“Nghiên cứu thực nghiệm chọn giải pháp dẫn dòng thi công Công trình thủy điện Đắkđrinh ”

Trường Đại học Thuỷ lợi

1

Luận văn thạc sĩ

LỜI CẢM ƠN
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành xây dựng công trình thủy với đề tài:
“Nghiên cứu thực nghiệm chọn giải pháp dẫn dòng thi công Công trình thủy điện
Đắkđrinh ” đã được hoàn thành với sự giúp đỡ tận tình của các Thầy giáo , Cô giáo
trong Khoa Công trình, Khoa sau đại học, cùng các bạn bè và đồng nghiệp.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Trần Quốc Thưởng,
người đã dành nhiều tâm huyết, tận tình hướng dẫn, chỉ bảo cho tác giả trong quá
trình thực hiện luận văn.
Với tình cảm chân thành , tác giả xin trân trọng cảm ơn Viện Kỹ thuật tài
nguyên nước, đã tạo điều kiện cho tác giả về thời gian trong suốt quá trình học tập
và thực hiện luận văn tốt nghiệp.
Sau cùng, tác giả xin cảm ơn Gia đình, Bạn bè & Đồng nghiệp đã đã có những
đóng góp quý báu, động viên về vật chất và tinh thần để tác giả hoàn thành luận văn
này.
Tuy đã có những cố gắng nhất định, nhưng do thời gian và trình độ còn nhiều
hạn chế, vì vậy luận văn còn nhiều thiếu sót. Tác giả kính mong Thầy giáo, Cô giáo,
Bạn bè & Đồng nghiệp góp ý để tác giả có thể tiếp tục học tập và nghiên cứu hoàn
thiện đề tài.
Hà Nội, tháng 02 năm 2011
Học viên

Vũ Đức Hạnh

Học viên: Vũ Đức Hạnh

Lớp: 16C2


2

Trường Đại học Thuỷ lợi

Luận văn thạc sĩ

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG TÁC DẪN DÒNG THI CÔNG.......................6
T
7

T
7

1.1. Tổng quan về dẫn dòng thi công công trình đầu mối thuỷ lợi, thuỷ điện .... 6
T
7

T
7

1.1.1. Đặc điểm công trình thủy lợi ....................................................................... 6
T
7

T
7

1.1.2. Nhiệm vụ dẫn dòng ...................................................................................... 6
T
7

T
7

1.1.3. Các tài liệu cơ bản phục vụ thiết kế dẫn dòng ............................................. 7
T
7

T
7

1.1.4. Trình tự thiết kế dẫn dòng ............................................................................ 7
T
7

T
7

1.2. Các phương pháp dẫn dòng cơ bản ................................................................. 7
T
7

T
7

1.2.1. Phương pháp đắp đê quai ngăn dòng một đợt .............................................. 7
T

7

T
7

1.2.2. Phương pháp đắp đê quai ngăn dòng nhiều đợt ......................................... 15
T
7

T
7

1.2.3. Một số phương pháp dẫn dòng đặc biệt khác ............................................ 19
T
7

T
7

1.2.4. Các phương pháp dẫn dòng kết hợp ........................................................... 21
T
7

T
7

1.3. Tính toán lựa chọn các thông số dẫn dòng thi công ..................................... 30
T
7

T
7

1.3.1. Chọn lưu lượng dẫn dòng thiết kế .............................................................. 30
T
7

T
7

1.3.2. Chọn tần suất thiết kế dẫn dòng ................................................................. 31
T
7

T
7

1.3.3. Chọn thời đoạn dẫn dòng ........................................................................... 32
T
7

T
7

1.3.4. Chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng .............................................................. 32
T
7

T
7

1.3.5. Những bài học kinh nghiệm khi chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng .......... 33
T
7

T
7

CHƯƠNG 2. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG TRÌNH THUỶ ĐIỆN ĐĂKĐRINH
T
7

T
7

.............................................................................................................................................34

2.1. Giới thiệu chung về công trình. ...................................................................... 34
T
7

T
7

2.2. Nhiệm vụ quy mô và cấp công trình .............................................................. 34
T
7

T
7

2.2.1. Nhiệm vụ .................................................................................................... 34
T
7

T
7

2.2.2. Quy mô và cấp công trình .......................................................................... 35
T
7

T
7

2.3. Các thông số chính của công trình ................................................................ 35
T
7

T
7

Nhà máy thủy điện ............................................................................................... 38
T
7

