NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP DẪN DÒNG THI CÔNG KHI XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH TRÊN LÒNG SÔNG HẸP

B GIÁO D C VÀ ÀO T O
TR

B NÔNG NGHI P VÀ PTNT
NG

I H C THU L I

PH M XUÂN TI N

NGHIÊN C U GI I PHÁP D N DÒNG THI CÔNG
KHI XÂY D NG CÔNG TRÌNH
TRÊN LÒNG SÔNG H P

LU N V N TH C S K THU T

Hà N i – 2010


B GIÁO D C VÀ ÀO T O

B NÔNG NGHI P VÀ PTNT

TR

NG

I H C THU L I

PH M XUÂN TI N

NGHIÊN C U GI I PHÁP D N DÒNG THI CÔNG
KHI XÂY D NG CÔNG TRÌNH
TRÊN LÒNG SÔNG H P
Chuyên ngành: Xây d ng công trình thu
Mã s :60 – 58 - 40
LU N V N TH C S K THU T
Ng

ih

ng d n khoa h c:

1. TS D

ng

c Ti n

2.GS.TS Lê Kim Truy n

Hà N i – 2010


Lu n v n th c s k thu t

- 1-

Chuyên ngành: XD Công trình thu

L IC M

N

Lu n v n th c s k thu t v i đ tài: “Nghiên c u gi i pháp d n dòng thi
công khi xây d ng công trình trên lòng sông h p” đ

c hoàn thành v i s n l c

c a b n thân tác gi , s giúp đ nhi t tình c a các th y cô, b n bè đ ng nghi p,
khoa sau đ i h c, khoa công trình, b môn thu công, b môn thi công - Tr

ng

i

h c Thu l i.
Tác gi đ c bi t xin đ

c bày t lòng bi t n sâu s c t i th y giáo: GS.TS Lê

Kim Truy n và th y giáo TS. D

ng

c Ti n đã tr c ti p h

ng d n t n tình c ng

nh cung c p các tài li u, thông tin khoa h c c n thi t trong quá trình th c hi n lu n
v n này.

Tác gi xin chân thành c m n các th y cô đã gi ng d y, giúp đ tác gi trong
quá trình h c t p c ng nh trong quá trình th c hi n lu n v n.
Cu i cùng tác gi xin g i l i c m n chân thành t i gia đình, b n bè, đ ng
nghi p đã đ ng viên và t o m i đi u ki n thu n l i đ tác gi hoàn thành lu n v n.
tài mà tác gi nghiên c u là m t v n đ khó, do trình đ và th i gian có
h n nên lu n v n này không th tránh kh i nh ng t n t i, h n ch , tác gi r t mong
nh n đ

c s ch b o c a các th y c ng nh s đóng góp và trao đ i chân thành c a

b n bè, đ ng nghi p. Tác gi r t mong nh ng v n đ còn t n t i s đ

c phát tri n

m c đ nghiên c u sâu h n, góp ph n đ a nh ng ki n th c khoa h c vào ph c v
s n xu t.

Hà n i, ngày….tháng…n m 2010
Tác gi lu n v n

Ph m Xuân Ti n

H c viên: Ph m Xuân Ti n

L p CH 17C1


Lu n v n th c s k thu t

Chuyên ngành: XD Công trình thu

- 2-

M CL C
M C L C ................................................................................................................... 2
DANH M C CÁC HÌNH V ..................................................................................... 5
DANH M C CÁC B NG BI U. .............................................................................. 7
M

U. .................................................................................................................... 9

CH

NG 1

T NG QUAN V D N DÒNG THI CÔNG. ......................................................... 12
1.1. T ng quan v d n dòng thi công .................................................................. 12
1.1.1. V trí, ý ngh a c a công tác d n dòng thi công ....................................... 12
1.1.2. Tiêu chu n đ tính toán thi t k .............................................................. 14
1.2. Các ph

ng án d n dòng công trình đ u m i có lòng sông h p. ................. 20

1.2.1. Các nhân t
1.2.2. Các ph

nh h

ng đ n vi c l a ch n ph

ng án d n dòng thi công.20

ng pháp d n dòng thi công ...................................................... 22

1.2.3. Tiêu chu n so sánh l a ch n ph

ng án d n dòng. ................................ 27

1.3. T ng quan v d n dòng thi công b ng c ng d n dòng trong thân đ p và các
v n đ nghiên c u. .................................................................................................... 29
1.3.1. D n dòng thi công b ng c ng d n dòng trong xây d ng đ u m i thu l i
và thu đi n. .......................................................................................................... 29
1.3.2. Các v n đ c n nghiên c u. .................................................................... 29
1.3.3. M t s công trình s d ng ph

ng án d n dòng thi công b ng c ng d n

dòng trong thân đ p. .............................................................................................. 30
1.4. K t lu n ch
CH

ng 1. ....................................................................................... 31

NG 2

NGHIÊN C U XÁC

NH M C

THU H P C A ......................................... 32

LÒNG SÔNG KHI D N DÒNG. ............................................................................ 32
2.1. M đ u. ......................................................................................................... 32
2.2. Tính toán thu l c d n dòng thi công qua lòng sông h p. ........................... 32
2.2.1. Tính toán thu l c các giai đo n d n dòng. ............................................ 32
H c viên: Ph m Xuân Ti n

L p CH 17C1


Lu n v n th c s k thu t

- 3-

Chuyên ngành: XD Công trình thu

2.2.2. Tính toán th y l c qua l ch a l i thân đ p, khe r ng l
cho n

c và đê quai

c tràn qua. ................................................................................................. 37

