Lu�n văn th�c s� k� thu�t BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI NGUYỄN VĂN TÔN Nghiªn cøu c¸c yÕu tè thñy lùc vµ c¸c gi¶i ph¸p gia cè khi x¶ lò thi c«ng qua ®ª quai[.]
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI - - NGUYỄN VĂN TƠN Nghiªn cøu yếu tố thủy lực giải pháp gia cố xả lũ thi công qua đê quai ®¸ ®ỉ LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI - 2014 LỜI CẢM ƠN Sau thời gian thu thập tài liệu nghiên cứu, thí nghiệm mơ hình đến luận văn “Nghiên cứu yếu tố thủy lực giải pháp gia cố xả lũ thi công qua đê quai đá đổ” hoàn thành đáp ứng yêu cầu đề Với thành đạt được, tác giả luận văn xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến q thầy Trường Đại học Thủy lợi thời gian qua truyền đạt kiến thức khoa học, kinh nghiệm thực tế cho tác giả luận văn Tác giả xin cảm ơn Trung tâm nghiên cứu thủy lực tạo điều kiện, giúp đỡ tác giả tham gia, thực thí nghiệm mơ hình thủy lực hồn thành luận văn Đặc biệt tác giả luận văn xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy PGS.TS Trần Quốc Thưởng hướng dẫn tác giả hoàn thành luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp tạo điều kiện thuận lợi cho suốt trình học tập trường trình thực luận văn Cuối cùng, xin cảm tạ lòng, hỗ trợ người thân động viên giúp đỡ tác giả luận văn suốt q trình học tập hồn thành luận văn Hà Nội, tháng 11năm 2014 Tác giả luận văn Nguyễn Văn Tôn LỜI CAM ĐOAN Tên là:Nguyễn Văn Tôn Học viên lớp: CH20C11 Đề tài luận văn cao học “Nghiên cứu yếu tố thủy lực giải pháp gia cố xả lũ thi công qua đê quai đá đổ” Trường đại học Thủy lợi Hà Nội giao cho học viên Nguyễn Văn Tôn hướng dẫn thầyPGS.TS Trần Quốc Thưởng đến hồn thành Tơi xin cam đoan với Khoa Cơng trình Phịng Đào tạo đại học sau đại hoc Trường đại học Thủy lợi đề tài nghiên cứu cơng trình cá nhân tơi./ Hà Nội, tháng 11 năm 2014 Tác giả luận văn Nguyễn Văn Tôn MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ DẪN DỊNG THI CƠNG 1.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP DẪN DÒNG THI CÔNG 1.1.1 Dẫn dòng qua cống ngầm 1.1.2 Dẫn dòng qua tuynen 1.1.3 Phương pháp đắp đê quai ngăn dòng nhiều đợt .6 1.2 TỔNG QUAN VỀ XẢ LŨ THI CÔNG QUA ĐẬP ĐÁ ĐỔ ĐANG THI CÔNG (ĐẮP DỞ) Ở TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 1.2.1 TRÊN THẾ GIỚI .7 1.2.2 Ở VIỆT NAM .24 1.3 TÍNH TỐN DẪN DỊNG 30 1.3.1 Cơ sở tính toán .30 1.3.2 Cơng thức tính tốn 31 1.