Nghiên cứu lựa chọn quy mô công trình dẫn dòng thi công trong xây dựng công trình thủy lợi thủy điện ở việt nam (tt)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

Công trình được hoàn thành tại Trường Đại học Thủy lợi

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

MAI LÂM TUẤN

NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN QUY MÔ CÔNG TRÌNH
DẪN DÒNG THI CÔNG TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH
THỦY LỢI THỦY ĐIỆN Ở VIỆT NAM

Người hướng dẫn khoa học 1: PGS.TS. Nguyễn Quang Cường
Người hướng dẫn khoa học 2: PGS.TS. Lê Văn Hùng

Phản biện 1:
Phản biện 2:
Phản biện 3:

GS.TS. Hồ Sĩ Minh - Hội Thủy lợi Việt Nam
PGS.TS. Vũ Hữu Hải - Trường Đại học Xây Dựng
PGS.TS. Nguyễn Thu Hiền - Trường Đại học Thủy Lợi

Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy
Mã số chuyên ngành: 9 58 02 02

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án họp tại Room 5 - K1
Trường Đại học Thủy Lợi vào lúc 08 giờ 30 ngày 03 tháng 05 năm 2019

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI, NĂM 2019

Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện:
- Thư viện Quốc gia
- Thư viện Trường Đại học Thủy lợi


MỞ ĐẦU

4. Nội dung nghiên cứu

1. Tính cấp thiết của luận án

Tổng quan về công tác dẫn dòng thi công các công trình đầu mối thủy lợi, thủy

Khi thiết kế dẫn dòng thi công, việc chọn tần suất thiết kế dẫn dòng, đặc biệt là

điện; Cơ sở khoa học và thực tiễn về lựa chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi

khi công trình chính tham gia dẫn dòng còn nhiều vấn đề cần bàn luận.

công; Xây dựng thuật toán và chương trình tính toán thủy lực dẫn dòng; Lựa chọn

Dẫn dòng qua đập đang xây dựng giúp tiết kiệm chi phí cho công trình dẫn dòng

hợp lý quy mô công trình dẫn dòng qua đập đá đổ đang đang xây dựng.

vào mùa lũ, lựa chọn quy mô của công trình dẫn dòng như thế nào, gia cố đập

5. Phương pháp nghiên cứu

đang xây dựng như thế nào cần phải có cơ sở tính toán các phương án khác nhau,

Nghiên cứu tổng quan về các phương pháp dẫn dòng thi công; Nghiên cứu kế thừa

từ đó lựa chọn ra phương án có hiệu quả nhất về mặt kinh tế và kỹ thuật.

và thực tiễn về chọn lưu lượng lớn nhất thiết kế dẫn dòng thi công; Thu thập tài liệu

Đề tài “Nghiên cứu lựa chọn quy mô công trình dẫn dòng thi công trong xây

và phân tích tổng hợp; Ứng dụng tin học ứng dụng trong tính toán và phân tích.

dựng công trình thủy lợi thủy điện ở Việt Nam” là rất cần thiết, có ý nghĩa lớn

6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

đối với việc thiết kế và thi công các công trình thủy lợi, thủy điện.

Tổng hợp phương pháp phân tích và tính toán thủy lực cho phương án dẫn dòng;

2. Mục tiêu nghiên cứu

Đóng góp vào cơ sở khoa học lựa chọn hợp lý quy mô của công trình dẫn dòng.

Tổng quan về dẫn dòng khi xây dựng công trình đầu mối thủy lợi thủy điện; Bổ

Lựa chọn tần suất thiết kế dẫn dòng thi công phù hợp với điều kiện làm việc của

sung và hoàn thiện phương pháp lựa chọn tần suất và lưu lượng thiết kế dẫn

công trình; Đề xuất trình tự tính toán và lựa chọn quy mô của công trình dẫn dòng

dòng; Phân tích các yếu tố công trình phục vụ lựa chọn hợp lý quy mô công trình

thi công, xác định quy mô công trình dẫn dòng hợp lý về kinh tế và kỹ thuật.

dẫn dòng qua đập đá đổ, đá đắp đang xây dựng; Hoàn thiện phương pháp tính
toán và thuật toán phục vụ thiết kế và lựa chọn quy mô của công trình dẫn dòng.

7. Cấu trúc luận án
Ngoài phần mở đầu và kết luận, luận án bao gồm:

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Chương 1: Tổng quan các nghiên cứu về dẫn dòng thi công trong xây dựng công

3.1. Đối tượng nghiên cứu

trình thủy lợi, thủy điện

Đối tượng nghiên cứu là công tác dẫn dòng thi công trong xây dựng công trình
đầu mối thủy lợi, thủy điện, trọng tâm là xác định qui mô công trình dẫn dòng.
3.2. Phạm vi nghiên cứu

Chương 2: Cơ sở khoa học lựa chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công và tính toán
thủy lực dẫn dòng
Chương 3: Nghiên cứu phân tích lựa chọn hợp lý quy mô công trình dẫn dòng thi công

Công tác dẫn dòng thi công có ứng dụng nhiều công trình cùng đồng thời tham
gia dẫn dòng; Chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng, tính toán thủy lực dẫn dòng thi
công và lựa chọn quy mô các công trình dẫn dòng. Không đi sâu nghiên cứu ảnh

Chương 4: Ứng dụng kết quả nghiên cứu cho một số công trình thủy lợi, thủy điện ở
Việt Nam

hưởng của thấm rối, mạch động và tiêu năng hạ lưu.

1

2


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ DẪN DÒNG THI CÔNG TRONG XÂY
DỰNG CÔNG TRÌNH THỦY LỢI, THỦY ĐIỆN

Luận án phân tích các đặc điểm dòng chảy liên quan đến việc chọn thời đoạn dẫn

1.1. Tầm quan trọng của công tác dẫn dòng thi công

chảy các vùng miền ở Việt Nam.

Lựa chọn phương án dẫn dòng thi công ảnh hưởng đến tiến độ thi công, thời gian

1.2.3. Tính toán thủy lực dẫn dòng

ngăn sông, đắp đập vượt lũ, chi phí cho công tác dẫn dòng. Lựa chọn phương án

Các phần mềm tính toán thủy lực, các tài liệu về tính toán thủy lực chỉ tính toán

dẫn dòng thi công hợp lý sẽ giúp tiết kiệm chi phí, giảm thời gian thi công mà

đối với công trình dẫn dòng độc lập, chưa đề cập cụ thể đến việc tính toán thủy

vẫn đảm bảo chất lượng công trình.

lực dẫn dòng khi sử dụng đồng thời hai hoặc nhiều công trình dẫn dòng.