2.2.3. Tính toán th y l c tháo n

c qua kênh (máng). ..................................... 46

2.2.4. Tính toán thu l c d n dòng qua đ
2.2.5. Tính toán thu l c tháo n
2.3. Gi i thi u ph

ng h m, c ng ng m, l x đáy..... 50

c đ ng th i. ................................................ 59

ng án thi t k d n dòng thi công cho công trình Thu đi n

Hoa Thám. ................................................................................................................. 61
2.3.1. C s tính toán. ....................................................................................... 61
2.3.2. Tính toán th y l c qua lòng sông co h p. ............................................... 62
2.3.3. Tính toán th y l c c ng d n dòng thi công. ........................................... 64
2.3.4. Tính toán th y l c d n dòngmùa l n m 2010. ...................................... 68
2.3.5. Tính toán đi u ti t l . .............................................................................. 69
2.3.6. Xác đ nh cao trình đê quai giai đo n 1 (mùa ki t n m 2009). ................ 72
2.3.7. Xác đ nh cao trình đê quai giai đo n 2 (mùa ki t n m 2010). ................ 72
2.4. Tính toán thu l c l p sông công trình Thu đi n Hoa Thám. .................... 73
2.4.1. M c đích. ................................................................................................ 73
2.4.2. Tiêu chu n, qui trình qui ph m áp d ng. ................................................ 73
2.4.3. Thi t k ng n sông Hi n. ........................................................................ 73
2.4.4. Xác đ nh l u l

ng th m qua đê h p long. ............................................ 77

2.4.5. K t qu tính toán l p sông. ..................................................................... 78
2.5. K t lu n ch
CH

ng 2. ....................................................................................... 80

NG 3

NGHIÊN C U HOÀNH TRI T CÔNG TRÌNH D N DÒNG. ............................. 81
3.1. M đ u. ......................................................................................................... 81
3.2. Tính toán hoành tri t c ng d n dòng. ........................................................... 81
3.2.1. Hoành tri t c ng d n dòng m t s công trình

Vi t Nam. .................... 81

3.2.2. Bi n pháp hoành tri t c ng d n dòng công trình Th y i n Hoa Thám 88

H c viên: Ph m Xuân Ti n

L p CH 17C1


Lu n v n th c s k thu t

- 4-

Chuyên ngành: XD Công trình thu

3.2.3. Các h ng m c công trình t m liên quan đ n hoành tri t c ng d n dòng
thi công. ................................................................................................................. 89
3.2.4. Thi t k hoành tri t c ng d n dòng thi công. ......................................... 95
3.2.5. Thi t k chi ti t ph
3.3. Ph

ng án nút thân c ng d n dòng. ........................... 100

ng pháp tính toán thi t k và công ngh nút c ng.............................. 105

3.4. Công ngh nút c ng d n dòng. ................................................................... 109
3.4.1. S đ b trí c p pha thi công bê tông. .................................................. 110
3.4.2. Công ngh thi công bê tông kh i bê tông nút đ nh. ............................. 112
3.4.3. Công tác ph t v a xi m ng l p đ y. ..................................................... 113
3.4.4. Ti n đ thi công. ................................................................................... 115
3.5. K t lu n ch
CH

ng 3. ..................................................................................... 117

NG 4

K T LU N VÀ KI N NGH ................................................................................. 119
TÀI LI U THAM KH O
PH L C TÍNH TOÁN

H c viên: Ph m Xuân Ti n

L p CH 17C1


Lu n v n th c s k thu t

Chuyên ngành: XD Công trình thu

- 5-

DANH M C CÁC HÌNH V
Hình 1.1

S đ đê quai ng n dòng m t đ t.

Hình 1.2

S đ đê quai phân kì.

Hình 1.3

M t c t d c h m d n dòng thi công – Công trình Thu đi n
Hu i Qu ng.

Hình 1.4

M t c t ngang c ng d n dòng thi công.

Hình 1.5

M t c t d c tim đ p – Công trình Thu đi n Hu i Qu ng.

Hình 1.6

Hi n tr ng công trình Thu đi n S n La mùa l 2009.

Hình 2.1

Hình th c b trí đê quai phân kì.

Hình 2.2

Tháo n
n

p tràn m t c t hình thang.
Tràn hình cung.

Hình 2.6

Chi u sâu m c n

Hình 2.7

Tiêu n ng m i phun.

Hình 2.8

Các d ng đ

Hình 2.9

Tr ng thái dòng ch y c a tháo n

Hình 2.10

C ng ch y t do có dòng ch y ng p

Hình 2.11

S đ tính toán co h p lòng sông.

Hình 2.13

c tháo

c.

Hình 2.5

Hình 2.12

c.

ng công h s co h p bên c a l ch a, khe r ng l

Hình 2.3

Hình 2.4

c qua l ch a l i và khe r ng l

c co h p.

ng m c n

c trong kênh l ng tr .
c qua đ

ng ng.

c a ra.

ng kh n ng x qua công trình d n dòng.
th đi u ti t l thi công.

Hình 2.14

Quan h Q∼Z.

Hình 2.15.

Quan h Z/H 0 và dZ/H.

H c viên: Ph m Xuân Ti n

L p CH 17C1


Lu n v n th c s k thu t

- 6-

Chuyên ngành: XD Công trình thu

Hình 3.1

M t b ng hi n tr ng c ng d n dòng Thu đi n S n La.

Hình 3.2

M t b ng t ng th c ng d n dòng thi công Thu đi n B n V .

Hình 3.3

M t b ng c ng d n dòng thi công Thu đi n B n V .

Hình 3.4

C t d c c ng d n dòng thi công Thu đi n B n V .

Hình 3.5

M t b ng t ng th c ng d n dòng thi công Tuyên Quang.

Hình 3.6

M t b ng c ng d n dòng thu đi n Hoa Thám.

Hình 3.7

M t c t d c c ng d n dòng thu đi n Hoa Thám.

Hình 3.8

M t b ng đ p b t ch ng rò r th

Hình 3.9

S đ b trí gông, ch ng cho đo n nút c ng – Công trình Thu

ng l u c a van.

