Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu lựa chọn quy mô công trình dẫn dòng thi công trong xây dựng công trình thủy lợi thủy điện ở Việt Nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NƠNG NGHIỆP VÀ PTNT

Cơng trình được hồn thành tại Trường Đại học Thủy lợi

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

MAI LÂM TUẤN

NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN QUY MƠ CƠNG TRÌNH
DẪN DỊNG THI CƠNG TRONG XÂY DỰNG CƠNG 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 cơng trình thủy
Mã số chun 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 cơng tác dẫn dịng thi cơng các cơng trình đầu mối thủy lợi, thủy

Khi thiết kế dẫn dịng thi cơng, 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 dịng thi

khi cơng trình chính tham gia dẫn dịng cịn nhiều vấn đề cần bàn luận.

cơng; Xây dựng thuật tốn và chương trình tính tốn thủy lực dẫn dịng; Lựa chọn

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

hợp lý quy mơ cơng trình dẫn dịng qua đập đá đổ đang đang xây dựng.

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

5. Phương pháp nghiên cứu

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

Nghiên cứu tổng quan về các phương pháp dẫn dòng thi cơng; 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 dịng thi cơng; Thu thập tài liệu

Đề tài “Nghiên cứu lựa chọn quy mơ cơng trình dẫn dịng thi cơng trong xây

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

dựng cơng 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 cơng các cơng trình thủy lợi, thủy điện.

Tổng hợp phương pháp phân tích và tính tốn thủy lực cho phương án dẫn dịng;

2. Mục tiêu nghiên cứu

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

Tổng quan về dẫn dịng khi xây dựng cơng trình đầu mối thủy lợi thủy điện; Bổ

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

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

cơng trình; Đề xuất trình tự tính tốn và lựa chọn quy mơ của cơng trình dẫn dịng

dịng; Phân tích các yếu tố cơng trình phục vụ lựa chọn hợp lý quy mơ cơng trình

thi cơng, xác định quy mơ cơng trình dẫn dịng hợp lý về kinh tế và kỹ thuật.

dẫn dòng qua đập đá đổ, đá đắp đang xây dựng; Hồn thiện phương pháp tính
tốn và thuật toán phục vụ thiết kế và lựa chọn quy mơ của cơng trình dẫn dịng.

7. Cấu trúc luận án
Ngồi 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 dịng thi cơng trong xây dựng cơng

3.1. Đối tượng nghiên cứu

trình thủy lợi, thủy điện

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

Chương 2: Cơ sở khoa học lựa chọn lưu lượng thiết kế dẫn dịng thi cơng và tính tốn
thủy lực dẫn dịng
Chương 3: Nghiên cứu phân tích lựa chọn hợp lý quy mơ cơng trình dẫn dịng thi cơng

Cơng tác dẫn dịng thi cơng có ứng dụng nhiều cơng trình cùng đồng thời tham
gia dẫn dịng; Chọn lưu lượng thiết kế dẫn dịng, tính tốn thủy lực dẫn dịng thi
cơng và lựa chọn quy mơ các cơng trình dẫn dịng. Khơng đi sâu nghiên cứu ảnh

Chương 4: Ứng dụng kết quả nghiên cứu cho một số cơng 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 DỊNG THI CƠNG TRONG XÂY
DỰNG CƠNG 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 dịng thi cơng

chảy các vùng miền ở Việt Nam.

Lựa chọn phương án dẫn dịng thi cơng ảnh hưởng đến tiến độ thi cơng, thời gian

1.2.3. Tính tốn thủy lực dẫn dịng

ngăn sơng, đắp đập vượt lũ, chi phí cho cơng tác dẫn dịng. Lựa chọn phương án

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

dẫn dịng thi cơng hợp lý sẽ giúp tiết kiệm chi phí, giảm thời gian thi cơng mà

đối với cơng trình dẫn dịng độc lập, chưa đề cập cụ thể đến việc tính tốn thủy

vẫn đảm bảo chất lượng cơng trình.

lực dẫn dịng khi sử dụng đồng thời hai hoặc nhiều cơng trình dẫn dịng.