Khi thiết kế dẫn dòng thi công, cần phải phân tích các điều kiện cụ thể và đề xuất

Luận án nghiên cứu lập chương trình tính toán thủy lực dẫn dòng đồng thời qua

một số phương án khả thi nhất, thông qua tính toán kinh tế kỹ thuật của từng

đập đang xây dựng và cống, xây dựng biểu đồ diễn biến lưu tốc dọc theo chiều

phương án và so sánh lựa chọn phương án tối ưu nhất.

dài dòng chảy qua công trình đập đang xây dựng, làm cơ sở xác định quy mô

1.2. Lựa chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng và tính toán thủy lực dẫn dòng

công trình dẫn dòng và biện pháp gia cố khi dẫn dòng qua đập đang xây dựng.

1.2.1. Tần suất thiết kế dẫn dòng thi công

1.3. Dẫn dòng thi công qua cống, đường hầm

Trong các tiêu chuẩn, quy chuẩn của Việt Nam, việc chọn tần suất thiết kế dẫn

1.3.1. Dẫn dòng thi công qua cống

dòng chỉ phụ thuộc vào cấp công trình, chưa đề cập cụ thể đến chiều cao cột

Nên lợi dụng cống lâu dài để tháo nước thi công, khi đó công tác thi công công

nước, dung tích lòng hồ khi đang dẫn dòng, việc kiến nghị nâng hạ cấp tần suất

trình dẫn dòng sẽ đơn giản đi nhiều, tránh được những khó khăn, phức tạp trong

là chưa có cơ sở khoa học rõ ràng. Điều này gây ra khó khăn cho người thiết kế

công tác hoành triệt cống, đồng thời giảm bớt được các phí tổn về dẫn dòng.

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

dòng thi công, đưa ra biện pháp xử lý các trường hợp đặc biệt liên quan đến dòng

Cống dẫn dòng được sử dụng tháo lũ lớn trong điều kiện cột nước cao như các

Trong thực tế dẫn dòng, trường hợp có nhiều công trình cùng tham gia dẫn dòng

công trình Sơn La (2.568 m3/s), Lai Châu (1.837 m3/s), Bắc Hà (1.134 m3/s).

đồng thời thì quy mô của từng công trình như thế nào để đảm bảo điều kiện kinh

1.3.2. Dẫn dòng thi công qua đường hầm

tế kỹ thuật là bài toán thường gặp đối với những công trình có lưu lượng dẫn
dòng lớn và thi công trong nhiều năm. Việc lựa chọn tần suất thiết kế dẫn dòng
ở Việt Nam cần điều chỉnh bổ sung cho rõ ràng hơn, phù hợp với thực tế thi công.
1.2.2. Thời đoạn dẫn dòng thi công

Đường hầm dẫn dòng có thể sử dụng để dẫn dòng trong cả mùa lũ và mùa kiệt
như công trình Hòa Bình, Cửa Đạt ở Việt Nam. Trung Quốc có công trình trạm
thủy điện Long Dương Hiệp, Ô Giang Độ, Đông Giang, ở Ấn Độ có công trình
Si-li-sa-lam, ở Mỹ có công trình Devosik, Paoerth...

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 mô công trình dẫn dòng
thi công.

3

Để giảm chi phí, thường lợi dụng đường hầm lâu dài để kết hợp dẫn dòng như
Hòa Bình (Việt Nam), Mao Gia Thôn (Trung Quốc)…

4


1.4. Dẫn dòng thi công qua đập đang xây dựng

lượng và cường độ thi công giữa giai đoạn trước và sau khi dẫn dòng qua đập

1.4.1. Dẫn dòng thi công qua đập đá đổ đang xây dựng

đang xây dựng.

Dẫn dòng qua đập đá đổ đang xây dựng là một hình thức giúp tiết kiệm chi phí

1.5. Kết luận chương 1

cho công tác dẫn dòng vào mùa lũ nhờ khả năng tháo với lưu lượng lớn. Có thể

Dẫn dòng thi công là công tác quan trọng, xuyên suốt quá trình thi công, có tính

áp dụng hình thức dẫn dòng này đối với các công trình đá đổ, đá đắp, lưu ý chọn

chất quyết định sự thành bại khi xây dựng công trình đầu mối thủy lợi, thủy điện.

cao trình tràn nước và chiều rộng tràn nước cho phù hợp với điều kiện của từng

Để lựa chọn được phương án dẫn dòng cũng như quy mô của công trình dẫn dòng

công trình, từ đó có phương án gia cố bề mặt tràn nước, đảm bảo công tác dẫn

phải tuân thủ theo các nguyên tắc cơ bản, phù hợp với điều kiện tự nhiên, dân

dòng được an toàn, hiệu quả.

sinh, kinh tế và đáp ứng các nhiệm vụ của dự án.

1.4.2. Dẫn dòng thi công qua đập bê tông đang xây dựng

Những công trình lớn, thời gian thi công dài, thường sử dụng nhiều dạng công

Dẫn dòng thi công qua đập bê tông đang xây dựng được áp dụng nhiều đối với đập

trình dẫn dòng và kết hợp nhiều công trình tháo với nhau. Trên thế giới và ở Việt

bê tông trọng lực do đặc điểm của bê tông là khả năng chịu mài mòn cao trước lưu

Nam đã có nhiều thành công cũng như bài học kinh nghiệm về vấn đề này.

tốc lớn của dòng nước. Dẫn dòng qua đập bê tông đang xây dựng thường kết hợp
với cống dẫn dòng đặt trong thân đập.
1.4.3. Dẫn dòng thi công qua đập đất đang xây dựng
Khi cần dẫn dòng qua đập đất đang xây dựng với lưu lượng lớn, có thể áp dụng đối
với phần chân khay của công trình. Mùa kiệt năm trước đào móng và đắp chân
khay, xử lý chống thấm cho nền công trình. Kết thúc mùa kiệt tiến hành lấp phủ
phần chân khay đã thi công xong và gia cố bề mặt để dẫn dòng cho mùa lũ. Sau
khi kết thúc mùa lũ, bóc bỏ bùn đất và lớp phủ bề mặt, tiếp tục thi công đắp đập.
1.4.4. Dẫn dòng thi công đồng thời qua đập đang xây dựng và cống, đường
hầm
Khi có nhiều công trình cùng tham gia dẫn dòng thì xác định lưu lượng thiết kế
cho từng công trình là bao nhiêu m3/s, đây là vấn đề cần nhiều công sức tính toán

Các nghiên cứu của các tác giả chủ yếu tập trung vào thông số tối ưu về thủy lực
công trình và các giải pháp tiêu năng, gia cố đối với công trình tháo nước thi công
nhưng chưa có đề xuất nào một cách bài bản để giải quyết bài toán thủy lực dẫn
dòng thi công tổng quát.
Dẫn dòng thi công qua cống, đường hầm giúp thi công phần đập lòng sông thuận
lợi. Cống trong thân đập bê tông và đường hầm có thể sử dụng dẫn dòng đồng thời
với công trình tháo lũ khác để dẫn được lưu lượng lớn về mùa lũ.
Dẫn dòng thi công qua đập đang xây dựng là giải pháp giúp tháo được lưu lượng
lũ lớn, việc xác định chế độ thủy lực và biện pháp gia cố công trình đập đang xây
dựng khi cho nước tràn qua cần nghiên cứu cụ thể hơn, phục vụ công tác lựa chọn
quy mô công trình dẫn dòng.