đi n Tuyên Quang.
Hình 3.10

S đ b trí gông, ch ng cho đo n nút đ u: M t b ng – M t c t
– Công trình Thu l i, Thu

Hình 3.11

i nC a

t.

S đ b trí gông, ch ng cho các nút k ti p – Công trình Thu
i nB nV .

Hình 3.12

S

đ b trí c p pha l

i – Công trình Thu

i n Tuyên

Quang.
Hình 3.13

S đ b trí thi công kh i bê tông nút đ nh – Công trình Thu

i nB nV .

Hình 3.14

Ván khuôn ph - Công trình Thu L i, Thu

H c viên: Ph m Xuân Ti n

i nC a

t.

L p CH 17C1


Lu n v n th c s k thu t

Chuyên ngành: XD Công trình thu

- 7-

DANH M C CÁC B NG BI U
B ng 1.1

T l giá thành công trình d n dòng so v i giá thành đ p c a
m t s công trình

B ng 1.2

Liên Xô c .

Quan h c p thi t k gi a công trình ch y u – công trình th
y u – công trình t m th i trong m t công trình đ u m i ho c h
th ng kênh d n.

B ng 1.3

L ul

ng m c n

c l n nh t đ thi t k các công trình t m

th i ph c v công tác d n dòng.
B ng 1.4

Tiêu chu n l c a công trình thu công t m th i.

B ng 2.1

Gi i h n tr ng thái ch y trong các giai đo n d n dòng.

B ng 2.2

Giá tr h s l u l

B ng 2.3

H s σ ng p c a đ p tràn đ nh r ng.

B ng 2.4

H s quan h c a đ p tràn hình thang.

B ng 2.5

H s hình d ng c a tràn hình cong η.

B ng 2.6

Giá tr h s l u t c tháo qua công trình.

B ng 2.7

H s co h p ε c a c ng b n ph ng th ng đ ng.

B ng 2.8

M t c t kh ng ch và đ c tính các d ng đ

ng m và h s l u t c ϕ.

ng cong m t n

c

c a kênh l ng tr .
B ng 2.9

Nhân t

nh h

ng tháo n

c trong ng ch y t do và gi i h n

dòng ch y.
B ng 2.10

Giá tr h s ng p σ đ

ng ng ch y t do.

B ng 2.11

Giá tr η = h p /d c a ra ch y có áp.

B ng 2.12

K t qu tính toán thu l c d n dòng thi công qua lòng sông co
h p b i đê quai giai đo n 1.

B ng 2.13

H s l ul

H c viên: Ph m Xuân Ti n

ng qua công trình d n dòng.

L p CH 17C1


Lu n v n th c s k thu t
B ng 2.14.
B ng 2.15
B ng 2.16
B ng 2.17

- 8-

Chuyên ngành: XD Công trình thu

ng kh n ng x qua c ng.
K t qu tính toán.
ng kh n ng x c a c ng d n dòng và đ p tràn.
L ul

ng trung bình ngày l n nh t th i đo n ch n dòng

P = 5% .
B ng 2.18

K t qu tính toán đ

ng kh n ng x l u l

ng d n dòng c a

c ng d n dòng.
B ng 2.19

K t qu tính toán thu l c quá trình l p sông.

B ng 3.1

Các thông s c a s đ d n dòng thi công thu đi n Hoa Thám.

B ng 3.2

K t qu tính toán chi u dài nút c ng d n dòng.

H c viên: Ph m Xuân Ti n

L p CH 17C1


Lu n v n th c s k thu t

- 9-

M
N

c Vi t nam chúng ta là n

Chuyên ngành: XD Công trình thu

U

c đi lên t nông nghi p, 64 n m qua, nhi m v

và công tác c a ngành thu l i luôn g n li n v i nhi m v c a cách m ng Vi t Nam
qua các th i k , góp ph n quan tr ng trong vi c khôi ph c s n xu t nông nghi p,
m r ng di n tích canh tác, t ng v , thâm canh t ng n ng su t cây tr ng, đáp ng
yêu c u v s n xu t nông nghi p, phòng, ch ng và gi m nh thiên tai t i các vùng,
các mi n trong xây d ng và phát tri n kinh t - xã h i.
Trong đ nh h
tri n thu l i t

ng phát tri n nghành thu l i đ n n m 2020 đã nêu rõ “phát

i tiêu, c p n

c ph c v chuy n d ch c c u kinh t , th c hi n

công nghi p hóa, hi n đ i hóa nông nghi p-nông thôn và phát tri n các ngành kinh
t xã h i. C th :
- T p trung nâng c p, hi n đ i hoá các h th ng thu l i đ phát huy và t ng
t i đa n ng l c thi t k ;
- Ti p t c đ u t xây d ng thêm công trình m i, g m:
+ Các công trình thu l i t ng h p quy mô v a và l n
n

ct

các l u v c sông, c p

i cho nông nghi p, thu s n, sinh ho t, công nghi p, ch ng l và phát đi n;

+ Phát tri n các công trình thu l i v a và nh

mi n núi ph c v cho phát

tri n s n xu t nông lâm nghi p, sinh ho t, khai thác thu đi n, góp ph n hi n đ i
hoá nông nghi p nông thôn;
+ Phát tri n các công trình thu l i c p n

c, ng n m n, gi ng t ph c v phát

tri n dân sinh và s n xu t nông nghi p, thu s n, diêm nghi p
+ Phát tri n các gi i pháp t
c n: cây công nghi p, cây n qu

i tiên ti n, ti t ki m n

vùng ven bi n;

c cho các lo i cây tr ng

các vùng trung du, mi n núi;

+ Phát tri n các h th ng kênh d n ng t thau chua ém phèn

ng b ng sông

C u Long“

H c viên: Ph m Xuân Ti n

L p CH 17C1


Lu n v n th c s k thu t

- 10-

Chuyên ngành: XD Công trình thu

Nh v y, có th kh ng đ nh r ng: phát tri n công trình thu l i chi m v trí r t
quan tr ng đ i v i n n kinh t đ t n
iv in

c.

