS. Giang Thư
Viện Khoa học Thuỷ lợi
Tóm tắt: Lỗ xả thi công là một hạng mục công trình dẫn dòng kiểu kín đặt trong thân đập
thường được sử dụng kết hợp với các dạng công trình dẫn dòng kiểu hở khi thi công các công trình
thuỷ lợi thuỷ điện có đập dâng nước là đập bê tông trọng lực, đặc biệt hiệu quả khi mặt bằng thi
công chật hẹp. Việc xác định hình dạng lỗ xả hợp lý nhằm đảm bảo công trình vận hành an toàn
được đặt lên hàng đầu khi thiết kế các công trình tháo nước kiểu kín nhằm hạn chế áp suất âm xuất
hiện trong công trình và tăng khả năng tháo nước qua công trình khi dẫn dòng thi công. Bài báo
này trình bày về kết quả xác định hình dạng lỗ xả thi công của công trình thuỷ điện Đa M’Bri tỉnh
Lâm Đồng.

38

phương án để chọn hình dạng cửa vào và kích
thước lỗ xả lũ thi công, dưới đây xin nêu kết quả
xác định hình dạng cửa vào lỗ xả lũ thi công cho
2 phương án.
- Phương án 1 (PA1) - Hình 1: Do cơ quan
Tư vấn thiết kế đề nghị, lỗ xả là 4 cống hình hộp
có mặt cắt vuông với kích thước là 3x3m, dài
42.5m, đáy lỗ xả được đặt ở cao trình 570.0m,
cửa vào sắc cạnh (không lượn tròn).
- Phương án 2 (PA2) - Hình 2: Lỗ xả là 4
cống hình hộp có mặt cắt hình chữ nhật có kích
thước là 2.6x3.5m, dài 42.5m, đáy lỗ xả được
đặt ở cao trình 569.0m, đầu trụ pin và các trụ
bên được lượn tròn, trần lỗ xả được lượn lên
theo đường cong elip có phương trình

 x2
y 2 
(E)   2 
1
2 
 4.5
1
.
5


Ztl

H

C¾t däc lç x¶ thi c«ng

3.0

577.00

3.0

1.5

574.5

6.0

1.5

570.0
15.0

27.5
42.5

ChÝnh diÖn th­îng
3.0

577.0

1.5

574.5

3.0

9.0

573.0
6.0

570.0
1.5

1. Mở đầu
Công trình thuỷ điện Đa M’Bri, tỉnh Lâm
Đồng, được xây dựng trên Suối Đa M’Bri. Suối
này là một trong hai nhánh chính của sông Đa

Huoai, phụ lưu trái của sông Đồng Nai. Trạm
thủy điện có công suất lắp máy là 75MW với
điện lượng bình quân năm là 338,2 triệu kWh.
Công trình ngăn sông là đập bê tông trọng lực
dài 216m, cao 55m thuộc công trình cấp II.
Theo thiết kế kỹ thuật, công trình được thi công
trong 3 năm từ 2007 đến 2010. Công trình dẫn
dòng thi công bao gồm: Cống dẫn dòng ở bờ
trái, lỗ xả thi công ở giữa đập và tràn xây dở.
Các công trình dẫn dòng đều bằng bê tông cốt
thép mác 250. Chúng tôi đã sử dụng phương
pháp nghiên cứu trên mô hình vật lý để xác định
hình dạng lỗ xả hợp lý.
Mô hình dẫn dòng thuỷ điện Đa M’Bri được
thiết kế và xây dựng là mô hình chính thái, tổng
thể tỷ lệ 1/40, tuân theo tiêu chuẩn tương tự về
trọng lực (Froude), nhằm nghiên cứu các đặc
trưng thuỷ động lực của dòng chảy trong khu
vực công trình, hình dạng hợp lý của lỗ xả thi
công và các hạng mục công trình dẫn dòng.
Sau đây là các kết quả nghiên cứu mô hình
vật lý của lỗ xả thi công bao gồm áp suất, khả
năng xả làm cơ sở để lựa chọn hình dạng, kích
thước lỗ xả hợp lý.
Trên mô hình đã tiến hành thí nghiệm các