T
7

2.4. Công tác dẫn dòng công trình thuỷ điện Đăkđrinh ..................................... 39

T
7

T
7

2.4.1 Tần suất, thời đoạn và lưu lượng dẫn dòng thi công. .................................. 39
T
7

T
7

2.4.2 Thông số chính của sơ đồ dẫn dòng. ........................................................... 41
T
7

T
7

2.4.3 Tính toán thủy lực cho các giai đoạn dẫn dòng .......................................... 42
T
7

T
7

2.4.4 Các thông số của công trình dẫn dòng ........................................................ 42
T
7

Học viên: Vũ Đức Hạnh

T
7

Lớp: 16C2


3

Trường Đại học Thuỷ lợi

Luận văn thạc sĩ

2.4.5. Tính toán qua cống dẫn dòng ..................................................................... 45
T
7

T
7

2.4.6. Dẫn dòng thi công qua cống kết hợp với đập bê tông xây dở.................... 48
T
7

T
7

2.4.7 Hạng mục dẫn dòng thi công. ..................................................................... 57

T
7

T
7

2.5 Các giai đoạn xây dựng chính. ........................................................................ 59
T
7

T
7

2.5.1 Năm chuẩn bị. ............................................................................................. 59
T
7

T
7

2.5.2 Năm thi công thứ 1 . ................................................................................... 59
T
7

T
7

2.5.3 Năm thi công thứ 2. .................................................................................... 59
T
7

T
7

2.5.4 Năm thi công thứ 3 . .................................................................................... 60
T
7

T
7

2.5.5 Năm thi công thứ 4. ..................................................................................... 61
T
7

T
7

2.5.6 Năm thi công thứ 5 . .................................................................................... 61
T
7

T
7

CHƯƠNG3. MÔ HÌNH HOÁ VÀ XÂY DỰNG MÔ HÌNH .........................................64
T
7

T

7

3.1. Công thức và các tiêu chuẩn áp dụng ........................................................... 64
T
7

T
7

3.1.1. Tiêu chuẩn tương tự ................................................................................... 64
T
7

T
7

3.2 .Thiết kế mô hình.............................................................................................. 66
T
7

T
7

3.2.1 Mô hình cống dẫn dòng............................................................................... 66
T
7

T
7

3.2.2. Dẫn dòng thi công qua cống và đập tràn xây dở ở cao trình ∇336,00 mùa lũ
T
7

năm xây dựng thứ ba (2011) ................................................................................ 69
T
7

3.2.3. Dẫn dòng thi công qua cống và đập tràn xây dở ở cao trình ∇385,50 và
T
7

381,00 mùa lũ năm xây dựng thứ tư (2012) ......................................................... 70
T
7

3.3. Xây dựng mô hình ........................................................................................... 70
T
7

T
7

3.3.1 Kích thước mô hình.................................................................................... 70
T
7

T
7

3.3.2 Vật liệu xây dựng và chế tạo mô hình......................................................... 71
T
7

T
7

3.3.3 Bố trí các mặt cắt đo đạc trên mô hình ....................................................... 71
T
7

T
7

3.4. Nội dung thí nghiệm chính về dẫn dòng ....................................................... 80
T
7

T
7

3.4.1 Thí nghiệm cho riêng cống ......................................................................... 80
T
7

T
7

3.4.2.Thí nghiệm xả kết hợp cống + tràn xây dở mùa lũ 2011 ........................... 81
T

7

T
7

3.4.3Thí nghiệm xả kết hợp cống + tràn xây dở mùa lũ 2012 ............................ 81
T
7

T
7

CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM MÔ HÌNH DẪN DÒNG ...............................83
T
7

T
7

A/ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM PHƯƠNG ÁN 1 ................................................... 83
T
7

T
7

4.1. Sơ đồ dẫn dòng phương án thí nghiệm 1 ...................................................... 83
T
7

Học viên: Vũ Đức Hạnh

T
7

Lớp: 16C2


4

Trường Đại học Thuỷ lợi

Luận văn thạc sĩ

4.2 Thí nghiệm xả riêng qua cống dẫn dòng ........................................................ 83
T
7

T
7

4.3. Thí nghiệm xả kết hợp cống và đập TXD cao trình 336m. ......................... 85
T
7

T
7

4.3.1. Mô tả tình hình thủy lực. ............................................................................ 85
T

7

T
7

4.3.2. Trạng thái chảy trong cống dẫn dòng......................................................... 85
T
7

T
7

4.3.3 Lưu tốc trong cống và trên mặt đập tràn xây dở ......................................... 86
T
7

T
7

4.3.4. Áp suất trong cống và trên mặt đập tràn xây dở ........................................ 87
T
7

T
7

4.4. Thí nghiệm xả kết hợp cống + đập tràn xây dở cao trình +385,5m ........... 87
T
7

T
7

4.4.1. Mô tả tình hình thuỷ lực. ............................................................................ 87
T
7

T
7

4.4.2. Trạng thái chảy trong cống dẫn dòng......................................................... 88
T
7

T
7

4.4.3 Lưu tốc trên mặt đập tràn xây dở và tại mũi phun và cống dẫn dòng ......... 89
T
7

T
7

4.4.4. Áp suất trong cống và trên mặt đập tràn xây dở ........................................ 89
T
7

T
7

4.5. Đánh giá về dẫn dòng phương án 1 ............................................................... 89
T
7

T
7

4.5.1. Nhận xét ..................................................................................................... 89
T
7

T
7

4.5.2. Kết luận ...................................................................................................... 91
T
7

T
7

B/ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM PHƯƠNG ÁN 2 ................................................... 91
T
7

T
7

4.6. Những thay đổi so với PA1 ............................................................................ 91

T
7

T
7

4.7. Thí nghiệm xả kết hợp cống và đập TXD ∇336m:....................................... 94
T
7

T
7

4.7.1. Mô tả tình hình thủy lực. ............................................................................ 94
T
7

T
7

4.7.2. Trạng thái chảy trong cống dẫn dòng......................................................... 95
T
7

T
7

4.7.3 Lưu tốc trong cống và trên mặt đập tràn xây dở ......................................... 95
T
7

T
7

4.7.4. Áp suất trong cống và trên mặt đập tràn xây dở ........................................ 95
T
7

T
7

4.8. Thí nghiệm xả kết hợp cống + đập tràn xây dở ∇381m .............................. 96
T
7

T
7

4.8.1. Mô tả tình hình thuỷ lực. ............................................................................ 96
T
7

T
7

4.8.2. Khả năng xả qua đập xây dở cao trình 381m. ............................................ 96
T
7

T

7

4.8.3 Lưu tốc trên mặt đập tràn xây dở và tại mũi phun và cống dẫn dòng ......... 97
T
7

T
7

4.8.4. Áp suất trong cống và trên mặt đập tràn xây dở ........................................ 97
T
7

