Giải pháp nâng cao chất lượng thiết kế công trình thủy lợi, áp dụng cho dự án trạm bơm Đào Nguyên

LỜI CẢM ƠN
Sau thời gian học tập và nghiên cứu Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành Quản lý
xây dựng với đề tài: “Giải pháp nâng cao chất lượng thiết kế công trình thủy lợi, áp
dụng cho dự án Trạm bơm Đào Nguyên” đã được hoàn thành với sự giúp đỡ nhiệt tình
của thầy giáo hướng dẫn khoa học, các thầy cô giáo trong bộ môn Công nghệ và Quản
lý xây dựng - Khoa công trình - Trường Đại học Thủy lợi cùng các đồng nghiệp và
bạn bè.
Tác giả xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy giáo PGS.TS. Nguyễn Hữu Huế, TS.
Nguyễn Mạnh Tuấn đã trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ tận tình cho tác giả trong quá
trình thực hiện Luận văn.
Xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày

tháng

Tác giả

Lê Văn Thủy

i

năm 2017


BẢN CAM KẾT
Họ và tên học viên: Lê Văn Thủy
Chuyên ngành đào tạo: Quản lý xây dựng.
Đề tài nghiên cứu: “Giải pháp nâng cao chất lượng thiết kế công trình thủy lợi, áp
dụng cho dự án Trạm bơm Đào Nguyên”.
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các thông tin, tài liệu
trích dẫn trong luận văn đã được ghi rõ nguồn gốc. Kết quả nêu trong luận văn là trung

thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào trước đây.
Tác giả

Lê Văn Thủy

ii


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU: ................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TÁC THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH THỦY LỢI . 5
1.1. Khái quát về chất lượng thiết kế công trình thủy lợi ..................................... 5
1.1.1. Vai trò công tác thiết kế................................................................................................... 5
1.1.2. Chất lượng thiết kế công trình thủy lợi........................................................................... 6
1.2. Thực trạng chất lượng công tác thiết kế và quản lý chất lượng thiết kế công
trình thủy lợi ở Việt Nam .................................................................................. 7
1.2.1. Giai đoạn thiết kế cơ sở ................................................................................................... 7
1.2.2. Giai đoạn thiết kế kỹ thuật và thiết kế bản vẽ thi công................................................ 13
1.3. Những nhân tố ảnh hưởng đến công tác thiết kế và công tác quản lý chất
lượng thiết kế. ................................................................................................... 21
1.3.1. Cơ chế, chính sách ......................................................................................................... 21
1.3.2. Tình hình thị trường....................................................................................................... 21
1.3.3. Khoa học và công nghệ ................................................................................................. 22
1.3.4. Các doanh nghiệp hoạt động trong lĩnh vực thiết kế CTTL ....................................... 22
Kết luận chương 1................................................................................................... 23
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHÁP LÝ TRONG CÔNG TÁC THIẾT
KẾ CÔNG TRÌNH TRẠM BƠM ......................................................................... 25
2.1. Đặc điểm làm việc của công trình Trạm bơm............................................... 25
2.1.1. Hệ thống công trình trạm bơm...................................................................................... 25
2.1.2. Đặc điểm làm việc của công trình trạm bơm............................................................... 26

2.2. Các quy định trong công tác thiết kế công trình Trạm bơm. ...................... 28
2.2.1. Thiết kế thủy công ......................................................................................................... 28
2.2.2. Thiết kế động lực và cơ khí........................................................................................... 28
2.2.3. Thiết kế điện và điều khiển ........................................................................................... 29
2.3. Xác định, lựa chọn tính toán thiết kế các hạng mục công trình Trạm bơm ... 30
2.3.1. Chọn tuyến công trình và vị trí xây dựng trạm bơm ................................................... 30
2.3.2. Lựa chọn máy bơm, số tổ máy bơm và thiết bị phụ trợ .............................................. 31
2.3.3. Lựa chọn nhà trạm bơm ................................................................................................ 38
2.3.4. Thiết kế bể hút................................................................................................................ 40
2.3.5. Thiết kế buồng hút ......................................................................................................... 40
Kết luận chương 2................................................................................................... 41

iii


CHƯƠNG 3: THỰC TRẠNG VÀ GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG
THIẾT KẾ TRẠM BƠM ĐÀO NGUYÊN .......................................................... 43
3.1. Giới thiệu chung về công trình ....................................................................... 43
3.1.1. Hiện trạng công trình..................................................................................................... 43
3.1.2. Vị trí, quy mô, giải pháp xây dựng công trình............................................................. 44
3.1.3. Điều kiện thuận lợi, khó khăn xây dựng công trình .................................................... 46
3.2. Đánh giá thực trạng về chất lượng thiết kế các công trình Trạm bơm...... 47
3.2.1. Thiết kế thủy công ......................................................................................................... 47
3.2.2. Thiết kế động lực và cơ khí........................................................................................... 53
3.2.3. Thiết kế điện và điều khiển. .......................................................................................... 62
3.3. Đề xuất giải pháp nâng cao chất lượng thiết kế Trạm bơm Đào Nguyên. . 63
3.3.1. Chọn tuyến công trình và vị trí xây dựng trạm bơm ................................................... 64
3.3.2. Lựa chọn máy bơm, số tổ máy bơm và thiết bị phụ trợ .............................................. 65
3.3.3. Lựa chọn nhà trạm bơm ................................................................................................ 67
3.3.4. Thiết kế bể hút ............................................................................................................... 69