c ta, đ c bi t các t nh mi n núi phía B c, đ c đi m đ a hình th

là lòng su i d c, đ a hình b chia c t nhi u, lòng su i h p, l
d cl nk th pv il

ng

ng m a l n. V i đ

ng m a l n cho phép khai thác ngu n thu n ng đáng k

ph c v phát tri n các ngành kinh t . Ngoài ra, vi c xây d ng các công trình thu
l i l i d ng t ng h p nói chung và khai thác thu n ng nói riêng là m t vi c làm h t
s c c n thi t đ i v i m t n

c l y nông nghi p làm c s phát tri n nh n

c ta.

i v i công trình đ u m i c a c m công trình thu công thì công trình đ u
m i chi m t tr ng kh i l

ng r t l n quy t đ nh tính hi u qu toàn b d án. Vi c

l a ch n tuy n công trình đ u m i h p s có kh i l
xây d ng công trình thu công
còn m t v n đ đ

ng thi công nh . Tuy nhiên, đ

nh ng khu v c này ngoài nh ng khó kh n chung

c đ t ra là bi n pháp d n dòng thi công h t s c ph c t p do lòng

sông quá h p.
Hi n nay, vi c thi công công trình đòi h i ph i có ti n đ nhanh, hi u qu và
an toàn là m t vi c làm h t s c quan tr ng, nh t là đ i v i công trình thu đi n. Xét
v khía c nh xây d ng, m i công trình thu đi n đ u có nh ng ph

ng án, bi n

pháp xây d ng khác nhau và ph thu c vào c u t o đ a hình, đ a ch t và đi u ki n
khí t

ng thu v n. V i nh ng lòng sông h p, v mùa l có l u l

ng th

ng r t

l n thì bi n pháp d n dòng thi công b ng c ng d n dòng thi công trong thân đ p là
ph

ng án có nhi u u đi m, c th là:
- Di n tích chi m ch đê quai không l n nên có th

ng d ng nh ng n i có

lòng sông r t h p;
-L ul

ng th m qua đê quai vào h móng không đáng k ;

- An toàn h n cho thi công;
M t s công trình đã và đang ng d ng bi n pháp d n dòng thi công này v i
các đ c tr ng c a công trình nh sau:
H c viên: Ph m Xuân Ti n

L p CH 17C1


Lu n v n th c s k thu t

- 11-

Chuyên ngành: XD Công trình thu

- Thu đi n ngang đ p, lòng sông h p, khó b trí nhà máy và công trình d n
dòng, l thi công l n: thu đi n Hoà Thu n-Cao B ng, thu đi n N m Hoá- S n La,
thu đi n Pác G y-Cao B ng, thu đi n Za H ng-Qu ng Nam…
- Thu đi n sau đ p, lòng sông quá h p, l thi công l n khó b trí đê quây và
kênh d n dòng: thu đi n Hua Ch ng-Lai Châu…
- Thu đi n sau đ p, lòng sông r ng, l thi công quá l n và th i gian thi công
yêu c u nhanh: c m thu đi n Thiên Nam-Lai Châu, c m thu đi n N m Sì L

ng-

Lai Châu…
Các công trình trên đã và đang thi công và gi i pháp l a ch n cho công trình
d n dòng cho th y hi u qu rõ r t.

H c viên: Ph m Xuân Ti n

L p CH 17C1


Lu n v n th c s k thu t

Chuyên ngành: XD Công trình thu

- 12-

CH

NG 1

T NG QUAN V D N DÒNG THI CÔNG
1.1. T ng quan v d n dòng thi công
1.1.1. V trí, ý ngh a c a công tác d n dòng thi công
Công trình Thu l i - thu đi n th

ng đ

c xây d ng

khu v c vùng sâu,

vùng xa, trên các lòng sông, lòng su i, th i gian thi công kéo dài nên ch u tác đ ng
m nh c a các y u t dòng ch y. Khi thi công, ph n công trình trong ph m vi h
móng theo yêu c u k thu t c n ph i gi h móng luôn đ
b od nn

c t th

c khô ráo mà v n đ m

ng l u v h l u, duy trì tính t nhiên c a dòng ch y và phát

huy y u t l i d ng t ng h p. Chính vì v y, d n dòng thi công là công tác b t bu c,
không th thi u trong xây d ng công trình thu l i - thu đi n.
Th c t cho th y, nh ng công trình có kh i l
n

ng nh ,

sông su i nh , ít

c, đi u ki n và kh n ng thi công cho phép, có th xây d ng xong trong m t

mùa khô thì có th không ph i d n dòng còn nói chung vi c d n dòng h u nh là
m t công tác t t y u, không th thi u đ

c trong xây d ng công trình đ c bi t là

nh ng công trình thu l i - thu đi n.
V i m i công trình, quy mô và th i gian xây d ng khác nhau, đi u ki n t
nhiên, yêu c u l i d ng t ng h p ngu n n

c c ng khác nhau, do đó, ph

ng án

d n dòng thi công c ng không gi ng nhau. Tuy nhiên, công tác d n dòng có chung
n i dung chính nh sau:
- Xác đ nh ph

ng án d n dòng;

- Tính toán thi t k và xây d ng các công trình d n dòng (công trình t m th i
ho c lâu dài);
- Thi t k , xây d ng đê quai bao quanh h móng, b m c n n
h móng đ

c đ m b o cho

c khô ráo;

H c viên: Ph m Xuân Ti n

L p CH 17C1


Lu n v n th c s k thu t

Chuyên ngành: XD Công trình thu

- 13-

- Trong t ng th i đo n ti n hành d n n
công trình d n dòng đã xây d ng tr

c t th

c đó;