T
7

4.9 So sánh các thông số dẫn dòng của hai phương án ....................................... 97
T
7

T
7

4.9.1. Về khả năng xả: .......................................................................................... 97
T
7

T
7

4.9.2. Về mực nước trong hồ................................................................................ 98
T
7

T
7

4.9.3 Về mực nước và lưu tốc tại các điểm quan tâm: ......................................... 98
T
7

Học viên: Vũ Đức Hạnh

T
7

Lớp: 16C2


5

Trường Đại học Thuỷ lợi

Luận văn thạc sĩ

4.9.4. Về áp suất trong cống:................................................................................ 99
T
7

T

7

4.10. Kết luận chương ............................................................................................ 99
T
7

T
7

CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................101
T
7

T
7

5.1 Kết luận ........................................................................................................ 101
T
7

T
7

5.2 Các tồn tại và kiến nghị ................................................................................ 102
T
7

T
7

5.2.1. Các tồn tại ................................................................................................ 102
T
7

T
7

5.2.2. kiến nghị ................................................................................................... 102
T
7

T
7

TÀI LIỆU THAM KHẢO ...............................................................................................102
T
7

T
7

Phụ lục kết quả thí nghiệm dẫn dòng qua đập tràn xây dở PA1..................... 104
T
7

T
7

Phụ lục kết quả thí nghiệm dẫn dòng qua đập tràn xây dở PA2..................... 108
T

7

T
7

Hình ảnh thí nghiệm dẫn dòng ........................................................................... 112
T
7

Học viên: Vũ Đức Hạnh

T
7

Lớp: 16C2


Trường Đại học Thuỷ lợi

6

Luận văn thạc sĩ

Chương 1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG TÁC DẪN DÒNG THI CÔNG
1.1. Tổng quan về dẫn dòng thi công công trình đầu mối thuỷ lợi, thuỷ điện
Dẫn dòng thi công là công tác hết sức quan trọng trong xây dựng các công
trình thuỷ lợi. Xác định được biện pháp dẫn dòng thi công hợp lý là đảm bảo cho
công tác thi công công trình đúng tiến độ, an toàn và giảm giá thành xây dựng.
Dẫn dòng thi công về mùa kiệt lưu lượng nhỏ, dòng chảy thường được dẫn
qua lòng sông thu hẹp, qua kênh. Về mùa lũ dẫn dòng qua cống, kênh…. Đó là với

những công trình nhỏ. Gần đây nước ta xây dựng nhiều công trình thuỷ lợi, thuỷ
điện lớn như : Sê San 3, Sê San 4, Bản vẽ, Tuyên Quang, Cửa Đạt… Nếu theo các
sơ đồ dẫn dòng thông thường thì qui mô các công trình dẫn dòng rất lớn tốn nhiều
kinh phí. Do đó, lựa chọn sơ đồ xả lũ dẫn dòng thi công kết hợp qua cống và đập
tràn xây dở... giảm đáng kể kinh phí xây dựng công trình dẫn dòng và công trình
chính. Tuy nhiên, chế độ thuỷ lực khi xả lũ thi công qua công trình trên rất phức
tạp, cần tính toán hết các yếu tố thuỷ lực ảnh hưởng đến công trình và thường thông
qua thí nghiệm mô hình thuỷ lực để đưa ra biện pháp hạn chế những bất lợi của
dòng chảy, kiểm định các thông số tính toán đảm bảo tính hiệu quả cao nhất của
công trình dẫn dòng cũng như công trình chính.
1.1.1. Đặc điểm công trình thủy lợi
- Xây dựng trên các sông suối, kênh rạch hoặc bãi bồi nên khi thi công
thường chịu ảnh hưởng bất lợi của nước mặt, nước ngầm, nước mưa...;
- Khối lượng công trình lớn, thời gian thi công kéo dài, điều kiện thi công,
địa hình, địa chất không thuận lợi;
- Tuyệt đại đa số là dùng vật liệu địa phương, vật liệu tại chỗ;
- Quá trình thi công đòi hỏi hố móng khô ráo và phải đảm bảo yêu cầu lợi
dụng tổng hợp dòng chảy ở hạ lưu.
1.1.2. Nhiệm vụ dẫn dòng
- Đắp đê quai bao quanh hố móng, bơm cạn nước và tiến hành nạo vét, xử lý
nền và xây móng công trình;

Học viên: Vũ Đức Hạnh

Lớp: 16C2


7

Trường Đại học Thuỷ lợi

Luận văn thạc sĩ

- Dẫn nước sông từ thượng lưu về hạ lưu qua các công trình dẫn dòng đã xây
dựng xong trước khi ngăn dòng.
1.1.3. Các tài liệu cơ bản phục vụ thiết kế dẫn dòng
- Hồ sơ thiết kế công trình;
- Tài liệu thủy văn, địa hình, địa chất và địa chất thủy văn của khu vực;
- Năng lực của đơn vị thi công;
- Tình hình sử dụng nước phục vụ dân sinh, vận tải thủy và các ngành kinh tế.
1.1.4. Trình tự thiết kế dẫn dòng
- Tập hợp và nghiên cứu các tài liệu cơ bản;
- Đề xuất và chọn phương pháp dẫn dòng;
- Xác định lưu lượng thiết kế dẫn dòng;
- Tính toán thiết kế công trình dẫn dòng;
1.2. Các phương pháp dẫn dòng cơ bản
1.2.1. Phương pháp đắp đê quai ngăn dòng một đợt
Đắp đê quai ngăn dòng một đợt là đắp đê quai một lần ngăn toàn bộ lòng
sông, dòng chảy được dẫn về hạ lưu qua các công trình tháo nước tạm thời hoặc lâu
dài được gọi là công trình dẫn dòng. Phương pháp này thường áp dụng khi xây
dựng các công trình nhỏ, lòng sông hẹp. Trong đó, các công trình dẫn dòng thường
được sử dụng là máng, kênh, tuy nen, cống, tràn tạm.
1.2.1.1. Dẫn dòng qua máng
a) Sơ đồ:
2