1.5

3.0

1.5

3.0

1.5
19.5

3.0

1.5

3.0

1.5

Hình 1. Lỗ xả thi công (PA1)


Ztl

15.0

Cắt dọc lỗ xả thi công

577.00

3.0

H
1.5

X2
Y2
+
=1
(4,5)2 (1,5)2

3.5

(E) =

6.5

572.50

5.0

9.5

574.00

1.5

1.5

569.00

4.5

38.0

42.5

Chính diện thượng lưu

Mặt bằng trụ pin

17.9
577.0

trụ giữa

3.5

572.5

1.5

569.0

1.5

2.6

1.5

2.6

1.5

2.6

1.5

2.6

R0

.7

1.5

9.5

1.5

.7
R0

1.5

3.0

trụ bên
574.0

1.5

Hỡnh 2. L x thi cụng (PA2)
2. Kh nng thỏo qua l x thi cụng
Kh nng thỏo ca l x thi cụng c thớ

nghim vi cỏc cp lu lng (Qx) t 392 m3/s
623 m3/s (l tng lu lng x qua l v cng)
kt qu cho Bng 1 v Bng 2, Hỡnh 3.
Trong cỏc trng hp thớ nghim, mc nc
thng lu cao hn nh l, dũng chy ti ca ra
ca l x l chy t do (khụng ngp mc nc
h lu thp hn tim l), dũng chy on cui
l l chy y ng. Nh vy trng thỏi chy l
chy cú ỏp t do. Khi ú h s lu lng ca l
theo cụng thc:
Q
(1)

2 g ( Z TL Z r )
Trong ú : - H s lu lng ca l; din tớch ca l ti sau on ln cong; ZTL l
mc nc ti lũng h; Zr l mc nc h lu,
c tớnh l cao trỡnh tõm ca ra ca l.
Trong Bng 1 v 2 cỏc s liu ca cng c
thớ nghim riờng bit khi cng lm vic c lp.
Q(m3/s)

Bng 1. Kh nng thỏo qua l x PA 1
S Qx
TT (m3/s)

ZH(m)
Tớnh
TN
toỏn
PA1

H0
(m)

L
Q



1 392

577.36 578.58 5.91 276 0.712

2

475

579.74 581.39 8.28 334 0.728

3

514

582.02 582.98 10.54 379 0.731

4

566

583.84 585.2 12.36 420 0.749

5

623

586.08 588.12 14.60 460 0.755

Bng 2. Kh nng thỏo qua l x PA 2

m

470

0.86

450

0.84

430
Ql(PA1)

410

Ql(PA2)

390

L(PA1)

370

L(PA2)

350

S Qx
TT (m3/s)

0.82

ZH(m)
Tớnh
TN
toỏn
PA1

H0
(m)

L
Q



0.80

1

392

578.59 576.88 6.18 293 0.732

0.78

2

475

581.38 578.72 8.02 355 0.778

0.76

3

514

582.96 579.6 8.89 385 0.801

4

566

585.2 580.97 10.26 424 0.821

5

623

588.14 582.74 12.02 468 0.837

330
0.74
310
0.72

290
Zh(m)

270
576.5

T s liu thớ nghim cho thy: Tuy din tớch
l x theo phng ỏn 1 v l x theo phng ỏn
2 cú din tớch thoỏt nc cho 1 l x l: SPA1 =
9m2 v SPA2 = 9,10m2 nhng h s lu lng
chy qua l ca phng ỏn 1 t l = 0,721
0.797 cũn vi phng ỏn 2 h s l tng lờn
n 0,851 0,907. Do ú kh nng x ca
phng ỏn 2 l ln hn phng ỏn 1. Vi cựng
cp lu lng thớ nghim thỡ mc nc lũng h
phng ỏn 2 thp hn phng ỏn 1 t 0,48m
3,34m. Nguyờn nhõn ca s tng kh nng thỏo
ca phng ỏn 2 c lý gii l do, ca vo ca
l x c ln trũn, dũng chy vo l x thun
hn phng ỏn 1 v nh vy tn tht qua ca
vo ca l x thi cụng phng ỏn 2 nh hn
phng ỏn 1.