đối với mỗi phương án dẫn dòng khác nhau. Bên cạnh đó còn phải xác định lưu tốc

Các mô hình tính toán thủy động lực sông, hệ thống kênh tưới không phù hợp với

dòng chảy tại các vị trí khác nhau nhằm đề ra biện pháp gia cố phù hợp. Cần có

tính toán thủy lực dẫn dòng, các chương trình tính toán thương mại chưa giải quyết

nghiên cứu thêm về diễn biến lưu tốc trên bề mặt công trình dẫn dòng khi dẫn

triệt để việc tính toán thủy lực dẫn dòng và điều tiết lũ. Yêu cầu đặt ra cần phải lập

dòng kết hợp qua đập đang xây dựng và cống, đường hầm.

chương trình tính toán thủy lực dẫn dòng để phục vụ lựa chọn quy mô công trình

Bên cạnh các thông số về mặt thủy lực công trình dẫn dòng, gia cố bề mặt dẫn dòng

dẫn dòng nhanh chóng, hiệu quả.

đối với sử dụng đập đang xây dựng để dẫn dòng, cần chú ý đến việc cân đối khối
5

6


CHƯƠNG 2. CƠ SỞ KHOA HỌC LỰA CHỌN LƯU LƯỢNG THIẾT KẾ
DẪN DÒNG THI CÔNG VÀ TÍNH TOÁN THỦY LỰC DẪN DÒNG

Khi sử dụng công trình chính làm công trình dẫn dòng cần phải chọn tần suất

2.1. Phân tích lựa chọn tần suất thiết kế dẫn dòng thi công

chính sẽ ảnh hưởng đến chi phí cho công tác dẫn dòng.

2.1.1. Cơ sở lựa chọn tần suất thiết kế dẫn dòng thi công

Khi đề xuất phương án dẫn dòng cho một số công trình ở miền núi, lũ tập trung

Việc lựa chọn tần suất thiết kế dẫn dòng, thời đoạn dẫn dòng và công trình dẫn

nhanh, cột nước tăng cao, trong điều kiện đập không thể thi công vượt lũ thì đê

dòng có quan hệ mật thiết qua lại với nhau. Ba nhân tố này là cơ sở quyết định

quai bảo vệ hố móng trong trường hợp này sẽ rất cao, có thể chấp nhận cho nước

chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng, thời gian làm việc của mỗi công trình dẫn dòng

tràn qua đê quai và hố móng đang thi công vào mùa lũ.

và sơ đồ tính toán thủy lực dẫn dòng cũng như việc xác định lưu lượng tháo qua

Kết quả so sánh trên cũng làm cơ sở cho việc nếu chấp nhận cho lũ tràn qua đê

mỗi công trình.

thiết kế dẫn dòng như tần suất đối với công trình tạm hay như đối với công trình

quai và hố móng. Khi chấp nhận cho nước tràn qua hố móng thì khả năng chọn

Thực tế cho thấy phân tích kinh tế gặp nhiều khó khăn, ứng với từng công trình sẽ

lưu lượng thiết nhỏ đi có thể giảm chi phí công trình dẫn dòng mà rủi ro thấp.

khác nhau, vì vậy lấy thời gian làm việc của công trình dẫn dòng, chiều cao công

2.2. Xác định thời đoạn dẫn dòng thi công

trình chắn nước, dung tích lòng hồ lớn nhất tương ứng với từng giai đoạn dẫn dòng

2.2.1. Nhân tố ảnh hưởng đến việc chọn thời đoạn dẫn dòng thi công

làm chỉ tiêu cơ bản của lựa chọn tần suất lưu lượng thiết kế dẫn dòng sẽ tiện cho
việc sử dụng khi thiết kế dẫn dòng và thuận tiện cho phân tích rủi ro của phương
án dẫn dòng.
2.1.2. Cơ sở khoa học để nâng hoặc hạ cấp tần suất thiết kế dẫn dòng
Đối với công trình dẫn dòng là loại công trình chỉ sử dụng trong quá trình thi
công, vấn đề tiết kiệm chi phí luôn mâu thuẫn với khả năng xảy ra rủi ro. Chọn
tần suất thiết kế chính là chấp nhận rủi ro khi lưu lượng vượt thiết kế.
Phương pháp thiết kế chọn tần suất dẫn đến cho chúng ta hàng loạt các bài toán
xác định thiệt hại do lũ vượt thiết kế: Vỡ đập, tràn qua đê quai và hố móng, hư
hỏng công trình chính và công trình tạm trong quá trình thi công, ảnh hưởng hạ
du nếu có sự cố...

Thời đoạn dẫn dòng là khoảng thời gian làm việc của công trình ngăn nước như
đê quai hoặc đập chính và công trình dẫn nước như kênh, cống, tràn. Việc chọn
thời đoạn dẫn dòng thi công ảnh hưởng trực tiếp đến lưu lượng thiết kế dẫn dòng
thi công.

Thời đoạn dẫn dòng phụ thuộc điều kiện thủy văn, đặc điểm kết cấu công trình,
công trình dẫn dòng, khả năng thi công vượt lũ. Cần phân tích một cách toàn diện
các yếu tố trên, từ đó lựa chọn thời đoạn dẫn dòng hợp lý.
2.2.2. Điều kiện khí hậu và dòng chảy các vùng của Việt Nam
Ở Việt Nam, do điều kiện khí hậu thủy văn các vùng khác nhau nên thời đoạn
mùa kiệt của các vùng cũng khác nhau, chia làm 5 khu vực: Trung du và miền
núi phía Bắc, Bắc Trung Bộ, Nam Trung Bộ, Tây Nguyên, Đông Nam Bộ.

Việc nâng hạ tần suất cần phải có luận chứng kinh tế kỹ thuật để quyết định. Như
vậy sẽ không bao giờ có mức tăng giảm cụ thể mà phải dựa vào phân tích cụ thể
cho từng công trình và cuối cùng là quyết định của chủ đầu tư. Chấp nhận rủi ro
đến mức độ nào và vấn đề khó khăn nhất khi ra quyết định.

7

Các yếu tố về khí hậu, thủy văn ảnh hưởng đến việc lựa chọn thời đoạn thi công
theo các vùng miền của Việt Nam. Đặc biệt cần có phương án chống lũ tiểu mãn
vào thời điểm cuối mùa kiệt của các công trình.