- Khôi ph c l i tr ng thái t nhiên c a dòng ch y
Công tác d n dòng đ

ng l u v h l u qua các
m c cao nh t;

c ti n hành nh t p h p các công trình nh : đê quai,

lòng sông t nhiên (thu h p ho c không thu h p), các công trình d n dòng nh :

kênh, máng, đ

ng h m, c ng, l x trong thân đ p…Công trình d n dòng và công

trình ng n dòng đi đôi v i nhau, có s liên h ch t ch không th tách r i nhau. Khi
xác đ nh cao đ , kích th

c công trình d n dòng c n xem xét đ n vi c ch n dòng đ

đ m b o s thành công trong vi c h p long và giá thành công trình là nh nh t.
Th i gian làm vi c c a công trình d n dòng ph thu c vào ph

ng án d n dòng, có

công trình d n dòng làm vi c nhi u n m, có công trình ch làm vi c trong m t th i
gian nh t đ nh.
Ph

ng án d n dòng nh h

ng tr c ti p đ n

- Ti n đ xây d ng công trình;
- B trí t ng th c m công trình đ u m i và t ng m t b ng thi công;
- Bi n pháp thi công công trình chính;
- Cu i cùng là nh h

ng đ n giá thành công trình;

Theo nghiên c u c a các tác gi n

c ngoài, t l v giá thành công trình d n

dòng thi công có th chi m t 7÷70% giá thành xây d ng đ p (b ng 1-1).

H c viên: Ph m Xuân Ti n

L p CH 17C1


Lu n v n th c s k thu t

Chuyên ngành: XD Công trình thu

- 14-

B ng 1.1. T l giá thành công trình d n dòng so v i giá thành đ p c a m t s
công trình
Tên NMT

Q dd (m3/s)

Liên Xô c [10]

Công trình d n dòng

T l giá thành d n dòng so
v i đ p (%)

Tracvak

1400

ng h m thi công

18

Trikei

1550

ng h m thi công

10

Toktogul

2900

ng h m thi công

10

Buktarmin

3120

Nurec

3200

Rizs

8230

Vinloi

8400

Khe ch a

đ p tràn

20

Uc-khantai

8200

Khe ch a

đ p tràn

73

Sunbin

9040

Lòng sông thu h p

7

Kol m

10700

C ng bê tông c t thép

60

Lòng sông thu h p

17

ng h m thi công
Kênh d n

30
7

1.1.2. Tiêu chu n đ tính toán thi t k
Tính toán thi t k d n dòng d a theo tiêu chu n hay quy ph m qui đ nh.
n

c ta tr

c đây s d ng quy ph m QPVN 08 - 76; TCVN 5060, hi n nay là

TCXDVN 285 - 2002.

m t s công trình l n có tính ch t đ c thù Nhà N

c ban

hành theo tiêu chu n riêng.
Khi tính toán thi t k d n dòng thi công ph i l a ch n đ
d n dòng (P dd %), l u l

c t n su t thi t k

ng thi t k d n dòng (Q % ), th i đo n d n dòng (T dd ).

1. Phân chia c p công trình d n dòng
Công trình d n dòng th

ng là công trình t m th i, công trình t m th i trong

m t công trình đ u m i ho c h th ng d n đ

c qui đ nh trong b ng 1.2.[ B ng

2.3(1)].

H c viên: Ph m Xuân Ti n

L p CH 17C1


Lu n v n th c s k thu t

- 15-

Chuyên ngành: XD Công trình thu

B ng 1.2. Quan h c p thi t k gi a công trình ch y u – công trình th y u –
công trình t m th i trong m t công trình đ u m i ho c h th ng d n
C p thi t k c a công trình đ u m i ho c h th ng d n

I

II

III

IV

V

C p thi t k công trình ch y u

I

II

III

IV

V

C p thi t k công trình th y u

III

III

IV

V

V

C p thi t k công trình t m th i

IV

IV

V

V

V

Chú thích: Theo th i gian s d ng, công trình th y trong các D án th y l i
đ

c chia thành công trình lâu dài và công trình t m th i:
(1) Công trình lâu dài là công trình đ

c s d ng th

ng xuyên ho c đ nh k

trong su t quá trình khai thác. Tùy thu c vào ch c n ng, công trình lâu dài đ

c

chia thành công trình ch y u và công trình th y u:
a. Công trình ch y u là công trình mà s h h ng c a chúng s
tr c ti p đ n s làm vi c bình th

c, tr m b m, tr m th y đi n..., làm cho

c nhi m v nh thi t k đ t ra.

b.Công trình th y u là công trình mà s h h ng c a chúng không nh h
đ n s làm vi c bình th
đ t, t
đ

ng h

ng

ng c a công trình đ u m i và h th ng nh : đ p,

c a c ng, công trình x , công trình l y n
chúng không đ m nh n đ

nh h

ng c a công trình đ u m i và h th ng nh : t

ng

ng ch n

ng dòng, c u công tác và công trình b o v b .... Có th ph c h i

c trong m t th i gian ng n.
(2) Công trình t m th i là công trình ch s d ng trong th i k xây d ng ho c

ch s d ng đ s a ch a công trình lâu dài trong th i k khai thác (đê quây, công
trình d n, x l u l

ng thi công, c u t m...).