3.3.5. Thiết kế buồng hút ......................................................................................................... 70
3.3.6. Tổ chức thực hiện .......................................................................................................... 72
Kết luận chương 3 .................................................................................................. 76
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................... 77

iv


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1. Phương án chống thấm nền cống D10 - Hà Nam......................................... 10
Hình 1.2. Phương án chống thấm nền đập Đá Bạc (Hà Tĩnh)....................................... 10
Hình 1.3. Mặt cắt thiết kế đập Cửa Đạt – Thanh Hóa.................................................... 11
Hình 1.4. Đập Thảo Long (Thừa Thiên-Huế) ................................................................ 14
Hình 1.5. Cống đập Phước Long (Bạc Liêu) kiểu xà lan lúc mở cửa cống................. 15
Hình 1.6. Cống đập Phước Long (Bạc Liêu) kiểu xà lan lúc đóng cửa cống.............. 15
Hình 1.7. Thả khối vật liệu hộ chân bằng thùng chứa ................................................... 16
Hình 1.8. Đập đầu mối hồ chứa nước Định Bình - Bình Định...................................... 17
Hình 1. 9. Trải vải địa kỹ thụât là tầng lọc mái kè.......................................................... 18
Hình 1.10. Đường ống trạm bơm tưới Thanh Đức. ....................................................... 19
Hình 1.11. Đập vỡ, hồ chứa nước Z20............................................................................ 20
Hình 2.1. Sơ đồ bố trí hệ thống công trình trạm bơm. ................................................... 25
Hình 3.1. Vị trí hệ thống công trình trạm bơm Đào Nguyên......................................... 44
Hình 3.2. Trạm bơm Cầu Khải ........................................................................................ 48
Hình 3.3. Trạm bơm Tân Chi .......................................................................................... 49
Hình 3.4. Trạm bơm Vĩnh Trị 2 ...................................................................................... 49
Hình 3.5. Trạm bơm Khai Thái ....................................................................................... 50
Hình 3.6. Trạm bơm Như Quỳnh .................................................................................... 51
Hình 3.7. Các tổ máy trạm bơm Cầu Khải ..................................................................... 54
Hình 3.8. Máy bơm thường trục đứng chìm trạm bơm Yên Sở.................................... 55
Hình 3.9. Máy bơm khẩn cấp giai đoạn 1 trục ngang trạm bơm Yên Sở ..................... 56

Hình 3.10. Máy bơm khẩn cấp giai đoạn 2 trục ngang trạm bơm Yên Sở................... 57
Hình 3.11. Hệ thống chắn rác và tự động vớt rác trạm bơm Yên Sở............................ 58
Hình 3.12. Băng tải xiên và phễu chứa rác trạm bơm Yên Sở ...................................... 58
Hình 3.13. Các tổ máy Trạm bơm Như Quỳnh.............................................................. 59
Hình 3.14. Động cơ trạm bơm Tân Chi .......................................................................... 60
Hình 3.15. Lựa chọn nhà trạm bơm Đào Nguyên .......................................................... 69
Hình 3.16. Thiết kế bể hút Trạm bơm Đào Nguyên ...................................................... 70
Hình 3.17. Cấu tạo và các kích thước cơ bản của buồng hút tiêu chuẩn ...................... 71
Hình 3.18. Sơ đồ thực hiện công tác khảo sát thiết kế trạm bơm Đào Nguyên ........... 73

v


DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 3.1. Các thông số kỹ thuật của máy bơm thường trạm bơm Yên Sở.................. 55
Bảng 3.2. Các thông số kỹ thuật máy bơm khẩn cấp giai đoạn 1 trạm bơm Yên Sở. . 56
Bảng 3.3. Các thông số kỹ thuật của các thiết bị phụ trạm bơm Yên Sở ..................... 57
Bảng 3. 4. Các thiết bị chính của trạm bơm Tân Chi ..................................................... 59
Bảng 3.5. Kết quả tính toán các thông số cơ bản của trạm bơm Đào Nguyên............. 66

vi


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
- BNN&PTNT: Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn
- CTTL: Công trình thuỷ lợi
- CĐT: Chủ đầu tư
- CLCT: Chất lượng công trình
- CP: Chính Phủ

- CNDA: Chủ nhiệm dự án
- CNTK: Chủ nhiệm thiết kế
- CNCN: Chủ nhiệm chuyên ngành
- LDA: Lập dự án
- NĐ: Nghị định
- UBND: Uỷ ban nhân dân
- KT-KT: Kinh tế kỹ thuật
- KCS: Kiểm tra chất lượng sản phẩm
- QH: Quốc hội
- QLCL: Quản lý chất lượng
- QLCLCT: Quản lý chất lượng công trình
- QCVN: Quy chuẩn Việt Nam
- QĐ: Quyết định
- QLVH: Quản lý vận hành
- TTg: Thủ tướng
- TCN: Tiêu chuẩn ngành
- TVTK: Tư vấn thiết kế
- TKCS: Thiết kế cơ sở
- TKKT: Thiết kế kỹ thuật
- TKBVTC: Thiết kế bản vẽ thi công
- TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam

vii


viii


MỞ ĐẦU:
1. Tính cấp thiết của đề tài

Công tác thiết kế CTTL có vai trò hết sức quan trọng trong hoạt động đầu tư xây dựng
CTTL, luôn được Bộ NN&PTNT, các cơ quan ban ngành liên quan coi trọng. Tuy
nhiên trong thực tế hiện nay quá trình đầu tư xây dựng CTTL còn xuất hiện những
thiếu sót trong quản lý chất lượng còn yếu kém chưa đáp ứng được mục đích yêu cầu
đặt ra, chưa tuân thủ chặt chẽ các quy chuẩn, tiêu chuẩn… Thực tế đã chứng minh gần
đây không ít các sự cố công trình gây thiệt hại về người và tài sản, các công trình chất
lượng kém, khi đưa vào sử dụng một thời gian ngắn đã bị xuống cấp nghiêm trọng,
hiệu quả đầu tư thấp, gây lãng phí trong vốn đầu tư xây dựng…. Từ đó đòi hỏi khâu
quản lý chất lượng phải thực sự sâu sát hơn nữa, không chỉ trong thi công xây dựng,
quản lý vận hành mà phải nâng cao chất lượng và quản lý chất lượng từ khâu đầu tiên
là thiết kế.
Công trình thủy lợi là công trình thuộc nhóm hạ tầng kỹ thuật tạo tiền đề phục vụ cho
phát triển kinh tế xã hội, phòng chống thiên tai, bảo vệ môi trường và cân bằng sinh
thái. Do những đặc tính riêng của loại công trình thủy lợi như: đập, hồ chứa, hồ thủy
điện, đê ngăn lũ, trạm bơm,.. có tải trọng công trình lớn, chịu ảnh hưởng trực tiếp bởi
các yếu tố khó lường như mưa lũ, kết cấu của nền đất, biến đổi khí hậu,... vì vậy đòi
hỏi đơn vị tư vấn thiết kế phải xây dựng quy trình khảo sát, thiết kế phù hợp, bao gồm
tập hợp những hoạt động chức năng chung xác định chính sách chất lượng, mục đích
chất lượng và được thực hiện bằng những phương tiện như lập kế hoạch, tổ chức thực
hiện, giám sát chất lượng và cải tiến chất lượng trong khuôn khổ một hệ thống phù hợp
với điều kiện kỹ thuật công trình nhằm mục đích tạo ra những sản phẩm tư vấn khảo
sát, thiết kế đạt chất lượng theo các tiêu chuẩn, quy chuẩn xây dựng và các văn bản
pháp quy của Nhà nước.
Ý thức được vai trò tránh nhiệm là một đơn vị chuyên môn thực hiện công tác tư vấn
khảo sát, thiết kế các CTTL của Trường đại học thủy lợi, Trung tâm Khoa học và
Triển khai kỹ thuật thủy lợi đã không ngừng hoàn thiện bộ máy quản lý, năng lực
chuyên môn, thiết bị, kiểm soát chất lượng sản phẩm nhằm nâng cao chất lượng thiết

1

kế các công trình đáp ứng nhu cầu và thách thức của thực tiễn đặt ra. Bởi vậy mà tác
giả lựa chọn đề tài luận văn thạc sĩ là : “Giải pháp nâng cao chất lượng thiết kế công
trình thủy lợi, áp dụng cho dự án Trạm bơm Đào Nguyên”
2. Mục đích nghiên cứu đề tài
Luận văn tập trung đánh giá thực trạng về công tác thiết kế và công tác quản lý chất
lượng thiết kế công trình Thủy lợi để đề xuất các giải pháp nhằm nâng cao chất lượng
thiết kế các công trình Thủy lợi, áp dụng cho công trình Trạm bơm Đào Nguyên,
Huyện Hoài Đức, Thành phố Hà Nội.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
3.1. Đối tượng nghiên cứu
- Hồ sơ thiết kế và công tác quản lý chất lượng thiết kế các công trình Thủy lợi.
- Công trình Trạm bơm Đào Nguyên,Huyện Hoài Đức,Thành phố Hà Nội.
3.2. Phạm vi nghiên cứu
- Chất lượng hồ sơ thiết kế và công tác quản lý chất lượng thiết kế;
- Đánh giá hiện trạng về công tác thiết kế các công trình Thủy lợi để đề xuất một số
giải pháp nhằm nâng cao chất lượng hồ sơ thiết kế và công tác quản lý chất lượng thiết
kế công trình Trạm bơm Đào Nguyên, Huyện Hoài Đức, Thành phố Hà Nội.
4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
4.1. Cách tiếp cận
- Tiếp cận các nghiên cứu về công tác thiết kế các công trình Thủy lợi nói chung và
công trình Trạm bơm nói riêng.
- Tiếp cận lý thuyết, quy chuẩn, tiêu chuẩn thiết kế công trình các công trình Thủy lợi
nói chung và công trình Trạm bơm nói riêng.
4.2. Phương pháp nghiên cứu
Luận văn sử dụng các phương pháp nghiên cứu phù hợp với lĩnh vực, đối tượng và nội
dung nghiên cứu trong điều kiện thực tiễn hiện nay, đó là:

2

- Phương pháp nghiên cứu tổng quan.
- Phương pháp điều tra, thu thập, phân tích tài liệu.
- Phương pháp tổng hợp, kế thừa những kết quả đã nghiên cứu.
- Phương pháp chuyên gia: Trao đổi với thầy hướng dẫn, các lãnh đạo trong ngành và
các chuyên gia có kinh nghiệm nhằm đánh giá và đưa ra giải pháp phù hợp nhất.

3


4


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TÁC THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH
THỦY LỢI
1.1. Khái quát về chất lượng thiết kế công trình thủy lợi
1.1.1. Vai trò công tác thiết kế
Trong quá trình đổi mới và phát triển, ngành thủy lợi đã có những bước tiến dài trên
chặng đường hoạt động. Các công trình xây dựng với quy mô từ nhỏ đến lớn đã được
đầu tư xây dựng phục vụ mục tiêu phát triển kinh tế- xã hội trên khắp mọi miền của
đất nước. Tất cả các công trình này trước khi xây dựng đều phải có hồ sơ thiết kế. Các
văn bản, hồ sơ thiết kế công trình là một tài liệu kinh tế - kỹ thuật tổng hợp phản ánh ý
đồ thiết kế thông qua các bản vẽ, các giải pháp kinh tế - kỹ thuật nhằm mục tiêu sử
dụng, khai thác nguồn tài nguyên nước một cách hiệu quả, an toàn dựa trên quy hoạch,
kế hoạch, chủ trương, điều kiện kỹ thuật công trình, điều kiện dân sinh - kinh tế, hệ
thống quy chuẩn, tiêu chuẩn và những văn bản pháp quy của Nhà nước. Công trình
xây dựng khi hoàn thành và đưa vào khai thác sử dụng có đạt chất lượng, mục tiêu đầu
tư, hiệu quả kinh tế hay không là hoàn toàn phụ thuộc vào công việc thiết kế.
Công tác thiết kế công trình thủy lợi là khâu quan trọng hàng đầu trong hoạt động đầu
tư xây dựng công trình thủy lợi, có vai trò quyết định hiệu quả kinh tế - xã hội của dự