8


2.3. Cơ sở lý thuyết tính toán thủy lực dẫn dòng thi công và điều tiết lũ
2.3.1. Tính toán thủy lực qua đập đang xây dựng
Dẫn dòng thi công qua đập tràn trong thực tế rất đa dạng. Về mặt thủy lực công
trình tương đương với đập tràn thực dụng hoặc đập tràn đỉnh rộng. Chế độ chảy
gồm có chảy ngập và chảy không ngập.
2.3.2. Tính toán thủy lực dẫn dòng qua cống

Hình 2.9. Sơ đồ tính toán thủy lực qua đập đá đổ đang xây dựng

Lưu tốc Vmax được xác định theo phương pháp vẽ đường mặt nước bằng phương

Các chế độ chảy gồm chảy hở khi H0 ≤ (1,2÷1,4)Hc; chảy bán áp hoặc chảy có

pháp sai phân theo phương trình (2-16)

áp khi H0 > (1,2÷1,4)Hc, tùy thuộc vào đường mặt nước. Trị số (1,2÷1,4)Hc được

∆E
=i− j
∆l

chọn như sau: Cửa vào rất thuận thì chọn 1,4Hc; không thuận chọn 1,2Hc.

(2-16)

2.3.3. Tính toán thủy lực dẫn dòng đồng thời qua hai hoặc nhiều công trình
dẫn dòng

Từ lưu tốc và cột nước tại đầu dốc nước, vẽ đường mặt nước và tìm giá trị lưu

Khi tính toán, cần phải xác định các điều kiện biên của bài toán là:

2.5. Kết luận chương 2

- Lưu lượng tháo qua các công trình phải có điều kiện mực nước thượng lưu (Ztl)

Chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công liên quan mật thiết với chọn tần suất

và hạ lưu (Zhl) như nhau.

thiết kế, chọn phương án dẫn dòng trong đó có chọn thời đoạn dẫn dòng thiết kế.

- Lưu lượng xả về hạ lưu bằng tổng lưu lượng xả qua các công trình tháo nước.

Ràng buộc với chúng là qui mô, kết cấu công trình chính và điều kiện tự nhiên

Để giải bài toán này phải tính đúng dần hoặc đồ giải trên cơ sở xây dựng quan hệ
lưu lượng và mực nước thượng lưu (Q ~ Ztl) của các công trình tháo nước.
2.3.4. Điều tiết lũ trong dẫn dòng thi công
Khi mực nước ở dưới thấp, bụng hồ rất nhỏ hoặc chưa hình thành thì trong tính
toán thiết kế dẫn dòng không xem xét đến điều tiết lũ. Nhưng khi công trình chắn
nước lên cao và lòng hồ đủ lớn sẽ có tác dụng điều tiết lũ. Luận án sử dụng
phương pháp lặp giải tích để tính toán.
2.4. Tính toán lưu tốc lớn nhất khi dẫn dòng qua đập đá đổ, đá đắp đang
xây dựng
Khi dẫn dòng qua đập đá đổ đang xây dựng, các thông số ảnh hưởng lớn đến lưu
tốc lớn nhất Vmax là lưu lượng đơn vị chảy qua đập đang xây dựng (q), chiều dài
dốc nước (L) tính từ sau ngưỡng tràn, hệ số mái dốc của dốc nước (m), chênh
lệch độ cao cuối dốc nước so với mực nước hạ lưu (H2). Sơ đồ tính toán như Hình 2.9.
9

tốc lớn nhất Vmax ở mái hạ lưu.

nơi xây dựng. Cùng với các công tác trên là tính toán thủy lực nhằm xác định qui
mô công trình dẫn dòng.
Qui mô công trình dẫn dòng được xác định phụ thuộc vào tổng hợp nhiều yếu tố:
qui mô công trình chính, điều kiện tự nhiên, điều kiện kinh tế - xã hội, năng lực
thi công, thời hạn xây dựng, phương án dẫn dòng... Phải thông qua tính toán so
sánh kinh tế kỹ thuật phù hợp với điều kiện cụ thể của từng phương án để lựa

chọn qui mô công trình dẫn dòng hợp lý.
Một trong những nội dung khó trong tính toán thiết kế dẫn dòng thi công là các
bài toán thủy lực dẫn dòng. Nội dung này cần được cụ thể và chi tiết các bước
nhằm giúp cho người thiết kế ít mắc sai lầm và tính toán nhanh đối với những
công trình có khối lượng tính đồ sộ. Trong đó, trọng tâm là các thông số thủy lực
công trình bao gồm như: Lưu lượng, mực nước, lưu tốc, các thông số hình học...
đối với công trình tham gia dẫn dòng thi công.
10


CHƯƠNG 3. NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH LỰA CHỌN HỢP LÝ QUY
MÔ CÔNG TRÌNH DẪN DÒNG THI CÔNG
3.1. Nghiên cứu lựa chọn tần suất lưu lượng và thời đoạn thiết kế dẫn dòng
3.1.1. Chọn tần suất lưu lượng thiết kế dẫn dòng theo tiêu chuẩn các quốc gia
QCVN 04-05:2012 có một số nhược điểm sau: Việc lựa chọn tần suất thiết kế dẫn

Hình 3.2. Đắp đập chính theo mặt cắt kinh tế

dòng không đề cập đến việc công trình chính có tham gia chắn nước hay không,

3.2. Lập chương trình tính toán thủy lực dẫn dòng thi công và điều tiết lũ

không nêu rõ ảnh hưởng của dung tích hồ tương ứng với chiều cao đập đang xây

Trong quá trình lập chương trình tính toán thủy lực, ứng với các chế độ chảy khác

dựng; Việc nâng hạ cập tần suất không quy định cụ thể như thế nào gây khó khăn

nhau của công trình tháo, công thức tính thay đổi theo điều kiện biên. Tuy nhiên,

cho người thiết kế và người phê duyệt thiết kế; Khi sử dụng thân đập đá đắp đang

về bản chất thủy lực thì dòng chày không thay đổi chế độ đột ngột từ chảy hở

xây dựng làm tràn tạm phải dùng tần suất thiết kế công trình là quá an toàn, chưa

sang chảy có áp hoặc ngược lại. Trong khi đó, các công thức bán thực nghiệm áp

phản ánh đúng tình trạng làm việc của công trình dẫn dòng khi dẫn dòng qua đập

dụng tại các điểm chuyển tiếp cột nước sẽ cho hai kết quả khác nhau về giá trị

đá đắp đang xây dựng ở cao trình thấp, dung tích lòng hồ không lớn.

lưu lượng. Vì vậy cần xử lý về mặt thuật toán tại những vị trí này nhằm thuận lợi

3.1.2. Lựa chọn thời đoạn dẫn dòng trong điều kiện khí hậu Việt Nam

cho tính toán nhưng không gây sai khác lớn đến kết quả.