C p thi t k c a công trình t m th i có th đ

c nâng lên m t c p khi s h

h ng c a chúng d n đ n các h u qu sau:
a. Có th gây ra th m h a cho các khu dân c , khu công nghi p t p trung, các
tuy n giao thông huy t m nh
H c viên: Ph m Xuân Ti n

h l u;
L p CH 17C1

Lu n v n th c s k thu t

- 16-

Chuyên ngành: XD Công trình thu

b. Làm m t an toàn cho công trình lâu dài đang xây d ng;
c. Thi t h i v v t ch t gây ra khi s c l n h n nhi u so v i v n đ u t thêm
cho công trình t m th i;
d.

y lùi th i gian đ a công trình vào khai thác, làm gi m đáng k hi u qu

đ ut ;
2. Tiêu chu n thi t k l c a công trình d n dòng
L ul

ng m c n

c l n nh t đ thi t k các công trình t m th i ph c v công

tác d n dòng đê quai, kênh d n...đ
B ng 1.3. L u l

ng, m c n

c xác đ nh theo b ng 1.3. [B ng 4.6 (1)].
c l n nh t đ thi t k các công trình t m th i

ph c v công tác d n dòng
C p công

T n su t l u l

ng, m c n

c l n nh t đ thi t k công

trình t m th i ph c v công tác d n dòng (%)

trình

Trong m t mùa khô

>= 2 mùa khô

I

10%

5%

II

10%

5%

III

10%

10%

IV

10%

10%

V

10%

10%

Chú thích:
L ul

ng, m c n

c l n nh t trong t p h p th ng kê là l u l

ng m c n

c

có tr s l n nh t xu t hi n trong t ng mùa d n dòng. Mùa d n dòng là th i gian

trong n m yêu c u công trình ph c v công tác d n dòng c n ph i t n t i ch c
ch n, khi xu t hi n t n su t thi t k . T n su t thi t k đ

c l y theo b ng 1-3.

Nh ng công trình ph i thi công nhi u n m, khi có lu n ch ng ch c ch n n u
thi t k v i t n su t nêu trong b ng có th gây thi t h i cho ph n công trình chính
H c viên: Ph m Xuân Ti n

L p CH 17C1


Lu n v n th c s k thu t
đã xây d ng và t n th t v ng

Chuyên ngành: XD Công trình thu

- 17-

i, tài s n v t ch t h l u l n h n đáng k so v i

ph n đ u t thêm cho công trình d n dòng thì c quan thi t k ph i ki n ngh t ng
thêm m c b o đ m cho công trình này.
Nh ng công trình bê tông tr ng l c có đi u ki n n n t t cho phép tràn qua thì
c quan thi t k có th ki n ngh h m c b o đ m c a công trình t m th i đ gi m
v n xây d ng.
T t c ki n ngh nâng và h t n su t đ u ph i có lu n ch ng kinh t k thu t
ch c ch n và ph i đ

c c quan phê duy t ch p nh n.

Tiêu chu n thi t k l c a công trình d n dòng nên c n c vào tình hình khác
nhau c a đ c đi m công trình c n b o v , ph
ng n, yêu c u s d ng, nh h

ng th c d n dòng, th i gian dài hay

ng ng p và đ c tính th y v n dòng ch y. Trong tiêu

chu n thi t k công trình, c n phân bi t khu v c đ ng b ng và mi n núi vì đ c tính
th y v n dòng ch y c a 2 vùng có s khác bi t l n. Vùng núi l , m a bão đ n r t
nhanh, l đ v nhanh, phá ho i l n, uy hi p t i an toàn c a công trình, nên tiêu
chu n l c n nâng lên thích đáng. Vùng đ ng b ng l không m nh, th i gian l đ
v ch m, sau m a bão có m t th i gian nh t đ nh đ d báo th y v n và có bi n
pháp thích ng k p th i, cho nên tiêu chu n l c a công trình t m th i vùng đ ng
b ng có th h th p ít nhi u.
Tiêu chu n vùng đ ng b ng dùng cho công trình ng n n
l n h n 15m, chênh l ch c t n

c th

c có đ cao không

ng h l u không l n h n 10m. Nh ng đ i

v i h ch a l n đ c bi t tr ng y u, s d ng tiêu chu n l c n c n c vào tình hình
c th .

H c viên: Ph m Xuân Ti n

L p CH 17C1


Lu n v n th c s k thu t

Chuyên ngành: XD Công trình thu

- 18-

B ng 1.4. Tiêu chu n l c a công trình th y công t m th i
Phân c p công trình t m th i
Lo i hình công trình

II

III

IV

V

Th i k l xu t hi n (n m)
Công trình đ t đá

Công trình bê tông,
đá xây

Vùng núi

>50

50÷30

30÷20

20÷10

Vùng đ ng b ng

>25

25÷15

15÷10

10÷5

Vùng núi

>20

20÷10

10÷5

5÷3

>10

10÷5

5÷3

3

Vùng đ ng b ng
(SDJ 217-87)

3. Ch n tiêu chu n thi t k l d n dòng
Ch n tiêu chu n l thi t k d n dòng c n c n c vào tình hình c th c a công
trình, ti n hành phân tích, lu n ch ng, đ xu t m c b o đ m ch ng l và c n th m
đ nh c a c quan ch qu n.
(1) Phân c p công trình t m th i, đ
đ

c xác đ nh d a vào c p công trình lâu dài

c b o v . C n c vào gi i h n trên ho c gi i h n d

i quy đ nh, t

ng ng v i

tiêu chu n l c a công trình t m th i, cân nh c l y gi i h n trên hay gi i h n d

i,

c ng có th t ng ho c h m c b o đ m.
(2) N u khi li t th c đo c a tài li u th y v n dòng ch y t

ng đ i dài, tính quy

lu t c a l rõ ràng, có th c n c tính quy lu t c a l ch n tiêu chu n thích h p;
N u li t th c đo c a tài li u th y v n t
t

ng đ i ng n ho c t li u không th tin

ng thì xu t phát t tình hình b t l i có th x y ra và c n có d phòng.
(3)

ê quai cao hay th p và dung tích h ch a th

ng l u l n hay nh , tiêu

chu n c n nâng cao hay h th p thích h p ph thu c vào m c đ nguy hi m uy hi p
h l u khi x y ra ng p l t.
(4)

c đi m k t c u c a các công trình đ

đá, m t đ p không cho phép n
H c viên: Ph m Xuân Ti n

cb ov .