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 35 1.4.1 Kết luận 35 1.4.2 Những vấn đề nghiên cứu 36 CHƯƠNG 2: MƠ HÌNH HĨA VÀ XÂY DỰNG MƠ HÌNH 37 2.1 LUẬT TƯƠNG TỰ CỦA MƠ HÌNH THỦY LỰC CƠNG TRÌNH 37 2.1.1 Khái niệm tương tự học 37 2.1.2 Định luật FRUT (Định luật Tương tự trọng lực) 40 2.1.3 Định luật REYNOL 44 2.1.4 Định luật EULER 46 2.2 THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG MƠ HÌNH 47 2.2.1 Tỷ lệ mơ hình 47 2.2.2 Vật liệu đắp đê quai thượng lưu: 48 2.2.3 Mơ hình hố vật liệu đắp đập đá đổ: 48 2.2.4 Đắp đê quai hạ lưu: 48 2.3 PHẠM VI MƠ HÌNH 48 2.4 BỐ TRÍ ĐO ĐẠC 48 2.5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU THÍ NGHIỆM 49 2.6 NỘI DUNG THÍ NGHIỆM 49 2.7 KẾT LUẬN CHƯƠNG 49 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 51 3.1 Cao trình đỉnh đê quai ∇55m, gia cố thảm rọ đá 51 3.1.1 Khả tháo đê quai thượng lưu 52 3.1.2 Xác định vận tốc dòng chảy 54 3.1.3 Diễn biến tình hình thủy lực xả lũ thi công 60 3.1.4 Nhận xét 62 3.2 Cao trình đỉnh đê quai cao trình 59m, gia cố bê tơng cốt thép 63 3.2.1 Khả tháo đê quai thượng lưu 64 3.2.2 Xác định vận tốc dòng chảy 66 3.2.3 Diễn biến tình hình thủy lực xả lũ thi công 72 3.3 Nghiên cứu ổn định lớp đá hộc gia cố mặt đập 74 3.3.1 Cao trình đỉnh đê quai ∇55m 74 3.3.2 Cao trình đỉnh đê quai ∇59m 74 3.3.3 Tính tốn xác định kích thước hịn đá .75 3.3.4 Phương án so sánh 76 3.4 Kết luận chương 78 3.4.1 Nhận xét chung .78 3.4.2 Những đóng góp tác giả 79 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 84 Kết nghiên cứu luận văn 84 Tồn hạn chế 84 Kiến nghị 85 Những vấn đề cần nghiên cứu tiếp: 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO 86 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Một số cống dẫn dòng .4 Bảng 1.2: Một số tuynen dẫn dòng giới Bảng 1.3:Phương thức dẫn dịng thi cơng vượt lũ phần đập bê tông mặt chọn tiêu chuẩn vượt lũ 15 Bảng 1.4:Thông số thủy lực mặt đập tràn nước 19 Bảng 1.5: Thơng số dẫn dịng 24 Bảng 1.6: Các thông số 25 Bảng 1.7: Sơ đồ dẫn dịng thi cơng 28 Bảng 2.1: Tỷ lệ đại lượng 47 Bảng 2.2: Lưu lượng thực tế mô hình 48 Bảng 3.1: Khả tháo qua đê quai thượng lưu với cao trình đê quai 55m 53 Bảng 3.2: Vận tốc dịng chảy với cao trình đê quai 55m 59 Bảng 3.3: Khả tháo qua đê quai thượng lưu với cao trình đê quai 59m 65 Bảng 3.4: Vận tốc dòng chảy với cao trình đê quai 59m 67 Bảng 3.5: Quan hệ vận tốc đường kính đá đổ .75 DANH MỤC ẢNH CHỤP Ảnh 1.1: Cơng trình thủy điện Tuyên Quang 25 Ảnh 1.2: Lũ chảy qua đê quai Thượng Lưu (Thủy điện Tuyên Quang) 26 Ảnh 1.3: Lũ chảy qua cống dẫn dòng đê quai thượng lưu (Thủy điện Tuyên Quang) 26 Ảnh 2.1: Máng kính thí nghiệm mơ hình mặt cắt 50 Ảnh 3.1: Mái hạ lưu đê quai thượng gia cố thảm rọ đá 57 Ảnh 3.2: Mái hạ lưu đập đá đổ gia cố thảm rọ đá .57 Ảnh 3.3: Nước nhảy sóng hạ lưu đê quai thượng 61 Ảnh 3.4: Mái hạ lưu đê quai thượng lưu gia cố