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

Luận án nghiên cứu lập chương trình tính tốn thủy lực dẫn dịng đồng thời qua

một số phương án khả thi nhất, thơng 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 dịng chảy qua cơng trình đập đang xây dựng, làm cơ sở xác định quy mô

1.2. Lựa chọn lưu lượng thiết kế dẫn dịng và tính tốn thủy lực dẫn dịng

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

1.2.1. Tần suất thiết kế dẫn dịng thi cơng

1.3. Dẫn dịng thi cơng qua cống, đường hầm

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

1.3.1. Dẫn dịng thi cơng qua cống

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

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

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

trình dẫn dịng 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

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

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 dịng, trường hợp có nhiều cơng trình cùng tham gia dẫn dịng

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

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

1.3.2. Dẫn dòng thi cơng qua đường hầm

tế kỹ thuật là bài tốn thường gặp đối với những cơng trình có lưu lượng dẫn
dịng 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 cơng.
1.2.2. Thời đoạn dẫn dịng thi cơng

Đường hầm dẫn dịng có thể sử dụng để dẫn dịng trong cả mùa lũ và mùa kiệt
như cơng trình Hịa Bình, Cửa Đạt ở Việt Nam. Trung Quốc có cơng trình trạm
thủy điện Long Dương Hiệp, Ơ Giang Độ, Đơng Giang, ở Ấn Độ có cơng trình
Si-li-sa-lam, ở Mỹ có cơng 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 mơ cơng trình dẫn dịng
thi cơng.

3

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

4


1.4. Dẫn dịng thi cơng qua đập đang xây dựng

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

1.4.1. Dẫn dịng thi cơng 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 cơng tác dẫn dịng vào mùa lũ nhờ khả năng tháo với lưu lượng lớn. Có thể

Dẫn dịng thi cơng là cơng tác quan trọng, xun suốt q trình thi cơng, có tính

áp dụng hình thức dẫn dịng này đối với các cơng 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 mơ của cơng trình dẫn dịng

cơng 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

dịng được an tồn, 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 cơng dài, thường sử dụng nhiều dạng cơng

Dẫn dịng thi cơng qua đập bê tơng đang xây dựng được áp dụng nhiều đối với đập

trình dẫn dịng và kết hợp nhiều cơng 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 mịn cao trước lưu

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

tốc lớn của dịng nước. Dẫn dịng qua đập bê tơng đang xây dựng thường kết hợp
với cống dẫn dòng đặt trong thân đập.
1.4.3. Dẫn dịng thi cơng 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 cơng trình. Mùa kiệt năm trước đào móng và đắp chân
khay, xử lý chống thấm cho nền cơng 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 dịng thi cơng đồng thời qua đập đang xây dựng và cống, đường
hầm
Khi có nhiều cơng trình cùng tham gia dẫn dịng thì xác định lưu lượng thiết kế
cho từng cơng trình là bao nhiêu m3/s, đây là vấn đề cần nhiều cơng sức tính tốn

Các nghiên cứu của các tác giả chủ yếu tập trung vào thông số tối ưu về thủy lực
cơng trình và các giải pháp tiêu năng, gia cố đối với cơng trình tháo nước thi cơng
nhưng chưa có đề xuất nào một cách bài bản để giải quyết bài tốn thủy lực dẫn
dịng thi cơng tổng qt.
Dẫn dịng thi cơng qua cống, đường hầm giúp thi cơng phần đập lịng sơng thuận
lợi. Cống trong thân đập bê tơng và đường hầm có thể sử dụng dẫn dịng đồng thời
với cơng 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 cơng trình đập đang xây
dựng khi cho nước tràn qua cần nghiên cứu cụ thể hơn, phục vụ công tác lựa chọn
quy mô cơng trình dẫn dịng.