án đầu tư. Trong giai đoạn chuẩn bị đầu tư, chất lượng công tác TKCS quyết định việc
sử dụng nguồn vốn đầu tư tiết kiệm, hợp lý, kinh tế. Nếu chất lượng TKCS không tốt
dễ dẫn đến việc lựa chọn phương án thiết kế, quy mô, giải pháp, …không phù hợp dẫn
đến lãng phí vốn đầu tư. Trong giai đoạn thực hiện đầu tư, chất lượng công tác TKKT
và TKBVTC công trình có ảnh hưởng lớn đến chất lượng công trình tốt hay không tốt,
an toàn hay không an toàn, tiết kiệm hay lãng phí, điều kiện thi công thuận lợi hay khó
khăn, tiến độ thi công nhanh hay chậm… Giai đoạn này công tác thiết kế được coi có
vai trò quan trọng nhất trong các giai đoạn của quá trình đầu tư .Trong giai đoạn quản
lý, khai thác vận hành công trình, chất lượng thiết kế công trình quyết định việc khai
thác, sử dụng công trình an toàn hiệu quả, đúng mục tiêu đầu tư, thuận lợi hay khó
khăn, chất lượng công trình tốt hay xấu, giá thành công trình cao hay thấp, tuổi thọ
công trình có đảm bảo yêu cầu đề ra trong dự án không.

5


1.1.2. Chất lượng thiết kế công trình thủy lợi
Chất lượng thiết kế CTTL là những yêu cầu về an toàn, tiết kiệm, hiệu quả, đúng mục
tiêu xây dựng, kỹ thuật, mỹ thuật, bền vững lâu dài của công trình nhưng phải tuân thủ
chặt chẽ các quy chuẩn, tiêu chuẩn xây dựng, các quy định trong văn bản quy phạm
pháp luật của Nhà nước và các ngành nghề có liên quan. Chất lượng thiết kế công trình
thủy lợi không chỉ đảm bảo sự an toàn về mặt kỹ thuật, khai thác và sử dụng nguồn tài
nguyên nước một cách hiệu quả mà còn phải thỏa mãn các yêu cầu có chứa đựng yếu
tố kinh tế - xã hội và môi trường, an ninh quốc phòng.
Chất lượng công tác thiết kế CTTL được thể hiện bởi một số mặt chính như sau: i)
Thiết kế xây dựng CTTL phải phù hợp với quy hoạch thủy lợi và quy hoạch phát triển
kinh tế - xã hội của vùng có liên quan đến dự án đã được cấp có thẩm quyền phê duyệt
nhằm đề xuất phương án khai thác và sử dụng hợp lý tài nguyên nước. ii) Giải pháp
thiết kế phải cụ thể hoá tốt nhất chủ trương đầu tư của chủ đầu tư, phù hợp với điều
kiện công trình, tự nhiên, kinh tế – xã hội của khu vực và đường lối phát triển chung

của đất nước. iii) Phải dựa trên các tiêu chuẩn, quy chuẩn, chế độ,…để xác định, tính
toán mức độ an toàn, kỹ thuật, mỹ thuật và hiệu quả công trình, đồng thời có các
phương án đối ứng thích hợp để xử lý cụ thể đối với từng trường hợp nhằm giảm nhẹ
những tác động bất lợi có thể gây ra cho bản thân công trình và các đối tượng bị ảnh
hưởng khác hoặc khi công trình bị sự cố, hư hỏng. iv) Nội dung thiết kế CTTL phải
phù hợp với yêu cầu của từng bước thiết kế, thỏa mãn yêu cầu và chức năng sử dụng,
bảo đảm mỹ quan, giá thành hợp lý. v) Xác định rõ điều kiện và phương pháp thi công,
thời gian xây dựng hợp lý phù hợp với lịch khai thác sinh lợi, khả năng cung ứng lao
động, vật tư, thiết bị, vật liệu xây dựng, giao thông thủy lợi và nguồn lực tự nhiên
trong khu vực dự án phục vụ xây dựng. vi) Khi thiết kế sửa chữa, phục hồi, nâng cấp
và mở rộng CTTL phải xác định rõ mục tiêu sửa chữa, phục hồi, nâng cấp, mở rộng
công trình như sửa chữa để công trình hoạt động bình thường hoặc kéo dài thời gian
hoạt động trên cơ sở công trình hiện tại, hoặc cải thiện điều kiện quản lý vận hành,
tăng mức bảo đảm, nâng cao năng lực phục vụ, cải thiện môi trường v.v,...trong thời
gian tiến hành cải tạo, sửa chữa, nâng cấp công trình không được gây ra những ảnh
hưởng bất lợi quá mức cho các hộ đang dùng nước. Cần nghiên cứu sử dụng lại công

6


trình cũ ở mức tối đa, cần thu thập đầy đủ các tài liệu đã có của công trình cần sửa
chữa, phục hồi, nâng cấp về khảo sát, thiết kế, thi công, quản lý, quan trắc, những sự
cố đã xảy ra, kết hợp với các nghiên cứu khảo sát chuyên ngành để đánh giá đúng chất
lượng, tình trạng kỹ thuật, trang thiết bị, nền và công trình v.v.... làm cơ sở cho việc
lựa chọn các giải pháp phù hợp.
1.2. Thực trạng chất lượng công tác thiết kế và quản lý chất lượng thiết kế công
trình thủy lợi ở Việt Nam
Công trình thủy lợi là công trình thuộc nhóm hạ tầng kỹ thuật tạo tiền đề phục vụ cho
phát triển kinh tế xã hội, phòng chống thiên tai, bảo vệ môi trường và cân bằng sinh
thái. Do những đặc tính riêng của loại công trình thủy lợi như: đập, hồ chứa, hồ thủy