4

3

a)

1

b)

3

2

1

4

Hình 1.1: Sơ đồ dẫn dòng qua máng
a) Mặt bằng

b) Mặt cắt dọc máng

1. Máng; 2. Công trình chính; 3. Đê quai thượng lưu; 4. Đê quai hạ lưu

Học viên: Vũ Đức Hạnh

Lớp: 16C2


8

Trường Đại học Thuỷ lợi

Luận văn thạc sĩ

Máng bằng gỗ, thép hoặc bê tông cốt thép… bắc qua đê quai thượng lưu và
hạ lưu để dẫn nước về hạ lưu công trình (xem hình 1.1).
b) Tổ chức thi công:
-

Đắp đê quai thượng và hạ lưu;

-

Lắp đặt máng qua 2 đê quai để dẫn nước về hạ lưu;

-

Tiến hành thi công công trình chính;

-

Tháo dỡ máng và hoàn thành công trình.

c) Điều kiện áp dụng:
-

Lòng sông hẹp, công trình nhỏ, thi công xong trong một mùa khô;

-

Lưu lượng nhỏ: Q ≤ 2m3/s;

-

Khi các công trình tháo nước hiện có không thể lợi dụng để dẫn dòng hoặc

P

P
P

tháo không hết lưu lượng thiết kế dẫn dòng;
-

Các phương pháp tháo nước khác quá đắt.
Hiện nay, phương pháp này ít dùng vì khả năng tháo nước của máng nhỏ,

các giá chống đỡ và sự rò rỉ nước xuống hố móng gây cản trở khi thi công. Mặt
khác, các phương pháp khác như dùng bơm, xi phông ngược bằng các ống cao su
hoặc ống nhựa thay cho máng cũng sẽ thuận tiện hơn rất nhiều đối với những công
trình có lưu lượng nhỏ.
1.2.1.2. Dẫn dòng qua kênh
a) Sơ đồ:
Kênh được đào ở một bên bờ để dẫn dòng thi công (hình 1.2; 1.3 và 1.4).
2
4
1

3

120

115

110

105

105

110

115 120

125

Hình 1.2: Sơ đồ dẫn dòng qua kênh
1. Tuyến công trình chính; 2,3. Đê quai thượng lưu, hạ lưu; 4. Kênh dẫn dòng

Học viên: Vũ Đức Hạnh

Lớp: 16C2


Trường Đại học Thuỷ lợi

9

Luận văn thạc sĩ

Hình 1.3: Kênh dẫn dòng công trình Đầm Hà Động
1. Lòng kênh dẫn; 2. Vải chống thấm; 3. Bờ kênh tiếp giáp đập; 4. Vai trái đập

Học viên: Vũ Đức Hạnh

Lớp: 16C2


Trường Đại học Thuỷ lợi

10

Luận văn thạc sĩ

Hình 1.4: Kênh dẫn dòng công trình Định Bình
1. Lòng kênh dẫn

2. Đá gia cố bờ kênh

b) Tổ chức thi công:
-

Đào kênh dẫn dòng;

-

Đắp đê quai thượng lưu và đê quai hạ lưu ;

-

Tiến hành thi công công trình chính theo yêu cầu của tiến độ.

c) Điều kiện áp dụng:
Thường áp dụng cho các công trình xây dựng trên các đoạn sông đồng bằng,
có bờ thoải và rộng, điều kiện địa hình và địa chất thuận lợi cho việc đào kênh.
1.2.1.3. Dẫn dòng qua cống ngầm
a) Sơ đồ (xem hình 1.5, 1.6 và 1.7):
Đối với các công trình vừa và nhỏ thường sử dụng cống lấy nước để dẫn
dòng mùa khô hoặc bố trí các lỗ xả trong thân đập (cống ngầm) để tháo lũ thi công.
Đối với các công trình lớn, cống được thiết kế riêng để dẫn dòng cả mùa khô và
mùa lũ, mùa khô năm thi công cuối cùng mới hoành triệt cống;

Học viên: Vũ Đức Hạnh

Lớp: 16C2


11

Trường Đại học Thuỷ lợi

Luận văn thạc sĩ

Khi sử dụng cống ngầm để dẫn dòng, nếu lưu lượng dẫn dòng lớn thì người
ta thường phải thiết kế cống ngầm có nhiều khoang (công trình Núi Cốc, Kẻ Gỗ và
Yên Lập, Tuyên Quang, Bản Chát, Bình Điền, Đồng Nai,...). Khi thi công xong,
người ta hoành triệt và chỉ để lại một khoang để dẫn nước tưới lâu dài, các khoang
đã hoành triệt sẽ trở thành các hành lang kiểm tra và sửa chữa.