tầm BTCT .70 Ảnh 3.5: Mái hạ lưu đập đá đổ gia cố BTCT 70 Ảnh 3.6: Nước nhảy ngập hạ lưu đê quai thượng 73 Ảnh 3.7: Đá gia cố mặt đập .74 Ảnh 3.8: Đỉnh đê quai TL ∇55m, Q = 4000m3/s 80 Ảnh 3.9:: Đỉnh đê quai TL ∇59m, Q = 6500m3/s .81 Ảnh 3.10: Học viên quan sát dòng chảy 81 Ảnh 3.11: Học viên đo đạc mô hình .82 Ảnh 3.12: Học viên đo đạc mơ hình .83 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Lựa chọn bố trí cơng trình tháo cơng trình đầu mối .9 Hình 1.2: Tính tốn dốc nước gia cố lịng dẫn đá lớn, đá khối 11 Hình 1.3: Kết cấu gia cố mái hạ đập đá đổ 12 Hình 1.4: Gia cố mái hạ đập đá đổ 13 Hình 1.5: Sơ họa cắt dọc tuyến dẫn dòng phương án chọn 25 Hình 2.1: Sơ đồ bố trí mặt mơ hình 50 Hình 3.1: Sơ họa dịng chảy qua đê quai thượng lưu .52 Hình 3.2: Quan hệ Q = f (Z hồ ) m = f (Q xả ) 53 Hình 3.3: Thảm rọ đá gia cố mái hạ lưu đê quai thượng lưu 54 Hình 3.4: Thảm rọ đá gia cố mái hạ lưu đập đá đổ .55 Hình 3.5: Cắt dọc cơng trình dẫn dịng 56 Hình 3.6: Sơ đồ mặt cắt đo mực nước , vận tốc 58 Hình 3.7: Nước nhảy sóng hạ lưu đê quai thượng 61 Hình 3.7a: Quan hệ lưu lượng vận tốc 63 Hình 3.8: Sơ họa dòng chảy qua đê quai thượng lưu 64 Hình 3.9: Đường quan hệ Q = f (Z hồ ) m = f (Q xả ) 65 Hình 3.10: Tấm bê tơng cơt thép gia cố mái hạ lưu đê quai TL .66 Hình 3.11: Tấm bê tơng cốt thép gia cố mái hạ lưu đập 67 Hình 3.12: Sơ họa cắt dọc cơng trình dẫn dịng .69 Hình 3.13: Sơ đồ mặt cắt đo mực nước, vận tốc 71 Hình 3.14: Nước nhảy ngập hạ lưu đê quai thượng 73 I PHẦN MỞ ĐẦU Tính cấp thiết Đề tài Sau giai đoạn chặn dịng sơng cơng trình thủy lợi, thủy điện lớn giai đoạn xả lũ thi công Sự thành bại việc xả lũ thi công cơng trình đập đá đổ có ý nghĩa quan trọng Trong giai đoạn phát triển đất nước, bên cạnh vấn đề kỹ thuật, vốn đầu tư cho cơng trình tiêu chí hàng đầu để lựa chọn giải pháp xây dựng, thi cơng cơng trình Phương án xả lũ thi cơng hợp lý có liên quan mật thiết với việc thiết kế, bố trí tổng thể cơng trình đầu mối, hệ thống đê quai thượng, hạ lưu, tuynel dẫn dịng tạm thời, cống, tuynel thủy điện Quy mơ cơng trình thường lớn, chi phí tốn kém, vấn đề xử lý kỹ thuật gặp nhiều khó khăn Với cơng trình lưu lượng mùa lũ lớn hàng chục, hàng trăm lần lưu lượng mùa kiệt, dùng cống (tuynen) xả lũ mùa kiệt cho mùa lũ phải làm nhiều cống tốn nhiều kinh phí Do đập lớn, kiên cố xây dựng vật liệu đá đổ, bê tông đầm lăn áp dụng rộng rãi, mở hướng phát triển cho giải pháp xả lũ thi công qua đập đắp dở, giúp giảm quy mơ chi phí cho cơng trình dẫn dịng thi cơng Trong giai đoạn dẫn dòng thường sử dụng tuynel dẫn dòng xả phần lưu lượng lũ, lưu lượng lại xả qua đê quai đá đổ qua đập