điện, đê ngăn lũ, trạm bơm, có tải trọng công trình lớn, chịu ảnh hưởng trực tiếp bởi
các yếu tố khó lường như mưa lũ, kết cấu của nền đất, biến đổi khí hậu,... vì vậy đòi
hỏi đơn vị tư vấn thiết kế công trình phải xây dựng quy trình khảo sát, thiết kế phù
hợp, bao gồm tập hợp những hoạt động chức năng chung xác định chính sách chất
lượng, mục đích chất lượng và được thực hiện bằng những phương tiện như lập kế
hoạch, tổ chức thực hiện, giám sát chất lượng và cải tiến chất lượng trong khuôn khổ
một hệ thống phù hợp với điều kiện kỹ thuật công trình nhằm mục đích tạo ra những
sản phẩm tư vấn khảo sát, thiết kế đạt chất lượng theo các tiêu chuẩn, quy chuẩn xây
dựng và các văn bản pháp quy của Nhà nước.
1.2.1. Giai đoạn thiết kế cơ sở
Thiết kế cơ sở là thiết kế được thực hiện trong giai đoạn lập dự án đầu tư xây dựng
công trình bảo đảm thể hiện được các thông số kỹ thuật chủ yếu phù hợp với các quy
chuẩn, tiêu chuẩn được áp dụng, là căn cứ để triển khai các bước thiết kế tiếp theo.
Trong giai đoạn này chất lượng công tác TKCS quyết định việc sử dụng nguồn vốn
đầu tư tiết kiệm, hợp lý và kinh tế. Nếu chất lượng TKCS không tốt dễ dẫn đến việc
lựa chọn phương án thiết kế, quy mô, giải pháp, …không phù hợp dẫn đến lãng phí
vốn đầu tư.
Về công tác khảo sát địa hình, với việc hàng loạt các phát triển về máy móc, thiết bị
công nghệ hiện đại như máy định vị vệ tinh GPS, máy hồi âm đo sâu, máy toàn đạc

7


điện tử, máy thủy bình, hệ thống thông tin địa lý GIS, lượng ảnh viễn thám, công nghệ
xử lý ảnh, … Đây là các công nghệ tiên tiến được sử dụng trong công nghệ đo đạc, lập
bản đồ địa hình nhanh chóng, chất lượng và hiệu quả cao.
Về công tác khảo sát địa chất, hiện nay các thiết bị khảo sát thí nghiệm trong phòng và
sử dụng ngoài thực địa rất hiện đại được cung cấp bởi các hãng sản xuất có uy tín
trong lĩnh vực máy móc địa kỹ thuật trên thế giới như: Matest, Controls, Geomil,
Eijkelkamp… Các thiết bị này đều có chức năng xác định tính chất cơ lý của đất, đá,

đất xây dựng phục vụ cho việc nghiên cứu địa kỹ thuật, địa chất công trình, khoa học
vật liệu, kỹ thuật nền móng. Cụ thể như hệ thống đo 3 trục rung động, đây là hệ thống
thí nghiệm mô phỏng cao cấp cho phép thực hiện các thí nghiệm cơ học đất, phù hợp
với tiêu chuẩn ASTM D3999 và D5311 (thí nghiệm 3 trục với tải động/chu kỳ);
ASTM D2850, D4767, BS1377:8, hệ thống điều khiển hoàn toàn bằng máy tính, tốc
độ và độ phân giải thu nhận số liệu cao, xử lý được nhiều loại số liệu; Thiết bị cắt xoay
phẳng kiểu Bromhead sử dụng để xác định lực cắt kháng dư của đất không hạn chế
quãng đường cắt, được điều khiển tự động với bộ vi xử lý, tốc độ cắt được điều chỉnh
bằng bàn phím,…
Về công tác thiết kế, đã áp dụng thành công nhiều mô hình tính toán, giải pháp kỹ
thuật tiên tiến mang lại chất lượng, hiệu quả kinh tế, phù hợp với điều kiện công trình.
Thể hiện ở một số mặt chính sau:
Tính toán thủy lực: Đây là yếu tố quan trọng không thể thiếu được trong thiết kế bất cứ
công trình thủy lợi nào và đặc biệt là tính toán cho một hệ thống thủy lợi, quyết định
đến chế độ làm việc ổn định hay không ổn định và quy mô đầu tư công trình. Hiện nay
ngoài các phương pháp tính toán cơ bản theo các tiêu chuẩn, quy chuẩn áp dụng cho
từng công trình cụ thể, việc tính toán cho một hệ thống thủy lợi gặp nhiều khó khăn do
các điều kiện biên, các yếu tố ảnh hưởng của một hệ thống rất phức tạp. Tuy nhiên nhờ
sự phát triển của khoa học công nghệ nhiều mô hình, phần mềm tính toán đã được
nghiên cứu áp dụng thành công trong lĩnh vực này, điển hình là mô hình tính toán thủy
lực MIKE21/3 FM COUPLE của Viện Thủy lực Đan Mạch để tính toán mô phỏng chế
độ động lực dòng chảy của hệ thống.

8


Đây là một mô hình hiện đại cho kết quả tính toán có độ chính xác cao, dễ áp dụng và
đã được nghiên cứu, áp dụng thành công ở Việt Nam như tính toán thủy lực, dòng
chảy hệ thống sông Hồng-Thái Bình, tính toán một số đặc trưng hải văn ven biển tỉnh
Bình Thuận,....

Công tác xử lý nền móng: Vấn đề ổn định nền móng công trình đóng một vai trò rất
quan trọng để đảm bảo độ an toàn cho công trình. Ngoài những biện pháp xử lý nền
móng thông thường hiện nay, nhiều biện pháp kỹ thuật và công nghệ tiên tiến, phù hợp
với điều kiện địa chất khu vực công trình được áp dụng thành công. Năm 2004, Viện
Khoa học Thủy lợi đã tiếp nhận chuyển giao công nghệ khoan phụt cao áp (Jetgrouting) từ Nhật Bản. Nội dung của công nghệ này là nghiên cứu sức chịu tải của cọc
đơn và nhóm cọc, khả năng chịu lực ngang, ảnh hưởng của hàm lượng XM đến tính
chất của xi măng đất,... nhằm ứng dụng cọc xi măng đất vào xử lý đất yếu, chống thấm
cho các công trình thuỷ lợi. Đến nay giải pháp này đã chống thấm thành công cho
nhiều công trình như: cống Sông Cui (Long An), cống Mai Trang (Phú Xuyên - Hà
Nội), đập Hao Hao (Thanh hóa), đập Nà zanh (Cao Bằng), đập Khuôn cát (Lạng Sơn),
cống Trại ( Nghệ An) , cống D10 ( Hà Nam),....
Cống tiêu D10 thuộc hệ thống thuỷ nông thị xã Phủ Lý tỉnh Hà Nam được xây dựng
năm 2002. Móng đặt trên lớp á sét nhẹ số (3) dày 3m; tiếp theo là lớp số (4) cát bụi,
hạt nhỏ dày 5m; tiếp đến là lớp sét màu nâu xám. Mùa lũ năm 2002, khi đi vào vận
hành xảy ra sự cố mạch sủi phía đồng, sau bể tiêu năng. Theo yêu cầu của địa phương,
Viện Khoa học Thuỷ lợi đã nghiên cứu ứng dụng công nghệ (Jet-grouting) để sửa chữa
cống D10. Qua đợt lũ lớn năm 2005, qua theo dõi các trận lũ nhỏ cho thấy không còn
hiện tượng đùn sủi như trước, việc sửa chữa đã thành công. [1]
20 m
M¸y Khoan Phôt