250

190

200

3

4

22
0

23
0

210

24
0

260

170

a)

180

0
162.2

1

0
0.0

244.70

20

244.70

2

200

210

220

158.70

170

180

190

230

157.00

240

189.40

5
210

b)

1
2
6

Hình 1.5: Phương pháp dẫn dòng qua cống ngầm bố trí trong thân đập bê tông
(Thủy điện Hủa Na)
a) Mặt bằng
1. Cống dẫn dòng

2. Phần đập đã thi công

4. Đê quai thượng

Học viên: Vũ Đức Hạnh

5. Đê quai hạ

b) Cắt dọc
3. Cửa nhận nước
6. Phạm vi phụt vữa xi măng

Lớp: 16C2

Trường Đại học Thuỷ lợi

12

Luận văn thạc sĩ

Hình 1.6: Cống lấy nước được sử dụng để dẫn dòng mùa khô
(Công trình Đầm Hà Động)
1. Một đoạn cống;2. Tường cánh cửa vào; 3. Tháp van đang thi công dở

Học viên: Vũ Đức Hạnh

Lớp: 16C2


13

Trường Đại học Thuỷ lợi

Luận văn thạc sĩ

Hình 1.7: Sử dụng lỗ xả bố trí trong thân tràn bê tông cốt thép để dẫn dòng mùa
kiệt (công trình Đầm Hà Động)
1. Lỗ xả trong thân đập tràn

2. Thân đập tràn đang xây dựng dở

b) Tổ chức thi công:

-

Thi công cống ngầm vào mùa khô, hoàn thành trước thời điểm cần tháo nước

một khoảng thời gian theo qui định về cường độ của bê tông cống;
-

Đắp đê quai ngăn sông và thi công công trình chính;

-

Hoành triệt cống ngầm (đối với trường hợp cống chỉ làm nhiệm vụ dẫn dòng)

vào thời điểm thích hợp để đảm bảo đủ thời gian thi công công trình chính theo tiến
độ thi công.
c) Điều kiện áp dụng:
Khi lòng sông hẹp, địa chất nền cho phép và không thể sử dụng được
phương pháp dẫn dòng qua kênh. Thông thường nhất là lợi dụng cống đặt trong
thân đập, các lỗ xả đáy hoặc lỗ xả tạm thời được bố trí trong thân đập bê tông.

Học viên: Vũ Đức Hạnh

Lớp: 16C2


Trường Đại học Thuỷ lợi

14

Luận văn thạc sĩ

1.2.1.4. Dẫn dòng qua tuy nen
Tuy nen được dùng làm công trình dẫn dòng (hình 1.8 và 1.9) trong điều
kiện sông miền núi, lòng sông hẹp, vách đá dốc, lưu lượng lớn mà không áp dụng
được phương pháp dẫn dòng qua kênh. Việc tính toán thiết kế tương như phương
pháp dẫn dòng qua cống ngầm. Thi công tuy nen khó khăn và tốn kém nên khi áp
dụng phương pháp này cần phải xác định mặt cắt tuy nen sao cho tổng giá thành tuy
nen và đê quai là nhỏ nhất. Đào tuy nen theo công nghệ khoan nổ mìn hoặc công
nghệ TBM (đào toàn mặt cắt bằng thiết bị khoan đào chuyên dụng);
Các phương pháp trên (dẫn dòng qua máng, kênh, cống ngầm và đường hầm)
thường được dùng để dẫn dòng trong mùa kiệt, nhiều trường hợp cũng được dùng
trong mùa lũ. Đối với một số công trình có lưu lượng dẫn dòng lớn, về mùa lũ,
người ta còn phải dùng kết hợp thêm các phương pháp dẫn dòng khác

Hình 1.8: Cửa vào 2 tuy nen dẫn dòng, Thủy điện Hòa Bình

Học viên: Vũ Đức Hạnh

Lớp: 16C2


15

Trường Đại học Thuỷ lợi

Luận văn thạc sĩ

5

TN1-1

s1
5

s2
9

Tc

4

25

Tc

BM11

BM13
BM12

3
BM8
BM7
¶

®¸
BM6

ct

23

s2
4

1

BM5

s2
5

3

t7

BM4

TN1-2
BM3
BM2

TN1-3

s3
6

a1
2

2

H

§3

BM1

Tc

t6

10

§-

§1

ê
ng

K

vµ

TR2

a9

o

lß
ng

s3
5

hå

TN2-3

E
a8

a7

hg

a6

3

s1
1

4

F

ct

TN2-4

18

TR4

TN2-5

Hình 1.9: Phương pháp dẫn dòng qua tuy nen tháng 10/2008 (Công trình Cửa
Đạt)
1. Mặt đập đá đổ đang xây dựng dở

2. Tràn xả lũ

3. Tuy nen dẫn dòng

4. Tuy nen dẫn nước vào nhà máy thủy điện; 5. Đê quai thượng lưu của giai đoạn
dẫn dòng trước
1.2.2. Phương pháp đắp đê quai ngăn dòng nhiều đợt
Đối với các công trình lớn người ta thường dùng phương pháp đắp đê quai
ngăn dòng nhiều đợt. Phổ biến nhất là hai đợt, đợt đầu dẫn dòng qua lòng sông thu
hẹp để thi công công trình đợt 1. Đợt 2 sẽ ngăn phần lòng sông còn lại và tháo nước
qua các công trình dẫn dòng đã được thi công trong đợt 1 như khe răng lược, cống
xả đáy, lỗ xả sâu, tuy nen, tràn tạm hoặc chỗ lõm được chừa lại trên mặt đập (bê
tông hoặc đập đá đổ) đang xây dở.
1.2.2.1. Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp
a) Sơ đồ (xem hình 1.10, 1.11 và 1.12):
Đây là phương pháp được dùng rất phổ biến khi thi công các công trình vừa
và lớn. Đầu tiên, vào mùa khô, đắp đê quai thượng lưu, đê quai dọc và đê quai hạ
lưu để thi công một phần công trình chính và công trình dẫn dòng cho đợt 2 (tất cả

Học viên: Vũ Đức Hạnh

Lớp: 16C2


16

Trường Đại học Thuỷ lợi

Luận văn thạc sĩ

được gọi là công trình đợt 1). Mùa lũ dòng chảy được dẫn qua phần lòng sông thu
hẹp và tiếp tục thi công công trình đợt 1 trong phạm vị được bảo vệ bởi các đê quai.