iv iđ ph nh pđ t

c tràn qua. C n c vào tình hình c th và các đi u
L p CH 17C1

Lu n v n th c s k thu t

Chuyên ngành: XD Công trình thu

- 19-

ki n khác, tiêu chu n có th dùng gi i h n trên;
đá xây l n, m t đ p t m th i cho phép n

i v i k t c u bê tông ho c kh i

c tràn qua, nên ch n gi i h n d

(5) Th i gian thi công n n móng và công trình v

i.

t l dài hay ng n. Tiêu

chu n l cho công trình t m th i và th i gian thi công có quan h tr c ti p. Th i
gian càng dài, c h i g p l đ n càng l n, tiêu chu n l có th l y cao h n; ng

c

l i th i gian thi công càng ng n, tiêu chu n l có th l y th p h n. N u ch s d ng
m t mùa khô, tiêu chu n nên th p. N u thi công đ p có th trong m t mùa khô, đ t
đ

c m c ch ng l ho c cao trình an toàn l , đê quai không c n ng n l c n m, có

th dùng tiêu chu n l c a m t th i đo n nào đó, đ ng th i ti n hành ch n th i
đo n thi công.
(6) N u đê quai là đ t đá h n h p, không cho phép n

c tràn qua, tiêu chu n

nên cao h n đê quai bê tông tr ng l c ho c đá xây.
(7) Khi công trình tháo n

c d n dòng là k t c u kín (nh đ

ng h m, c ng

ng m), sau s c tu s a khó kh n h n so v i k t c u h , nên khi ch n tiêu chu n
c n coi tr ng thích đáng h n.
(8) K t c u tháo n

c d n dòng tham gia c th i k sau thì tiêu chu n thi t k

xét c tiêu chu n l d n dòng th i k sau.
(9) Khi công trình d n dòng k t h p v i công trình th y công lâu dài, b ph n
k t h p nên dùng tiêu chu n thi t k c a công trình lâu dài.
Vi c ch n h p lý tiêu chu n l thi t k d n dòng, nh h

ng l n đ n hi u ích

kinh t và thi công thu n l i. Tiêu chu n không l y quá cao, không quá th p đ ng
th i xét t i bi n pháp an toàn t

d ng ph

ng ng. Ngoài ph

ng pháp t n su t ra c n s

ng pháp n m đi n hình, khi li t tài li u th c đo th y v n t

ng đ i dài,

có th dùng giá tr l n nh t c a li t đo ho c m t giá tr đi n hình nào đó c a li t
th c đo. Trong th c t , nên k t h p c 2 ph

ng pháp đ xét. Khi theo quy đ nh

ch n m t tiêu chu n t n su t nào đó, c n đ i chi u v i tài li u th c đo, phân tích

H c viên: Ph m Xuân Ti n

L p CH 17C1


Lu n v n th c s k thu t

Chuyên ngành: XD Công trình thu

- 20-

tính an toàn. Khi thi t k theo giá tr đi n hình, c n đ i chi u v i tiêu chu n t n su t
t

ng ng, d tính nh ng đi u có th g p ph i.

1.2. Các ph

ng án d n dòng công trình đ u m i có lòng sông h p

Bi n pháp d n dòng nh h

ng tr c ti p t i k ho ch ti n đ thi công c a toàn

b công trình, hình th c k t c u, ch n và b trí công trình thu l i đ u m i, ch n
ph

ng pháp thi công và b trí công tr

ng, cu i cùng là nh h

công trình. Vì v y vi c quy t đ nh l a ch n ph

ng đ n giá thành

ng án d n dòng nào có m t ý ngh a

r t quan tr ng và c n ph i thông qua tính toán k thu t - kinh t . Khi b trí s đ
d n dòng c n ph i chú ý đ n l i d ng các công trình lâu dài vào m c đích d n dòng,
làm gi m giá thành xây d ng, thu n l i cho vi c b trí m t b ng xây d ng.
1.2.1. Các nhân t

nh h

ng đ n vi c l a ch n ph

ng án d n dòng thi công

1. i u ki n t nhiên
• i u ki n t nhiên:
Y u t đ a hình liên quan ch t ch đ n ph

ng án d n dòng:

d c hai b , s

xu t hi n bãi b i khu v c lòng sông; đ a hình lân c n tho i hay d c; có th l i d ng
yên ng a đ làm tràn t m; kh n ng cho phép đào đ
b trí công tr
•

ng h m d n dòng; m t b ng

ng; kh n ng t o h sau khi ch n dòng.

a ch t, đ a ch t thu v n:
Tình hình đ a ch t khu v c xây d ng công trình liên quan đ n m c đ thu h p

lòng sông và nó th

ng dao đ ng t 30÷65%, m c đ xói l và vi c gia c lòng và

b sông, m c đ khó d và kh i l

ng đào các công trình d n dòng, th i gian x lý

n n móng, v t li u làm đê quai,...
• Khí t

ng, thu v n dòng ch y:

Các y u t nh : phân b l

ng m a trong n m; l

ng m a tháng ng v i t n

su t khác nhau; th i gian xu t hi n l ti u mãn, l chính v s m hay mu n, hình
d ng l ; quan h (Q∼H) t i tuy n công trình; s