đá đổ đắp dở Tuy vậy, kinh nghiệm thiết kế quy phạm, dẫn thiết kế vấn đề hạn chế, chưa đề cập nhiều Giữ ổn định cho đập đá đổ xả lũ thi cơng cơng trình dùng giải pháp kỹ thuật biện pháp gia cố khác vấn đề cần quan tâm Do đó, việc xác định yếu tố gây ổn định cho đập đá đổ xả lũ thi công phải làm rõ, tránh cho thất bại gia cố không tốt, ngược lại gia cố kiên cố lại gây lãng phí vốn đầu tư Vì nghiên cứu sơ đồ giải pháp hợp lý dẫn dòng xả lũ thi công qua đập đá đổ đắp dở có ý nghĩa thực tiễn tính thời giai đoạn nước ta có yêu cầu xây dựng nhiều cơng trình thủy lợi, thủy điện lớn, nhằm phục vụ cho dân sinh, kinh tế Xả lũ thi công qua đập đá đổ thi công thường theo sơ đồ: • Sơ đồ (kịch 1) Xả lũ thi công qua cống (tuynel) đê quai thượng lưu chịu lực chính, nghĩa cao trình đỉnh đê quai thượng lưu cao cao trình đỉnh đoạn đập đá đổ đắp dở đê quai hạ lưu • Sơ đồ (kịch 2) Xả lũ thi công qua cống (tuynel) đoạn đập đá đổ đắp dở chịu lực chính, nghĩa cao trình đỉnh đoạn đập đá đổ đắp dở cao cao trình đỉnh đê quai thượng lưu đê quai hạ lưu Luận văn nghiên cứu theo sơ đồ Xả lũ thi công qua cống đê quai đá đổ chịu lực chính, nghĩa cao trình đỉnh đê quai đá đổ cao cao trình đỉnh đập đá đổ đê quai hạ lưu Để có đánh giá xác thực tính tốn dẫn dịng thi cơng hợp lý thực tế xây dựng cơng trình thủy lợi, thủy điện Xuất phát từ ý nghĩa thực tiễn học viên lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu yếu tố thủy lực giải pháp gia cố xả lũ thi công qua đê quai đá đổ” Mục tiêu Đề tài Nghiên cứu đặc điểm, chế độ thủy lực xả lũ thi công qua đê quai đá đổ Từ đánh giá kết cấu gia cố phù hợp cho cơng trình dẫn dòng Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu: Cách tiếp cận: Tổng hợp, thu thập phân tích cơng trình nghiên cứu ngồi nước phương pháp dẫn dịng thi cơng qua đập thi công như: đập đá đổ, đập đá đổ bê tông mặt, đập bê tông cống dẫn dòng… Phương pháp nghiên cứu: 73 - Dòng chảy sau đê quai thượng hạ lưu đập xuất nước nhảy ngập (xem hình 3.14 ảnh 3.6) L nn L1 59.00 c hc h''c 46.00 Hình 3.14:Nước nhảy ngập hạ lưu đê quai thượng Nước nhảy Ảnh 3.6: Nước nhảy ngập hạ lưu đê quai thượng 74 3.3 Nghiên cứu ổn định lớp đá hộc gia cố mặt đập Để bảo vệ mặt đập đá đổ xả lũ thi công qua, lớp mặt đập bảo vệ lớp đá đổ có đường kính lớn (ảnh 3.7) Ảnh 3.7: Đá gia cố mặt đập 3.3.1 Cao trình đỉnh đê quai ∇55m - Cao trình đỉnh đê quai thượng lưu ∇55m, cao trình mặt đập ∇49m - Trên mơ hình sử dụng đá có đường kính d=0.4-0.5m (thay cho thiết kế 0.5-0.6m), dày 1m bảo vệ mặt đập đá đổ đắp dở Kết xả lũ thi công từ cấp 1000-4000 m3/s cho thấy vận tốc lớn cuối đoạn đập đá đổ khoảng m/s, trình xả