6

1

3

b)
V0

4

5

3

a)

2

2

4

z

Vc

H

Hình 1.10: Sơ đồ dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp
a) Mặt bằng

b) Cắt dọc

1. Lòng sông đã bị thu hẹp 2. Đê quai dọc
4. Đê quai hạ

3.Đê quai thượng

5. Tuyến đập chính 6. Lớp đá gia cố

b) Tổ chức thi công:
-

Đắp đê quai thượng, hạ lưu và đê quai dọc để dẫn dòng qua lòng sông thu

hẹp;
-

Thi công công trình đợt 1 trong phạm vi được các đê quai bảo vệ;

-

Đắp đê quai đợt 2 chặn lòng sông thu hẹp để thi công công trình đợt 2;

-

Hoàn thành toàn bộ công trình đến cao trình yêu cầu.

c) Điều kiện áp dụng:
-

Đối với những công trình lớn, có thể chia được thành từng đoạn, từng đợt;

-

Lòng sông rộng, lưu lượng và mực nước biến đổi nhiều trong năm;

-

Có yêu cầu sử dụng tổng hợp dòng chảy trong thời gian thi công.

Học viên: Vũ Đức Hạnh

Lớp: 16C2

17

Trường Đại học Thuỷ lợi

Luận văn thạc sĩ
220
210
200

190

4
16

9.
4

5
3

2
170.2

1

170

6

180
190
200
210

200

220

210

230

Hình 1.11: Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp (Thủy điện Hủa Na)
1. Lòng sông đã bị thu hẹp

2. Đê quai thượng

3. Đê quai dọc

4. Đê quai hạ ; 5. Cống ngầm để dẫn dòng đợt sau; 6. Tuyến đập chính

Hình 1.12: Phương pháp dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp ở Thủy điện Sơn La
1. Lòng sông đã bị thu hẹp; 2. Đê quai thượng; 3. Đê quai dọc
4. Hố móng của kênh và cống dẫn dòng đợt sau; 5. Lớp đá gia cố đê quai dọc

Học viên: Vũ Đức Hạnh

Lớp: 16C2

18

Trường Đại học Thuỷ lợi

Luận văn thạc sĩ

1.2.2.2. Dẫn dòng qua khe răng lược
a) Sơ đồ (hình 1.13):
Khe răng lược thường được dùng để phục vụ dẫn dòng giai đoạn hai. Khi
dòng chảy được dẫn qua các khe răng lược thì thi công các hạng mục công trình đợt
2. Khe răng lược thường được bố trí tại các khoang của đập tràn vì:
-

Tại vị trí đập tràn thường có địa chất tốt nhất, thuận dòng chảy;

-

Có thể lợi dụng cần trục sẵn có để thả phai hoặc van khi lấp khe răng lược;

-

Không phải xây dựng các công trình tiêu năng vì đã có công trình tiêu năng
của đập tràn;

-

Việc lập khe răng lược rất phức tạp. Vì vậy, từ trước đến nay được dùng rất
ít, duy nhất chỉ được áp dụng tại công trình thuỷ điện Thác Bà, Yên Bái.

8

5

9

3

6

2

4

1
10
7

Hình 1.13: Sơ đồ dẫn dòng qua khe răng lược, Thủy điện Thác Bà
1. Khe răng lược;

2. Nhà máy thủy điện;

3. Đập đá đổ bờ phải;

4. Hố móng đập đá đổ bờ trái; 5, 6, 7. Các đê quai đợt 1; 8. Lớp đá gia cố
9, 10. Đê quai đợt 2 (khi dẫn dòng qua khe răng lược)
b) Tổ chức thi công:
-

Đắp các đê quai thu hẹp lòng sông, thi công công trình đợt 1 trong đó có khe

răng lược;

Học viên: Vũ Đức Hạnh

Lớp: 16C2


19

Trường Đại học Thuỷ lợi
-

Luận văn thạc sĩ

Sau khi hoàn thành công trình đợt 1, đắp đê quai đợt 2 để chặn lòng sông thu

hẹp và thi công công trình đợt 2;
-

Lấp khe răng lược khi không cần dùng để dẫn dòng, thi công công trình đến

cao độ yêu cầu.
c) Điều kiện áp dụng:
Chỉ áp dụng cho những công trình bê tông, địa chất tốt. Nói chung hiện nay
ít sử dụng phương pháp này do việc lấp khe răng lược rất phức tạp.
1.2.2.3. Các phương pháp dẫn dòng khác khi đắp đê quai ngăn dòng nhiều đợt
Ngoài khe răng lược, người ta còn dùng các công trình khác như cống xả
đáy, tuy nen, tràn tạm hoặc chỗ lõm được chừa lại trên mặt đập bê tông hoặc đập đá

đổ đang xây dở , để dẫn dòng đợt 2.
1.2.3. Một số phương pháp dẫn dòng đặc biệt khác
1.2.3.1. Không dẫn dòng hoặc trữ lại thượng lưu
Phương pháp này được áp dụng khi thi công một số công trình nhỏ ở miền
núi, thời gian xây dựng trong một mùa khô. Mùa khô hầu như không có dòng chảy
làm ảnh hưởng đến việc xây dựng công trình nên không cần dẫn dòng hoặc có thể
trữ lại thượng lưu.
1.2.3.2. Dẫn dòng bằng máy bơm
Khi thi công một số công trình nhỏ, thời gian xây dựng trong một mùa khô,
lưu lượng dẫn dòng nhỏ Q ≤ 2m3/s thì có thể dùng máy bơm để bơm nước về hạ lưu
P

P
P

hoặc sang lưu vực khác.
1.2.3.3. Dẫn dòng bằng các ống xi phông ngược
Đối với một số công trình nhỏ, thời gian xây dựng trong một mùa khô, lưu
lượng dẫn dòng nhỏ thì có thể dùng các ống nhựa để làm xi phông ngược phục vụ
dẫn dòng.
1.2.3.4. Cho tràn qua mặt đập đất đang xây dựng dở được phủ bằng bạt hoặc ni lon
Phương pháp này thường dùng cho các công trình nhỏ, lưu lượng dẫn dòng
không lớn.