Đối với công trình có thời gian thi công lớn hơn 1 năm, cần chia làm thời đoạn
mùa kiệt và mùa lũ. Khi chọn thời đoạn, chú ý chọn thời đoạn mùa kiệt sao cho
phù hợp, thời gian còn lại trong năm sẽ là mùa lũ.
Giai đoạn gần cuối mùa kiệt một số khu vực có lũ tiểu mãn, có 2 phương án đưa
ra để xử lý trường hợp này:
- Phương án 1: Lựa chọn lưu lượng lớn nhất của tháng có lũ tiểu mãn ứng với tần
suất thiết kế làm lưu lượng thiết kế dẫn dòng cho mùa kiệt.
- Phương án 2: Chia mùa kiệt làm 2 thời đoạn trước và sau lũ tiểu mãn. Giai đoạn 1:
Từ đầu mùa kiệt đến trước lũ tiểu mãn chọn lưu lượng thiết kế là lớn nhất trong các
tháng đó, sử dụng để thiết kế công trình dẫn dòng. Giai đoạn 2: Từ tháng có lũ tiểu

mãn đến cuối mùa kiệt chọn lưu lượng lớn nhất của tháng có lũ tiểu mãn làm lưu
lượng thiết kế dẫn dòng. Trong giai đoạn 2 sử dụng công trình dẫn dòng khác giai
đoạn 1, có thể tháo được lưu lượng lớn hơn. Khi áp dụng phương án này, có thể
dùng đập chính có mặt cắt kinh tế để giảm cường độ thi công của giai đoạn thi
công vượt lũ (Hình 3.2).

Hình 3.3. Tương quan Q~H khi

Hình 3.4. Tương quan Q~H0 khi

chuyển tiếp chảy ngập sang chảy

chuyển tiếp chảy không áp sang

không ngập

chảy có áp

Luận án lập sơ đồ khối cho tính toán thủy lực qua cống, tính toán thủy lực kết
hợp đập đang xây dựng và cống, tính toán điều tiết lũ. Kết quả tính toán đưa ra
được lưu lượng chảy qua cống, đập đang xây dựng, lưu lượng tích lại trong lòng
hồ. Từ lưu lượng chảy qua đập đang xây dựng, tính toán xây dựng đường mặt
nước, chế độ thủy lực trên dốc nước ứng với các phương án khác nhau. Chương
trình tính toán thủy lực đã được kiểm định đối chứng với kết quả thí nghiệm mô
hình công trình thủy điện Lai Châu.

11

12

3.3. Lựa chọn các thông số khi dẫn dòng qua đập đá đổ đang xây dựng

Khi chênh lệch độ cao cuối dốc nước so với mực nước hạ lưu tăng lên (Hình

3.3.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của thông số công trình đến lưu tốc lớn nhất

3.14) thì lưu tốc lớn nhất tăng lên với mức độ tương tự nhau ở cả cấp lưu lượng

3.3.1.1. Ảnh hưởng của các thông số đến lưu tốc lớn nhất

đơn vị nhỏ và cấp lưu lượng đơn vị lớn. Cần giảm nhỏ chênh lệch độ cao cuối
dốc nước so với mực nước hạ lưu để hạn chế độ tăng thêm của lưu tốc lớn nhất.
3.3.1.2. Nhận xét chung
Với cùng một chiều dài dốc nước, lưu lượng đơn vị, lưu tốc lớn nhất Vmax phụ
thuộc vào hệ số mái dốc của dốc nước. Hệ số mái dốc của dốc nước càng nhỏ thì
lưu tốc Vmax càng lớn Hình 3.15 (a), (b). Khi m < 6, H2 = 0m, đường quan hệ lưu
tốc lớn nhất với lưu lượng đơn vị nằm tách hẳn so với các trường hợp khác. Vì
vậy cần hạn chế sử dụng hệ số mái dốc của dốc nước m < 6.

Hình 3.8. Đường mặt nước và diễn

Hình 3.12. Quan hệ Q ~ Vmax trường

biến lưu tốc

hợp L = 150m, H2 = 0m

Hình 3.13. Quan hệ Q ~ Vmax trường

Hình 3.14. Quan hệ Q ~ Vmax trường

hợp m = 8, H2 = 0m

hợp m = 8, L = 150m

a) L = 50m; H2 = 0m

b) L = 200m; H2 = 0m

c) L = 50m; H2 = 15m

d) L = 200m; H2 = 15m

Khi thay đổi hệ số mái của dốc nước (Hình 3.12), lưu tốc lớn nhất tăng lên và
tăng nhanh khi m = 4. Với xu hướng tăng mạnh như vậy, đối với dốc nước có
chiều dài lớn cần hạn chế dùng hệ số mái của dốc nước nhỏ để hạn chế lưu tốc
lớn nhất xuất hiện trên dốc nước.
Khi lưu lượng đơn vị nhỏ, việc thay đổi chiều dài dốc nước ít ảnh hưởng đến lưu
tốc lớn nhất (Hình 3.13). Khi lưu lượng đơn vị lớn, chiều dài dốc nước ảnh hưởng
nhiều hơn đến lưu tốc lớn nhất. Việc kéo dài dốc nước có thể áp dụng với lưu
3

lượng đơn vị q < 25 m /s.m, với lưu lượng đơn vị lớn hơn nên mở rộng chiều
rộng tràn nước để giảm lưu tốc lớn nhất ở trên dốc nước.
13

Hình 3.15. Ảnh hưởng của thông số m, H2 đến lưu tốc lớn nhất
14

Xem xét mức độ ảnh hưởng của chiều cao H2 trên Hình 3.15 nhận thấy khi chiều

Từ Hình 3.15 và Hình 3.16 nhận thấy chiều cao H2 có ảnh hưởng mạnh đến lưu

dài dốc nước nhỏ (L = 50m), chiều cao H2 ảnh hưởng rõ rệt đến lưu tốc lớn nhất

tốc lớn nhất trên dốc nước, vì vậy khi lựa chọn thông số công trình đập đang xây

(trường hợp (a) Vmax = 17,5 m/s, trường hợp (c) Vmax = 23,1 m/s). Khi chiều dài

dựng để dẫn dòng cần hạn chế tăng cao H2, thậm chí để H2 < 0 (cửa ra của dốc

dốc nước lớn (L = 200m) thì chiều cao H2 ảnh hưởng ít hơn đối với lưu tốc lớn

nước thấp hơn mực nước hạ lưu) như Hình 3.17 để thuận lợi cho nối tiếp và tiêu

nhất (trường hợp (b) Vmax = 22,4 m/s, trường hợp (d) Vmax = 25,9 m/s).

năng ở hạ lưu đập đá đổ đang xây dựng phục vụ dẫn dòng.