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

Các mơ hình tính tốn thủy động lực sơng, hệ thống kênh tưới khơng phù hợp với

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

tính tốn thủy lực dẫn dịng, các chương trình tính tốn thương mại chưa giải quyết

nghiên cứu thêm về diễn biến lưu tốc trên bề mặt cơng trình dẫn dịng khi dẫn

triệt để việc tính tốn 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 tốn thủy lực dẫn dịng để phục vụ lựa chọn quy mơ cơng trình

Bên cạnh các thơng số về mặt thủy lực cơng trình dẫn dịng, gia cố bề mặt dẫn dịng

dẫn dịng 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 DỊNG THI CƠNG VÀ TÍNH TỐN THỦY LỰC DẪN DỊNG

Khi sử dụng cơng trình chính làm cơng trình dẫn dịng cần phải chọn tần suất

2.1. Phân tích lựa chọn tần suất thiết kế dẫn dịng thi cơng

chính sẽ ảnh hưởng đến chi phí cho cơng tác dẫn dịng.

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

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

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

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

dịng 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 dịng, thời gian làm việc của mỗi cơng trình dẫn dịng

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

và sơ đồ tính tốn 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 dịng như tần suất đối với cơng trình tạm hay như đối với cơng 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 cơng trình sẽ

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

khác nhau, vì vậy lấy thời gian làm việc của cơng trình dẫn dịng, chiều cao cơng

2.2. Xác định thời đoạn dẫn dịng thi cơng

trình chắn nước, dung tích lịng 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 dịng.
2.1.2. Cơ sở khoa học để nâng hoặc hạ cấp tần suất thiết kế dẫn dịng
Đối với cơng trình dẫn dịng là loại cơng trình chỉ sử dụng trong q trình thi
cơng, vấn đề tiết kiệm chi phí ln 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 cơng trình chính và cơng trình tạm trong q trình thi cơng, ảnh hưởng hạ
du nếu có sự cố...

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

Thời đoạn dẫn dịng phụ thuộc điều kiện thủy văn, đặc điểm kết cấu cơng trình,
cơng trình dẫn dịng, khả năng thi cơng vượt lũ. Cần phân tích một cách tồn diện
các yếu tố trên, từ đó lựa chọn thời đoạn dẫn dịng 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 khơng bao giờ có mức tăng giảm cụ thể mà phải dựa vào phân tích cụ thể
cho từng cơng 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 cơng trình.

8


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

Hình 2.9. Sơ đồ tính tốn 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; khơng thuận chọn 1,2Hc.

(2-16)

2.3.3. Tính tốn thủy lực dẫn dịng đồng thời qua hai hoặc nhiều cơng trình
dẫn dịng

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

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

2.5. Kết luận chương 2

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

Chọn lưu lượng thiết kế dẫn dịng thi cơng liên quan mật thiết với chọn tần suất

và hạ lưu (Zhl) như nhau.

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

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

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

Để giải bài tốn 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 cơng trình tháo nước.
2.3.4. Điều tiết lũ trong dẫn dịng thi cơng
Khi mực nước ở dưới thấp, bụng hồ rất nhỏ hoặc chưa hình thành thì trong tính
tốn thiết kế dẫn dịng khơng xem xét đến điều tiết lũ. Nhưng khi cơng trình chắn
nước lên cao và lịng hồ đủ lớn sẽ có tác dụng điều tiết lũ. Luận án sử dụng
phương pháp lặp giải tích để tính tốn.
2.4. Tính tốn 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 tốn như Hình 2.9.
9

tốc lớn nhất Vmax ở mái hạ lưu.

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

chọn qui mơ cơng trình dẫn dịng hợp lý.
Một trong những nội dung khó trong tính tốn thiết kế dẫn dịng thi cơng là các
bài tốn 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 tốn nhanh đối với những
cơng trình có khối lượng tính đồ sộ. Trong đó, trọng tâm là các thơng số thủy lực
cơng trình bao gồm như: Lưu lượng, mực nước, lưu tốc, các thơng số hình học...
đối với cơng trình tham gia dẫn dịng thi cơng.
10


CHƯƠNG 3. NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH LỰA CHỌN HỢP LÝ QUY
MƠ CƠNG TRÌNH DẪN DỊNG THI CƠNG
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 dịng 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

dịng khơng đề cập đến việc cơng trình chính có tham gia chắn nước hay khơng,

3.2. Lập chương trình tính tốn thủy lực dẫn dịng thi cơng và điều tiết lũ

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

Trong quá trình lập chương trình tính tốn 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 cơng trình tháo, cơng 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 dịng chày khơng thay đổi chế độ đột ngột từ chảy hở

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

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

phản ánh đúng tình trạng làm việc của cơng trình dẫn dịng khi dẫn dịng 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 lịng hồ khơng lớn.