Học viên: Vũ Đức Hạnh

Lớp: 16C2


20

Trường Đại học Thuỷ lợi

Luận văn thạc sĩ

1.2.3.5. Thi công trên bãi bồi
Khi lòng sông rộng, có bãi bồi lớn và không bị ngập nước vào mùa kiệt thì
có thể tiến hành thi công phần công trình đợt 1 trên bãi bồi trước (xem hình 1.14).
Trong công trình đợt 1 có bố trí các công trình dẫn dòng cho đợt 2. Khi thi công
xong công trình đợt 1 sẽ tiến hành ngăn sông để thi công công trình đợt 2. Lục này
dòng chảy được dẫn qua các công trình dẫn dòng đã được bố trí trong công trình đợt
1. Khi đã hoàn thành công trình đợt 2 thì lấp các công trình dẫn dòng này.
Phương pháp này thường dùng khi xây dựng các đập dâng trên các sông
vùng đồng bằng.

a)

b)
6

4

3

3
2

2

2

1

1
7

5

Hình 1.14 Sơ đồ thi công trên bãi bồi
a. Dẫn dòng đợt 1

b. Dẫn dòng đợt 2

1. Cống; 2. Đập đất; 3. Âu thuyền;
4,5. Kênh dẫn vào và ra; 6,7. Đê quai thượng, hạ lưu
1.2.3.6. Dùng đê quai bằng cừ thép vây từng phần công trình
Khi thi công một số công trình trên các lòng sông rộng ở đồng bằng, ven
biển, lưu lượng trên sông rất lớn (như cống Đò Điệm, Hà Tĩnh) người ta thường
dùng hai hàng cừ thép (giữa chúng được đắp đất để chống thấm) vây từng phần
công trình để thi công cho đến khi hoàn thành toàn bộ công trình (hình 2.15). Lúc
này dòng chảy được dẫn qua các phần còn lại của lòng sông. Một số người còn gọi
đây là phương pháp “Không dẫn dòng”.

Học viên: Vũ Đức Hạnh

Lớp: 16C2


Trường Đại học Thuỷ lợi

21

Luận văn thạc sĩ

Hình 1.15: Phương pháp dẫn dòng ở cống Đò Điệm, Hà Tĩnh
1. Trụ pin cống đang thi công;

2. Đê quai bằng 2 hàng cừ thép

1.2.4. Các phương pháp dẫn dòng kết hợp
1.2.4.1 Phương pháp dẫn dòng tổng hợp thường dùng trong thực tế
a) Sơ đồ:
Đây là sơ đồ dẫn dòng phổ biến nhất trong xây dựng thủy lợi, thủy điện.
Trong thực tế, có thể được bố trí theo nhiều hình thức khác nhau nhưng nhìn chung
đều có 5 hạng mục chính là đập chính, cống lấy nước, tràn chính, kênh tạm, tràn
tạm
(hình 1.16);
-

Năm thi công thứ nhất: Dẫn dòng qua lòng sông tự nhiên, thi công cống lấy

nước và kênh dẫn dòng;

Học viên: Vũ Đức Hạnh

Lớp: 16C2


22

Trường Đại học Thuỷ lợi
-

Luận văn thạc sĩ

Năm thi công thứ 2: Đầu mùa kiệt dẫn dòng qua kênh tạm, thi công đập đến

cao độ chống lũ, cuối mùa kiệt lấp kênh dẫn dòng và dẫn dòng qua cống lấy nước.
Mùa lũ dẫn dòng qua tràn tạm, tiếp tục thi công đập;
-

Năm thi công thứ 3: Mùa kiệt lấp tràn tạm, dẫn dòng qua cống lấy nước đồng

thời tích nước trong hồ, tiếp tục thi công các hạng mục công trình đến cao trình thiết
kế. Mùa lũ dẫn dòng qua tràn chính và hoàn chỉnh công trình.

4
1

7
6

5
2

3

Hình 1.16. Sơ đồ dẫn dòng tổng hợp qua kênh, cống, tràn tạm
1. Cống lấy nước; 2. Kênh dẫn dòng; 3. Tràn tạm; 4. Đập chính; 5. Tràn chính; 6.
Cao trình đỉnh đê quai; 7. Cao trình đắp đập chống lũ

b) Tổ chức thi công:
-

Năm thi công thứ nhất: Dẫn dòng qua lòng sông tự nhiên. Làm công tác

chuẩn bị, thi công xong cống lấy nước và kênh dẫn dòng;
-

Năm thi công thứ 2:
+ Mùa kiệt: Đầu mùa kiệt tiến hành ngăn sông, dẫn dòng qua kênh, thi công

đập và đào tràn tạm. Cuối mùa kiệt chặn kênh dẫn dòng và dòng chảy được dẫn qua
cống lấy nước, tiếp tục thi công đập đến cao trình chống lũ;
+ Mùa lũ: Dẫn dòng qua tràn tạm, tiếp tục thi công đập;
-