Hình 3.17. Lựa chọn thông số đập đá đổ đang xây dựng phục vụ dẫn dòng
Qua Hình 3.15 và Hình 3.16, lựa chọn thông số lưu lượng đơn vị (q) nhỏ sẽ thuận
a) m = 16; H2 = 0m

b) m = 16; H2 = 0m

lợi cho việc gia cố vì lưu tốc lớn nhất không cao, tuy nhiên lựa chọn q nhỏ sẽ làm
tăng chiều rộng công trình đập đang xây dựng lên rất nhiều. Tác giả đề xuất lựa
chọn q = (20 - 35) m3/s.m để từ đó lựa chọn chiều rộng công trình đập đang xây

dựng để dẫn dòng cho phù hợp.
3.3.2. Gia cố bề mặt đập khi dẫn dòng qua đập đang xây dựng
Luận án sử dụng phương án gia cố mặt đập bằng các tấm bê tông cốt thép có
chiều dày ttb. Các tấm bê tông này được nối bằng khớp nối chống thấm, ngăn
không cho nước thấm vào thân đập đá đổ như Hình 3.20.

c) m = 4; H2 = 15m

d) m = 4; H2 = 15m

Hình 3.16. Ảnh hưởng của thông số L, H2 đến lưu tốc lớn nhất
Trong hình Hình 3.16, thông số chiều dài dốc nước ảnh hưởng tới lưu tốc lớn
nhất khi H2 = 0 (trường hợp (a) Vmax ứng với q = 40 m3/s.m là 11,7 m/s; 14,3 m/s;
trường hợp (b) Vmax ứng với q = 40 m3/s.m là 17,5 m/s; 22,4 m/s). Tuy nhiên khi
H2 = 15m, chiều dài này ảnh hưởng rất ít đến sự thay đổi của lưu tốc lớn nhất
(trường hợp (c) Vmax ứng với q = 40 m3/s.m là 20,4 m/s; 21,5 m/s; trường hợp (d)
Vmax ứng với q = 40 m3/s.m là 23,1 m/s; 25,9 m/s).
15

Hình 3.20. Gia cố bề mặt cho nước tràn qua đập đá đổ đang xây dựng
So với phương án gia cố bằng rọ đá, phương án gia cố bằng tấm bê tông cốt thép
như trên tốn kém hơn, nhưng không có dòng thấm rối qua thân đập, sẽ bảo vệ
được lớp đệm chuyển tiếp không bị dòng nước phá hủy, đồng thời không có thấm
rối ở hạ lưu, hạn chế xói rỗng phần đá dưới các tấm bê tông, an toàn hơn cho các
tấm bê tông gia cố dốc nước mà không cần phải sử dụng neo thép.
16


3.4. Kết luận chương 3
Lựa chọn tần suất lưu lượng thiết kế công trình dẫn dòng cũng như cấp bậc các

CHƯƠNG 4. ỨNG DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CHO MỘT SỐ CÔNG
TRÌNH THỦY LỢI, THỦY ĐIỆN Ở VIỆT NAM

công trình dẫn dòng đóng vai trò quyết định chi phí cũng như mức độ chấp nhận

4.1. Phân tích việc lựa chọn tần suất thiết kế dẫn dòng

rủi ro trong xây dựng công trình đầu mối thủy lợi, thủy điện.

4.1.1. Sử dụng công trình chính để dẫn dòng thi công
Bảng 4.5. Tần suất thiết kế dẫn dòng khi dẫn dòng qua đập đang xây dựng

Điều kiện dòng chảy mùa kiệt và mùa lũ ở Việt Nam khác nhau rất nhiều. Cần
phải lựa chọn thời đoạn và phương án công trình dẫn dòng phù hợp với từng khu
vực khác nhau, đặc biệt phải xử lý được thời đoạn có lũ tiểu mãn, nhằm giảm chi
phí dành cho công trình dẫn dòng.
Xử lý thuật toán chuyển tiếp là cần thiết để đảm bảo tính liên tục của đường quan
hệ lưu lượng và mực nước, tránh được các lỗi xảy ra trong quá trình tính toán
thủy lực của chương trình tính. Chương trình tính toán thủy lực đã được tính toán
kiểm nghiệm với nhiều trường hợp khác nhau của lưu lượng và thông số công

S
T
T

1
2

4

Loại hình đập

Năm
dẫn
dòng

Tuyên Đập đá đắp Bản
2004
Quang
mặt bê tông
Cửa
Đạt

3 Sơn La

trình thủy điện Lai Châu. Kết quả tính toán phù hợp với kết quả tính toán của đơn
vị thiết kế và thí nghiệm mô hình.

Tên
công
trình

Lai
Châu

Dung
Tần
Cao trình
tích suất LL Lưu

đập đang
lòng hồ
lớn
lượng
xây dựng
(triệu
nhất
(m3/s)
(m)
m3)
TKDD

Đánh giá sự phù hợp
với tiêu chuẩn
Việt Trung
Nga
Nam Quốc

+48,0

3,1

5%

5.036

x

Đập đá đắp Bản
2007

mặt bê tông

+50,0

67,8

5%

5.050

x

Đập bê tông
trọng lực RCC

2009

+126,0

75,1

3%

16.044

x

x

Đập bê tông

trọng lực RCC

2014
(*)

+220

23,9

3%

10.388

x

x

Kết
quả

Thành
công

x

Thất
bại
Thành
công

Các nhân tố chính ảnh hưởng đến việc lựa chọn quy mô công trình dẫn dòng qua

Công trình Cửa Đạt khi dẫn dòng với tần suất 5% đã gặp sự cố, công trình này

đập đá đổ đang xây dựng gồm lưu lượng đơn vị, chiều dài dốc nước, hệ số mái

theo tiêu chuẩn của Trung Quốc cần chọn tần suất thiết kế dẫn dòng là (1 ÷ 2)%

dốc của dốc nước, chênh lệch độ cao cuối dốc nước so với mực nước hạ lưu. Đề

hoặc nhỏ hơn để đảm bảo an toàn cho công trình.

3

xuất lựa chọn lưu lượng đơn vị trong khoảng (20 - 35) m /s.m giúp giảm nhỏ chiều
rộng đập dùng để dẫn dòng. Cần hạn chế tăng cao chênh lệch độ cao cuối dốc
nước so với mực nước hạ lưu, thậm chí bố trí cửa ra của dốc nước thấp hơn mực
nước hạ lưu để thuận lợi cho nối tiếp và tiêu năng.
Với kết quả nghiên cứu có được, người thiết kế có thể đưa ra nhiều phương án

4.1.2. Sử dụng công trình chính tham gia dẫn dòng
Bảng 4.6. Tần suất thiết kế dẫn dòng khi công trình chính tham gia dẫn dòng

nhất, chi phí cho công tác gia cố, khối lượng đắp đập giai đoạn mùa kiệt trước

Đập đá đắp Bản
mặt bê tông

2005

+79,0

~62

1%

Đập đá đắp Bản
mặt bê tông

2008

+85,0

~65

Đập bê tông
trọng lực RCC

2010 +145,0

Đập bê tông
trọng lực RCC

2015

Loại hình đập

1

Tuyên

Quang

2

Cửa
Đạt

mùa lũ và giai đoạn mùa kiệt năm sau để lựa chọn phương án tối ưu nhất.