lũ lũ rút lớp đá bảo vệ không bị dịch chuyển ổn định 3.3.2 Cao trình đỉnh đê quai ∇59m Trên mơ hình sử dụng đá có đường kính d=0.6-0.65m (thay cho thiết kế 0.7-0.8m), dày 1.3m bảo vệ mặt đập đá đổ đắp dở Kết xả lũ thi công từ cấp 75 2500-6500 m3/s cho thấy vận tốc lớn cuối đoạn đập đá đổ khoảng m/s, trình xả lũ lũ rút lớp đá bảo vệ không bị dịch chuyển ổn định 3.3.3 Tính tốn xác định kích thước đá Theo lý thuyết phổ biến tính ổn định lớp đá đổ X.V.IZƠBAS [2] đường kính hịn đá tương ứng với vận tốc dịng chảy, theo cơng thức: V max = 1.20 (3.3) Trong V max : Vận tốc lớn (m/s) γ d : Trọng lượng riêng đá, γ d =2.65 T/m3 γ n : Trọng lượng riêng nước, γ n =1.00 T/m3 D: Đường kính hịn đá bảo vệ mặt đập (m) G: Gia tốc trọng trường Qua thí nghiệm xác định vận tốc dịng chảy ứng với xác cao trình mặt đập đá đổ, xác định đường kính đá đổ bảo vệ mặt đập bảng 3.5 Bảng 3.5: Quan hệ vận tốc đường kính đá đổ TT V max (m/s) D (m) 3.20 0.25 5.00 0.55 Do với cao trình đỉnh đê quai ∇55m, đỉnh đá đổ ∇49m, vận tốc dòng chảy cuối đỉnh đập khoảng m/s, đường kính viên đá theo tính tốn khoảng 0.30m, dùng đá có đường kính khoảng 0.4-0.5m bảo vệ mặt đập an tồn Tương tự với cao trình đỉnh đê quai ∇59m, đỉnh đá đổ ∇51m, vận tốc dòng chảy cuối đỉnh đập khoảng m/s đường kính viên đá theo tính tốn khoảng 0.55m; dùng đá có đường kính khoảng 0.6-0.65m bảo vệ mặt đập an tồn Tính theo cơng thức (3.3) đá đổ rời không đầm nén, dùng đá xếp lèn chặt an toàn 76 3.3.4 Phương án so sánh 3.3.4.1 Đặt vấn đề Theo thiết kế dẫn dịng cơng trình nghiên cứu với dạng gia cố sau: Cao trình đỉnh đê quai thượng lưu ∇55m, cao trình đỉnh đập ∇49m - Mái hạ lưu đê quai gia cố thảm rọ đá, mái dốc m=3.50 - Mái hạ lưu đập gia cố thảm rọ đá, mái dốc m=4.00 Đã nêu trên, kết cấu sau xả lũ ổn định - Mái hạ lưu đê quai gia cố thảm rọ đá, mái dốc m=3.50 - Mái hạ lưu đập gia cố thảm rọ đá, mái dốc m=6.00 (hình 3.15) Cao trình đỉnh đê quai thượng lưu ∇59m, cao trình đỉnh đập ∇51m - Mái hạ lưu đê quai gia cố bê tông cốt thép, mái dốc m=3.50 - Mái hạ lưu đập gia cố bê tông cốt thép, mái dốc m=6.00 Đã nêu trên, kết cấu sau xả lũ ổn định - Mái hạ lưu đê quai giữ nguyên, m= 3.50, gia cố bê tông cốt thép - Mái hạ lưu đập m=8, gia cố bê tông cốt thép (hình 3.16) 3.3.4.2 Kết nghiên cứu a Cao trình đỉnh đê quai ∇55m - Mái dốc hạ lưu đập m=6, gia cố thảm rọ đá + Kết đo vận tốc diễn biến thủy lực cho thấy từ lòng hồ đến cuối đỉnh đập đá đổ khơng có thay đổi so với mái dốc đập m=4 + Vận tốc dòng chảy thay đổi hạ lưu đập: Trên mái dốc hạ lưu đập: Vận tốc dòng chảy giảm so với mái m=4 từ 0.25 -0.40 m/s (vận tốc lớn mái dốc khoảng 7.60 m/s) Vùng