12 m

Cắt dọc cống

Chính diện cống

9

Hình 1.1. Phương án chống thấm nền cống D10 - Hà Nam
Công trình đập Đá Bạc – Hà Tĩnh. Đập đá Bạc nằm trên nền cát thấm nước, hệ số
thấm k nền = 10-2 cm/s; dày từ 3m (hai vai) đến 18m (lòng suối). ở đoạn lòng suối xuất
hiện nước ngầm có áp, trong nền có lẫn các tảng đá mồ côi. Phương án đầu tiên được
đưa ra xem xét là làm tường hào Bentonite. Tuy nhiên, khi đi sâu phân tích thấy rằng,
với nền cát và đặc biệt là trong nền có nước ngầm có áp như ở đây thì việc giữ vách
bằng Bentonite khó đảm bảo. Nền lại có lẫn đá nên khi đào nếu gặp phải đá sẽ phải xử
lý rất mất nhiều thời gian. Phương án Jet-grouting khắc phục được những trở ngại mà
công nghệ tường hào Bentonite gặp khó khó khăn. Đồng thời có thể tiết kiệm khoảng
20% kinh phí. Vì vậy phương án này đã được chọn. [1]
c¾t ngang

s¬ ®å thi c«ng

c¾t däc tim t­êng chèng thÊm
§Ønh t­êng chèng thÊm +7.00m

1

4

2

5

3

1

4

2

5

§­êng ph©n giíi líp 7 vµ líp 8
giíi h¹n t­êng chèng thÊm
T­êng chèng thÊm

Hình 1.2. Phương án chống thấm nền đập Đá Bạc (Hà Tĩnh)

10

3


Công tác thiết kế kết cấu: Kết cấu công trình đóng một vai trò rất quan trọng để đảm
bảo độ an toàn, vận hành cho công trình. Hiện nay với sự vượt bậc về khoa học công
nghệ, các giải pháp thiết kế kết cấu tiên tiến đã được áp dụng mang lại hiệu quả cao.
Công trình hồ chứa nước Cửa Đạt là một trong những công trình đa mục tiêu có quy
mô lớn ở Việt Nam. Đập chính công trình đầu mối là công trình đầu tiên ở Việt Nam
được nghiên cứu, thiết kế thành công với kết cấu là đập đá đổ bê tông bản mặt
(CFRG), có chiều cao đập 115,5m, do Công ty Tư vấn Xây dựng Thuỷ lợi I - Bộ Nông
nghiệp và Phát triển nông thôn thực hiện khảo sát và thiết kế. [2]

Hình 1.3. Mặt cắt thiết kế đập Cửa Đạt – Thanh Hóa
Tuy nhiên bên cạnh các thuận lợi, thành tựu đạt được còn một số vấn đề còn tồn tại
chung trong giai đoạn này là năng lực của các nhà thầu tư vấn nhiều khi còn chưa đáp
ứng được yêu cầu về chất lượng, hệ quả của sự yếu kém này ảnh hưởng trực tiếp đến
tiến độ thực hiện dự án cũng như chất lượng và hiệu quả của công trình.

Thứ nhất, nhiệm vụ khảo sát thiết kế chưa phù hợp với yêu cầu từng loại công việc.
Khối lượng, nội dung, yêu cầu kỹ thuật không phù hợp với nhiệm vụ khảo sát, thiết
kế, quy chuẩn, tiêu chuẩn xây dựng. Nội dung khảo sát không kỹ, không đánh giá hết
điều kiện công trình dẫn đến không sát với thực tế, phải thay đổi phương án thiết kế
dẫn đến tăng chi phí vốn đầu tư.

11


Thứ hai, thiết kế không so sánh phương án để có lựa chọn phương án tối ưu, phương
án tuyến chưa chú ý tới quy hoạch, điều kiện và các quy định ở địa phương. Các
phương án thiết kế chưa xem xét toàn diện các mặt kỹ thuật, kinh tế - tài chính, thẩm
mỹ, bảo vệ môi trường, an ninh quốc phòng; chưa chú ý đến khả năng cải tạo và mở
rộng sau này. Nội dung thiết kế cơ sở chưa đáp yêu cầu của từng bước thiết kế, chưa
thỏa mãn yêu cầu và chức năng sử dụng, chưa chú ý bảo đảm mỹ quan, giá thành chưa
hợp lý.
Thứ ba, công tác tổ chức thực hiện công việc ở một số đơn vị, một số cá nhân tư vấn
với tư duy bảo thủ trì trệ đã làm chậm quá trình phát triển, nâng cao năng lực. Sự
chậm phát triển này phần nào cũng do các chính sách của Nhà nước và ngành chưa
thực sự tạo động lực thúc đẩy, khuyến khích tư vấn thiết kế nâng cao năng lực, tìm tòi
giải pháp tốt nhất cho dự án đầu tư.
Nguyên nhân chính của những tồn tại trên là:
Thứ nhất, về cơ chế chính sách các văn bản pháp quy ban hành còn chưa kịp thời,
chưa đồng bộ và chưa rõ ràng, dẫn tới việc hiểu để vận dụng có khác nhau. Cách tính
định mức chi phí tư vấn đầu tư xây dựng còn nhiều bất cập. Việc trả tiền thiết kế theo
tỷ lệ phần trăm so với giá trị dự toán được duyệt mà chưa có sự gắn kết với hiệu quả
mang lại cho chủ đầu tư. Nhiều đồ án thiết kế chưa coi trọng lợi ích kinh tế của chủ
đầu tư, tăng chi phí xây lắp còn giúp tăng khoản thiết kế phí, do đó, không tạo động
lực thúc đẩy tư vấn thiết kế tìm tòi ứng dụng công nghệ mới. Khi giải pháp thiết kế tốt
hơn có thể làm giảm giá trị thiết kế phí. Chưa có chế tài cụ thể, quy định rõ trách