578.5

580.5

582.5

584.5

0.70

586.5

Hỡnh 3. Quan h gia lu lng Ql (m3/s),
h s lu lng v mc nc h Zh(m)

3. p sut trờn trn l x l thi cụng
Kt qu o ỏp sut trung bỡnh trong l x vi
39


Bng 3. Kt qu thớ nghim ỏp sut trung
bỡnh (p/ - m ct nc) PA1
Thứ tự

cỏc cp lu lng cho hai phng ỏn c th
hin trờn Bng 3 v 4, Hỡnh 4 v 5.
Qua kt qu thớ nghim cho thy:
- Vi PA1, hu ht cỏc ch x lu lng
l qua l x thi cụng u phỏt sinh hin tng
gim ỏp v xut hin ỏp sut õm, giỏ tr ỏp sut
õm phn ca vo l x rt ln t t -4,50m

ct nc n -9,0m ct nc. Vi giỏ tr ỏp sut
õm ny u vt quỏ gii hn ỏp sut õm cho
phộp i vi bờ tụng, do ú trong quỏ trỡnh x l
thi cụng s khú trỏnh khi hin tng bờ tụng b
xõm thc mnh gõy mt n nh cho cụng trỡnh.
Do ú, ó tin hnh sa i hỡnh dng ca vo
l x l thi cụng theo PA2.

1
2
3
4
5
6

Vị trí Q=623 Q=566 Q=502 Q=475 Q=392
điểm đo m3/s m3/s m3/s m3/s m3/s
Trần lỗ xả
Trần lỗ xả
Trần lỗ xả
Trần lỗ xả
Trần lỗ xả
Trần lỗ xả

-8.72
-5.00
-0.52
-0.72
-1.00
1.50

-8.52
-2.88
-0.40
-0.12
-0.44
1.00

-7.92
-3.12
-0.40
0.08
-0.50
1.30

-6.52
-3.44
-0.68
-0.92
-1.00
0.90

-4.56
-2.72
-0.80
-0.82
-0.40
0.80

- Vi PA2, Sau khi sa hỡnh dng ca vo v kớch

thc 4 l x l thi cụng, qua thớ nghim cho thy:
p sut trn l x gim cũn khong -1m ct nc.
V trớ xut hin ỏp sut õm cỏch ca vo khong
4,5m (ht on cong trn ca vo).

Z(m)
576

p/ g (m)
3.0

575

2.0

574

1.0

573

0.0

572

-1.0

571

-2.0

570

-3.0
Trn l x
ỏy l x
Dim o
ng o ỏp Q=623
ng o ỏp Q=566
ng o ỏp Q=502
ng o ỏp Q=475
ng o ỏp Q=392

569
568
567
566
565
564
0

5

10

15

20

25

30

35

40

-4.0
-5.0
-6.0
-7.0
-8.0
-9.0
45 L(m)

Hỡnh 4. ng o ỏp trung bỡnh ti trn l x - PA1
Z(m)

p/ g (m)

582

8.0

Trn l x

581

ỏy l x

7.0

im o
ng o ỏp Q=320

6.0

579
578

ng o ỏp Q=475

577

ng o ỏp Q=502

576

ng o ỏp Q=566
ng o ỏp Q=623

580

575

5.0
4.0
3.0
2.0

574

1.0

573

0.0

572

-1.0

571

-2.0

570

-3.0

569
568

-4.0
0

5

10

15

20

25

30

35

Hỡnh 4. ng o ỏp trung bỡnh ti trn l x - PA2
40

40

45

L(m)


Thứ tự

Bng 4. Kt qu thớ nghim ỏp sut trung
bỡnh (p/ - m ct nc) PA2
Vị trí điểm Q=623 Q=566 Q=502 Q=475 Q=392
3
3
3
3
3