H c viên: Ph m Xuân Ti n

chênh l ch Q, H gi a các

L p CH 17C1


Lu n v n th c s k thu t

Chuyên ngành: XD Công trình thu

- 21-

mùa,... ây là các y u t tr c ti p tác đ ng đ n vi c ch n th i đo n d n dòng, l u
l

ng thi t k d n dòng và quy mô công trình d n dòng.
• K t c u công trình thu công:
K t c u công trình thu l i, thu đi n th

ng bao g m các h ng m c:

dâng, đ p tràn, nhà máy thu đi n, tuy nen, c ng l y n

p

c, h th ng kênh. Có th

l i d ng các công trình lâu dài tham gia d n dòng nh : c ng ng m, tuy nen d n
n

c vào nhà máy thu đi n, kênh, ph n móng tràn chính đ làm tràn t m x l thi

công,...; đ p bê tông, đ p đá đ lõi gi a, đ p đá đ bê tông b n m t, quá trình thi
công có th l i d ng đ tháo l chính v v i l u l

ng l n. Kh n ng phân đo n đ

xây d ng công trình.
2. i u ki n xã h i, kh n ng thi công
• Yêu c u l i d ng t ng h p:
Yêu c u s d ng n
nh : t

c cho h l u trong th i gian d n dòng vào các m c đích

i, nuôi tr ng thu s n, giao thông thu l i v i l u l

ng thay đ i trong t ng

giai đo n hay t ng th i v quy t đ nh đ n m c đ thu h p lòng sông, v n t c t i
m t c t thu h p, b trí và quy mô công trình d n.
• i u ki n dân sinh kinh t :
C s h t ng khu v c công trình (đ
đ a ph

ng giao thông, đi n, n

c) và nhân l c

ng t o thu n l i hay khó kh n cho cung c p thi t b , nhân l c nh m đ m

b o yêu c u s m đ a công trình vào s d ng khai thác.
• i u ki n và kh n ng thi công:
Kh n ng c a đ n v thi công g m n ng l c v con ng
nghi m và m c đ áp d ng công ngh thi công m i.
đ nh đ n vi c đáp ng ti n đ theo ph

H c viên: Ph m Xuân Ti n

i, thi t b , kinh

ây có th là nhân t quy t

ng án d n dòng đã đ nh.

L p CH 17C1


Lu n v n th c s k thu t
1.2.2. Các ph

1. Ph
Ph

Chuyên ngành: XD Công trình thu

- 22-

ng pháp d n dòng thi công

ng pháp đ p đê quai ng n dòng 1 đ t (ph

ng pháp này th

ng áp d ng khi xây d ng các công trình đ u m i thu

l i, thu đi n trong đi u ki n lòng sông h p
sông cong c n c i t o

qua các công trình tháo n
c tiên ng

ng h

cđ

ng pháp này là đ p đê

c d n t th

ng l u v h l u

c t m th i ho c lâu dài.

i ta xây d ng công trình công trình d n dòng

(công trình d n dòng th
t

mi n trung du ho c trên các đo n

mi n đ ng b ng. N i dung c a ph

quai ng n c lòng sông trong m t đ t, dòng n
- Tr

ng pháp toàn tuy n)

ng xuyên là c ng d

ng dòng), trong khi đó l u l

ng n

m t bên b

i sâu, tràn t m, tuy nen, đ
c thi công đ

ng h m,

c d n qua lòng sông

t nhiên;
- Sau khi công trình d n dòng đã đ
kè ng n sông, l u l

ng thi công đ

c xây d ng xong, ng

c chuy n qua công trình d n dòng

Ti p theo là khai tri n công vi c xây d ng các công trình
- Khi các công trình dâng n
an toàn đã đ
- C ng d

c và ch u áp l c đã đ

bên b .

lòng sông;
c xây d ng đ n cao trình

c tính toán và đã làm xong công trình x l thì ng

d n dòng đ dâng n

i ta ti n hành đ p

i ta b t công trình

c trong h ;

i sâu, c ng x đáy đ

c làm công trình d n dòng khi xây d ng đ p

đ t, đ p đá, đ p bê tông...
- Tuynen, đ

ng h m, t

ng h

ng dòng đ

c dùng làm công trình d n dòng

trong đi u ki n sông mi n núi, lòng sôgn h p, vách đá g c, đ a ch t là đá. Thông
th

ng tuynen, đ

ng h m đ

gi cho m c n
nh l u l

ng l qua đ

c th

c dùng k t h p làm công trình lâu dài;
ng l u không cao quá, ng

ng h m, ph n ch y u đ

i ta ch tháo m t ph n

c tháo qua công trình tháo l

t m th i.

H c viên: Ph m Xuân Ti n

L p CH 17C1


Lu n v n th c s k thu t

1. ê quai th

Chuyên ngành: XD Công trình thu

- 23-

ng l u 2. ê quai h l u

3. Công trình d n dòng 4. Tim đ p

1. ê quai giai đo n 1 2. ê quai gđ2
3. Nhà máy T

Hình 1.1:S đ đê quai ng n dòng m t đ t
• Tháo n
Ph

c thi công qua đ

ng pháp này ch y u đ

4. Công trình x

Hình.1.2: S đ đê quai phân k

ng h m (Tuynen):
c dùng

các sông su i mi n núi, lòng h p, b

d c và đá r n ch c.
Thi công đ

ng h m r t khó kh n, ph c t p và t n kém. Vì v y ch dùng khi

không th dùng các ph

ng pháp d n dòng khác ho c có l i h n v kinh t và k

thu t.
C n chú ý là khi m t c t đ
giá thành đ

ng h m càng cao, nh ng kh n ng tháo n

l n, làm cho kh i l
c tđ

ng h m càng l n thì kh i l

ng thi công càng l n,

cc ađ

ng h m c ng

ng đ p và giá thành đê quai càng nh . Do đó khi xác đ nh m t

ng h m ph i đ m b o sao cho t ng giá thành c a đ

nh nh t, ngh a là ph i xác đ nh đ

ng h m và đê quai là

c m t c t h m kinh t nh t.

Ví d : H m d n dòng thi công th y đi n Hu i Qu ng ti t di n móng ng a
BxH=(10x10)m, R=5m, chi u dài h m kho ng 250m, k t c u bê tông c t thép dày
0,5m
H c viên: Ph m Xuân Ti n

L p CH 17C1