3 Sơn La
4

17

Cao
trình
tràn
nước
(m)

Tên
công
trình

quy mô công trình khác nhau để dẫn dòng qua đập đá đổ đang xây dựng, từ đó
xác định lưu tốc lớn nhất và hình thức gia cố. Phân tích trên cơ sở lưu tốc lớn

Năm
dẫn
dòng

S
T
T

Lai
Châu

+275

Cột
Tần
Lưu
nước suất LL
lượng
trước lớn nhất
(m3/s)
đập (m) TKDD

Đánh giá sự phù hợp
với tiêu chuẩn

Kết
quả

Việt
Nam

Trung
Quốc

Nga

9.060

x

x

x

Thành
công

1%

7.520

x

x

x

Thành
công

~75

0,5%

21.947

x

x

x

Thành
công

~ 80

0,5%

13.105

x

x

x

Thành
công

18

Đối với các giai đoạn sau khi thi công công trình, các tần suất này không theo

4.2.2. Tính cường độ thi công và chi phí gia cố

QCVN 04-05:2012 vì đơn vị thiết kế đã chủ động kiến nghị nâng cấp tần suất để

Cường độ và chi phí gia cố được tính toán tự động bằng chương trình tính do tác

tăng mức bảo đảm an toàn cho công trình. Các tần suất này đã phù hợp với tiêu

giả lập. Người sử dụng có thể thay đổi thông số đầu vào để tính toán cho các

chuẩn của Nga.

công trình khác nhau và các phương án khác nhau.

Việc lựa chọn tần suất phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo an toàn cho công

Khối lượng thi công giữa các giai đoạn tính toán đã được kiểm chứng bằng khối

trình, mặc dù tiêu chuẩn của Việt Nam chưa quy định cụ thể về vấn đề này nhưng

lượng vẽ cho 1 trường hợp trong AutoCad 3D. Kết quả tính là chính xác.

các công trình thực tế ở Việt Nam có thời gian thi công dài đã có sự chủ động

4.2.3. Phân tích lựa chọn thông số dẫn dòng

trong việc điều chỉnh tần suất trong quá trình thi công.
4.1.3. Đề xuất chọn tần suất thiết kế dẫn dòng thi công

Tần suất thiết kế dẫn dòng qua các giai đoạn nên chọn phụ thuộc vào mức độ
quan trọng của công trình chính, thời gian sử dụng công trình tháo nước để dẫn
dòng, chiều cao công trình chắn nước và dung tích hồ chứa tương ứng chiều cao
đó nhằm bảo đảm an toàn thi công và ít thiệt hại hạ du nếu sự cố vỡ đập đang
xây dựng.
Đề xuất bổ sung, điều chỉnh mục 5.2.8, bảng 7, chú thích 4 của QCVN 04-

Hình 4.4. Lưu tốc lớn nhất các

Hình 4.5. Chi phí vật liệu gia cố đập

phương án

cho các phương án

Hình 4.6. Khối lượng thi công giai

Hình 4.7. Cường độ thi công giai

đoạn 1 và giai đoạn 2 các phương án

đoạn 1 và giai đoạn 2 các phương án

05:2012/BNN&PTNT: “Khi xả lũ thi công qua thân đập đá đắp đang xây dựng
phải có biện pháp công trình bảo đảm an toàn cho đập và hồ chứa. Tần suất lưu
lượng lũ thiết kế dẫn dòng thi công trong trường hợp này phải căn cứ vào mức độ
rủi ro phụ thuộc vào dung tích hồ ứng với mực nước tháo lũ và thiệt hại ở hạ du
nếu xảy ra sự cố vỡ đập;”
4.2. Lựa chọn thông số dẫn dòng qua đập xây dựng dở cho công trình hồ
chứa nước Cửa Đạt

4.2.1. Số liệu đầu vào
Lựa chọn phương án dẫn dòng qua đập đá đổ đang xây dựng và đường hầm dẫn
dòng với tần suất P = 2%, thời đoạn dẫn dòng là mùa lũ năm 2007, lưu lượng
thiết kế dẫn dòng Q = 6660 m3/s. Luận án tính toán với các thông số đập xây
dựng dở: Cao trình ngưỡng +30m, +40m, +50m; Chiều rộng tràn nước 180m,
210m, 240m; Hệ số mái dốc nước m = 12; m = 8; m = 6.
19

Dựa trên cơ sở phân tích lưu tốc lớn nhất, chi phí vật liệu gia cố, cân đối khối
lượng thi công giai đoạn 1 và giai đoạn 2, tác giả lựa chọn phương án TH2-1-3
có các thông số Zng = +40,0, chiều rộng tràn nước B = 180m, hệ số mái dốc của
dốc nước m = 6 để làm phương án dẫn dòng thi công qua đập đang xây dựng và
đường hầm.
20


4.2.4. Kiểm chứng bằng phương pháp số tính thủy lực

Dòng chảy có sự xáo trộn theo phương ngang ở trên mặt đập đang xây dựng

4.2.4.1. Mô hình 2 chiều dẫn dòng qua đập đá đổ đang xây dựng

(Hình 4.16), tập trung hơn ở hai bên dốc nước làm cho lưu tốc tại thủy trực TT4,
TT6 tăng lên  15,5 m/s. Kết quả tính toán này phù hợp với kết quả tính toán lý
thuyết. Cuối dốc nước do tác động của mực nước hạ lưu, dòng chảy có lưu tốc
nhỏ hơn giữa dốc nước nhưng mạch động lưu tốc khá lớn, cần chú ý tăng cường
gia cố ở khu vực này.
4.3. Kết luận chương 4

Hình 4.8. Mô hình tính toán dòng chảy

Hình 4.9. Kết quả tính toán dòng

Khi sử dụng công trình chính để dẫn dòng, các công trình ở Việt Nam đều sử

trên bề mặt đập đang xây dựng 2 chiều

chảy trên mặt đập đang xây dựng

dụng tần suất thiết kế dẫn dòng lớn hơn tiêu chuẩn của Nga. Tiêu chuẩn của Nga

Lưu tốc lớn nhất tại cuối dốc nước Vmax  15,0m/s. Kết quả tính toán phù hợp

là an toàn hơn so với Việt Nam và Trung Quốc.

với kết quả tính toán lý thuyết. Lưu tốc ở cuối dốc nước có mạch động rất lớn,

Khi công trình chính tham gia dẫn dòng ở giai đoạn sau, các công trình lớn ở Việt

cần tăng cường gia cố ở khu vực này.

Nam đã có sự chủ động trong việc điều chỉnh tần suất để đảm bảo an toàn cho

4.2.4.2. Mô hình 3 chiều dẫn dòng qua đập đang xây dựng và đường hầm

công trình trong quá trình thi công. Các tần suất này đã phù hợp với tiêu chuẩn
của Trung Quốc, Nga và Việt Nam.
Lựa chọn tần suất thiết kế dẫn dòng của các giai đoạn cần phải dựa vào tầm quan
trọng của công trình chính, thời gian sử dụng công trình tháo để dẫn dòng, chiều
cao và loại hình công trình chắn nước công trình tháo nước, dung tích hồ chứa

tương ứng với chiều cao công trình chắn nước nhằm bảo đảm an toàn thi công và
ít thiệt hại hạ du nếu sự cố vỡ đập trong quá trình thi công.