nhiệm đối với tư vấn lập dự án khi sai sót dẫn đến hiệu quả đầu tư thấp. Vốn bố trí
không đủ, các thủ tục hành chính chiếm không ít thời gian, công tác giải phóng mặt
bằng kéo dài, làm cho hồ sơ dự án, thiết kế, dự toán phải điều chỉnh, thay đổi.
Thứ hai về quá trình thực hiện dự án, đối với chủ đầu tư chưa tập trung đi sâu vào
nghiên cứu, xác định, kiểm tra các số liệu do đơn vị tư vấn cung cấp để làm cơ sở xây
dựng phương án khả thi, hợp lý về mặt kỹ thuật và kinh tế; thường đề nghị lập thiết kế
TKCS theo phương án đề xuất của mình, làm giảm tính chủ động của đơn vị tư vấn.
Năng lực cán bộ không đều và còn hạn chế; tính tự giác, tinh thần trách nhiệm trong

12


công việc của một bộ phận cán bộ chưa cao, thiếu kiểm tra điều kiện năng lực của nhà
thầu khảo sát, nhà thầu thiết kế trước tại thời điểm thực hiện hợp đồng. Đối với đơn vị
tư vấn, năng lực hạn chế chưa cập nhật quy chuẩn, tiêu chuẩn có liên quan để khảo sát,
thiết kế công trình (sử dụng quy chuẩn, tiêu chuẩn đã hết hiệu lực hoặc lạc hậu), chưa
thực sự quan tâm đầy đủ tới các bước sau, khi thiết kế chi tiết phải điều chỉnh nhiều
lần, chưa đề xuất để so sánh lựa chọn phương án tuyến tối ưu. Phương án được chọn
chưa phù hợp dẫn đến gây lãng phí mà vẫn tiềm ẩn nguy cơ mất ổn định. Công tác
triển khai còn sơ sài, chưa được chủ nhiệm thiết kế quan tâm, các giải pháp thiết kế
trong thiết kế cơ sở chưa được đầu tư nghiên cứu cẩn thận, còn xảy ra tình trạng sao
chép bản vẽ điển hình từ công trình này sang công trình khác nhưng không chỉnh sửa
cho phù hợp với công trình hiện tại dẫn đến chất lượng thiết kế công trình yếu kém.
1.2.2. Giai đoạn thiết kế kỹ thuật và thiết kế bản vẽ thi công
Thiết kế kỹ thuật và Thiết kế bản vẽ thi công là thiết kế được thực hiện trên Thiết kế
cơ sở trong dự án đầu tư xây dựng công trình được phê duyệt, bảo đảm thể hiện được
đầy đủ các thông số kỹ thuật, chi tiết cấu tạo các hạng mục và bộ phận công trình, điều
kiện thi công,.... vật liệu sử dụng phù hợp với các quy chuẩn, tiêu chuẩn được áp dụng,
đảm bảo đủ điều kiện để triển khai thi công xây dựng công trình. Trong giai đoạn này,
ngoài việc tính toán, thiết kế chi tiết cấu tạo các hạng mục và bộ phận công trình theo

quy định, việc đánh giá lựa chọn, so sánh phương án tối ưu về công nghệ, kết cấu, biện
pháp thi công rất quan trọng ảnh hưởng rất lớn tới tiến độ, chất lượng, và đặc biệt là
hiệu quả đầu tư công trình.
Về công nghệ, đã nghiên cứu, thiết kế áp dụng nhiều công nghệ tiên tiến, điển hình:
Công nghệ đập trụ đỡ, nguyên lý của đập trụ đỡ là đưa toàn bộ lực tác dụng vào công
trình về các trụ riêng biệt, sau đó truyền xuống nền thông qua đài cọc và hệ cọc đóng
sâu vào nền. Chống thấm cho công trình là hàng cừ đóng sâu vào nền đất và đầu cừ
được liên kết với dầm đỡ van và đài cọc. Giữa các trụ pin là của van. Dầm đỡ van là
kết cấu liên kết kín nước với đầu cừ và đồng thời là kết cấu kín nước giữa cửa van và
công trình, hai đầu dầm van gác lên bệ trụ pin. Ưu điểm của đập trụ đỡ là giảm chi phí
đầu tư xây dựng, đặc biệt có hiệu quả cao khi ngăn các sông lớn. Các trụ đỡ và các

13


dầm đáy của đập được thi công khô trong khung vây cừ ván thép, các dầm đáy cũng có
thể được thi công lắp ghép mà không cần làm khô hố móng do đó không phải đào
kênh dẫn dòng, mất ít đất xây dựng, không làm thay đổi cảnh quan môi trường và đặc
biệt là có thể xây dựng cống với khẩu độ lớn, cũng như kết hợp làm cầu giao thông
hiện đại theo hình thức trên là cầu, dưới là cống.
Công nghệ ngăn sông này được thử nghiệm từng bước ở các công trình nhỏ đến lớn
như công trình Phó Sinh, Sông Cui và hiệu quả của ứng dụng công nghệ mới này thể
hiện rất rõ khi xây dựng đập Thảo Long – Huế với chiều rộng thông
nước 472,5m. Cống gồm 15 khoang, mỗi khoang rộng 31,5m và âu thuyền rộng 8m.
Đây là công trình ngăn mặn giữ ngọt lớn nhất Đông Nam á. Nhờ ứng dụng công nghệ
đập trụ đỡ nên đã tiết kiệm được kinh phí đầu tư tới 35% so với cống truyền thống.[3]