đo
(m /s) (m /s) (m /s) (m /s) (m /s)

1
2
3
4
5
6
7
8
9

Trần lỗ
Trần lỗ
Trần lỗ
Trần lỗ
Trần lỗ
Trần lỗ
Trần lỗ
Trần lỗ
Trần lỗ

xả 7.64
xả 4.49
xả 2.11
xả 0.00
xả -0.66
x 1.06
xả 0.38

xả 0.26
xả 0.22

10 Trần lỗ xả

0.58

3.56
1.69
0.31
-0.32
-0.94
-0.02
-0.10
-0.54
-0.90

2.76
0.81
0.11
-0.40
-0.78
0.86
0.66
0.86
0.62

1.56
0.65
-0.09

-0.48
-0.74
0.54
0.54
0.46
0.50

1.44
1.01
0.03
-0.80
-0.86
-0.34
-0.22
-0.74
-0.98

-0.30

0.66

0.62

-0.14

4. So sỏnh la chn phng ỏn
Qua kt qu thớ nghim v kh nng thỏo vo
kt qu o ỏp sut bờn trong l x thi cụng cho
thy PA 1 cú kh nng thỏo nh hn PA2 v ỏp

sut õm bờn trong l x thi cụng PA2 cú tr s
nh hn nhiu so vi PA1. Hin tng ỏp sut
õm ca PA2 ó khụng nh hng n kh nng
xõm thc bờ tụng bờn trong l x.
Kt hp vi kinh nghim nghiờn cu thớ
nghim nhiu cụng trỡnh khỏc cho thy vi l x
thi cụng khi thit k nờn chn sao cho t l kớch
thc hỡnh hc gia chiu cao vo chiu rng
H/B=(1.3 ữ 1.5) v gim trit ỏp sut õm
ti trn l x thỡ phi b trớ ca vo cú dng
ln trũn gim hin tng tỏch dũng v nh
vy s to cho dng dũng i sỏt thnh l khụng
gõy ra ỏp sut õm cú tr s ln.
Hỡnh dng, kớch thc l x theo PA 2 l kt
qu nghiờn cu sa i ca c quan thớ nghim
a ra khi nghiờn cu thớ nghim mụ hỡnh thu
lc dn dũng cụng trỡnh thu in a MBri v
ó c n v t vn thit k chp nhn
thit k thi cụng cụng trỡnh .

Ti liu tham kho
1. Nguyn Cnh cm v nnk (1978), Giỏo trỡnh thu lc, tp 1 v 2, Nh xut bn i hc v
trung hc chuyờn nghim, H ni.
2. Trn Quc Thng (2005) Thớ nghim mụ hỡnh thu lc cụng trỡnh. Nh xut bn Xõy Dng,
H Ni
3. Lờ Vn Ngh, Giang Th v nnk (2007) Bỏo Cỏo kt qa nghiờn cu thớ nghim mụ hỡnh thu
lc dn dũng thi cụng cụng trỡnh thu in a MBri, Vin Khoa hc Thu li.
Summary:
DETERMINATION OF SUITABLE SHAPE OF CONDUIT FOR FLOW-PASS
IN CONSTRUCTION WHICH LOCATED ON DAMBRI HYDROPOWER PROJECT

IN LAM DONG PROVINCE
The conduit for flow-pass in construction is a closed type component reserved for construction
phase laid on main body of dam. This closed - type component is combined with other open - type
for flow pass in construction in case of constructing the main concrete gravity dam for various
water resources and hydropower projects, especially this closed type component is effectiveness
in narrow site. Then determination of suitable shape of closed conduit that satisfying the safety of
operation requirement is always highlighted when making design work for this component, with
target of reducing the negative pressure may occur inside the component as well as raising the
dischage capacity following the construction phase. Therefore this is purpose of the article to
present the approach to detemine the suitable shape of the conduit in construction of DaMBri
hydropower project in Lam Dong province.

Ngi phn bin: TS. Lờ Vn Hựng
41