Năm thi công thứ 3:
+ Mùa kiệt: Ngăn tràn tạm, dẫn dòng qua cống lấy nước, tiếp tục thi công các

hạng mục công trình đến cao trình thiết kế;
+ Mùa lũ: Hoàn chỉnh công trình, dòng chảy được dẫn qua tràn chính.
c) Điều kiện áp dụng:

Học viên: Vũ Đức Hạnh

Lớp: 16C2


23

Trường Đại học Thuỷ lợi

Luận văn thạc sĩ

Phương pháp này được dùng rất phổ biến từ trước tới nay cho các công trình
vừa và nhỏ. Khi thiết kế dẫn dòng thường lợi dụng triệt để các hạng mục công trình
chính để dẫn dòng thi công.
1.2.4.2 Kết hợp cống và kênh
a) Sơ đồ: (hình 1.17 và 1.18)
4

3

1

6

5

2

Hình 1.17. Kết hợp cống với kênh để dẫn dòng
1. Đê quai dọc;

2. Kênh dẫn dòng;

3. Cống dẫn dòng;

trình mực nước khi dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp;

4. Đập chính; 5. Cao

6. Mực nước khi dẫn dòng

đồng thời qua cống và kênh

Hình 1.18. Phương pháp Kết hợp cống và kênh để dẫn dòng đợt 2 (Thủy điện
Sơn La)
1. Kênh dẫn dòng; 2. Cống dẫn dòng ; 3. Hố móng đập chính;
4. Đê quai thượng lưu;

Học viên: Vũ Đức Hạnh

5. Đê quai hạ lưu.

Lớp: 16C2


Trường Đại học Thuỷ lợi
-

24

Luận văn thạc sĩ

Dẫn dòng đợt 1: Tiến hành đắp đê quai thượng lưu, đê quai dọc và đê quai hạ

lưu để vây một phần của hố móng đập bên bờ phải, dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp
bên
bờ trái;

-

Dẫn dòng đợt 2: Đắp đê quai thượng hạ lưu ngăn lòng sông thu hẹp, dòng

chảy được dẫn qua cống và kênh;
-

Dẫn dòng đợt 3: Mùa kiệt đắp đê quai thượng hạ lưu ngăn kênh dẫn dòng,

dòng chảy được dẫn qua cống dẫn dòng. Cuối mùa kiệt hoành triệt cống dẫn dòng,
bắt đầu tích nước;
-

Dẫn dòng đợt 4: Tiếp tục tích nước và dẫn dòng qua tràn chính.

b) Tổ chức thi công:
-

Năm thi công thứ nhất: tiến hành đắp các đê quai để thu hẹp lòng sông, hoàn

thành các công trình đẫn dòng (cống, kênh) phục vụ dẫn dòng. Khi này dẫn dòng
qua lòng sông thu hẹp.
-

Năm thi công thứ 2:
+ Mùa kiệt: ngăn lòng sông thu hẹp, dẫn dòng qua cống và kênh, đắp đập

đến cao trình chống lũ;
+ Mùa lũ: dẫn dòng đồng thời qua cống và kênh, tiếp tục thi công đập;
-

Năm thi công thứ 3:
+ Mùa kiệt: lấp kênh, dẫn dòng qua cống, thi công đập đến cao độ chống lũ.

Cuối mùa kiệt hoành triệt cống dẫn dòng và bắt đầu trữ nước trong hồ;
+ Mùa lũ: dẫn dòng qua tràn chính và hoàn chỉnh công trình.
c) Điều kiện áp dụng:
Áp dụng với lòng sông không rộng lắm, chênh lệch lưu lượng giữa mùa kiệt
và mùa lũ lớn, thời gian thi công kéo dài.
1.2.4.3 Kết hợp cống ngầm, chỗ lõm chừa lại trên mặt đập đang xây dựng dở, các
lỗ xả sâu và tràn chính đang xây dựng dở để dẫn dòng (Mô hình thủy điện Tuyên
Quang)

Học viên: Vũ Đức Hạnh

Lớp: 16C2


25

Trường Đại học Thuỷ lợi

Luận văn thạc sĩ

a) Sơ đồ (hình 1.19 và 1.20):

3

8

7

6

4

2
1
5
Hình 1.19. Sơ đồ kết hợp cống dẫn dòng, chỗ lõm chừa lại trên thân đập đá đổ
đang xây dựng dở, lỗ xả sâu và tràn chính đang xây dựng dở để dẫn dòng
1. Cống ngầm; 2. Chỗ lõm chừa lại trên thân đập đá đổ đang xây dựng dở;
3. Đập đá đổ; 4. Tràn chính đang xây dựng dở; 5. Các lỗ xả sâu của tràn
chính; 6. Nhà máy thủy điện; 7. Đập bê tông không tràn; 8. Ranh giới giữa
đập đá đổ và đập bê tông

Hình 1.20. Hiện trạng công trình trước khi xả lũ qua đê quai thượng và mặt đập
đang xây dựng dở ở cao độ 48m, Thủy điện Tuyên Quang (Ảnh chụp từ hạ lưu)
1. Đê quai thượng lưu ở cao độ 60m; 2. Đê quai hạ lưu ở cao độ 55m; 3. Mặt đập
xây dở ở cao trình 48 đã bị ngập nước ; 4. Phần đập bờ phải đã được gia cố để
chống xói lở khi xả lũ; 5. Vai đập phía bờ trái
-

Dẫn dòng đợt 1: dẫn dòng qua lòng sông tự nhiên;

-

Dẫn dòng đợt 2:
+ Mùa kiệt: Ngăn sông, dẫn dòng qua cống ngầm, đắp đập chính;

Học viên: Vũ Đức Hạnh

Lớp: 16C2