Hình 1.4. Đập Thảo Long (Thừa Thiên-Huế)
Công nghệ đập xà lan làm việc theo nguyên lý ổn định trượt nhờ lực ma sát giữa nền
và đáy, ổn định lún và biến dạng nhờ kết cấu nhẹ và mở rộng bản đáy để có ứng suất

lên nền nhỏ hơn ứng suất cho phép của nền, ổn định chống thấm nhờ kéo dài đường
viền bản đáy và nền đất. Đập xà lan được ứng dụng để xây dựng các công trình ngăn
sông ở các cống vùng triều có chênh lệch cột nước nhỏ hơn 3m và có địa chất mềm
yếu. ưu điểm nổi bật của đập xà lan là khối luợng xây lắp giảm tới 50% so với công

14


nghệ truyền thống và do tận dụng được nền đất tự nhiên nên có thể giảm việc đầu tư
xử lý nền tới 70%. Vì vậy, giá thành công trình chỉ bằng khoảng 50% so với công
nghệ truyền thống với cùng điều kiện so sánh.

Hình 1.5. Cống đập Phước Long (Bạc Liêu) kiểu xà lan lúc mở cửa cống.

Hình 1.6. Cống đập Phước Long (Bạc Liêu) kiểu xà lan lúc đóng cửa cống.
Ngoài các thành tựu nổi bật nêu trên, hiện nay còn rất nhiều thành tựu khác như công
nghệ thiết kế, thi công đập cao su bằng vật liệu trong nước đã hoàn thành lắp đặt thành
công cho Đập Sa Cá (Long Thành - Đồng Nai) – 2002, dài 10m, cao 2,5; Đập Ông

15


Kinh (Ninh Hải, Ninh Thuận) – 2002, dài 20m, cao 1,5m ; Đập Lại Giang (Hoài Ân,
Bình Định) – 2003, dài 20m, cao 3m,…. Công nghệ cọc bản bê tông cốt thép dự ứng
lực trong xây dựng thủy lợi ứng dụng thành công cho kè Gành Hào - Bạc Liêu năm
2003 dài 835m ,chiều sâu đóng cừ 10m; cống ngăn mặn Ninh Quới B = 15m (Hồng
Dân, Bạc Liêu) – 2003 và 18 cống khác thuộc thuộc Ô Môn – Xà No,…
Về biện pháp thi công, nghiên cứu, áp dụng nhiều biện pháp thi công rất hiệu quả, phù
hợp với điều kiện công trình. Cụ thể:
Cải tiến kết cấu và biện pháp thi công khối đá đổ hộ chân kè: Khối đá hộc đổ hộ chân

kè gia cố mái được sử dụng rất phổ biến Việt Nam, đặc biệt là vùng Bắc Bộ. Tuy
nhiên do đượcđổ tự do trực tiếp lên nền đất lòng sông, không có tầng lọc và rất khó
kiểm soát chất lượng cũng như hình dạng khối theo thiết kế nen thường bị dòng thấm,
dòng chảy rút làm rỗng phần đất chân kè, dẫn đến lún, sụt khối đá hộc làm mất ổn tổng
thể chân kè và gây hư hỏng toàn bộ công trình.
Trong dự án Phát triển đồng bằng sông Hồng giai đoạn 2- Hợp phần B: Dịch vụ tư vấn
công trình phòng chống lũ Cơ quan phát triểnPháp (AFD), các nhà tư vấn Pháp và Việt
Nam cải tiến phần đá đổ hộ chân dưới nước bằng cách bổ sung tầng lọc lần lượt: cát,
sỏi và đá hộc. Cải tiến này được áp dụng ở kè Quang Lãng – sông Hồng, kè Đức Tái,
kè Thị Thôn Mão. [4]

Hình 1.7. Thả khối vật liệu hộ chân bằng thùng chứa

16


Công trình đầu mối hồ chứa nước Định Bình [5] có phần chính là đập ngăn sông cao
52,3m, dài 611,25m, chiều rộng đỉnh đập 9m, cao trình đỉnh đập 95,55m được thiết kế,
thi công bằng công nghệ bê tông đầm lăn (RCC) đầu tiên ở Việt Nam. Ưu điểm của
RCC là thi công nhanh giảm được thời gian xây dựng, giảm đáng kể lượng xi măng
trong bê tông từ đó giảm được nhiệt phát sinh trong khối đổ bê tông vốn là nguyên
nhân chính gây nứt bê tông. Có thể thi công liên tục, sử dụng ván khuôn ít hơn, mức
độ cơ giới hóa cao trong quá trình thi công đặc biệt làm giảm giá thành so với bê tông
thường từ 15-20%. Công trình được khởi công tháng 5/2003 và khánh thành và bàn
giao cho đơn vị quản lý sử dụng vào tháng 6/2009. Đến nay, công trình làm việc ổn
định đáp ứng được yêu cầu mục tiêu nhiệm vụ thiết kế.

Hình 1.8. Đập đầu mối hồ chứa nước Định Bình - Bình Định.
Ứng dụng vật liệu mới: Trong những năm gần đây, theo sự phát triển mạnh mẽ của
công nghiệp hóa chất, các loại vải, dây được sản xuất bằng sợi tổng hợp Polymer được

sử dụng rộng rãi trong công trình bảo vệ bờ sông, bờ biển như các loại vải địa kỹ thuật
làm tầng lọc, lớp đệm để thay thế tầng lọc ngược truyền thống, có thể xúc tiến nhanh
tiến độ thi công, tiết kiệm đầu tư, đồng thời do khả năng lọc của vải địa kĩ thuật được
sản xuất công nghiệp hóa vì vậy càng đảm bảo chất lượng lọc của công trình.

17