Hình 4.14. Mô hình dẫn dòng qua

Hình 4.15. Điều kiện ban đầu dẫn

đập đang xây dựng và đường hầm

dòng qua đập đang xây dựng và
đường hầm

Dựa trên phân tích về lưu tốc lớn nhất, chi phí dành cho gia cố bề mặt đập, cân
đối khối lượng thi công giai đoạn trước mùa lũ và sau mùa lũ, tác giả đề xuất lựa
chọn phương án thông số đập đang xây dựng để dẫn dòng: Zng = +40,0m, B =
180m, m = 6. Kết quả tính toán thủy lực cho phương án này được kiểm chứng
bằng phần mềm Flow3D, phù hợp với chương trình tính toán của luận án.
Đối với công trình lớn và quan trọng, việc sử dụng đập đang xây dựng để dẫn
dòng thi công vào mùa lũ cần phải được tính toán kỹ lưỡng và tiến hành thí

Hình 4.16. Phân bố dòng chảy qua

Hình 4.17. Phân bố dòng chảy cắt

đập đang xây dựng và đường hầm

qua tim đường hầm
21

nghiệm mô hình để xác định chế độ chảy, phân bố lưu tốc, mạch động để có biện

pháp gia cố thích hợp.
22


KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Người thiết kế có thể đưa ra nhiều phương án công trình khác nhau để dẫn dòng
qua đập đá đổ đang xây dựng, từ đó xác định lưu tốc lớn nhất và hình thức gia

1. Kết quả đạt được của luận án
Luận án đã tổng quan được các vấn đề về lựa chọn quy mô của công trình dẫn
dòng cũng như những thành tựu của công tác dẫn dòng thi công trong xây dựng
công trình thủy lợi, thủy điện trên thế giới và Việt Nam.
Luận án trình bày cơ sở lý thuyết cơ bản trong việc lựa chọn thông số thiết kế các
công trình dẫn dòng thi công và các phương pháp tính toán thủy lực dẫn dòng
phục vụ cho lựa chọn các thông số đó.

cố. Phân tích trên cơ sở lưu tốc lớn nhất, chi phí cho công tác gia cố, khối lượng
đắp đập giai đoạn mùa kiệt trước mùa lũ và giai đoạn mùa kiệt năm sau để lựa
chọn phương án tối ưu nhất.
Đối với công trình Cửa Đạt, tác giả đề xuất lựa chọn phương án thông số đập
đang xây dựng để dẫn dòng: Zng = +40,0m, B = 180m, m = 6. Kết quả tính toán
thủy lực cho phương án này được kiểm chứng bằng phần mềm Flow3D, kết quả
tính toán là phù hợp với chương trình tính toán của luận án.

Việc chọn tần suất thiết kế dẫn dòng qua các giai đoạn nên chọn phụ thuộc vào tầm
quan trọng của công trình chính, thời gian sử dụng công trình tháo nước, chiều cao

2. Những đóng góp mới của luận án

công trình chắn nước và dung tích hồ chứa tương ứng chiều cao đó nhằm bảo đảm

1) Đề xuất luận cứ khoa học để xác định lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công

an toàn thi công và ít thiệt hại hạ du nếu sự cố vỡ đập đang xây dựng. Đề xuất sửa

ứng với tần suất và thời đoạn dẫn dòng là hợp lý;

đổi tần suất thiết kế dẫn dòng trong QCVN 04-05:2012/BNN&PTNT đối với

2) Xây dựng quan hệ giữa hình dạng, kích thước của công trình đập đá đổ, đá đắp

trường hợp xả lũ thi công qua thân đập đá đắp đang xây dựng.

với chế độ thủy lực khi cho nước tràn qua;

Trong điều kiện khí hậu Việt Nam, cần lựa chọn thời đoạn dẫn dòng theo từng

3) Xây dựng chương trình tính toán lựa chọn quy mô công trình dẫn dòng thi

vùng miền khác nhau, nên phân chia thành mùa kiệt và mùa lũ, đặc biệt chú ý xử

công khi dẫn dòng đồng thời qua nhiều công trình dẫn dòng.

lý chống lũ tiểu mãn vào cuối mùa kiệt.
Luận án đã xây dựng được sơ đồ khối và chương trình tính toán thủy lực dẫn
dòng cho các dạng công trình tháo nước khác nhau. Chương trình tính toán đã

3. Những tồn tại và kiến nghị
3.1. Tồn tại

được kiểm chứng thông qua kết quả thí nghiệm mô hình và số liệu thực đo của

Chương trình tính toán phù hợp với sơ đồ tính chưa kể đến tổn thất thủy lực của

công trình thủy điện Lai Châu.

kênh dẫn vào, tác động qua lại ở cửa cống và đập đang xây dựng khi dẫn dòng.

Các nhân tố chính ảnh hưởng đến việc lựa chọn quy mô công trình dẫn dòng qua
đập đá đổ, đá đắp đang xây dựng gồm lưu lượng đơn vị, chiều dài dốc nước, hệ
số mái dốc của dốc nước, chênh lệch độ cao cuối dốc nước so với mực nước hạ

Luận án không đề cập đến vấn đề tiêu năng ở hạ lưu công trình dẫn dòng. Khi áp
dụng vào thực tế, cần tính toán tiêu năng cho phương án chọn để có được phương
án dẫn dòng hoàn chỉnh.

lưu. Đề xuất lựa chọn lưu lượng đơn vị trong khoảng (20 - 35) m3/s.m giúp giảm

3.2. Kiến nghị

nhỏ chiều rộng đập dùng để dẫn dòng. Cần hạn chế tăng cao chênh lệch độ cao

Hướng nghiên cứu tiếp theo của luận án là xem xét bài toán không gian của các

cuối dốc nước so với mực nước hạ lưu, thậm chí bố trí cửa ra của dốc nước thấp
hơn mực nước hạ lưu để thuận lợi cho nối tiếp và tiêu năng.
23

công trình dẫn dòng, ảnh hưởng qua lại khi các công trình dẫn dòng cùng làm

việc đồng thời, diễn biến mạch động lưu tốc và áp suất trên dốc nước.
24


DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ
1. Mai Lâm Tuấn, "Lựa chọn tần suất thiết kế dẫn dòng thi công khi công trình
chính tham gia dẫn dòng", Tạp chí Khoa học kỹ thuật thủy lợi và môi trường, no.
60, pp. 89-93, 2018.
2. Mai Lâm Tuấn, "Xác định quan hệ mực nước và lưu lượng khi dẫn dòng thi
công qua đập xây dựng dở và cống", Tạp chí Khoa học kỹ thuật thủy lợi và môi
trường, no. 60, pp. 83-88, 2018.
3. Mai Lâm Tuấn, "Dẫn dòng thi công qua đập xây dựng dở khi xây dựng công
trình thủy lợi - thủy điện", Hội nghị khoa học Thủy lợi toàn quốc, pp. 7-9, 2017.
4. Mai Lâm Tuấn, Lê Văn Hùng, "Dẫn dòng thi công Công trình Cửa Đạt 20052009 và sự cố vỡ đập 04-10-2007", Tạp chí Khoa học kỹ thuật thủy lợi và môi
trường, no. 48, pp. 77-84, 2015.