chân đập: Vận tốc dòng chảy giảm so với mái m=4 từ 0.15-0.30 m/s (vận tốc lớn chân đập khoảng 5.90 m/s) - Như ta thấy vận tốc dòng chảy lớn khoảng 7.6 m/s so với mái dốc m=4 m/s Tuy nhiên mái xoải nên độ dài mái tăng thêm 12m (40m), khối 77 lượng gia cố tăng lên khoảng 30% Vì vậy, chọn mái dốc hạ lưu đập m=4, gia cố thảm rọ đá đảm bảo kinh tế kỹ thuật b Cao trình đỉnh đê quai ∇59m - Mái dốc hạ lưu đập m=8, gia cố bê tông cốt thép + Kết đo vận tốc diễn biến thủy lực cho thấy từ lòng hồ đến cuối đỉnh đập đá đổ khơng có thay đổi so với mái dốc đập m=6, khơng thay đổi kết cấu, địa hình…ở vùng + Vận tốc dòng chảy thay đổi hạ lưu đập: Trên mái dốc hạ lưu đập: Vận tốc dòng chảy giảm so với mái m=6 từ 0.30 -0.50 m/s (vận tốc lớn mái dốc khoảng 10 m/s) Vùng chân đập: Vận tốc dòng chảy giảm so với mái m=6 từ 0.18-0.35 m/s (vận tốc lớn chân đập khoảng m/s) - Như ta thấy vận tốc dòng chảy lớn khoảng 10 m/s so với mái dốc m=6 10.40 m/s Tuy nhiên mái xoải nên độ dài mái tăng thêm 8m (32m), khối lượng gia cố tăng lên khoảng 25% Vì vậy, chọn mái dốc hạ lưu đập m=6, gia cố bê tông cốt thép đảm bảo kinh tế kỹ thuật 78 3.4 Kết luận chương 3.4.1 Nhận xét chung Qua thí nghiệm nghiên cứu xả lũ thi công qua đê quai thượng lưu chịu lực rút số kết luận sau: 3.4.1.1 Hiện tượng thủy lực bắt đầu xả lũ qua đê quai Khi xả lũ thi công qua đê quai đá đổ xuất vận tốc tức thời (do dòng xiết sinh ra), mực nước mỏng cơ, chân đê quai thượng chân mái hạ lưu đập đá đổ Tuy nhiên sau khoảng 8-10 phút mực nước dâng lên nên vận tốc giảm 3.4.1.2 Đối với cao trình đỉnh đê quai ∇55m - Gia cố mái hạ lưu đê quai mái hạ lưu đập đá đổ thảm rọ đá (rộng×dài ×cao), chia rộng 2m vách ngăn Khung thảm thép φ22 hàn liên kết, vách ngăn thép φ22 mặt lưới thảm vách ngăn thép φ6 hàn ô vng 20×20cm, đá bỏ thảm đá có đường kính ≥30cm + Gia cố mái hạ lưu đập thảm rọ đá có kích thước 8×7×1 m (rộng×dài ×cao), gia công chế tạo thảm bảo vệ mái hạ lưu đê quai - Gia cố mặt đập đá đổ đá xếp đường kính từ 0.4-0.5m an tồn Kết nghiên cứu chọn mái dốc m=4 vận tốc hạ lưu đập so với mái dốc m=6 tăng thêm khoảng 30cm/s, kinh phí gia cố mái giảm khoảng 30% chiều dài mái dốc ngắn (28 m so với 40m) 3.4.1.3 Đối với đê quai cao trình đỉnh ∇59m - Gia cố mái hạ lưu đê quai mái hạ lưu đập đá đổ bê tông cốt thép + Gia cố mái hạ lưu đê quai thượng bê tơng cốt thép có kích thước 8×9×1 m (rộng×dài ×cao), đục lỗ nước thấm + Gia cố mái hạ lưu đập đá đổ bê tơng cốt thép có kích thước 8×8×1 m (rộng×dài ×cao) - Gia cố mặt đập đá đổ đá xếp đường kính từ 0.60-0.65m an tồn - Xói lở hạ lưu đập nghiên cứu với mái dốc m=6 m=8 79 Kết nghiên cứu lựa chọn mái