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

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

cho tính tốn nhưng khơng gây sai khác lớn đến kết quả.

Đối với cơng trình có thời gian thi cơng 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 cơng trình dẫn dịng. 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 cơng trình dẫn dịng 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
cơng 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 khơng áp sang

khơng ngập

chảy có áp

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

11

12

3.3. Lựa chọn các thơng số khi dẫn dịng 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 thơng số cơng 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 thơng số cơng 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 dịng.

Hình 3.17. Lựa chọn thơng số đập đá đổ đang xây dựng phục vụ dẫn dòng
Qua Hình 3.15 và Hình 3.16, lựa chọn thơng 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 khơng cao, tuy nhiên lựa chọn q nhỏ sẽ làm
tăng chiều rộng cơng 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 cơng 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 tơng 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 thơng số L, H2 đến lưu tốc lớn nhất
Trong hình Hình 3.16, thơng 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 khơng có dịng thấm rối qua thân đập, sẽ bảo vệ
được lớp đệm chuyển tiếp không bị dịng nước phá hủy, đồng thời khơng có thấm
rối ở hạ lưu, hạn chế xói rỗng phần đá dưới các tấm bê tơng, an tồn 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 cơng trình dẫn dịng cũng như cấp bậc các

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

cơng trình dẫn dịng đóng vai trị 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 cơng trình đầu mối thủy lợi, thủy điện.

4.1.1. Sử dụng cơng trình chính để dẫn dịng thi cơng
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 cơng trình dẫn dịng 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 cơng trình dẫn dịng.
Xử lý thuật tốn 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 q trình tính tốn
thủy lực của chương trình tính. Chương trình tính tốn thủy lực đã được tính tốn
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
dịng

Tun Đập đá đắp Bản
2004
Quang
mặt bê tơng
Cửa
Đạt

3 Sơn La

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

Tên
cơng
trình

Lai
Châu

Dung
Tần
Cao trình
tích suất LL Lưu

đập đang
lịng 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
cơng

x

Thất
bại
Thành
cơng

Các nhân tố chính ảnh hưởng đến việc lựa chọn quy mơ cơng trình dẫn dịng qua

Cơng trình Cửa Đạt khi dẫn dòng với tần suất 5% đã gặp sự cố, cơng 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 dịng 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 tồn cho cơng 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 cơng trình chính tham gia dẫn dòng
Bảng 4.6. Tần suất thiết kế dẫn dòng khi cơng trình chính tham gia dẫn dịng

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 tơng
trọng lực RCC

2015

Loại hình đập

1

Tun

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
cơng
trình

quy mơ cơng trình khác nhau để dẫn dịng 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
dịng

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 khơng theo

4.2.2. Tính cường độ thi cơng 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 tốn tự động bằng chương trình tính do tác

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

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

chuẩn của Nga.

cơng 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 cơng

Khối lượng thi cơng giữa các giai đoạn tính tốn 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 cơng trình thực tế ở Việt Nam có thời gian thi cơng dài đã có sự chủ động

4.2.3. Phân tích lựa chọn thơng số dẫn dịng

trong việc điều chỉnh tần suất trong q trình thi cơng.
4.1.3. Đề xuất chọn tần suất thiết kế dẫn dịng thi cơng