dốc m=6 vận tốc hạ lưu đập so với mái dốc m=8 tăng thêm khoảng 50cm/s, kinh phí gia cố mái giảm khoảng 25% chiều dài mái dốc ngắn (24m so với 32 m) 3.4.1.4 Gia cố chân hạ lưu đập : Bằng khung thép φ22, lưới thép φ6 hàn vng 20×20 cm, đá bỏ rọ có đường kính d≥30cm Đặt lớp khung lớp dày 1.5m, xếp hàng, hàng nằm sâu thân đập 1m Kết sau lũ rút (ở mơ hình đóng van cấp nước, hạ nhanh cửa cuối) cho thấy kết cấu gia cố mái chân hạ lưu ổn định đảm bảo an tồn cho cơng trình 3.4.2 Những đóng góp tác giả 3.4.2.1 Những kết thực trung tâm thủy lực đề tài Tác giả tham gia thí nghiệm xác định thơng số thủy lực như: vận tốc, đường kính đá gia cố,… cho hai cao trình 55m 59m gia cố mái thảm rọ đá bê tông cốt thép Từ trích dẫn phần kết tác giả thực nêu 3.4.2.2 Kết tác giả thực Xác định đường kính đá gia cố mặt đập từ cơng thức (3.3) X.V.IZƠBAS [2] nêu bảng 3.5 Cho thấy, ứng với cấp lưu lượng Q=4000m3/s vận tốc cuối đỉnh đập lớn 3.2m/s đường kính đá gia cố mặt đập 0.4÷0.5m (theo lý thuyết 0.25m) an toàn Ứng với cấp lưu lượng Q=6500m3/s vận tốc cuối đỉnh đập lớn 5.0m/s đường kính đá gia cố mặt đập 0.6÷0.65m (theo lý thuyết 0.55m) an toàn Mặt khác theo X.V.IZƠBAS [2] đá rời, đề tài đề nghị đá xếp lèn chặt an toàn 80 3.4.2.3 Đề nghị Qua thơng số thí nghiệm nhận xét đưa đề nghị sau: - Đã xác định đường kính đá hộc bảo vệ mặt đập (đá xếp có d=40-50cm với đỉnh đê quai ∇55m, d=60-65 cm với đỉnh đê quai ∇59m) mái dốc hạ lưu đập đá đổ (m=4 với gia cố thảm rọ đá, m=6 với gia cố bê tông cốt thép) đảm bảo kinh tế kỹ thuật mái dốc m=6 m=8 - Trên kết nghiên cứu mô hình lịng cứng, cần nghiên cứu mơ hình lịng mềm với kết cấu gia cố khác phù hợp với cấp lưu lượng xả lũ thi công khác Một số hình ảnh thí nghiệm nêu phần Ảnh 3.8: Đỉnh đê quai TL ∇55m, Q = 4000m3/s 81 Ảnh 3.9:: Đỉnh đê quai TL ∇59m, Q = 6500m3/s Ảnh 3.10:Học viên quan sát dịng chảy 82 Ảnh 3.11:Học viên đo đạc mơ hình 83 Ảnh 3.12: Học viên đo đạc mơ hình 84 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết nghiên cứu luận văn Luận văn tập hợp kiến thức tính tốn thủy lực cho dẫn dịng thi cơng, phân tích trường hợp phương pháp tính tốn cho phương án dẫn dịng qua: cống, tuynel… Đã thu thập, phân tích tổng quan dẫn dịng thi cơng, nói chung xả lũ thi công đê quai đá đổ đập đá đổ đắp dở Thu thập, phân tích dạng gia cố bảo vệ đê quai đá đổ đập đá đổ đắp dở đá đổ, thảm rọ đá bê tơng cốt thép Đã tiến hành nghiên cứu thí nghiệm mơ hình lịng cứng kiểm tra, xác định kết cấu gia cố thảm rọ đá bê tông cốt thép với cao trình đỉnh đê quai đá đổ ∇55m ∇59m Với trường hợp gia cố mái hạ lưu đê quai thượng lưu thảm rọ đá, xác định vận tốc lớn mái khoảng 9.30 m/s Như với kết cấu thảm rọ đá khung thép φ22 mắt lưới thép φ6 đảm bảo an toàn Với trường hợp gia cố mái hạ lưu đê quai thượng lưuu bê tông cốt thép, xác định vận tốc lớn mái khoảng 13.30 m/s Như với kết cấu bê tông cốt thép có đục lỗ nước an tồn Hệ số lưu lượng tháo lũ thi công qua đê quai đá đổ m=0.34-0.36 Kết nghiên cứu sơ đồ chảy ngập Đã xác định đường kính đá hộc bảo vệ mặt đập (đá xếp có d=40-50cm với đỉnh đê quai ∇55m, d=60-65 cm với đỉnh đê quai ∇59m) mái dốc hạ lưu đập đá đổ (m=4 với gia cố thảm rọ đá, m=6 với gia cố bê tông cốt thép) đảm bảo kinh tế kỹ thuật mái dốc m=6 m=8 Tồn hạn chế Trong khuôn khổ luận văn nghiên cứu mơ hình mặt cắt lịng cứng, chưa nghiên cứu xói lở lịng sơng hạ lưu đập (lịng mềm),đê quai bị phá vỡ mơ hình tổng thể 85 Kiến nghị Trong thời ký nước ta xây dựng nhiều cơng trình thủy lợi, thủy điện; nghiên cứu ứng dụng giải pháp xả lũ thi công qua cống đê quai đá đổ đập thi công (bê tông, đá đổ) đem lại hiệu kinh tế kỹ thuật, nên mở rộng giải pháp dẫn dòng Những vấn đề cần nghiên cứu tiếp: - Nghiên cứu mơ hình lịng mềm, đê quai hạ lưu bị phá vỡ ảnh hưởng tới gia cố bảo vệ mái hạ lưu đập đá đổ mô hình tổng thể - Các cơng trình giới Việt Nam tính tốn, thí nghiệm cho cơng trình cụ thể, cần có cơng trình nghiên cứu tổng quát - Nghiên cứu thấm rối X.V.IZƠBAS [5] dùng cho chặn dịng lấp sơng đá đổ với độ rỗng lớn n≥40% Cần nghiên cứu thấm cho đập đá đổ với công nghệ thi công tiên tiến đạt độ rỗng nhỏ n=21-25% 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bộ thủy lợi năm 1977, Qui phạm tính tốn thủy lực đập tràn QP.TL.C-8-76 [2] TCVN 9610: 2012, cơng trình thủy lợi – yêu cầu thiết kế dẫn dòng xây dựng [3] Viện Năng Lượng (2002), Báo cáo kết thí nghiệm mơ hình cơng trình thủy điện Tun Quang [4] Viện Khoa học Thuỷ lợi (2004), Báo cáo kết thí nghiệm mơ hình cơng trình dẫn dịng tuynen xả lũ cơng trình Cửa Đạt, Thanh Hóa [5] Võ Phán (Dịch X.V.IZƠBAS năm 1974), thủy lực chặn dòng sông, NXB khoa học kỹ thuật năm 1974 [6] Sự tiến triển dẫn dịng thi cơng thi cơng vượt lũ đập đá đổ bê tông mặt – Viện thiết kế thủy lợi, thủy điện Trung Quốc năm 2003 [7] Giang Thư nnk, Xả lũ thi cơng qua cơng trình xây dựng dở xây dựng cơng trình thủy lợi, thủy điện Tạp chí KH&CN thủy lợi - Viện KHTLVN số 4-2011 [8] Giang Thư nnk, Nghiên cứu thực nghiệm xả lũ thi công qua đập đá đổ thi cơng cơng trình thủy điện Tuyên Quang Tạp chí KH&CN thủy lợi - Viện KHTLVN số 13-2013 [9] Trần Quốc Thưởng, (2005): Thí nghiệm mơ hình thủy lực - NXB xây dựng, Hà Nội [10] Trần Quốc Thưởng,(2008): Báo cáo tổng kết đề tài cấp nhà nước mã số 6-2011 87 PHỤ LỤC (Bảng 3.1-3.20)