Tần suất thiết kế dẫn dịng qua các giai đoạn nên chọn phụ thuộc vào mức độ
quan trọng của cơng trình chính, thời gian sử dụng cơng trình tháo nước để dẫn
dịng, chiều cao cơng trình chắn nước và dung tích hồ chứa tương ứng chiều cao
đó nhằm bảo đảm an tồn thi cơng 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 cơng 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 cơng trình bảo đảm an toàn cho đập và hồ chứa. Tần suất lưu
lượng lũ thiết kế dẫn dịng thi cơng 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 thơng số dẫn dịng qua đập xây dựng dở cho cơng 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 dịng Q = 6660 m3/s. Luận án tính tốn với các thơng 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 thơng số Zng = +40,0, chiều rộng tràn nước B = 180m, hệ số mái dốc của
dốc nước m = 6 để làm phương án dẫn dịng thi cơng qua đập đang xây dựng và
đường hầm.
20


4.2.4. Kiểm chứng bằng phương pháp số tính thủy lực

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

4.2.4.1. Mơ hình 2 chiều dẫn dịng 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 tốn này phù hợp với kết quả tính tốn lý
thuyết. Cuối dốc nước do tác động của mực nước hạ lưu, dịng 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. Mơ hình tính tốn dịng chảy

Hình 4.9. Kết quả tính tốn dịng

Khi sử dụng cơng trình chính để dẫn dịng, các cơng 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 tốn phù hợp

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

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

Khi cơng trình chính tham gia dẫn dịng ở giai đoạn sau, các cơng 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 tồn cho

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

cơng trình trong q trình thi cơng. 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 cơng trình chính, thời gian sử dụng cơng trình tháo để dẫn dịng, chiều
cao và loại hình cơng trình chắn nước cơng trình tháo nước, dung tích hồ chứa

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

Hình 4.14. Mơ hình dẫn dịng 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 tốn thủy lực cho phương án này được kiểm chứng
bằng phần mềm Flow3D, phù hợp với chương trình tính tốn của luận án.
Đối với cơng trình lớn và quan trọng, việc sử dụng đập đang xây dựng để dẫn
dịng thi cơng vào mùa lũ cần phải được tính tốn kỹ lưỡng và tiến hành thí

Hình 4.16. Phân bố dịng chảy qua

Hình 4.17. Phân bố dịng chảy cắt

đập đang xây dựng và đường hầm

qua tim đường hầm
21

nghiệm mơ 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 cơng trình khác nhau để dẫn dịng
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 cơng trình dẫn
dịng cũng như những thành tựu của cơng tác dẫn dịng thi cơng trong xây dựng
cơng 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 thơng số thiết kế các
cơng trình dẫn dịng thi cơng và các phương pháp tính tốn thủy lực dẫn dịng
phục vụ cho lựa chọn các thơng số đó.

cố. Phân tích trên cơ sở lưu tốc lớn nhất, chi phí cho cơng 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 cơng 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 tốn
thủy lực cho phương án này được kiểm chứng bằng phần mềm Flow3D, kết quả
tính tốn là phù hợp với chương trình tính tốn 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 cơng trình tháo nước, chiều cao

2. Những đóng góp mới của luận án

cơng 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 cơng

an tồn thi cơng 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 cơng 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 tốn lựa chọn quy mơ cơng 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 dịng đồng thời qua nhiều cơng 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 tốn thủy lực dẫn
dịng cho các dạng cơng trình tháo nước khác nhau. Chương trình tính tốn đã

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

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

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

cơng trình thủy điện Lai Châu.

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

Các nhân tố chính ảnh hưởng đến việc lựa chọn quy mơ cơng trình dẫn dịng 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 cơng trình dẫn dịng. Khi áp
dụng vào thực tế, cần tính tốn tiêu năng cho phương án chọn để có được phương
án dẫn dịng hồn 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 tốn khơng 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

cơng trình dẫn dịng, ảnh hưởng qua lại khi các cơng trình dẫn dịng cùng làm

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


DANH MỤC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ
1. Mai Lâm Tuấn, "Lựa chọn tần suất thiết kế dẫn dịng thi cơng khi cơng trình
chính tham gia dẫn dịng", 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 dịng thi
cơng 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 dịng thi cơng qua đập xây dựng dở khi xây dựng cơng
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 cơng Cơng 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.